满堂支架现浇法施工32+48+32米连续梁计算书

1、第一章 计算说明根据京沪高速铁路设计文件的建议施工方案和现场的实际情况，并且 依据本单位同类工程的施工经验和设备情况，经过仔细研究和认真考虑， 决定大汶河特大桥跨越盐化路( 32+48+32 )米预应力混凝土连续箱梁采用 碗扣式支架现浇施工。一、计算依据：1、铁路混凝土工程施工技术指南；3、路桥施工计算手册；4、材料力学；5、结构力学；6、钢结构设计与计算；7、地基基础设计施工手册；8、本单位同类工程施工经验。二、工程概况：京沪高速铁路大汶河特大桥 247#250#桥墩为32+48+32m连续梁， 该连续梁与泰安市彭徐店村 8m 宽混凝土乡村公路成 74交角。正线里程为 DK483+052.8

2、1 DK483+166.41 ，梁全长 113.5m ，截面类型为单箱单室、 变高度连续箱梁，顶板宽12m，箱梁底宽5.0至5.5m，顶板厚度除梁端为 60cm 外均为 40cm ；底板厚度 40 至 80cm ，按折线变化，其中端支点为 60cm ；腹板厚 48-60-80cm ，厚度按折线变化，中支点处腹板局部加厚到 145cm ,端支点处腹板厚为65cm。梁体混凝土等级为C50 ,设计最高运行 速度 350Km/h 。该连续梁采用满堂支架现浇法施工。三、地质概况：该连续梁施工区域主要以粉质粘土（地基承载力为 170kpa ）、泥质灰 岩（地基承载力为 300kpa ）和石灰岩（地基承载力

3、为 800kpa ）为主。根据中国地震动参数区划图 （GB18306-2001 ）划分，结合现场调 查及工点情况，大汶河特大桥范围地震动峰值加速度为地震设防烈度六度 区（ Ag=0.05g ）。四、（ 32+48+32 ）米连续箱梁结构大汶河特大桥跨越盐化路设计为（ 32+48+32 ）米连续梁三跨一联，其 中 248# 249# 跨越盐化路，采用支架现浇，支架现浇联长 113.5 米。连 续箱梁设计纵向为变截面和横向的不均匀分布，箱梁沿纵横向中心对称。 箱梁为单箱单室、斜腹板、变高度、变截面结构。箱梁顶宽 12.0m ，箱梁 底宽5.0m至5.5m。顶板厚度除梁端为60cm外采用均为40cm

4、 ,底板厚度 40cm 至 80cm ，按折线变化， 其中端支点为 60cm ，腹板厚 48cm 60cm 80cm ，厚度按折线变化，中支点处腹板局部加厚到 145cm ，端支点处 腹板为65cm。全联在端支点、中跨跨中和中支点处共设5道横隔板，横隔 板设有进人孔洞。由于箱梁纵向分布的不均匀性，支架设计时杆件布置也沿着纵向变化， 根据支架的变化验算时检算主墩断面部分（中心高度 4.05 米）、跨中断面 部分（中心高度 3.25 米）和行人通道部分（中心高度 3.25 米）。由于箱梁 横向不均匀分布，根据箱梁横断面的形状，为了使支架受力比较合理，对 称中线的一半横向分为中间部分（宽 2 米）、

5、腹板部分（宽 2米）和翼行板 部分（宽 2 米），各部分的宽度内模式简化为按照均匀荷载进行计算。 因此， 支架计算时分为如下格式：（一）、跨中部分：一、中间部分 二、腹板部 分 三、翼板部分；（二）、主墩部分：一、中间部分 二、腹板部分 三、 翼板部分；行人通道单独计算。第二章 底板（竹胶合板）计算箱梁采用支架现浇施工，考虑到底板是平面并且竹胶合模板重量轻，便于高空施工，所以箱梁底板采用竹胶合模板，横向中心对称布置。由于 箱梁纵向为变截面和横向的不均匀分布，所以计算时纵向分为跨中部分、 和主墩部分，横向分为中间部分、腹板部分，竹胶合模板的中间部分与腹 板部分的挠度基本相同的原则计算，不考虑荷载

