现浇箱梁贝雷架+钢管桩模架计算书.doc

*高速公路南连接线*标段A2#桥第五联箱梁钢管桩模架计算书*公路工程公司*高速公路南连接线*标项目经理部2010年8月26日1目 录一、工程概况1二、荷载计算2三、构件计算31、底模板32、中孔肋木计算43、中孔楞木计算54、中孔贝雷梁计算95、中孔主横梁计算116、中孔立柱计算127、边孔肋木计算148、边孔贝雷梁计算159、边孔主横梁计算1710、边孔立柱计算18四、结论2120A2桥第五联（跨M、F线）现浇箱梁模板支架计算 一、 工程概况A2桥第五联跨越M、F线，为三孔连续刚构桥。跨径组合为35+45+35m。箱梁在15#、18#墩处为简支，第16#、17#墩处墩梁固结。箱梁底宽8m，顶宽12m (两侧翼缘悬挑各2m)。横截面为单箱双室。箱梁为变高梁，跨中梁高1.8m,根部梁高3m。固结墩顶横隔板厚2m，简支墩顶横隔板厚1.5m。箱梁纵向梁底为直线与R143.20m的圆曲线组合，中孔梁顶中部为6m直线段，边孔近15#、18#墩处有15.45m直线段。箱梁腹板垂直，厚50cm。梁底与地面最大高差17.05m。设计分为A、B、C三个节段现浇，C50砼数量453.9+459+236.9 m3 。 A2桥第五联纵断面图墩位断面图跨中断面图端支点断面图墩中线断面图二、 荷载计算1、现浇砼的荷载偏安全地假定所有砼荷载仅由底板均摊，荷载分项系数1.2,砼容重26KN/m。则p1（453.9+459+236.9）261.2（35+45+35）838.9932KN/m2、施工人员料机具堆放p2,荷载分项系数1.4计算模板、肋木时取2.51.4=3.5Kpa计算支承肋木的梁时取1.51.4=2.1Kpa计算立柱时取11.4=1.4Kpa3、振捣砼荷载p3=21.4=2.8Kpa，分项系数1.44、芯模自重p4=2.11.2=2.52Kpa，分项系数1.2以上参数取值见建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范 JGJ166-2008第4.3.1和路桥施工计算手册第八章模板工程 周水兴等编著三、 构件计算1、 底模板底模用1.5cm厚竹胶板一等品，弹性模量取9103MPa，抗弯强度80Mpa，抗弯剪强度取1.9MPa。密度为8.5KN/m3，换算为每m板重并计入1.2分项系数后为0.153KN/m2 。作用在模板上均布荷载：P=38.9932+3.5+2.8+2.52+0.153=47.9662KN/m2，肋木用0.080.08m马尾松，肋木间距0.36m，板的计算跨径取净跨28cm加板厚1.5cm则为29.5cm。按三等跨连接梁模式取1m板宽计算 弯矩：Mmax0.147.96620.29520.4174 KNmW=3.7510-5m311.13 MPa80MPa，满足要求！剪力：Q max0.647.96620.2958.49 KN对于矩形截面，最大剪应力在中和轴处故0.85MPa1.9MPa，满足要求！ 挠度：考虑调整系数0.851后（见木结构设计规范4.2.1条）E=0.8519103Mpa=7.65106 KN/m2I2.812510-7 m4挠度计算荷载38.9932+2.52+0.15341.6662KN/ m2 fmax0.677MPa 0.001m=0.001m，满足要求！2、 中孔肋木计算横梁间距75cm,故肋木计算跨径75cm，肋木为截面0.080.08m松木（也可同边孔一样，采用0.080.1m，增加数量不多，但可做到规格一致，简化施工），肋木容重为6KN/m3，弹性模量为104MPa，抗弯强度13Mpa，抗弯剪强度1.9Mpa。作用在每m长肋木上均布荷载P47.96620.361+0.080.08161.2=17.3139 KN/m按三等跨连续梁模式计算（计算图同上） mmax0.117.28480.7520.972 KNmW（m3）11.4 MPa13MPa 满足要求！ 剪力：Qmax0.617.31390.757.79 KN1.8 MPa1.9MPa 满足要求！ 挠度：荷载：P41.66620.361+0.080.08161.215.0459 KN/mfmax0.677 = 0.0011m0.0019m 满足要求！计入调整系数0.851后，E=0.85110Mpa=0.8510KN/mIm43、 中孔楞木计算楞木采用截面为1818cm的马尾松，因贝雷梁上顶托间距为75cm，所以楞木间距为75cm。按最不利的单跨简支梁时行验算，验算如下：楞木所受间距为36cm肋木传递的集中荷载为：钢筋砼：g1=38.99320.360.75=10.528KN底模板：g2=0.1530.360.75=0.041KN肋木：g3=0.080.080.756=0.029KN楞木：g4=0.180.180.366=0.070KN芯模：g5=2.1KN人员机具：p1=1.50.360.75=0.405KN振捣砼：p2=2.00.360.75=0.54KN综上得，设计荷载：P1=10.528+(0.041+0.029+0.070+2.1)1.2+(0.405+0.54)1.4=13.216+1.323=14.539KN标准荷载：P2=10.528+(0.041+0.029+0.070+2.1)1.2=13.216KN采用Midas软件进行计算：1) 建模按边跨跨径最大的三跨连续梁建模，肋木的集中荷载间距为36cm，支点间距分为142cm、150cm、95cm，梁截面为1818cm，弹性模量E=8500Mpa。