157-160现浇支架计算书(终)

国道主干线福州绕城公路西北段国道主干线福州绕城公路西北段 RA3 2 合同段合同段 起讫桩号 K10 020 929 K12 988 078 永丰互通主线右幅永丰互通主线右幅 157 160 号墩号墩 现浇支架设计计算书现浇支架设计计算书 编制编制 审核审核 审批审批 中交路桥北方工程有限公司中交路桥北方工程有限公司 福州绕城高速公路福州绕城高速公路 RA3 2RA3 2 合同段项目经理部合同段项目经理部 20102010 年年 6 6 月月 1 1 日日 目目 录录 一 一 结结构布置形式构布置形式 2 二 二 钢钢管管贝贝雷梁式支架概述雷梁式支架概述 3 三 底模及三 底模及纵纵向方木向方木计计算算 3 四 四 157 158 墩箱梁支架整体建模墩箱梁支架整体建模计计算算 11 1 横向分配梁分析 12 2 贝雷梁分析 12 3 柱顶横梁分析 13 4 翼缘下 I36 纵梁分析 13 5 钢管柱分析 14 6 钢管桩下横梁计算 14 7 支架反力计算 14 8 支架变形分析 15 9 钻孔桩计算 15 五 五 158 159 墩箱梁支架整体建模墩箱梁支架整体建模计计算算 17 1 横向分配梁分析 18 2 贝雷梁分析 18 3 柱顶横梁分析 19 4 翼缘下 I36 纵梁分析 19 5 钢管柱分析 20 6 钢管桩下横梁计算 20 7 支架反力计算 21 8 支架变形分析 21 9 钻孔桩计算 22 六 六 159 160 墩箱梁支架整体建模墩箱梁支架整体建模计计算算 23 1 横向分配梁分析 24 2 贝雷梁分析 24 3 柱顶横梁分析 25 4 翼缘下 I36 纵梁分析 25 5 钢管柱分析 26 6 钢管桩下横梁计算 26 7 支架反力计算 27 8 支架变形分析 27 9 钻孔桩计算 28 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 1 一 一 结结构布置形式构布置形式 福州绕城高速公路永丰互通主线桥右幅 157 160 号墩现浇梁采用钢管 贝雷梁式支架 现浇箱梁为单箱 5 室 梁高 1 8m 腹板在跨中厚 50cm 端部加厚至 90cm 单幅箱梁顶板宽从 21 6 m 29 12m 渐变 底板宽 16 6 m 24 12m 渐变 翼缘板宽 2 5m 现浇箱梁跨径 30m 梁式支架采用 42 6 螺旋焊管 壁厚有 1cm 和 0 8cm 两种 钢管平联 采用 14 槽钢 柱顶设置砂箱用于调整纵横坡 其上安放 I45a 和 I40a 横梁 贝雷梁在支点处设置 10 加强立杆 贝雷横桥向在每一腹板下设置 2 3 排 贝 雷顶设置 I14a 0 9m 的工字钢横梁 在横梁上铺设 10 10 方木及 1 5cm 竹 胶板 翼缘板荷载由钢管顶横梁承受 横梁上面搭纵向 I36a 工字钢 工字钢 上设计 4 8cm 钢管支架支撑翼缘荷载 二 二 钢钢管管贝贝雷梁式支架概述雷梁式支架概述 以 MIDAS 整体建模 对梁式支架进行受力分析 支架布置形式如下 钢管支架上部采用 I14a 工字钢 90cm 其上铺设 10 10cm 方木 每两 排贝雷片间距 90cm 使用 90 标准花窗连接 贝雷在支点处进行加强 钢管 柱顶放置 2 或 3 根 I45a 工字钢横梁 钢管柱采用 426 10mm 和 426 8mm 螺旋焊管 钢管柱纵向最大间距 9 8m 用 14 槽钢作为平联及斜 撑 三 底模及三 底模及纵纵向方木向方木计计算算 1 荷载取值 箱梁自重 箱梁混凝土容重 26KN m3 模板荷载 按 2 5 KN m2 计 施工荷载 按 2 5 KN m2 计 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 2 混凝土振捣荷载和倾倒混凝土荷载按 2 0 KN m2 计 计算时考虑安全系数 1 2 1 4 65 46 KN m2 2 底模计算 底模拟采用 15mm 竹胶板 截面性质如下 60MPa 0 8MPa E 4 5 103MPa 1m 宽竹胶合板的截面几何特性计算结果如下 37500mm3 2 6 1 bhW 281250mm4 3 12 1 bhI 墩顶部分底模竹胶板验算 底模竹胶板应力验算 墩顶部分底模竹胶合板简化为 4 0 25 米跨度的连续梁进行计算 取 1m 板宽 计算模式如下 线性荷载 q 65 46 1 65 46KN m 由 路桥施工计算手册 查得 弯曲系数 M0 0 107 剪力系数 Q0 0 607 Mmax 0 107 65 46 0 252 0 44KN m 2 