连续梁悬臂法施工0号段托架设计验算书

1、鹤壁至辉县高速公路工程鹤壁至辉县高速公路工程南水北调大桥南水北调大桥(70(7012012070)m70)m 连续梁悬臂浇筑连续梁悬臂浇筑0 0 号、号、1 1 号段现浇托架验算书号段现浇托架验算书施工单位施工单位: :中城交建鹤辉高速公路项目部中城交建鹤辉高速公路项目部计算:江光军20152015 年年“五、一五、一”整理上传整理上传目录目录1.计算依据计算依据 .12.主要技术参数主要技术参数 .13.托架设计托架设计 .24.托架建模托架建模 .54.1 荷载计算.54.2 托架建模.85.托架强度验算托架强度验算 .95.1 查看施工阶段 1 结构最大应力.95.2 查看施工阶段 2

2、结构最大应力.105.3 腹板拉杆钢筋锚固长度计算.136.托架变形（挠度）验算托架变形（挠度）验算 .141鹤辉高速公路南水北调大桥鹤辉高速公路南水北调大桥0 0 号、号、1 1 号段现浇托架验算号段现浇托架验算1.计算依据计算依据(1) 鹤壁至辉县高速公路工程两阶段施工图设计；（2）对应的托架设计图纸；（3） 公路桥涵施工技术规范JTG_TF50-2011；（4） 公路桥涵钢结构及木结构设计规范 （JTJ025-86）;（5） 混凝土结构设计规范(GB50010-2002) ；（6） 建筑施工模板安全技术规范JGJ162-2008；（7）电算软件： Midas Civil（迈达斯） 。2.

3、主要技术参数主要技术参数由根据相应的的设计、施工等技术规范，各类计算参数选定如下：（1）人群及机具荷载取 2.5 KN/m2。（2）钢筋砼比重取值为 26KN/m3；（3）考虑预压新浇混凝土荷载系数取 1.2；（4）弹性模量钢材：E2.1105MPa；（5）容许应力弯应力=1451.3 =188Mpa (Q235) 拉应力=2001.3 =260Mpa (HRB335)剪应力=851.3=110Mpa(Q235) 注:1.3 为临时性结构提高系数, 见公路桥涵钢结构及木结构设计规范 （JTJ025-86）表 1.2.10（6）托架最大变形值，参考挂篮允许最大变形：20mm；（7）构件容许挠度值

4、： 1/400；（8）模板容许挠度值：1.5mm；（10）计算复核的荷载组合混凝土重荷载系数+挂篮自重+施工荷载2（11）电算单位：统一为 KN、m。3.托架设计托架设计本桥连续梁 0 号段施工特点:桥墩低、承台短、地处河道边坡，且 0 号段设计无纵向张拉束，故 1 号段必须在支架上浇筑。因此，0 号段混凝土现浇支架无法在承台纵向单侧设立双排立柱，也不适合搭设满堂支架，为节约成本,故采用斜撑托架方案。托架设计充分利用材料，力求用料最省：托架立柱利用连续梁悬浇墩梁固结临时支撑；斜撑和翼板立柱都是利用施工单位原有的旧钢管；托架采用挑梁直接调坡，取消了梁底调坡支架，使底模平台能直接利用挂篮的底模平台

5、材料。托架由支撑系统和底模平台两大部分组成。支撑系统由立柱、挑梁、斜撑、拉杆组成受力三角形。每个承台单边布置 6 根立柱，腹板下 4 根，翼板下两侧各 1 根。腹板下的立柱利用连续梁墩梁固结钢管混凝土立柱，翼板立柱采用4266mm 钢管。腹板立柱钢管上部纵向挑梁采用45b 单工字钢，在浇筑临时固结钢管混凝土前，按设计位置在钢管柱上预留“窗口” ，待混凝土浇筑完成后插入挑梁。翼板立柱挑梁采用25a 单工字钢，在立柱顶部开槽，挑梁嵌入槽口内。腹板下斜撑采用 426 螺旋钢管，翼板下采用14a 双槽钢。挑梁靠桥墩端采用钢筋拉杆固定，拉杆预埋在桥墩相应位置，3 号墩每根挑梁用 8 根 28 螺纹钢筋，