节点坐标表 单位mm节点号X坐标节点号X坐标节点号X坐标1081440329205360918001332406720102160143600710801125204387021420122880恒载受力图 单位:N活载受力图 单位:N2) 内力计算剪力图 单位：N剪应力图 单位：Mpa剪应力：1.8 MPa1.9MPa 满足要求！弯矩图 单位：N.mm弯应力图 单位：Mpa弯应力：9.0 MPa13MPa 满足要求！3) 刚度计算变形图 单位：mm刚度：fmax1.2mm3.5mm 满足要求！4、 中孔贝雷梁计算贝雷梁用单层单片，跨径3跨15m，中跨的贝雷片横向布置如下图。跨中贝雷梁布置断面最大间距100cm,贝雷自重1KN/m,贝雷梁顶以上单位面积荷载为：钢筋砼：g1=（197.4+170.17）/2/8=22.97KN/m2底模板：g2=0.0158.5=0.128KN/m2肋木：g3=0.080.0816=0.107KN/m2楞木：g4=0.180.1816=0.259KN/m2芯模：g5=1.5KN/m2人员机具：p1=1.5 KN/m2振捣砼：p2=2.0KN/m2综上得，设计荷载：P1=（22.97+0.128+0.107+0.259+1.5)1.2+(1.5+2.0)1.4=24.961.2+3.51.4=34.85KN/m2标准荷载：P2=(22.97+0.128+0.107+0.259+1.5)1.2=24.961.2=29.95KN/m2各跨贝雷梁间分离简支，故按简支梁模式计算，以底宽8米进行贝雷片排数布置计算。 按弯矩布置贝雷排数： 取n=10 按剪力布置贝雷排数： 取n=9 按挠度布置贝雷排数：f max0.3m贝雷：E2.1105MPa=2.1108KN/m2I25050010-8m4根据以上最大值进行贝雷布置，即按设计应布置10排，实行布置12排。满足要求！5、 中孔主横梁计算贝雷梁简支于主横梁上，主横梁用2根I32a并排置于钢管桩上。钢管桩间距2.2m，故主横梁计算跨径为2.2m。按3等跨连续梁模式计算。I32a截面模量W=692.20210m3，IX:SX27.45810m，腹板厚0.0095m，IX11075.52510-8m4，单位重0.527KN/m。贝雷梁荷载传递到每m主横梁上平均荷载q=34.8515/2+20.5271.2=262.64KN/m弯距Mmax=0.1262.642.2=127.12KN.mmax91.8MPa215MPa满足要求！剪力 =0.6262.642.2=157.58 KN=30.2Mpa=125Mpa,满足要求！挠度：挠度计算时贝雷传递荷载=29.95=224.625KN,加在每m主横梁上平均荷载q=(224.625+20.527)1.2=270.81KN/mfmax0.0009 m =0.0055m，满足要求！ 6、 中孔立柱计算钢管立柱间距2.2m,单排共6根，计算立柱时施工人员、料机具堆放荷载取1.4Kpa。主横梁以上的总体单位面积荷载：P1=（22.97+0.128+0.107+0.259+1.5+121/8)1.2+1.41.4=26.461.2+1.41.4=33.712KN/m2立柱顶承受最大压力P=1.133.7122.2+20.5271.22.2=614.655KN立柱用外径32.5cm，壁厚0.6cm的钢管桩，桩底用钢板密封，钢管周长u0.325m1.021018m钢管自重0.47202KN/m钢管底面积A0.08295768m2钢管截面积=6.01300833910 m2钢管桩在地面上最大高度16.48 m以下用中孔的ZK443#钻孔地质资料计算钢管打入土中深度地质结构为：ZK443#钻孔地质资料地层名称地层厚（m）地基承载力标准值qrk（KPa）摩阻力标准值 qik（KPa）耕埴土0.630淤泥4.4025粉质粘土IL=0.473.3220050砂土状强风化凝灰熔岩2.6800080碎块状强风化凝灰熔岩23.09000105根据公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007） 5.3.3-3公式计算单桩轴向受压容许承载力：经估算桩入土深度在11m左右，则桩底标高-7m，桩底进入碎块状强风化凝灰熔岩层。