珠海机场高速B匝道现浇箱梁支架计算书.doc

珠海机场高速公路A3标金台互通立交B匝道连续箱梁现浇施工支架方案及计算书一、工程概况珠海机场高速公路A3标金台互通立交的B匝道桥为4跨一联现浇连续箱梁，支架的高度为1318m不等，采用由直径50cm壁厚8mm的钢管作为竖向支撑柱，用I36a工字钢作为柱顶横梁，用贝雷架作为纵向支撑梁，贝雷架以1.2m的间距布置，组成现浇箱梁砼的支架体系。贝雷架顶先在纵桥向按90cm间距铺设10cm10cm4m的木方，再在横桥向按60cm间距铺设10cm10cm4m方木作为分配梁，分配梁上满布碗扣架，碗扣架上下安装可调式顶托，顶托上方铺设10cm10cm4m作为底模的托楞，箱梁底板，箱梁底摸、侧模和内膜均采用=18mm的木胶板。二、计算依据1、材料力学孙训芳等编，2002年8月第四版，高等教育出版社；2、结构力学，龙奴球等编，2004年，高等教育出版社；3、钢结构设计手册，2004年，中国建筑工业出版社；4、建筑施工脚手架实用手册，杜荣军主编，1995年，中国建筑工业出版社；5、建筑工程模板施工手册，杨嗣信，中国建筑工业出版社；6、公路桥涵施工技术规范JTG/T F50-20117、钢结构学沈祖炎等著，2005年，中国建筑工业出版社；8、金台互通立交施工图设计。三、受力分析3.1.1箱梁底摸、侧模和内膜均采用=18mm的木胶板。木胶板容许应力=80MPa，弹性模量E=6GPa。3.1.2纵横向方木纵向方木采用松方木，截面尺寸为10*10cm.截面参数：W=bh2/6=10*102/6=167cm3I=bh3/12=10*103/12=833cm4横向方木采用松方木，截面尺寸为8*8cm.截面参数：W=bh2/6=8*82/6=85cm3I=bh3/12=8*83/12=341cm4方木容重取6KN/m3，纵横向方木布置：纵向方木布置，纵向方木间距一般为90cm，在腹板和端、中横隔梁下为60cm。横向方木间距一般为30cm。木材弹性模量取最小值E9.4GPa进行验算。3.1.3贝雷桁架（力学性能见表1）：国产贝雷梁其桁节用16 锰钢，销子采用铬锰钛钢，插销用弹簧钢制造，焊条用T505X 型，桥面板和护轮木用松木或杉木。材料的容许应力按基本应力提高30，个别钢质杆件超过上述规定时，不得超过其屈服点的85，设计时采用的容许应力如下：钢料16 锰钢拉应力、压应力及弯应力为1.3210273 MPa；剪应力为1.3160208 MPa。30 铬锰钛拉应力、压应力及弯应力为0.8513001105 MPa；剪应力为0.451300585 MPa。表1 桁架片力学性质见下表3.1.4钢管立柱钢桁架采用的钢管为50cm、=8mm,材质为A3钢，轴向容许应力（查路桥施工计算手册）=140MPa。横梁采用I36a，截面数据见表1，横梁数据见表2。表2 50cm、t=8mm钢管截面特性外径d（mm）壁厚t（mm）截面积A（mm2）惯性矩I（mm4）抵抗矩W（mm3）同转半径i（mm）每米重（kg）50084.89*1021.219*1055.08*10315.7838.4表3 I25a、I36a工字钢截面特性型号壁厚t（mm）截面积A（mm2）惯性矩Ix（mm4）抵抗矩Wx（mm3）回转半径i（mm）每米重（kg）I25a84.89*1025023.54*104401.88*10315.7838.4I36a1076.3*10215760*104875*10326.959.9表4 钢材的强度设计值单位：N/mm2 3.2标准段支架计算3.2.1荷载分析支架自重： 钢管及贝雷架自重荷载：Q钢管 =1KN/m15m/条14条/跨=210KN/跨 Q贝雷架 =1KN/m1025=250KN/跨Q砼基础 =65KN/条6=390KN/跨q1=（210+250+390）/25=34KN/m34/10.5=3.24KPa 模板自重荷载q2=(q面板+q压楞+q支撑)/L=(10.5+6.05)0.018+0.080.084+0.10.11.5)6=2.03KN/m 2.03/10.5=0.2KPa施工人员、施工料具堆放、运输荷载：q3=2.0KPa倾倒混凝土时产生的冲击荷载：q4=2.0KPa振捣混凝土产生的荷截：q5=2.5KPa箱梁钢筋砼自重（容重按25KN/m3计）：q6 =677.7/10025=169.43KN/m169.43/10.5=16.2KPa强度计算时，Q1 =1.2(q1+q2+q6)+1.4(q3+q4+q5)= 1.2(3.24+0.2+16.2)+1.4(2+2+2.5)=32.67KPa刚度计算时，Q2= q1+q2+ q3 +q6=3.24+0.2+2+16.2=21.64 KPa3.2.2 支撑底模方木横梁支撑底模的横梁采用1010400cm方木以40cm的间距布置。