内蒙绥满25标跨铁路现浇箱梁施工计算书-典尚设计

1 绥满国道高速公路上跨铁路箱梁绥满国道高速公路上跨铁路箱梁 现浇支架设计计算书现浇支架设计计算书 计 算 毛 洺 复 核 牛 子 民 中铁四局集团二公司内蒙绥满国道博牙高速公路 项目经理部第二十五合同段 2010 年 04 2 1 1 设计依据 设计依据 1 2 2 工程概况 工程概况 1 3 3 箱梁现浇支架施工方案 箱梁现浇支架施工方案 1 4 14 1 翼板支架结构计算 翼板支架结构计算 2 4 24 2 底板支架结构计算 底板支架结构计算 13 4 34 3 纵向主承重梁受力验算 纵向主承重梁受力验算 30 4 44 4 边支墩受力验算 边支墩受力验算 34 4 54 5 中支墩受力验算 中支墩受力验算 44 4 64 6 基础系梁受力验算 基础系梁受力验算 50 5 5 滨洲铁路段支架结构计算 滨洲铁路段支架结构计算 54 5 15 1 翼板支架结构计算 翼板支架结构计算 54 5 25 2 底板支架结构计算 底板支架结构计算 54 5 35 3 纵向贝雷梁检算 纵向贝雷梁检算 54 5 45 4 支墩受力验算 支墩受力验算 58 5 55 5 基础系梁计算 基础系梁计算 63 5 65 6 独立扩大基础计算 独立扩大基础计算 67 6 6 贝雷纵梁支点处加强处理 贝雷纵梁支点处加强处理 67 7 7 非跨铁路段落地满堂碗扣支架结构计算 非跨铁路段落地满堂碗扣支架结构计算 68 7 17 1 翼板支架结构计算 翼板支架结构计算 68 7 27 2 普通段底板支架结构计算 普通段底板支架结构计算 69 7 37 3 暗箱梁段底板支架结构计算 暗箱梁段底板支架结构计算 76 1 1 1 设计依据 设计依据 1 1 建筑结构荷载规范 GB50009 2001 1 2 竹编胶合板 GB T13123 2003 1 3 木结构设计规范 GB50009 2001 1 4 钢结构设计规范 GB50009 2001 1 5 建筑地基基础设计规范 GB50009 2001 1 6 混凝土结构设计规范 GB50009 2001 1 7 绥满国道主干线博克图至牙克石段高速公路设计文件 2 2 工程概况 工程概况 牙克石西互通立交桥跨铁路部分桥孔布置为主线桥 50 15 46 5 50 15 m D 匝 道桥 50 15 48 50 15 m 预应力砼连续梁 主线桥长 146 8m D 匝道桥长 148 3m 主线桥梁体为单箱双室 D 匝道桥梁体为单箱单室 均为等高度 等截面箱梁 箱梁 梁高 2 9m 主线桥箱梁顶板宽 12 8m 顶板厚 25cm 局部 45cm 底板厚 22 cm 42 cm 变化 腹板厚由 50cm 渐变为 70cm D 匝道桥梁宽 8 5m 顶板厚 25cm 局部 45cm 底板厚 22 cm 42 cm 变化 腹板厚由 50cm 渐变为 70cm 箱梁为 C50 砼 梁体砼设计为连续灌注 现场拟采用两次分层灌注箱梁 首先施工 底板及腹板 然后施工顶板 3 3 箱梁现浇支架施工方案 箱梁现浇支架施工方案 上跨大雁铁路部分箱梁长 36m 上跨滨州铁路部分箱梁长 24m 与既有铁路交角 41 度 均位于箱梁普通段 采用钢管支墩承托贝雷梁架空铁路运营通道 本跨其余采 用碗扣满堂支架 采用贝雷梁结合碗扣式脚手架作为现浇支架纵向承重结构 大雁铁路段在横桥向 布置 22 排单层不加强贝雷梁 滨州铁路段在横桥向布置 22 排单层加强贝雷梁 在外 腹板下布置 3 片贝雷梁 内腹板下布置 4 片贝雷梁 间距 0 3m 在其余部分贝雷片间 距 0 9m 贝雷梁间采用连接件在横桥向连成整体 在贝雷片纵梁上每隔 90cm 横向布置一根 I10 工字钢 其上布置碗扣式脚手架 脚 手架上横向布置 100 150mm 方木 横向方木上布置纵向 100 150mm 方木 方木上布置 15mm 的竹胶合板 跨滨州铁路边支墩及跨大雁铁路中支墩贝雷梁下横向用 HN588 型钢将上部荷载传 至钢管立柱 其余支墩贝雷梁下横向用 HN500 型钢将上部荷载传至钢管立柱每个托架 2 支点横向布置 7 13 根 600 8mm 钢管立柱 边支墩立柱支与 120cm 宽 80cm 高 钢筋混凝土系梁上 基础为 100cm 钻孔桩基础 中支墩立柱支与 220cm 宽 100cm 高 钢筋混凝土条基上 主线桥地质情况 标高 646 7 643 1 处为 亚粘土 180kpa 65kpa 标高 643 1 641 4 处为粉砂 150kpa 35kpa 标高 641 4 631 3 处为 圆砾土 500kpa 120kpa 4 4 大雁铁路段支架结构计算 大雁铁路段支架结构计算 绥满国道穿越大雁铁路四股道 与线路交角 410 贝雷梁托架长 36m 拟拆除大雁 铁路二线轨道 设置托架基础 采用两跨 16 5m 19 5m 连续梁 其中边支墩设置在基 坑围护结构的系梁及独立明挖扩大基础上 中支墩设置在条形明挖扩大基础上 采用允 许应力法计算 4 14 1 翼板支架结构计算 翼板支架结构计算 1 1 底模板计算 底模板计算 竹胶板技术指标以及力学性能 1 根据 