现浇箱梁支架计算-[完整版]

1、金口项目各项计算参数一、现浇箱梁支架计算1.1箱梁简介神山湖大桥起点桩号为 K1+759.300,止点桩号为K2+810.700, 全长1051.40m。主线桥采用双幅布置，左右幅分离式，桥型结构为 C50现浇预应力混凝土连续梁。表1.1预应力箱梁结构表箱梁结构断面桥面标准 宽度(m)梁高(m)翼缘板 悬臂长 (m)顶板 厚(m)底板厚 (m)腹板厚 (m)端横梁 宽(m)标准段单箱两室13.491.92.50.250.220.51.51.2结构设计主线桥均采用分幅布置，单幅桥标准段采用13.49m的等高斜腹板预应力混凝土连续箱梁，梁体均采用C50硅，桥梁横坡均为双向2%。主线桥第一三联桥跨布

2、置为 (4X30m+4X30m+3X30m),单幅 桥宽由18.99m变化为27.99m;主线第四六联、第八、九联桥跨布 置为(3M0m + 4M0m+ 3>0m)、4M0m、4M0m,单幅桥宽为 13.49m。 主梁上部结构采用等高度预应力钢筋混凝土箱梁，单箱双室和多室截 面。30m跨径箱梁梁高1.9m,箱梁跨中部分顶板厚0.25m,腹板厚 0.5m,底板厚0.22m,两侧悬臂均为2.5m,悬臂木M部厚0.5m;支点 处顶板厚0.5m,腹板厚0.8m,底板厚0.47m,悬臂根部折角处设置 R=0.5m的圆角，底板底面折角处设置 R=0.4m的圆角图1.1桥梁上部结构图1.3 地基处理因

3、部分桥梁斜跨神山湖，湖底地层属第四系湖塘相沉积（Qb层, 全部为流塑状淤泥含有大量的根茎类有机质、腐殖质，承载力标准值 Fak=35kPa,在落地式满堂支架搭设前，先将桥梁两端进行围堰，用 机械设备对湖底进行清淤，将湖底淤泥全部清除。根据神山湖大桥地 勘报告，湖底淤泥下为层粉质粘土（地基承载力基本允许值 fa0为 215kPa）,可作为支架基础的持力层。清淤完成后，采用粘土对湖底分层填筑碾压，分层厚度为30cm,采用15t振动压路机碾压，回填完一层后，进行压实度（环刀法）和 承载力（轻型动力触探）试验，要求压实度 A 92%承载力A 200kpa 验收合格后方可进行上层填筑，粘土回填至17.0

4、m即可。最后在回填 土上方浇筑30cm厚C30素混凝土作为满堂支撑架的基础。1.4 支架布置整联箱梁采用落地式碗扣满堂支架，因本项目箱梁大多为单箱多 室变截面，其下部支架系统立杆纵横间距统一为 60>0cm,立杆步距 1.2m。立杆采用普通 48X 3.5mn<结构计算时钢管壁厚取 3.0mm）钢 管作为箱梁的支撑，钢管顶安置可调顶托，顶托上面铺设横向建筑双 钢管48X 5mm （结构计算时钢管壁厚取3.0mm）,然后纵向布置 10cmX10cm木方（材质统一为杉木），方木间距20cm;木方上面铺设1.5cm厚竹胶板；立杆底部铺设20b型梢钢。其搭设形式如下：，H1I1.5支架系统

5、的材料参数1、支架钢管：按设计要求，施工时采用满堂式碗扣支架，采用规格为0 48X3.5mr«扣式钢管。2、箱梁底模：箱梁底模采用高强度竹胶板，木方上面铺设高强 度竹胶板,厚均为1.5cm。3、模板楞木：主楞为 48X3.5mr«钢管，次楞为10M0cm木 方(杉木)。4、支架基础：C30混凝土 30cm, 20b型梢钢。1.6荷载计算1、箱梁硅自重该箱梁钢筋混凝土容重按 丫 =25.5kN/m计算，本项目中支架纵横 间距统一为60X60cm,取截面最不利处进行计算，横梁处梁高1.9m。Qi = 25.5X 1.9=48.45 kN/m22、模板、支架等自重根据JGJ130