横桥向跨度为1.2m，承受最大荷载的位置位于第一次浇砼时的腹板底部。按承受均布荷载的简支梁计算：腹板底混凝土自重q砼max=(1.0*0.4+0.6*(0.22+0.27)*25=17.35KN/m间距为40cm时方木承受的最大砼自重（按均布荷载计）为q砼 =17.350.4 = 6.94 KN/mM方木max =1/8qL2=1/8*(q砼+(q2+q3+q4+q5)*0.4)*1.22=1/8*(6.94 +(0.2+2+2+2.5)*0.4)*1.22=1.732KN.m方木max= M方木max/WZ=1.732*106/(167*103)=10.37 MPa方木=16.2MPa，满足要求。=5(q砼+(q2+q3)*0.4)l4/(384EI)=5*(6.94 +(0.2+2)*0.4)*1000*1.24/（384*9.4*109*833*10-8）=0.002696m=2.7mm=1200/400=3mm符合要求。3.2.3 贝雷架纵梁贝雷架纵梁承受箱梁底模以上所有荷载，并搁在临时墩顶的横梁上。横桥向在边腹板及中腹板底部各布置一对，每对均采用间距为0.9m宽的花窗联结，每两组梁之间的净距为1.5m。临时钢管墩顺桥向间距按12m计算，受力最大的贝雷架梁应是腹板底部，其承受箱梁荷载的范围大致为以腹板底部中线向两侧各1.2m。沿纵桥向的最大均布荷载为：q纵max=(1.5*0.4+0.49*2)*25=39.5KN/m跨中最大弯矩：M纵max=1/8*q L2=1/839.5122=711KNmM=M0*2=975*2=1950KNm符合允许承受弯矩的要求。由于混凝土是分两次浇筑的，第一次浇筑底板及腹板，第二次浇筑顶板，两次浇筑时间间隔至少都要5天。此时底板及梁已经具有一定强度，能分担部分荷载。跨中挠度：取=L/400=12000/400=30mm=5ql4/(384EIx)=5(39.51000/1000)120004/(3842.05105250500104)=20.8mm，符合要求。3.2.4 临时墩顶II36a工字钢横梁II36a工字钢横梁在横桥向中心处的跨径为3m，按承受集中荷载的简支梁计算：F= q纵max L/2=39.5*25/2=493.75KN跨中最大弯矩：MII36amax=1/4*FL=1/4493.753=370.3KNm以实腹段工字钢横梁验算其强度及刚度即可实max=M实max/(xx )=370.31000000/(875100021.05)=201.5MPaf = 215MPa符合强度要求。跨中挠度：取=L/400=3000/400=7.5mm=FL3/(48EI)= 493.7530003/(482.0510515760104)=8.2mm，略大于允许要求，但由于箱梁砼分两层浇筑，在浇筑第二层时，最大荷载的梁已经与其他梁平分新增加的荷载，因此实际挠度不会超过允许值。3.2.5 钢管支撑墩钢管为50cm、=8mm,材质为A3钢，轴向容许应力=140MPa。横梁采用I36a，在实腹段梁间距为50cm，空心段梁间距为90cm。初步预计最长立柱的高度为17m。B匝道桥每跨设置14条钢管支撑墩，跨中一排墩承受荷载最大。假设跨中6根支撑墩承受的荷载相同，则P钢管max=(677.7*25+34*25+2.03*25)/4/2/6=372KN单根钢管墩的容许承载力为P= A =(0.250.25-0.2420.242)3.1421401000000/1000= 1731.4KN安全系数K=P/ P钢管max =1731.4/372=4.65i=D/4*(1+(d/D)2)=500/4*(1+(492/500)2)=175.4mm=L/i =117000/175.4=96.92=100,不必进行压杆稳定计算。3.2.6 地基与混凝土基础在原地基上填筑30cm以上的隧道石渣，并用压路桥压实至没有轮迹，其上先浇筑一层平面为200cm550cm厚10cm的C30砼，然后安装2段底面150cm500cm、顶面70cm400cm、高50cm的C30混凝土预制基础。一段基础以下地基承受的荷