竹编胶合板 GB T13123 2003 查得 15mm 厚光面竹胶板厚型 类一等 品 静弯曲强度 50MPa 弹性模量 E 5 103MPa 密度取 3 10mKN 由于翼板处方木按中心间距 45cm 纵向布设 实际计算考虑方木实体宽度 10cm 即模板计算跨径取 L 35cm 取 1m 宽模板进行计算 又模板单位宽 1m 面板截面参数 惯性矩 45 33 108125 2 12 151000 12 mm bh I 截面抵抗矩 34 22 1075 3 6 151000 6 mm bh W 荷载计算 2 a 钢筋砼自重取 26KN m3 砼产生的面荷载标准值 q1 0 2 0 45 2 26 8 45KN m2 b 模板自重产生的荷载标准值 q2 0 015 10 0 15 KN m2 c 施工人员及机具荷载 q3 2 5 KN m2 d 振捣砼产生的荷载 q4 2 0 KN m2 则取 1m 宽分析线荷载为 3 q强 8 45 0 15 2 5 2 0 13 1KN m q刚 8 45 0 15 8 6KN m 计算模型 3 3 按 0 35m 0 10m 0 35m 三跨连续梁建模计算模板强度及刚度 计算结果 强度分析 4 满足要求 max 3 850 M MPaMPa W 刚度分析 5 max 450 1 01 2 400400 l fmmfmm 翼板处模板强度 刚度均满足要求 2 2 翼板处底模下方木检算 翼板处底模下方木检算 竹胶板下纵向方木采用 100 100mm 的东北落叶松方木 横向间距 45cm 其下方木 横向布置 纵向间距 90cm 方木技术指标以及力学性能 1 查 路桥设计计算手册 得 东北落叶松 顺纹弯应力 w 14 5N mm2 弯曲剪 应力 2 3MPa E 10000N mm2 依最大三跨 0 9m 连续梁计算方木强度及挠度 又方木的截面参数 惯性矩 46 33 10333 8 12 100100 12 mm bh I 截面抵抗矩 35 22 10667 1 6 100100 6 mm bh W 6 荷载计算 2 由上一节模板分析可知转递到方木的线荷载如下 q强 17 04 0 45 5 9KN m q刚 8 6 0 45 3 87KN m 计算模型 3 3 由于方木下面分配梁按 0 9m 间距布置 故方木建模按三跨 0 90m 连续梁分析如下 计算结果 强度分析 7 满足要求 2 914 5MPaMPa 刚度分析 8 mm l fmmf25 2 400 4 0 max 方木的强度 刚度均满足要求 3 3 100 150 方木分配梁检算 分配梁检算 其 100 100 方木下横向布置 100 150 方木 纵向间距 90cm 方木置于钢管顶托 上 钢管横向间距 90cm 100 150 方木技术指标以及力学性能 1 方木下分配梁统一采用 100 150 方木 计算按照最大跨距为 0 9m 的三跨连续梁 荷载计算 100 150 方木技术指标 E 1 104 N mm2 I 2 8 107 mm4 W 3 75 105 mm3 fm 14 5N mm2 荷载计算 2 由前面模板分析可知转递到 100 150 方木的线荷载如下 9 q强 13 1 0 9 15 34KN m q刚 8 6 0 9 8 06KN m 计算模型 3 3 由于翼板处 100 150 方木下面钢管支撑横向间距 0 9m 布置 按三跨 0 9m 连续梁 建模如下 计算结果 强度分析 10 满足要求3 314 5 m MPafMPa 刚度分析 11 max 0 32 25 400 l fmmfmm 100 150 方木的强度 刚度均满足要求 4 4 碗扣架检算 碗扣架检算 荷载计算 翼缘混凝土下采用碗扣支架 间距 90 90cm 由 100 150 方木分配梁检算得 R1 R4 5 6KN R2 R3 15 3KN 计算模型 12 计算结果 根据 桥涵 中对碗扣支架分析可知 当横杆步距为 0 6m 时 单根立杆稳定允许 13 荷载设计值为 40KN 所以有立杆在翼板承受的荷载为 Rmax 15 5KN N 40KN 故碗扣支架在翼板处满足要求 4 24 2 底板支架结构计算 底板支架结构计算 15mm 竹胶板下纵向设 100 150mm 方木 腹板下间距 30cm 空腔下间距 45cm 其下 设横向 100 150mm 方木 间距 90cm 横向方木下设碗扣式脚手架 脚手架落在 10 工 字钢分配梁上 工字钢分配梁横向设置 90cm 一道 工字钢分配梁下为纵向贝雷梁 1 1 底模计算 底模计算 15mm 竹胶板下纵向设 100 150mm 方木 腹板下间距 30cm 空腔下间距 45cm 竹胶板技术指标以及力学性能 1 静弯曲强度 50MPa 弹性模量 E 5 103MPa 密度 3 10mKN 又模板单位宽 1m 面板截面参数 惯性矩 45 33 108125 2 12 151000 12 mm bh I 截面抵抗矩 34 22 1075 3 6 151000 6 mm bh W 荷载计算 2 钢筋砼自重取 26KN m3 a 腹板处砼产生的面荷载标准值 q1 2 9 26 