6、-2011,主梁、次梁及支撑模板自重取 0.85 kN/m2;根据 JGJ130-2011, hxlaX lb=1.2X0.6X0.6m 时,支模架立杆每m结构自重为0.1384 kN/m,支架最大高度为13.5m。Q2= 0.85+ 0.1384X 13.5/(0.6 X 0.6) = 6.04 kN/m23、施工荷载(1)施工人员及设备荷载标准值(Q3)按均布活荷载取1.0 kN/m2;(2)浇筑和振捣混凝土时产生的荷载标准值(Q4)可采用1.0kN/m2。4、风荷载作用于模板支撑架上的水平风荷载标准值，应按下式计算:3K=0.7 Xz /铲 0式中：保-风荷载标准值(kN/m2);3-基

7、本风压(kN/m2),根据建筑结构荷载规范(GB50009-2012),按 50年一遇的风压采用取 0.35kN/m2;.-风压高度变化系数，按现行国家标准建筑结构荷载规范 (GB50009-2012)规定采用 1.00;归-风荷载体型系数，按现行国家标准建筑结构荷载规范(GB50009-2012)规定的竖直面取 0.8。故 Q5=gx =0.7 K00 0.8 0.35=0.196kN/m25、荷载计算(1)不组合风荷载时Q=1.2X (Qi+ Q2) +1.4 x(Q3+ Q4) = 68.188kN/m2(2)组合风荷载时Q=1.2X (Q1+ Q2) +0.9 ¥.4 x(Q

8、3+ Q4+ Q5) =68.155kN/m21.7结构设计计算(不组合风荷载)根据规范JGJ166-200&支架系统中受压杆件长细比不得大于230,其他各参数见下表。表1.2钢材的强度设计值和弹性模量(N/mm2 )Q235A钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值 f205弹性模量E2.05 X05表1.3受弯杆件的允许变形(挠度)值构件类别允许变形(挠度)值V脚手板、纵向、横向水平杆1/150, < 10mm悬挑受弯杆件1/4001、立杆验算本项目立杆为048>3.5mm (计算取现场实测最小壁厚 3.0mm)碗扣钢管，有关设计参数如下：表1.3钢管截面特性外径D (mm)壁厚

9、t (mm)截面积A (cm2)截面惯性矩I (cm4)截面模量W (cm3)回转半径i (cm)483.04.2410.784.491.59根据规范JGJ166-200&当外侧四周及中间设置了纵、横向剪刀撑是，立杆的计算长度按h=h+2a计算，h为立杆步距，a为立杆伸出 顶层水平杆长度。故 l0=h+2a=1.2+2 0.3m=1.8m长细比入=0/i=113.2< 1=230经查规范JGJ166-2008附录E中Q235A级钢管轴心受压构件的稳定系数表，得。=0496则：(1)强度验算横梁处立杆受轴力最大，其立杆间距为：60cmX60cmN=68.188>0.6 a6=

10、24.55kN(r=N/(少 A) 4255 103/(0.496 424) =116.7N/mm2<6=205J/mm2满足要求(2)挠度验算N=24.55kNu =NL/EA=Z.55 13.5 106/ (2.05 105>424) =3.8mm<10mm满足要求(3)立杆稳定性立杆的稳定性应符合下列公式要求：不组合风荷载时：N/(。A) w f组合风荷载时：N/( 6A)+MW/W < fMw=0.85 X14lah2/10式中：5-一风荷载标准值为0.196kN/m2;h-纵横水平拉杆的计算步距为1.2m;la-立柱迎风面的间距为0.6m;M w-立杆由风荷载

11、设计值产生的弯矩；f -钢管的抗压强度值为205 kN/m2。计算不组合风荷载时：N/(24.55 103/(0.496 424)=116.7 kN/mm2< . =205 kN/mm2满足要求组合风荷载时：Mw=0.85 X.4 >0.196 )0.6 X.22/10=0.02kN.mMw/W=0.02/ 5.08 10-6=3.94 kN/mm2N/(少 A)+M/W=24.55 M03/(0.496 424)+3.94=120.6kN/mm2<6=2 05 kN/mm2满足要求2、底模验算底模采用S= 15mm厚的优质竹胶板(抗弯强度设计值fjm=15N/mm2,弹性模