6、2 号墩 6 根，预埋长度100cm。桥墩两侧的翼板挑梁采用 4 根 25 钢筋对拉。底模平台由横托梁、纵向分配梁、横向分配梁及模板组成。横托梁置于支架挑梁上，采用双40a 工字钢。底模纵向分配梁采用单32a 工字钢，横向分配梁采用单10 号槽钢，底模板采用厚 5mm 钢板。均利用挂篮底模平台材料。由于底模平台较长,且桥墩低，使得托架斜撑倾角大，这就要求斜撑顶端与挑梁连接必须焊接牢固形成刚节点。挑梁后端与桥墩内预埋拉杆采用刚性连接，即拉杆直接焊接在工字钢腹板上。挑梁底部与立柱接触面空隙挑梁底部与立柱接触面空隙( (靠桥墩侧靠桥墩侧) )一定要用钢板支垫密实，一定要用钢板支垫密实，形成支点避免拉

7、杆承受过大剪力。形成支点避免拉杆承受过大剪力。底模标高控制分两步完成:第一步,根据结构高度,精确计算出挑梁顶面控制点标高,在立柱上插入安装挑梁时用水准仪精确定位；第二步,底模铺装完成预压后,根据测量结果调整标高,采用起重设备提起托梁,在挑梁上托梁下用钢板支垫。托架主体设计见图 1图 3。32%图1:托架正面630螺旋管腹板立柱426螺旋管翼板立柱腹板挑梁横托梁45b工字钢纵向挑梁4266mm螺旋管斜撑630螺旋管墩梁固结立柱图2:托架腹板处纵截面425a工字钢纵向挑梁单14a槽钢斜撑426螺旋钢管立柱图3:托架翼板处侧面3 号墩托架竣工图片54.托架建模托架建模托架采用 Midas Civil

8、 空间建模进行验算。托架纵向分配梁与腹板临时固结立柱发生干扰时，此处分配梁施工时作断开处理，断开处支垫在纵向挑梁上。4.1 荷载计算荷载计算Midas 空间建模荷载由自重、翼板荷载、底模系荷载组成。考虑一次性浇筑，底模系荷载包含顶板荷载和腹板荷载。结构自重凡构成建模单元的由软件自动加载，故不用计算该部分重量。底模系采用横向加载方式，横向分配梁间距按 0.3m 布置。0 号段总长度 10m，墩顶宽 3.5m，墩顶梁段荷载由墩顶承担，则两端各悬出 3.25m，这部分荷载由托架承担。建模按 0.3 的整倍数加载 3.3m。1 号段长 3m，为 0.3m 的整倍数。翼板荷载由支架立杆通过纵向工字钢作用

9、在托架的横向托梁上，简化成均布荷载采用沿纵向加载方式作用在工字钢上。墩间翼板荷载通过纵向工字钢以集中力作用在后横向托梁上。4.1.14.1.1 翼板荷载计算翼板荷载计算翼板等宽等截面，荷载通过侧模桁架传递到托架的 2 根纵向分配梁上，设两个支点受力相等，混凝土重考虑 1.2 荷载系数，荷载计算见下表。单侧翼板荷载表荷载名称重量计算（KN）重量(KN/m)合计(KN/m)侧模系70051101000/16/5*1.2(支架)10.5混凝土(.2+.35+.35+.7)/21.51261.237.4施工荷载32.57.555.4则：单根纵向工字钢梁分配荷载=55.4/2=27.7KN/m墩间 3.

10、5m 荷载：55.43.5=194KN，分配在墩两侧横梁上，单侧横梁荷载为194KN/2=97KN。每侧有 2 个支点，其中内侧支点在墩顶上，只有外侧支点在横梁上，其荷载大小为：97/2=48.5KN64.1.24.1.2 底板、腹板、顶板荷载底板、腹板、顶板荷载箱体混凝土一次性浇筑，顶板混凝土通过内模支架传递到底模系。底板、腹板、顶板荷载共同作用在底模托架及横向分配梁上，横向分配梁采用10#槽钢，在 X 轴上的间距 0.3m，支承在纵向分配梁上。为避免人为分配荷载，采用通过横向分配梁进行横向加载方式，以每根横向分配梁上的荷载平均值进行加载。混凝土考虑 1.2 荷载系数。内模板及支架按 5KN

11、/。由于梁截面是变化的，实际上每根横梁上的荷载都不一样，但逐根计算加载过于繁琐，且实际意义不大，故采用平均截面加载。为减少误差，0 号段分墩顶加强载面和标准截面加载，墩顶隔墙外0.9m 按加强截面加载，前端 2.4m 按标准载面加载。0 号加强截面荷载计算表（腹板厚 1.25m、高 7.5m,底板加顶板厚 1.7m）荷载名称重量（KN）均布荷载（KN/m）合计(KN/m)混凝土1.710.3261.215.91内模及支架50.31.5底板、顶板施工荷载0.32.50.7518混凝土7.510.3261.273.71腹板施工荷载0.32.50.757174191.251.254.2574190