75 4KN m2 空腔处砼产生的面荷载标准值 q1 0 47 26 12 22KN m2 b 模板自重产生的荷载标准值 q2 0 015 10 0 15 KN m2 c 施工人员及设备荷载标准值 q3 2 5 KN m2 d 振捣砼产生的荷载标准值 q4 2 0 KN m2 则取 1m 宽胶合板线荷载为 14 腹板处 q强 1 75 4 0 15 2 5 2 0 80 05KN m q刚 1 75 4 0 15 75 55KN m 空腔处 q强 2 12 22 0 15 2 5 2 0 16 87KN m q刚 2 12 22 0 15 12 37KN m 计算模型 3 3 计算结果 强度分析 15 满足要求 7 350MPaMPa 刚度分析 16 max 0 81 2 400 l fmmfmm 实腹板处模板强度 刚度均满足要求 2 2 底模下 底模下 100 150mm100 150mm 纵向方木检算 纵向方木检算 竹胶板下纵向方木采用 100 150mm 的东北落叶松方木 腹板下横向间距 30cm 空 腔下横向间距 45cm 其下设 100 150mm 的东北落叶松方木 横向布置 纵向间距 90cm 方木技术指标以及力学性能 1 又方木的截面参数 惯性矩 47 33 1081 2 12 150100 12 mm bh I 截面抵抗矩 35 22 1075 3 6 150100 6 mm bh W 荷载计算 2 腹板处 17 q强 1 80 05 0 3 24 02KN m q刚 1 75 55 0 3 22 67KN m 空腔处 q强 2 16 87 0 45 7 59KN m q刚 2 12 37 0 45 5 57KN m 取腹板处方木的线荷载 q强 1 24 02KN m 进行结构计算 计算模型 3 3 计算结果 18 组合应力图 剪应力图 19 变形图 5 1814 5MPaMPa 1 31 5MPaMPa 满足要求 max 0 421 5 400 l fmmfmm 3 3 底模下 底模下 100 150mm100 150mm 横向方木检算 横向方木检算 100 150mm 的纵向方木下横向方木采用 100 150mm 的东北落叶松方木 底板下纵 向间距 90cm 下设碗扣支架 方木技术指标以及力学性能 1 又方木的截面参数 惯性矩 47 33 1081 2 12 150100 12 mm bh I 20 截面抵抗矩 35 22 1075 3 6 150100 6 mm bh W 荷载计算 2 腹板处 q强 1 80 05 0 9 72 05KN m q刚 1 75 55 0 9 68KN m 空腔处 q强 2 16 87 0 9 15 2KN m q刚 2 12 37 0 9 11 13KN m 计算模型 3 3 计算结果 强度分析 21 组合应力图 剪应力图 22 变形图 支反力图 1 6114 5MPaMPa 23 1 261 5MPaMPa 满足要求 max 0 031 5 400 l fmmfmm 故其方木的强度 刚度均满足要求 4 4 底板下碗扣支架计算 底板下碗扣支架计算 碗扣支架高 2 4 米 横杆步距 0 6 米 立杆纵向间距 0 9 米 横向间距 2 0 3m 5 0 6m 2 0 3m 5 0 6m 2 0 3m 碗扣支架技术指标以及力学性能 1 E 2 1 105 MPa 140MPa 荷载分析 2 由上节对 100 150mmm 计算得 R1 R17 6 2KN R2 R16 23 7KN R3 R15 12 3KN R4 R5 R6 R12 R13 R14 9 2KN R7 R11 9 1KN R8 R10 12 6KN R9 21 6KN 24 计算建模 3 计算结果 25 组合应力图 支反力图 故其强度满足要求 50 6140MPaMPa 10 10 工字钢分配梁贝雷梁检算 工字钢分配梁贝雷梁检算 碗扣支架下分配梁采用 I10 工字钢作为横向分配梁 沿纵向间距 90cm 其放置在 贝雷纵梁上 贝雷纵梁横向间距 4 0 9m 2 0 3m 3 0 9m 3 0 3m 3 0 9m 2 0 3m 4 0 9m I10 工字钢及贝雷梁技术指标以及力学性能 1 I10 工字钢技术指标 E 2 1 105 MPa 145MPa 85MPa 单片贝雷梁的技术指标 E 2 1 105 MPa I 2 50497 109 mm4 W 3 5785 106 mm3 26 M 788 2KN m Q 245 2KN 荷载分析 2 由翼缘下碗扣支架计算图得 R1 R4 6 7KN R2 R3 15 5KN 由底板下碗扣支架计算图得 27 R1 R17 9 6KN R2 R16 18 4KN R3 R15 14 7KN R4 R7 R11 R14 9 6KN R5 R6 R12 R13 9 4KN R8 R10 12 2KN R9 12 9KN 计算建模 3 28 计算结果 经过 midas 建模计算 29 弯曲组合应力图 剪应力图 30 变形图 由以上电算可知 24 2 MPa 145MPa 33 5 MPa 85MPa 最大变形 fmax 0 