6、分项系数，按照整体1.3倍的安全系数采用容许应力计算。根据路桥施工计算手册和建筑技术查得，并综合考虑浸水时间，竹胶合模板的力学指标取下值：二=12MPa，=1.5MPa，E = 6 10bh31000 15 = 281250mm4 二 28.125cm4 1212 （32+48+32）米连续梁底模纵肋（竹胶板的小方木支撑）的横向布置为（具体见详图）：MPa。竹胶合模板选用厚度15mm，1米宽竹胶合模板的截面几何特性计算结果如下：121233W 二bh21000 15 = 37500mm3 二 37.5cm366其次除主墩两侧各11.4米范围：底模小方木横向对称排列均为200mm。（一）、跨中部

7、分计算跨中断面讣算分块图!：I j fL 期琢.IM,| 匚爲TS-1.“ 冲S=D.1Wr 口旧I单位：mm一、中间部分中间部分竹胶合模板按照底部纵梁 3 0.2米跨度的连续梁进行计算，计算模式如下：200200200单位：mm根据铁路混凝土工程施工技术指南和路桥施工计算手册混凝土竖向荷载分为以下几个部分:（1 ）、模板：内模和支架采用250kg/m2q = 250kg/m2 二 2.5kPa（2 ）、混凝土：q2=26 （0.8313 0.9881）/2 = 23.65kPa （0.8313 0.9881）为中间部分的混凝土截面面积）（3 ）、人群机具：q3 二 150kg / m2 =

8、1.5kPa（4 ）、倾倒：q4 =4kPa（5）、振捣：q5 二 2.0kPa（6）、其他荷载：q6根据实际情况不考虑1、强度计算：荷载组合采用1 2 3 4 5 6，所以q= 23.65 2.5 1.5 4 2 二 33.65kPa 考虑 1.3 倍安全系数：q= 33.65 1.3 = 43.75kPa转化为竹胶合板1米宽范围横向的线荷载，按照底板竹胶合模板平均承载：q= 43.75 1 =43.75kN/m根据路桥施工计算手册查得:Mmax =0.1q 訂2 =0.1 43.75 0.22 = 0.18kN m口- Mmaxmax W0 18获=4.8沁叶12沁满足要求Qmax = 1

9、 q I= 1.1 43.75 0.2 =9.63kNbh2Qmax slx b maxmax 81.5Qmax 1.5 9.63 3 0.963MPa= 1.5MPabhbh 1000 15-b 满足要求2、刚度验算:荷载组合米用1+2+6，所以q= 23.65 2.5= 26.15kPa考虑1.3倍安全系数:q =26.15 1.3 = 34kPa转化为竹胶合板1米宽范围横向的线荷载，按照底板竹胶合模板平均承载：q = 34 1 = 34kN / m根据路桥施工计算手册查得:max二 0.677ql4100EI40.677 34 0.2100 6 281250=0.22mmfmax _ 0

10、.22 一 11I 200909400满足要求二、腹板部分腹板部分竹胶合模板按照底部纵梁3X 0.2米跨度的连续梁进行计算,计算模式如下:200_200_200单位：mm根据铁路混凝土工程施工技术指南和路桥施工计算手册混凝土竖向荷载分为以下几个部分：（1 ）、模板：内外模板和支架均采用75kg/m2。q = （10.321-2 - 0.648-0.474 -0.551） 75/2 = 2.49kPa（10.321 - 2 - 0.648 - 0.474 - 0.551）为腹板部分的内外模板和支架长度）（2 ）、混凝土：q2二26 3.0472/ 2二39.6kPa（ 3.0472为腹板部分的混

11、凝土截面面积）（3 ）、人群机具：q3 = 150kg / m2 = 1.5kPa（4 ）、倾倒：q4混凝土厚度大于1米不计（5）、振捣：q2.0kPa（6）、其他荷载：q6根据实际情况不考虑1、强度计算：荷载组合米用1+2+3+4+5+6，所以q =2.49 39.6 1.5 2 = 45.59kPa 考虑 1.3 倍安全系数：q= 45.59 1.3 = 59.27kPa转化为竹胶合板1米宽范围横向的线荷载，按照底板竹胶合模板平均 承载：q =59.27 1 =59.27kN/m根据铁路施工计算手册查得：Mma0.Vq *10.1 59.27 0.22 = 0.2371kN mmaxmax