0 lqM 11 7MPa 0 8MPa max bI sQ x max bh Qmax5 1 151000 99305 1 250250250250 q 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 3 考虑方木尺寸 剪应力按照净跨径 0 15m 计算为 Qmax 0 607 65 46 0 15 5 96KN lqQ 0 0 596MPa 0 8MPa max bI sQ x max bh Qmax5 1 151000 59605 1 因竹胶板的柔韧性很好 而实际施工时竹胶板的净跨径为 0 15m 故采 用 1 5cm 竹胶板 在底部方木中心间距为 25cm 时能够满足受力要求 墩顶部分底模竹胶板刚度验算 荷载组合采用 所以 q 2 5 46 8 1 2 59 16KPa 单位板宽线性荷载 q 59 16 1 59 16KN m 根据 路桥施工计算手册 查得 挠度系数 0 632 0 f 0 632 0 116mm max f 0 f EI ql 100 4 2812505 4100 2559 16 4 0 625mm f 400 l 400 250 满足要求 max f f 腹板部分底模竹胶板受力与墩顶部分相同 不进行计算 箱梁底板部分底模竹胶板验算 底模竹胶板应力验算 箱梁底板部分竹胶合板简化为 4 0 5 米跨度的连续梁进行计算 取 1m 板宽 计算模式如下 线性荷载 q 24 9 1 24 9KN m 由 路桥施工计算手册 查得 弯曲系数 M0 0 107 剪力系数 Q0 0 607 350350350350 q 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 4 Mmax 0 107 24 9 0 352 0 326KN m 2 0 lqM 8 7MPa 60MPa W M max max 37500 000326 Qmax 0 607 24 9 0 35 5 29KN lqQ 0 0 53MPa 0 8MPa max bI sQ x max bh Qmax5 1 151000 90525 1 能够满足受力要求 箱梁底板部分底模竹胶板刚度验算 荷载组合采用 所以 q 2 5 13 1 2 18 6KPa 单位板宽线性荷载 q 18 6 1 18 6KN m 根据 路桥施工计算手册 查得 挠度系数 0 632 0 f 0 632 0 22mm max f 0 f EI ql 100 4 2812505 4100 53 6 18 4 0 75mm f 400 l 400 300 满足要求 max f f 综合以上计算结果 箱梁底模面板采用 1 5cm 厚竹胶板 墩顶及腹板处 面板背部方木间距采用 25cm 顶 底板底模面板背部方木间距采用 35cm 3 箱梁底模背肋小方木验算 现浇箱梁底模竹胶合板背肋采用 10 10 方木 箱梁腹板及墩顶处间距 为 25cm 箱梁顶 底板处间距为 35cm 下层横梁方木相应的在墩顶处间距 设置为 60cm 其余部位为 90cm 根据 路桥施工计算手册 查得 木材的力学指标取下值 按照红松顺纹 计算 12MPa 1 3MPa E 9 103MPa 竹胶板背肋小方木选用截面 10 10cm 的红松 截面几何特性计算结果 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 5 如下 166 67cm3 2 6 1 bhW 2 1010 6 1 10 103 833 33cm4 3 12 1 bhI 12 1 墩顶部分底模小方木验算 小方木应力验算 箱梁墩顶部分小方木简化为 3 0 6 米跨度的连续梁进行计算 计算模式 如下 小方木承受上部线性荷载 q 65 46 0 25 16 4KN m 由 路桥施工计算手册 查得 弯曲系数 M0 0 1 剪力系数 Q0 0 6 Mmax 0 1 16 4 0 62 0 59KN m 2 0 lqM 3 54MPa 12MPa W M max max 166670 590000 Qmax 0 6 16 4 0 6 5 9KN lqQ 0 0 89MPa 1 3MPa max bI sQ x max bh Qmax5 1 100100 59005 1 能够满足受力要求 小方木刚度验算 荷载组合采用 所以 q 2 5 46 8 1 2 59 16KPa 小方木承受上部线性荷载 q 59 16 0 25 14 79KN m 根据 路桥施工计算手册 查得 挠度系数 0 677 0 f 0 677 0 