12、量 E=9M03 N/mm2),直接搁置在 100M00mm 横向方木上，方木中到中间距为 20cm。(1)强度计算简支梁在均布荷载作用下的受力简图及弯矩图如下：q受力模型图、M8qL弯矩图中支点横梁处(纵向方木间距200mm),受力模式按照简支梁在均布荷载作用下的受力，取1m单位宽度进行计算，Mmax=1/ 8ql2 = 0.125 泻8.188 ¥>0.2 >0.2=0.34kN . mW = bh2/6 =1000X152/6= 37500mm3fmax = Mmax /W= 0.34 106/ 37500= 9.07 N/mm2< j =15N/mm2由验算

13、可知横梁处底模强度满足要求(2)挠度计算根据公路桥涵施工技术规范(JTG/T F50- 2011)规定在刚度 计算中不计入施工人员及设备荷载以及浇筑混凝土时对水平模板产生的荷载，结构表面外露的模板其挠度不得超过模板构件跨度的1/400,横梁处（横向方木间距200mm）,最大挠度计算公式如下:产5qL4/ （384EI）=5 >68.188>0.6>2004/ （384>9 M03 M000M53/12 ） =0.336mm<200/400=0.5mm满足要求（按简支梁计算）3、次楞方木验算次楞方木平卧放置于主楞方木上，次楞规格为100mmM00mm（抗弯强度设计值

14、fm为17N/mm2,顺纹抗剪设计值fv为1.7N/mm2）, 方木跨径（立杆纵距）在横梁处（横向方木间距200mm）跨度均为600mm,按三跨连续梁计算其受力。考虑现场实际施工时方木的尺寸差异，方木的力学性能乘0.9的折减系数取值，则：fm = 17>0.9= 15.3 N/mm2E=9 M03 >0.9=8.1 M03 N/mm2fv=1.7>0.9=1.53N/mm2（1）强度计算（横向方木间距200mm）三跨连续梁梁在均布荷载作用下的受力简图及弯矩图如下： q卜 1 ' IIALi受力模型图omax=Mmax /W=0.5M000/ (10M02/6) =3

15、N/mm2<fm =15.3N/mm2满足要求木材在其顺纹方向抗剪强度较差，在横力弯曲时可能因中性层上剪应力过大而使方木沿中性层发生剪切破坏， 需按顺纹方向的许用剪 力对方木进行强度校核。均布荷载作用下简支梁受力图及剪力图如 下:剪力图方木顺纹方向所受最大剪力为：Vmax= ql/2=0.2 >68.188>0.6/2=4.09kN方木顺纹方向承受的最大剪应力为：wax=1.5Vmax/A=1.5 >4.09X000/(100M00)=0.61 N/mm2< fv=1.53N/mm2满足要求(2)挠度计算(按三跨连续梁计算)产0.677qL4/ (100EI)=0

16、.677 >0.2 >68.188 >6004/(100 刈.1 M03 M00 X1003/12) =0.18mm<L/400=1.5mm满足要求4、主楞双钢管验算每个可调托座上放置横向普通 48X 3.5mrK钢管，由于主楞上 的纵向方木间距为20cm,所以次楞传递给横向主楞的荷载，近似按 均布荷载计算，纵向双钢管下立杆间距为60cm,钢管计算壁厚按现场实测最不利取值3.0mm。钢管的截面模量 W为4.49¥03mm,抗压 强度设计值为205 N/mm2。(1)强度计算受力模式采用均布荷载作用下三跨连续梁计算q=68.188 0.6=40.91kN/mMm

17、ax=ql2/10=40.91 0.62/10= 1.473kN . momax=Mmax /W = 1.473 106/(2X4.49 103) = 164 N/mm2< a =205 N/mm2满足要求2.挠度计算（按三跨连续梁计算）u =0.677qL/100EI=0.677 68.188 0.6 6004/（2 100 >2.05 105X12.19 104）=0.7mm<L/ 400=1.5mm满足要求二、水泥土搅拌桩承载力设计2.1 建筑条件箱梁部分支架采用门洞式支架，门洞式钢管立柱采用直径 630mm,壁厚12mm的无缝钢管。立柱下为 2.0mXl.5m （宽X