12、0.237137.5= 6.32MPa- 12MPa满足要求Qmax =1.q *l =1.1 59.27 0.2 =13.04kN.y_ Qmax X smaxIx bQ bh2Qmax1.5Qmax理b121.53.04 = 1.304Mpa 讣bh 1000 15-1.5MPa满足要求2、刚度验算:荷载组合米用1+2+6，所以q =2.49 39.6= 42.09kPa 考虑1.3倍安全系数:q= 42.09 1.3 =54.72kPa转化为竹胶合板1米宽范围横向的线荷载，按照底板竹胶合模板的平均承载:q= 54.72 仁 54.72kN/mmax 4= 0.677100EI根据路桥施工

13、计算手册查得:.677 5472 24 = o.35mm100 6 281250f maxl571 400满足要求（二）、主墩部分计算.Mi单位：mm一、中间部分中间部分竹胶合模板按照底部纵梁 3 0.2米跨度的连续梁进行计算,计算模式如下： 111200200 7 200 单位：mm根据铁路混凝土工程施工技术指南和路桥施工计算手册混凝 土竖向荷载分为以下几个部分：（1 ）、模板：内模和支架采用250kg/m2q = 250kg/m2 = 2.5kPa（2 ）、混凝土：q26 （0.8500 1.7098）/2 = 33.28kPa （ （0.8500 1.7098）为中间部分的混凝土截面面积

14、）（3 ）、人群机具：q3 二 150kg / m = 1.5kPa（4 ）、倾倒：q4 = 4kPa（5）、振捣：q5 二 2.0kPa（6）、其他荷载：q6根据实际情况不考虑1、强度计算:荷载组合采用1 2 3 4 5 6，所以q = 33.28 2.5 1.5 4 2 二 43.28kPa 考虑 1.3 倍安全系数：q= 43.28 1.3 =56.26kPa转化为竹胶合板1米宽范围横向的线荷载，按照底板竹胶合模板平均 承载：q= 56.26 1 = 56.26kN/m根据路桥施工计算手册查得：Mmax =0.1q 丨2 =0.1 56.26 0.22 = 0.2250kN mmaxma

15、x豁=6MPa:12MPa满足要求Qmax =1.Vq ! =1.1 56.26 0.2 =12.38kN maxQmaxsIx bQmax穿8_1.5Qmaxbh1.5 12.381000 15=1.24MPa=1.5MPa满足要求2、刚度验算:荷载组合采用1+2+6，所以q = 33.28 2.5 二 35.78kPa考虑 1.3 倍安全系数q= 35.78 1.3 =46.51kPa转化为竹胶合板1米宽范围横向的线荷载，按照底板竹胶合模板平均承载：q = 46.51 1 二 46.51kN / m根据路桥施工计算手册查得:max二 0.677ql4100EI0.677 46.51 0.2

16、4100 6 281250=0.299mmfmax 0.29911 l _ 200 _ 669400满足要求二、腹板部分腹板部分竹胶合模板按照底部纵梁3 0.1米跨度的连续梁进行计算,计算模式如下：r I1 I- 1- |” 1 1Ir if If I- | -ri rr is- i1 i- Iii- irr I100 100 100ir-= :i -r-单位：mm根据铁路混凝土工程施工技术指南和路桥施工计算手册混凝 土竖向荷载分为以下几个部分：(1 )、模板：内外模和支架均采用 75kg/m 2。5 =(11.451-2-1.298-0.557-0.551) 75/2kg/m2 = 2.64

17、kPa(11.451 - 2 -1.298 - 0.557 - 0.551)为腹板部分的内外模板和支架长度)(2 )、混凝土：q厂26 3.9179/2二50.93kPa( 3.9179为腹板部分的混凝土截面面积)(3 )、人群机具：q3 = 150kg/m2 =1.5kPa(4 )、倾倒：q4混凝土厚度大于1米不计(5) 、振捣：q5 二 2.0kPa(6) 、其他荷载：q6根据实际情况不考虑1、强度计算：荷载组合采用1 2 3 4 5 6，所以q =2.64 50.93 1.5 2 二 57.07kPa考虑 1.3 倍安全系数：q= 57.07 1.3 = 74.191kPa转化为竹胶合板

18、1米宽范围横向的线荷载，按照底板竹胶合模板平均 承载：q= 74.191 1 = 74.191kN/m根据路桥施工计算手册查得：Mmax =0.1ql2 = 0.1 74.191 0.102 = 0.074kN m-ma= 0074 = 1.97MPa12MPamax W 37.5-满足要求Qmax =1.1 *q *l =1.1 74.191 0.10 = 8.16kNmaxQmax slx bQ宜max 8bh312 b誉=10182叫 I.5MPa满足要求2、刚度验算:荷载组合采用126，所以q=2.64 50.93 = 53.57kPa 考虑 1.3 倍安全系数:q= 53.57 1.