2mm f 900 400 2 25mm 满足要求 4 34 3 纵向主承重梁受力验算 纵向主承重梁受力验算 箱梁底板下承重桁架共计布置 22 片 贝雷片计算跨度 16 5 19 5m 单片贝雷梁的技术指标 E 2 1 105 MPa I 2 50497 109 mm4 W 3 5785 106 mm3 373MPa 208MPa 荷载分析 荷载分析 由于贝雷梁提供的为允许最大弯距及剪力 因此荷载计算时分项系数均为 1 0 既 31 按荷载标准值考虑 单贝雷片自重 276Kg 节 连接系等 取 300Kg 节 即 1KN m 工字钢分配梁自重 0 113 0 9 0 9 0 113KN m 箱梁段处单片贝雷梁所受线荷载标准值 边实腹板处 q强 2 9 0 5 0 2 0 6 2 0 2 0 3 2 0 6 0 25 0 22 26 3 1 0 113 0 5 1 1 3 2 5 2 0 6 3 16 64 KN m q钢 15 74 KN m 中实腹板处 q强 2 9 0 5 0 2 0 6 0 2 0 3 0 9 0 25 0 22 26 4 1 0 113 0 5 1 7 4 2 5 2 0 9 4 15 99 KN m q钢 14 98 KN m 空腹板处 q强 0 47 26 1 95 2 1 0 131 0 5 1 95 2 2 5 2 1 95 2 17 9 KN m q钢 13 51 KN m 翼缘板处 q强 0 2 0 45 2 2 5 26 4 1 0 113 0 5 2 5 4 2 5 2 2 5 4 9 51 KN m q钢 6 7KN m 计算模型 32 计算结果 组合应力图 33 剪 应 力 图 34 变 形 图 由以上电算可知 301 06 MPa 373MPa 114 08 MPa 208MPa fmax 0 032m f 19 5 400 0 049m 满足要求 4 44 4 边支墩受力验算 边支墩受力验算 H 型钢梁及钢管计算 边支墩采用 HN500 200 10 16 型钢 墩身为 600 8mm 钢管 H 型钢梁及钢管的技术指标以及力学性能 1 E 2 1 105 MPa 145MPa 85MPa 荷载分析 2 由纵向贝雷梁计算 边支墩受力计算采用 19 5m 跨博边墩 35 箱梁边支墩支点反力 翼板处 R1 83 8KN R2 105 6KN R3 101 8KN R4 110 8KN 边腹板处 R1 129 8KN R2 91 8KN R3 135 7KN 空腔处 R1 128 5KN R2 135KN 中腹板处 R1 141 3KN R2 111 3KN R3 111 3KN R4 141 3KN 支墩横梁与箱梁斜交 41 横梁各部位荷载间距进行了斜向调整 计算模型 3 36 计算结果 37 弯曲应力图 38 剪应力图 变形图 39 支座反力图 由以上电算可知 H 型钢 86 9 MPa 145MPa 63 1 MPa 85MPa 最大变形 fmax 2 9mm f 4000 400 10mm 钢管 42 MPa 145MPa 满足要求 基础系梁计算 基础系梁计算 力学性能 1 C30 混凝土 fc 14 3N mm2 ft 1 43N mm2 40 荷载计算 2 由前面钢管立柱受力情况时 已计算出支座反力 此时支座反力分别为 N1 N8 136 5KN N2 N7 372KN N3 N6 544 6KN N4 N5 497KN 其中 N3 N6 544 6KN N4 N5 497KN 传递荷载到系梁 N1 N8 136 5KN N2 N7 372KN 传递荷载到独立基础 计算模型 3 3 计算结果 41 弯距图 剪 力 图 42 组 合 应 力 图 由以上电算可知 系梁 M 165 5KN 43 Q 386 1KN 钻孔桩 0 81 MPa 小于 24m 跨基础组合应力 1 63 MPa Nmax 606 4 KN 此承台基础配筋同 24m 跨基础配筋 上部配纵向钢筋 7 14 As 1077 mm2 下部配纵向钢筋 7 14 As 1077 mm2 腰筋单侧分别配纵向钢筋 2 14 配 8 200 的 肢箍筋 基础钻孔桩入土深度计算 基础钻孔桩入土深度计算 地质资料 1 自上而下地质资料 第一层 亚粘土 l 4 9m qpa 180kpa qsia 65kpa 第二层 粉砂 l 1 7m qpa 150kpa qsia 35kpa 第三层 圆砾土 l 3 4m qpa 500kpa qsia 120kpa 荷载计算 2 由基础计算支座反力计算结果知 单根钢管桩底所承受的最大竖向荷载大小为 606 4 KN 查 地基与基础设计规范 得钻孔桩单桩竖向承载力特征值 Ra qpaAp 2 3up qsiali 式中 Ra 单桩轴向受压承载力特征值 kN up 桩的周长 m 44 地面以下各土层厚度 m i l qsia 与 对应的各土层与桩壁的极限摩阻力 kPa i l qpa 桩尖处土的极限承载力 kPa Ra qpaAp up qsiali 500 0 785 3 14 65 4 9 35 1 7 120 3 4 916 