12、号加强截面荷载示意图0 号标准截面荷载计算表（腹板厚 1.1m、高 7.27m, 底板加顶板厚 1.28m）7荷载名称重量（KN）均布荷载（KN/m）合计(KN/m)混凝土1.2810.3261.212内模及支架1.5底板、顶板施工荷载0.32.50.7513.5混凝土7.2710.3261.268腹板施工荷载0.32.50.7568.8混凝土1.980.3261.218.53肋角 1施工荷载0.32.50.7519.3混凝土1.60.3261.214.97肋角 2施工荷载0.32.50.7515.70 号标准截面荷载示意图1 号段截面荷载计算表（腹板厚 1.1m、高 6.95m, 底板加顶板

13、厚 1.21m）荷载名称重量（KN）均布荷载（KN/m）合计(KN/m)混凝土1.2110.3261.211.32内模及支架1.5底板、顶板施工荷载0.32.50.7512.88混凝土6.9510.3261.265.04腹板施工荷载0.32.50.7565.8混凝土1.910.3261.217.88肋角 1施工荷载0.32.50.7518.6混凝土1.530.3261.214.32肋角 2施工荷载0.32.50.7515.1荷载图示同 0 号标准截面，仅数据不同。4.2 托架建模托架建模由于 1 号梁段需要在托架上浇筑，所以建模验算分两个施工阶段。施工阶段 1对 0 号段进行加载；施工阶段 2

14、 对 1 号段进行加载，此阶段 0 号段荷载依然作用在托架上，但腹板立柱已与梁体固结，不再产生横向及纵向位移，建模考虑立柱顶部的竖向固结支承作用。根据托架设计图尺寸和使用材料截面，加入以上计算荷载，托架最终的 Midas civil 空间建模及反力图如下图所示（验算以（验算以 3 3 号墩，受力最为不利）号墩，受力最为不利） 。施工阶段施工阶段 1 1 MidasMidas 建模建模9施工阶段施工阶段 2 2 MidasMidas 建模建模5.托架强度验算托架强度验算验算分两步进行。第 1 步对 0 号段进行加载，查看托架强度与位移是否满足要求；第 2 步对 1 号段进行加载，因设计 0 号段

15、无张拉束,底模不能拆除,此阶段 0 号段荷载依然作用在托架上，但腹板立柱已与梁体固结，建模考虑立柱顶部的锚固作用。5.1 查看施工阶段查看施工阶段 1 结构最大应力结构最大应力0 号段梁单元最大应力图10梁单元最大应力发生在翼板挑梁上，为 118Mpa=188Mpa，所以整个结构的每个构件均满足强度要求，无需一一验算（显示） 。剪应力不受控制，不做验算（显示） 。5.2 查看施工阶段查看施工阶段 2 结构最大应力结构最大应力1 号段梁单元最大应力图1 号段最大应力发生在腹板挑梁拉杆上，为 192Mpa=260Mpa（HRB335 钢筋） ，满足要求。1 号段各部位最大应力见下列各图：11纵向分

16、配梁最大应力图横托梁（大梁）最大应力图12腹板挑梁最大应力图翼板挑梁最大应力图13各部位斜撑应力图梁单元最大组合应力（轴力加弯矩）表梁单元最大组合应力（轴力加弯矩）表梁单元名称纵梁横托梁腹板挑梁翼板挑梁斜撑组合应力（MPa）1349012895-127不含拉杆,最大组合应力（轴力加弯矩）发生在纵梁上: max=134Mpa=188Mpa，满足要求。剪应力不受控制，不作验算。以上电算结果表明，按容许应力法，并根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）表 1.2.10 的规定，临时性结构应力系数提高到 1.3 后,所有构件强度符合规范要求，与钢结构设计规范比较，提高后的容许应力仍小于

17、钢材的强度设计值。145.3 腹板拉杆钢筋锚固长度计算腹板拉杆钢筋锚固长度计算钢筋的锚固长度按混凝土结构设计规范的规定计算，普通钢筋：La=a(fy/ft)d式中 fy普通钢筋的抗拉强度设计值，HRB 钢筋为 300 Mpa；ft混凝土轴心抗拉强度设计值，当混凝土强度等级高于 C40 时，按 C40 取值，为 1.71Mpa；d钢筋直径；a钢筋的外形系数（光面钢筋 a=0.16，带肋钢筋 a=0.14） 。La=a(fy/ft)d =0.14(300/1.71)28La =688mm所以 HRB28 螺纹钢筋锚固长度为 0.69m，施工预埋取 1m。6.托架变形（挠度）验算托架变形（挠度）验算托架的最终位移变形体现