钢管桩轴向承载力计算表项目名称详谦互通箱梁支架桥梁名称A2-第五联 墩台号A2-17桩长(m)孔口标高(m)地面标高(m)桩顶标高(m)桩底标高(m)基桩直径(m)桩周长(m)透水性rqrk(kPa)rqrk11.1444-7.1 0.3251.021 透水性土1.10 80008800.0 土层层序土层特性层底标高承载标准值(kPa)ir土层厚度摩擦力土层厚qik(kPa)桩侧摩阻力(kN)是否考虑桩尖处土极限承载力YES1耕埴土3.4800.60.60.6305.51 桩顶反力(kN)615.0 2淤泥-1500.74.44.42539.31 持力土层其他土层3粉质粘土 IL=0.47-4.322000.73.33.35058.96 桩底支承力(kN)365 4砂土状强风化凝灰熔岩-6.950001.12.62.6105153.31 桩自由长度(m)0.000 5碎块状强风化凝灰熔岩-29.980001.1231E-0410511.79 桩容重(kN/m3)166中风化凝灰熔岩-35.990001.16105桩土容重差(kN)14.7 反力合计(kN)630计算结果单桩承载力Ra(kN)634 计算结果满足要求，承载力富裕4kN，桩侧摩阻力所占比例 42.4%，桩端承载力力所占比例57.6%，承载力富裕百分比0.7%。稳定计算：按两端铰支轴心受压件模式计算回转半径 0.1128034796m在钢管中部夹焊两根14a槽钢，则计算长度为16.48/2=8.24m73.04740.7713133MPa=215MPa，满足要求！立柱布置为2.5+32.2+2.5m，边立柱距翼缘板边缘0.2m。实际布置须根据荷载分布情况及下方T梁位置作适当调整。7、 边孔肋木计算贝雷梁间距90cm,故肋木计算跨径 90cm，肋木为截面0.080.1m松木，肋木容重为6KN/m3，弹性模量为104MPa，抗弯强度13Mpa，抗弯剪强度1.9Mpa，作用在每m长肋木上均布荷载47.96620.361+0.080.1161.2=17.3254 KN/m按三等跨连续梁模式计算 mmax0.117.3254 0.921.4034 KN-mW（m3）10.53 MPa13MPa 满足要求！ 剪力：Qmax0.617.32540.99.3557 KN1.75 MPa1.9MPa,满足要求！ 挠度：荷载41.66620.361 +0.080.1161.215.0574 KN/mfmax0.677 = 0.0011m0.0023m， 满足要求！计入调整系数0.851后，E=0.85110Mpa=0.8510KN/mIm48、 边孔贝雷梁计算贝雷梁用单层单片，跨径3跨12m，单跨共布置16排，平均间距0.8m，贝雷自重1KN/m,计算贝雷梁时，施工人员、料机具堆放荷载按2.1Kpa计算。作用在贝雷上均布荷载=（38.9932+2.1+2.8+2.52+0.153）0.8+每m贝雷自重+分配给每m贝雷肋木重37.253 +11.2 +0.080.10.961.238.505 KN/m各跨贝雷梁间分离简支，故按简支梁模式计算 弯距Mmax693 KNmM = 788.5KNm，满足要求！ 剪力12238.505231 KNQ = 245.2KN，满足要求！挠度计算计算均布荷载（38.9932+2.52+0.153）0.8+11.2+0.080.10.961.234.677 KN/mf max0.017m0.03m,满足要求！贝雷E2.1105MPa2.1108KN/m2I25050010-8m49、 边孔主横梁计算贝雷梁简支于主横梁上。主横梁用1根I32a置于钢管桩上，钢管桩间距2.3m，故主横梁计算跨径为2.3m。按3等跨连续梁模式计算。I32a截面模量692.20210m3，IX:SX27.45810m，腹板厚0.0095m，IX11075.52510-8m4 ，单位重0.527 KN/m贝雷传递荷载=38.505=231.03 KN加在每m主横梁上平均荷载=231.030.8+20.5271.2=290.1 KN/m弯距Mmax =0.1290.12.3=153.5 KNmmax110.9 MPa215MPa，满足要求！按许用弯应力控制横梁支点的最大间距为：=3.2m剪力=0.6290.12.3=400.3 KN =76.7Mpa=125Mpa，满足要求！按许用剪应力控制横梁支点的最大间距为：=3.75m挠度：挠度计算时贝雷传递荷载=34.677 =208.1KN加在每m主横梁上平均荷载=208.10.8+20.5271.2=261.4fmax 0.0011 m =0.0058m，满足要求！ 按许用挠度控制横梁支点的最大间距为：=4.03m注：设最大间距为4m，则允许的最大挠度为由以上计算可知，横梁支点（即钢管柱）的局部最大间距可为3.2m!10、 边孔立柱计算A、 荷载计算钢管立柱间距2.3m。计算立柱时施工人员、料机具堆放荷载取1.4Kpa,作用在贝雷上均布荷载=（38.9932+1.4+2.8+2.52+0.153）0.9+每m贝雷自重+分配给每m贝雷肋木重41.2796+11.2+0.080.10.961.242.6236 KN/m贝雷传递荷载=42.6236 =255.7416 KN加在每m主横梁上平均荷载=255.74160.9 +0.5271.2=284.7897 KN/m立柱顶承受最大压力=1.1284.78972.3=720.518 KNB、 计算参数立柱用外径32.5cm，壁厚0.6cm的钢管桩，桩底用钢板密封，钢管周长u0.325m1.021018m钢管自重0.47202KN/m钢管底面积