173mm max f 0 f EI ql 100 4 83333009000100 60079 14 4 600600600 q 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 6 1 5mm f 400 l 400 600 满足要求 max f f 箱梁腹板部分竹胶板背肋小方木验算 底板小方木应力验算 箱梁腹板部分小方木简化为 4 0 9 米跨度的连续梁进行计算 计算模式 如下 小方木承受上部线性荷载 q 65 46 0 25 16 37KN m 由 路桥施工计算手册 查得 弯曲系数 M0 0 107 剪力系数 Q0 0 607 Mmax 0 107 16 37 0 92 1 42KN m 2 0 lqM 8 51MPa 1 3MPa max bI sQ x max bh Qmax5 1 100100 89405 1 以上计算不考虑小方木下横木的宽度 若考虑 小方木净跨径为 0 8m 则计算能够满足受力要求 小方木刚度验算 荷载组合采用 所以 q 2 5 46 8 1 2 59 16KPa 小方木承受上部线性荷载 q 59 16 0 25 14 79KN m 根据 路桥施工计算手册 查得 挠度系数 0 632 0 f 0 632 1 29mm max f 0 f EI ql 100 4 83333009000100 9001479 4 900900900900 q 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 7 2 25mm f 400 l 400 900 满足要求 max f f 箱梁底板部分竹胶板背肋小方木验算 底板小方木应力验算 箱梁顶 底板部分小方木简化为 4 0 9 米跨度的连续梁进行计算 计算 模式如下 小方木承受上部线性荷载 q 24 1 0 35 8 435KN m 由 路桥施工计算手册 查得 弯曲系数 M0 0 107 剪力系数 Q0 0 607 Mmax 0 107 8 435 0 92 0 731KN m 2 0 lqM 4 39MPa 12MPa W M max max 166670 731000 Qmax 0 607 8 435 0 9 4 61KN lqQ 0 0 69MPa 1 3MPa max bI sQ x max bh Qmax5 1 100100 46105 1 能够满足受力要求 小方木刚度验算 荷载组合采用 所以 q 2 5 13 1 2 18 6KPa 小方木承受上部线性荷载 q 18 6 0 35 6 51KN m 根据 路桥施工计算手册 查得 挠度系数 0 632 0 f 0 632 0 57mm max f 0 f EI ql 100 4 83333009000100 90051 6 4 2 25mm f 400 l 400 900 900900900900 q 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 8 30 5m 31m 取采用构造配筋 两边钻孔桩最大压力 P 758KN 钻孔桩基直径拟定 100cm 桩长为 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 13 lKNqAlqu lhfmq ll kpq mrAp ru rpi n i ik aor i aik 785 0 24758 2 1 3 5 175 1230 8 08 0 3 10 50 785 0 m14 3 2 1 220 22 取 求得 20 1m 20 5m 取采用构造配筋 五 五 158 159 墩箱梁支架整体建模墩箱梁支架整体建模计计算算 整体建模如下 图图 5 15 1 建模模型建模模型 图图 5 25 2 整体应力变形分析图整体应力变形分析图 计算分析最大应力为 481MPa 产生位置为贝雷玄杆 普通钢材的临时 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 14 结构的容许应力取 170MPa 锰钢钢材的临时结构的容许应力取 273MPa 对支架各部件详细分析如下 1 横向分配梁分析横向分配梁分析 图图 5 35 3 横向分配梁应力分析图横向分配梁应力分析图 横向分配梁计算知最大组合应力为 271MPa 最大应力出现在部分杆件 的端部 是由于计算时所取箱梁截面与实际不完全相符 造成部分杆件悬臂 过大 而实际杆件悬臂没有这么大 实际受力满足要求 2 贝贝雷梁分析雷梁分析 贝雷梁计算知最大组合应力为 481MPa 