2KN Nmax 606 4KN Ra 916 2KN 可 独立扩大基础计算 独立扩大基础计算 大雁铁路 19 5 米跨边支墩钢管下采用 C30 独立扩大基础 平面尺寸为 1 5 1 5 米 高 0 5 米 由边支墩受力计算得 N 371 7KN F 371 7 1 5 1 5 0 5 25 399 8 Pk F A 399 8 1 5 1 5 177 7 fa 210 4 Kpa 4 54 5 中支墩受力验算 中支墩受力验算 H 型钢梁及钢管计算 中支墩采用 HW588 300 12 20 型钢 墩身为 600 8mm 钢管 H 型钢梁及钢管的技术指标以及力学性能 1 E 2 1 105 MPa 145MPa 85MPa 荷载分析 2 由纵向贝雷梁计算 中支墩受力计算支点反力如下 45 箱梁中支墩支点反力 翼板处 R1 242 9KN R2 254 9KN R3 266 4KN R4 278 0KN 边腹板处 R1 314 9KN R2 316 2KN R3 321 6KN 空腔处 R1 333 1KN R2 338 3KN 中腹板处 R1 334 5KN R2 333 1KN R3 333 1KN R4 334 5KN 支墩横梁与箱梁斜交 41 横梁各部位荷载间距进行了斜向调整 计算模型 3 46 计算结果 47 弯曲应力图 48 剪应力图 变形图 49 支座反力图 由以上电算可知 H 型钢 54 MPa 145MPa 71 5 MPa 85MPa 最大变形 fmax 3mm f 4000 400 10mm 钢管 60 9MPa 145MPa 槽钢 40 3MPa 145MPa 满足要求 50 4 64 6 基础系梁受力验算 基础系梁受力验算 条形基础纵向配筋计算 条形基础纵向配筋计算 荷载分析 1 由前面钢管桩立柱受力分析时 已计算出单根钢管桩立柱支座反力 此时支座反 力分别为 N1 N13 364KN N2 N12 764 2KN N3 N11 609 8KN N4 N10 592 1KN N5 N9 538 2KN N6 N8 538 5KN N7 584 8KN 其中 N3 N11 609 8KN N4 N10 592 1KN N5 N9 538 2KN N6 N8 538 5KN N7 584 8KN 并传递荷载到基础梁 N1 N13 364KN N2 N12 764 2KN 传递荷载到独基础 F 5142 KN 沿基础纵向的地基净反力 bpj F L 5142 13 6 378 1 KN m 计算模型 计算结果 51 弯距图 剪力图 由以上计算得 M上 76 6KN m 52 M下 140KN m Q 405 8KN 配筋计算 M上 fyAs 上 h0 as As 上 76 6 106 300 760 40 355mm2 配纵向钢筋 9 12 As 1017 mm2 M下 fyAs 下 h0 as As 下 140 106 300 760 40 648mm2 配纵向钢筋 12 12 As 1356 mm2 腰筋单侧分别配纵向钢筋 2 14 配 8 200 的 肢箍筋 0 25 CfCbh0 0 25 1 14 3 2200 760 5977400N 5977 4KN 405 8KN 截面尺寸满足要求 1000 760 1 32 V ftbh0 fyv 1 43 2200 760 210 405800 1 75 1 0 SV A h S 1 75 1 32 1 760 SV A S 0 按构造要求配筋 SV A S 配 8 200 的 肢箍筋 条形基础横向配筋计算 条形基础横向配筋计算 荷载分析 1 由前面钢管桩立柱受力分析时 已计算出单根钢管桩立柱支座反力 根据 地基 基础设计规范 计算地基基础梁承载力时 取其荷载设计值 此时支座反力分别为 N3 N11 609 8KN N4 N10 592 1KN N5 N9 538 2KN N6 N8 538 5KN N7 584 8KN 并传递荷载到基础梁 F 5142KN 沿基础横向的地基净反力 pj F b 5142 2 2 2337 3 KN m 53 结构计算 M 0 5 pja12 0 5 2337 3 0 82 747 9 KN m Q pja1 2337 3 0 8 1869 8 KN hp 800 h0 1 4 800 760 1 4 1 0 7 cftbh0 0 7 1 1 43 13600 760 18220202N 10346KN Qmax 1869 8KN AS M 0 9h0fy 747900000 0 9 760 210 5206mm2 采用 6 肢箍 10 180 AS 8722 mm2 条形基础地基承载力计算 条形基础地基承载力计算 地基承载力修正 地基承载力修正 1 1 条形基础采用 C30 钢筋混凝土 截面尺寸 b h 220 80cm L 13 6m 基础埋深 1 5m 基底坐在亚粘土层 其地基承载力特征值 fak 180Kpa 亚粘土重度 19KN m d 1 6 条形基础经深度修正后地基承载力特征值 fa fak d h 0 5 180 1 6 19 1 5 0 5 210 