19、3 = 69.64kPa转化为竹胶合板1米宽范围横向的线荷载，按照底板竹胶合模板平均承载：q= 69.64 1 =69.64kN/m根据路桥施工计算手册查得:max二 0.677ql4100EI0.677 69.64 0.104100 6 281250二 0.028mmmax0.028 _ 1 1100 _ 3571 400满足要求总结以上的计算结果得：竹胶合板采用如下设计符合要求。底模竹胶合模板选用厚度15mm，幅面为2.44 X1.22米。第三章 底模（小方木）计算箱梁支架现浇施工底模采用竹胶合模板，竹胶合模板底部使用小方木 作为纵肋把荷载传递给支架横梁，由于箱梁纵向为变截面和横向的不均匀

20、 分布，所以小方木横向非等间距排列，计算时纵向分为跨中部分和主墩部分，横向分为中间部分、腹板部分。由于木材的非均匀性，不考虑荷载分项系数，按照整体1.3倍的安全系数采用容许应力计算。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.MPa , E =903MPa，百 aJ = 2IPa。小方木选用截面9cm刈cm的红松，截面几何特性计算结果如下:12123W bh29 92 =121.5cm366bh31 9 9 546.75cm41212（一）、跨中部分计算汀卡I.昉.W, K. ria蚯期 询K Wr, 1=4 57nmm0.9单位:小方木的刚度较

21、小，根据横梁的排布形式， 小方木按照最不利状态米的简支梁进行计算，计算模式如下：900单位：mm一、中间部分根据铁路混凝土工程施工技术指南和路桥施工计算手册混凝 土竖向荷载分为以下几个部分：（1 ）、模板：底模和纵肋采用30kg/m2，内模和支架采用250 kg/m 2q=（30+250）kg/m2 =2.8kPa（2 ）、混凝土q2 =26 （0.8313 0.9881）/2 = 23.65kPa （ （0.8313 0.9881）为中间部分混凝土 截面面积）（3 ）、人群机具：2q3 = 150 kg / m =1.5kPa（4 ）、倾倒：q 4 二 4kPa（5）、振捣：q5 =2.0k

22、Pa（6）、其他荷载：q6根据实际情况不考虑1、强度计算:荷载组合米用1+2+3+4+5+6，所以q =23.65 2.8 1.5 4 2 二 33.95kPa 考虑 1.3 倍安全系数:q =33.95 1.3 =44.14kPa转化为小方木线荷载，按照小方木平均承载：q =44.14 0.2 =8.83kX/m根据路桥施工计算手册查得:2 2max 二 0.125 *q *l 0.125 8.83 0.90.833k * m I max0.833匚max二页二品“跖际心沱满足要求Qmax =0.51 =0.5 8.83 0.9 =3.97kXQ xbh!1.31 Pa= Qmax s= 1

23、5耳5 3.97 二 0.74 Pa ：: I. IIx bbh_ b bh 9 912满足要求2、横纹承压计算:小方木支撑于10 #槽钢，支撑面积：小方木宽度a =90mm; 10 # 槽钢翼板宽 b =48mm。ah旦二 q_ = 8.83 0.9S ab 90 48= 1.84M Pa 5.16?tr1 F津分块断曲團中幅分履繩井MteWi-i T十.电b肪1掰】乂期恥供盼L=也無严 5或网附I 口一币也单位：mm中间部分根据铁路混凝土工程施工技术指南和路桥施工计算手册混凝 土竖向荷载分为以下几个部分：（1 ）、模板：底模和横梁采用50kg/m2，内模和支架采用250kg/m2。q （5