产生位置为贝雷支点处 超出 容许应力 其余位置应力能够满足要求 分析其原因为 最大应力位置产生 为支点处 建模默认为一个点传接力 实际为一个面传接力 致使局部应力 过大 理论上可以忽略突变点 根据分析原因 对贝雷支点处以 10 槽钢加固 加固后能够满足受力要 求 加强方式采用槽钢桁架支顶在上下弦杆间 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 15 图图 5 45 4 贝雷梁应力分析图贝雷梁应力分析图 3 柱 柱顶顶横梁分析横梁分析 图图 5 55 5 柱顶横梁应力分析图柱顶横梁应力分析图 柱顶横梁最大组合应力为 178MPa 应力能够满足要求 4 翼 翼缘缘下下 I36 纵纵梁分析梁分析 图图 5 65 6 I36I36 纵梁应力分析图纵梁应力分析图 最大组合应力为 128MPa 应力能够满足要求 5 钢钢管柱分析管柱分析 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 16 图图 5 75 7 钢管柱应力分析图钢管柱应力分析图 钢管柱最大应力为 127MPa 为钢管压应力 其能够满足要求 6 支架反力 支架反力计计算算 对支架整体分析 最大反力产生处第 2 排钢管中间钻孔桩处 最大竖向 反力为 1471KN 分析图如图 7 所示 图图 5 85 8 支架反力分析图支架反力分析图 7 支架 支架变变形分析形分析 图图 5 95 9 支架整体变形分析图支架整体变形分析图 钢管支架整体最大变形为 28 1mm 最大变形处为贝雷梁跨中位置 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 17 根据变形的状态 对支架设置预拱 抵消支架变形对现浇箱梁的外观影响 8 钻钻孔孔桩计桩计算算 每一排中间的钻孔桩受力较大 最大压力 P 1471KN 钻孔桩基直径拟 定 100cm 桩长为 lKNqAlqu lhfmq ll kpq mrAp ru rpi n i ik aor i aik 785 0 241471 2 1 3 5 175 1230 8 08 0 3 10 50 785 0 m14 3 2 1 220 22 取 求得 29 9m 30m 取采用构造配筋 其余钻孔桩最大压力 P 937KN 钻孔桩基直径拟定 100cm 桩长为 lKNqAlqu lhfmq ll kpq mrAp ru rpi n i ik aor i aik 785 0 24937 2 1 3 5 175 1230 8 08 0 3 10 50 785 0 m14 3 2 1 220 22 取 求得 22 6m 23m 取采用构造配筋 六 六 159 160 墩箱梁支架整体建模墩箱梁支架整体建模计计算算 整体建模如下 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 18 图图 6 16 1 建模模型建模模型 图图 6 26 2 整体应力变形分析图整体应力变形分析图 计算分析最大应力为 451MPa 产生位置为贝雷玄杆 普通钢材的临时 结构的容许应力取 170MPa 锰钢钢材的临时结构的容许应力取 273MPa 对支架各部件详细分析如下 1 横向分配梁分析横向分配梁分析 图图 6 36 3 横向分配梁应力分析图横向分配梁应力分析图 横向分配梁计算知最大组合应力为 304MPa 主要是部分分配梁悬臂端 应力过大 实际悬臂不是模拟的这样 模拟时只取部分断面 还有就是靠近 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 19 160 号墩附近的分配梁应力较大 实际绘图时在此处多加了一个分配梁 实 际受力应满足受力要求 2 贝贝雷梁分析雷梁分析 贝雷梁计算知最大组合应力为 561MPa 产生位置为贝雷支点处 超出 容许应力 其余位置应力为 200MPa 左右 能够满足要求 分析其原因为 最 大应力位置产生为支点处 建模默认为一个点传接力 实际为一个面传接力 致使局部应力过大 理论上可以忽略突变点 根据分析原因 对贝雷支点处以 10 槽钢加固 加固后能够满足受力要 求 加强方式采用槽钢桁架支顶在上下弦杆间 图图 6 46 4 贝雷梁应力分析图贝雷梁应力分析图 3 柱 柱顶顶横梁分析横梁分析 图图 6 56 5 柱顶横梁应力分析图柱顶横梁应力分析图 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 20 柱顶横梁最大组合应力为 173MP