4 Kpa 荷载计算 荷载计算 2 2 由前面钢管立柱受力情况时 已计算出支座反力 此时支座反力分别为 N3 N11 609 8KN N4 N10 592 1KN N5 N9 538 2KN N6 N8 538 5KN N7 584 8KN 并传递荷载到基础梁 F 5142 KN G h A 25 0 8 13 6 2 2 598 4KN 地基承载力计算 地基承载力计算 3 3 Pk F G A 5142 598 4 13 6 2 2 191 9 fa 210 4 Kpa 764KN764KN 处独立扩大基础计算处独立扩大基础计算 大雁铁路 19 5 16 5 米跨中支墩钢管下采用 C30 独立扩大基础 平面尺寸为 2 2 2 2 米 高 0 8 米 54 由中支墩受力计算得 N 764KN F 764 2 2 2 2 0 8 25 850 8KN Pk F A 850 8 2 2 2 2 175 8 fa 210 4 Kpa 363 4KN363 4KN 处独立扩大基础计算处独立扩大基础计算 大雁铁路 19 5 16 5 米跨中支墩钢管下采用 C30 独立扩大基础 平面尺寸为 1 5 1 5 米 高 0 5 米 由中支墩受力计算得 N 363 4KN F 363 4 1 5 1 5 0 5 25 391 5KN Pk F A 391 5 1 5 1 5 174 Kpa fa 210 4 Kpa 5 5 滨洲铁路段支架结构计算 滨洲铁路段支架结构计算 贝雷梁托架长 24m 采用一跨 24m 简支梁结构进行受力计算 5 15 1 翼板支架结构计算 翼板支架结构计算 同大雁铁路段支架结构计算 5 25 2 底板支架结构计算 底板支架结构计算 15mm 竹胶板下纵向设 100 150mm 方木 腹板下间距 30cm 空腔下间距 45cm 其下 设 100 150mm 横向方木 间距 90cm 下设碗扣支架 同大雁铁路段支架结构计算 5 35 3 纵向贝雷梁检算 纵向贝雷梁检算 箱梁底板下承重桁架共计布置 22 片加强贝雷片 贝雷片计算跨度 24m 贝雷梁技术指标以及力学性能 1 单片贝雷梁的技术指标 E 2 1 105 MPa I 2 50497 109 mm4 W 3 5785 106 mm3 M 788 2KN m Q 245 2KN 荷载分析 2 由于贝雷梁提供的为允许最大弯距及剪力 因此荷载计算时分项系数均为 1 0 既 按荷载标准值考虑 55 单贝雷片自重 1 5KN m 工字钢分配梁自重 0 113 0 9 0 9 0 113KN m 箱梁段处单片贝雷梁所受线荷载标准值 边实腹板处 q强 2 9 0 5 0 2 0 6 2 0 2 0 3 2 0 6 0 25 0 22 26 3 1 5 0 113 0 5 1 1 3 2 5 2 0 6 3 17 14 KN m q钢 16 24 KN m 中实腹板处 q强 2 9 0 5 0 2 0 6 0 2 0 3 0 9 0 25 0 22 26 4 1 5 0 113 0 5 1 7 4 2 5 2 0 9 4 16 49 KN m q钢 15 48 KN m 空腹板处 q强 0 47 26 1 95 3 1 5 0 131 2 5 2 1 95 3 18 4 KN m q钢 14 01KN m 翼缘板处 q强 0 2 0 45 0 9 26 2 1 5 0 113 0 5 2 5 2 5 2 0 9 10 01 KN m q钢 7 2KN m 通过对各部位单片贝雷梁所受线荷载分析 采用 q强 18 4 KN m q钢 16 24 KN m 计算模型 56 计算结果 弯 距 图 57 剪 力 图 58 变 形 图 由以上电算可知 Mmax 1324 8KN m M 1687 5 KN m Qmax 220 8kN Q 245 2KN fmax 0 028m f 2400 400 0 06m 满足要求 5 45 4 支墩受力验算 支墩受力验算 中支墩采用 HN588 300 12 20 型钢横梁 墩身为 600 8 钢管 横梁采用单根 H 型钢 下设钢管支墩 间距为 3 25m 2 5m 2m 3m 2m 3m 2m 2 5m 3 25m 横梁及钢管的技术指标以及力学性能 1 E 2 1 105 MPa 145N m2 85 N m2 荷载分析 2 箱梁段处单片贝雷梁所受线荷载设计值 边实腹板处 q强 2 9 0 5 0 2 0 6 2 0 2 0 3 2 0 6 0 25 0 22 26 3 1 5 0 113 0 5 0 6 3 2 5 2 0 6 3 18 4 KN m 中实腹板处 q强 2 9 0 5 0 2 0 6 0 2 0 3 0 9 0 25 0 22 59 26 4 1 5 0 113 0 5 0 9 4 2 5 2 0 9 4 16 08 KN m 空腹板处 q强 0 47 26 3 15 2 1 5 0 131 2 5 2 3 15 2 27 97 KN m 翼缘板处 q强 0 2 0 45 2 2 5 26 4 1 5 0 113 2 5 2 2 5 4 9 7 KN m 根据现场贝雷梁布局 