24、0 250） kg / m2 = 3kPa（2 ）、混凝土：q2 =26 （0.8313 - 0.9881）/2 = 23.65kPa （ （0.8313 - 0.9881）为中间部分混凝土截 面面积）（3）、人群机具：2q3 = 150kg / m =1.5kPa（4）、倾倒：q4 = 4kPa（5）、振捣：q5 =2.0kPa（6）、其他荷载：q6根据实际情况不考虑根据支架的布置形式，中间部分横梁采用3 0.9米连续梁模式进行计算，计算图式如下：900900ffl单位:1、 强度计算：荷载组合米用1+2+3+4+5+6，所以q =23.65+3+1.5+4+2 =34.15kPa 考虑 1

25、.3 倍安全系数：q =34.15 1.3 =44.4kPamm转化为沿桥梁纵向900mm间距横梁的线荷载:q = 44.4 0.9 二40k兀/m根据路桥施工计算手册查得:Mmax =0.1 *q=0.1 40 0.93.24kN *m-maxmax3.2439.4= 82.2MPa 十w =145MPa满足要求Qmax =1.1 yl =1.1 40 0.9 =39.6kNmaxQmaxSIx b39.6 23.50.53 198.3= 88.5MPa : w=85MPa 1.055%，满足要求。根据规范钢材抗剪应力可以提高2、刚度计算：荷载组合采用1+2+6，所以q =23.65 3 =

26、 26.65kPa考虑1.3倍安全系数：q =26.65灯.3 =34.65kPa转化为沿桥梁纵向900mm间距横梁的线荷载:q =34.65 0.9 = 31.2k / m根据路桥施工计算手册查得max=0.677ql4100EI40.677 31.2 0.9100 2.1 198.3=0.33mmmaxl0.339001 10.9米连续梁模式进行计算，计算图式如下： *r r 900900.-匚900单位：mm1、强度计算:荷载组合米用1+2+3+4+5+6，所以q =33.3 3 1.5 4 2 = 43.8kPa考虑 1.3 倍安全系数:q =43.8 1.3 =56.94kPa转化为

27、沿桥梁纵向600mm间距横梁的线荷载:q =56.94 0.6 =34.2kX/m根据路桥施工计算手册查得:2 2Mmax =0.1 *q *l =0.1 34.2 0.9 =2.77kNm-maxM max _ 2.77W 一 39.4= 70.3MPa 十w =145MPaQmax -1.1 *q l -1.1 34.2 0.9 =33.86kN-max爼 = 33.86 23.5 二 75.7MPa : w二 85MPaIx b 198.3 0.53满足要求2、刚度验算：荷载组合采用1+2+6，所以q =33.3 3 =36.3kPa考虑1.3倍安全系数：q=36.3 1.3 =47.1

28、9kPa转化为沿桥梁纵向600mm间距横梁的线荷载:q =47.19 0.6 =28.31k/m根据路桥施工技术手册查得：ql40.677 沢28.31 汉0.94fmax =0.6770.30mm100 EI 100 汉 2.1 汇 198.3fmax _.30 _1.1l 9003000400满足要求二、腹板部分根据铁路混凝土工程施工技术指南和路桥施工计算手册混凝 土竖向荷载分为以下几个部分：（1 ）、模板：底模和横梁采用50kg/m2，内外模和支架均采用75kg/m2q 0.3 50 （11.451-2-1.298-0.557-0.551） 75/2kg/m2 = 2.79kPa（11.

29、451 - 2 -1.298 -0.557 -0.551）为腹板部分内外模板和支架长度）（2 ）、混凝土：q2 =26 3.9179/2 =50.93kPa （ 3.9179为腹板部分混凝土截面面积）（3 ）、人群机具：2q3 二 150kg /m =1.5kPa（4 ）、倾倒：q4混凝土厚度大于1米不计（5）、振捣：q5 =2.0kPa（6）、其他荷载：q6根据实际情况不考虑根据纵梁的布置形式，腹板部分横梁采用3 0.6米连续梁模式进行计算，计算图式如下：1 qr1 1r 1i 600 一600 一r 6oo 一mm单位:1、强度计算：荷载组合米用1+2+3+4+5+6，所以q =2.79