得各部位贝雷梁支点反力分析计算结果 每组贝雷横梁 所受支点反力如下表 箱梁部位单片线荷载 KN m牙边墩 KN博边墩 KN 翼缘 9 7116 40116 40 边腹板 18 40220 80220 80 中腹板 16 08192 96192 96 空腹板 27 97335 64335 64 支墩横梁与箱梁正交时横梁各部位线荷载 箱梁部位各部位长 m牙边墩横梁 KN m博边墩横梁 KN m 翼缘 3 6129 3129 3 边腹板 0 611041104 中腹板 0 9857 6857 6 空腹板 2 7248 62248 62 支墩横梁与箱梁斜交 41 时横梁各部位线荷载 箱梁部位各部位长 m牙边墩横梁 KN m博边墩横梁 KN m 翼缘 5 584 684 6 边腹板 0 9736736 中腹板 1 4551 3551 3 空腹板 4 1163 7163 7 计算模型 3 60 计算结果 61 弯曲应力图 剪应力图 62 变形图 63 支座反力图 由以上电算可知 由以上电算可知 H 型钢 37 3 MPa 145MPa 67 8 MPa 85MPa 最大变形 fmax 2 0mm f 3000 400 7 5mm 钢管 54 4 MPa 145MPa 满足要求 5 55 5 基础系梁计算 基础系梁计算 系梁计算系梁计算 力学性能 1 C30 混凝土 fc 14 3N mm2 ft 1 43N mm2 荷载计算 2 由前面钢管立柱受力情况时 已计算出支座反力 此时支座反力分别为 N1 N10 91 3KN N2 N9 285 2KN N3 N8 547 7KN N4 N7 630 1KN N5 N6 693 1KN 其中 N3 N8 547 7KN N4 N7 630 1KN N5 N6 693 1KN 传递荷载到系梁 N1 N10 91 3KN N2 N9 285 2KN 传递荷载到独立基础 计算模型 3 3 64 计算结果 弯距图 65 剪 力 图 66 由以上电算可知 系梁 M上 97 5KN M下 90 9KN Q 716KN 钻孔桩 Nmax 889 8 KN 此承台基础配筋同 24m 跨基础配筋 上部配纵向钢筋 7 14 As 1077 mm2 下部配纵向钢筋 7 14 As 1077 mm2 腰筋单侧分别配纵向钢筋 2 14 配 8 200 的 肢箍筋 基础钻孔桩入土深度计算 基础钻孔桩入土深度计算 基础钻孔桩入土深度拟按 10 米计算 地质资料 1 自上而下地质资料 第一层 亚粘土 l 4 9m qpa 180kpa qsia 65kpa 第二层 粉砂 l 1 7m qpa 150kpa qsia 35kpa 第三层 圆砾土 l 3 4m qpa 500kpa qsia 120kpa 荷载计算 2 由基础计算支座反力计算结果知 单根钢管桩底所承受的最大竖向荷载大小为 889 8KN 查 地基与基础设计规范 得钻孔桩单桩竖向承载力特征值 Ra qpaAp 2 3up qsiali 式中 Ra 单桩轴向受压承载力特征值 kN 67 up 桩的周长 m 地面以下各土层厚度 m i l qsia 与 对应的各土层与桩壁的极限摩阻力 kPa i l qpa 桩尖处土的极限承载力 kPa Ra qpaAp up qsiali 500 0 785 3 14 65 4 9 35 1 7 120 3 4 916 2KN Nmax 889 8KN Ra 916 2KN 可 5 65 6 独立扩大基础计算 独立扩大基础计算 滨州铁路 24 米跨两边钢管支墩采用 C30 独立扩大基础 平面尺寸为 1 5 1 5 米 高 0 5 米 由 5 4 节支墩受力计算得 N 285 2KN F 285 2 1 5 1 5 0 5 25 313 3KN Pk F G A 313 3 1 5 1 5 139 3 fa 210 4 Kpa 6 6 贝雷纵梁支点处加强处理 贝雷纵梁支点处加强处理 由于部分贝雷纵梁与支墩交接处不在贝雷纵梁立杆或斜杆处 导致贝雷纵梁承载 能力降低 采取如下措施加强 用两片 18 槽钢两端磨光顶紧在贝雷片上下底边 68 7 7 非跨铁路段落地满堂碗扣支架结构计算 非跨铁路段落地满堂碗扣支架结构计算 7 17 1 翼板支架结构计算 翼板支架结构计算 同大雁铁路段支架结构计算 2 2 翼板处底模下方木检算 翼板处底模下方木检算 竹胶板下纵向方木采用 100 100mm 的东北落叶松方木 横向间距 45cm 其下方木 横向布置 纵向间距 60cm 同大雁铁路段支架结构计算 竹胶板下横向方木的纵向间距 60cm 小于大雁铁路 段支架结构计算中的 90cm 故方木强度 刚度满足要求 3 3 100 150100 150 方木分配梁检算方木分配梁检算 其 100 100 方木下横向布置 100 150 方木 纵向间距 90cm 同大雁铁路段支架结构计算 4 4 碗扣架检算 碗扣架检算 翼缘混凝土下采用碗扣支架 间距 60 90cm R 17 04 0 6 0 9 9 2KN 根据 桥涵 中对碗扣支架分析可知 当横杆步距为 1 2m 时 单根立杆稳定允许 荷载设计值为 30KN 69 钢管自身重按 4 0kg m 0 04KN m 按照步距 1 2m 立杆长度取 15m 则有每根立 杆承受自重 包括横杆 为 12 0 9 12 0 6 2 15 0 04 2 04KN 所以有立杆在翼板承受的荷载为 Rmax 9 2 2 04 11 2KN N 30KN 故碗扣支架在翼板处满足要求 5 5 地基承载力计算 地基承载力计算 P N A N 支架传之基础顶面处的轴心力 A 硬化层下土受力面面积 取单个立杆受力最大时 立杆下底托为 100 100mm 与地面接触面 45 度扩散 砼硬化层厚 20cm 碎石填筑 30cm 取顶托处支撑力加支架自身自重后作为支架传之基础顶面处的轴心力计算 受力 面面积计算为 1100 1100mm 实际支架布设间距为 600 900mm 受力计算面积大于实 际支架布设面积 取值按实际支架布设面积 600 900mm 根据翼板处支架立杆验算 单根立杆传到地基的力 N 11 2KN Pmax 11 2 0 6 0 9 20 74KPa 180 KPa 地面土层 亚粘土 承载力为 180KPa 所以地基承载力满足要求 7 27 2 普通段底板支架结构计算 普通段底板支架结构计算 15mm 竹胶板下纵向设 100 100mm 方木 腹板下间距 30cm 空腔下间距 45cm 其下 设 100 100mm 横向方木 间距 60cm 分配梁方木下设碗扣式脚手架 1 1 底模计算 底模计算 15mm 竹胶板下纵向设 100 100mm 方木 腹板下间距 30cm 空腔下间距 45cm 同大雁铁路段支架结构计算 2 2 底模下 底模下 100 100mm100 100mm 纵向方木检算 纵向方木检算 竹胶板下纵向方木采用 100 100mm 的东北落叶松方木 腹板下横向间距 30cm 空 腔下横向间距 45cm 其下设 100 150mm 的东北落叶松方木 横向布置 纵向间距 60cm 方木技术指标以及力学性能 1 70 又方木的截面参数 惯性矩 33 64 100 100 8 33 10 1212 bh Imm 截面抵抗矩 22 53 100 100 1 67 10 66 bh Wmm 荷载计算 2 腹板处 q强 1 80 05 0 3 24 02KN m q刚 1 75 55 0 3 22 67KN m 空腔处 q强 2 16 87 0 45 7 59KN m q刚 2 12 37 0 45 5 57KN m 取腹板处方木的线荷载 q强 1 24 02KN m 进行结构计算 计算模型 3 3 71 计算结果 组合应力图 72 剪应力图 变形图 4 214 5MPaMPa 1 131 5MPaMPa 满足要求 max 0 21 5 400 l fmmfmm 3 3 底模下 底模下 100 150mm100 150mm 横向方木检算 横向方木检算 100 100mm 的纵向方木下横向方木采用 100 150mm 的东北落叶松方木 底板下纵 向间距 60cm 下设碗扣支架 方木技术指标以及力学性能 1 又方木的截面参数 73 惯性矩 47 33 1081 2 12 150100 12 mm bh I 截面抵抗矩 35 22 1075 3 6 150100 6 mm bh W 荷载计算 2 腹板处 q强 1 80 05 0 6 48 03KN m q刚 1 75 55 0 6 45 33KN m 空腔处 q强 2 16 87 0 6 10 12KN m q刚 2 12 37 0 6 7 42KN m 计算模型 3 3 计算结果 强度分析 74 组合应力图 剪应力图 75 变形图 支反力图 2 5414 5MPaMPa 1 271 5MPaMPa 满足要求 max 0 051 5 400 l fmmfmm 故其方木的强度 刚度均满足要求 4 4 碗扣架检算 碗扣架检算 混凝土下采用碗扣支架 腹板处间距 30 60cm 空腔处 60 60cm R 腹 80 05 0 3 0 6 14 41KN R 空 16 87 0 6 0 6 6 08KN m 根据 桥涵 中对碗扣支架分析可知 当横杆步距为 1 2m 时 单根立杆稳定允许 荷载设计值为 30KN 钢管自身重按 4 0kg m 0 04KN m 按照步距 1 2m 立杆长度取 12m 则有每根立 杆承受自重 包括横杆 为 76 腹板处 11 0 3 11 0 6 2 12 0 04 1 28KN 所以有立杆在腹板承受的荷载为 Rmax 14 41 1 28 15 69KN N 30KN 空腔处 11 0 6 11 0 6 2 12 0 04 1 54KN 所以有立杆在空腔承受的荷载为 Rmax 6 08 1 54 7 62KN N 30KN 故碗扣支架在普通段满足要求 5 5 地基承载力计算 地基承载力计算 P N A N 支架传之基础顶面处的轴心力 A 硬化层下土受力面面积 取单个立杆受力最大时 立杆下底托为 100 100mm 与地面接触面 45 度扩散 砼硬化层厚 20cm 片石填筑 30cm 取顶托处支撑力加支架自身自重后作为支架传之基础顶面处的轴心力计算 受力 面面积计算为 1100 11