30、50.93 1.5 2 =57.22kN /m 考虑 1.3 倍安全系数：q =57.22 1.3 =74.4kPa转化为沿桥梁纵向600mm间距横梁的线荷载:q =74.4 0.6 =44.64kX/m根据路桥施工计算手册查得:Mmax =0.1 *q 丨2 =0.1 44.64 0.62 =1.61kN *mmaxmax1.6139.4= 40.9MPa 十w =145MPa满足要求Qmax =1.1 *q *l =1.1 44.64 0.6 =29.5kNmaxQmaxSlx b29.5 23.566MPa : w =85MPa0.53 198.3满足要求2、刚度计算：荷载组合采用1+2

31、+6，所以q =2.79 50.93 =53.72kPa 考虑 1.3 倍安全系数:q =53.72 1.3 =69.84kPa转化为沿桥梁纵向600mm间距横梁的线荷载:q =69.84 0.6 =41.9ki、/m根据路桥施工计算手册查得max= 0.677ql4100EI40.677 41.9 0.6100 2.1 198.3=0.088mmfmax 0.08811=vl 6006818400满足要求，总结以上的计算结果得:横梁选用10号槽钢。第五章支架计算由于箱梁纵向为变截面和横向的不均匀分布，所以计算时纵向分为跨 中部分和主墩部分，横向分为中间部分、腹板部分和翼板部分，由于翼板 部分

32、和中间部分支架布置相同，但是翼板部分荷载较小，所以翼板部分可 不验算。支架采用容许应力计算不考虑荷载分项系数，总体提高1.5倍的安全系数进行计算。根据各种计算书和供应商提供的资料：按照规范考虑1 . 5倍的安全系 数，碗扣步距1.2米，承载力为30kN ;碗扣步距0.6米，承载力为40kN。 下面对单根承载力进行验算：0.6米和1.2米长两端铰接的压杆单根 48 X3.5mm的普通焊管的容许承载力计算48 X3.5mm的普通焊管立杆截面几何特性面积：A =二r2= 3.14 4二 478mm2回转半径：r 二 D =单位：mm跨中部分按照横杆竖向步距 1200mm计算，立杆沿桥梁纵向900mm

33、 间距布置，立杆承载力p=30kN，立杆沿桥梁横向间距计算：一、中间部分40 = 15.43mm长细比:d =-60038.88 乞 =100r 15.43L 120077.77 乞 =100 r 15.43钢管支架立杆按轴心受压进行强度计算由仁38.88查表得1 =0.904由-2 =77.77查表得1 = 0.702N1 二 1A； =0.904 478 145 =62.7kN1.5N2 = 2A匚=0.702 478 145 = 48.7kN根据客运专线铁路桥涵工程施工计算指南规定，支架系统取 倍的安全系数，所以0.6米和1.2米长两端铰接的压杆钢管支架立杆按轴心 受压容许承载力N=41

34、.8kN和N=32.5kN，基本和供应商提供的资料相符。（一）、跨中部分计算跨屮断面计算分块图中非ta根据铁路混凝土工程施工技术指南和路桥施工计算手册混凝 土竖向荷载分为以下几个部分：（1 ）、模板：底模和横梁采用50kg/m2，内模和支架采用250kg/m2。2q （50 250） kg / m 3kPa（2 ）、混凝土：q2 =26 （0.8313 0.9881）/2 = 23.65kPa （ （0.8313 0.9881）为中间部分混凝土截 面面积）（3）、人群机具：2q3 = 150kg / m =1.5kPa（4）、倾倒：q4 = 4kPa（5）、振捣：q5 =2.0kPa（6）、其

35、他荷载：q6根据实际情况不考虑立杆承载力计算：荷载组合米用1+2+3+4+5+6，所以q =23.65+3 1.5 4 2 =34.15kPa转化为横杆沿桥梁纵向900mm间距的线荷载：q =34.15 0.9 =30.7k、/mP 30l0.977mq 30.7横向间距0.98米满足要求二、腹板部分根据铁路混凝土工程施工技术指南和路桥施工计算手册混凝 土竖向荷载分为以下几个部分：(1 )、模板：底模和横梁米用50kg/m2，内外模和支架均米用75kg/m2q=0.5 50 (10.321 -2 -0.648 - 0.474 - 0.551) 75/ 2 - 2.74kPa(10.321 - 2 - 0.648 - 0.474 - 0.551)为腹板部分内外模板和支架长度)(2) 、混凝土：q2 =26 3.0472/2 =39.