18、高） 的C30钢筋混凝土条形基础。条基下为软土层，采用深层水泥土搅 拌桩处理，要求处理后的复合地基承载力特征值fak=160kPa。2.2 地层分布根据野外钻探，结合原位测试及室内试验成果，拟建神山湖大桥 mli地段分布的地层主要有：人工填积（Q ）层、第四系湖塘相沉积（Q4） 层、第四系全新统冲积（Q"）层、第四系上更新统冲积（Q"）层、八 al pl八 el dl第四系中更新统冲、洪积（q2 ）层、第四系残、坡积（Q ）层 及下伏志留系坟头组（S2f）地层组成。现将拟建桥梁沿线内分布的 地层从上至下简述如下：c ml1、人工填积层（Q）层素填土（地层代号：3）：黄褐色，

19、主要由黏性土组成，夹少量 碎石，密实度不均匀，呈湿、稍密中密状态。该层土在神山湖南北 两岸道路及田展处分布。2、第四系全新统湖积（Q4）层淤泥（地层代号）：黑灰色，含有大量腐烂植物，有腥臭味, 呈饱和、流塑状态。该层土主要分布于神山湖，对应里程为 K1+790.0K2+332.0。3、第四系全新统冲积（Qal）层粉质黏土（地层代号：）：灰褐黄褐色，局部含少量有机质。 切面稍光滑，无摇震反应、干强度中等、韧性中等，呈饱和、可塑状 态。该层土分布于神山湖及其北岸部分地段，对应里程为 K1+760.0K2+690.0。4、第四系上更新统冲积（Q；）层粉质黏土（地层代号：）：褐黄色黄褐色，含铁镒质氧化

20、物结 核及灰白色高岭土团块，无摇振反应，切面光滑，干强度及韧性高， 呈饱和、硬塑状态。该层土分布于神山湖南北两岸，对应里程分别为 K1+7906K1+820.0、K2+2406K2+810.0。5、第四系中更新统冲积、洪积（Q；l pl）层黏土（地层代号：）：棕红4专红色，含铁镒质氧化物结核及少 量灰白色高岭土团块，切面光滑，干强度高、韧性高，呈饱和、硬塑 状态。该层土主要分布于神山湖北侧高地，对应里程为 K2+660.0K2+810.0。C el dl6、第四系残积层（Q ）层粉质黏土（地层代号：（13）:褐黄色，含少量灰白色高岭土条纹， 夹有少量风化岩屑，岩屑粒径一般 0.33.0cm,含

21、量约20%左右，呈饱和、硬塑状态。该层土在桥梁沿线均有分布7、志留系坟头组（&f ）岩层强风化粉砂质泥岩（地层代号：（IM）：浅黄色，主要矿物成分为 水云母、石英、粘土矿物及铁质，泥质结构，定向构造，岩芯呈土状; 该岩层在局部地段相变为泥质粉砂岩。该层在桥梁沿线均有分布。中风化粉砂质泥岩（地层代号：（IM）：褐灰色，主要矿物成分为 水云母、石英、粘土矿物及铁质，泥质结构，定向构造，岩芯呈块状、 短柱状，锤击声哑；该岩层在局部地段相变为泥质粉砂岩。该层在桥 梁沿线均有分布。微风化粉砂质泥岩（地层代号：（节）3）：青灰色，主要矿物成分为 水云母、石英、粘土矿物及铁质，泥质结构，定向构造，岩

22、芯呈柱状、 长柱状，锤击声较催；该岩层在局部地段相变为泥质粉砂岩。该层在 桥梁沿线均有分布。各层层厚、层顶埋深、层顶标高等详见下表 2.1时代 成因地层编号岩土 名称状态层厚层顶埋深（m）层顶标高（m）maxmingQml3素填土稍密中 密3.700.401.600.0016.4527.67q4淤泥流塑2.500.401.130.003.6017.5420.67Q：l粉质黏土可塑4.501.003.230.002.4017.4120.61八alQ3粉质黏土硬塑8.901.204.510.408.3011.8127.67Q2alpl(12)黏土硬塑5.402.104.033.106.4016.6

23、623.17Qel dl(13)粉质黏土硬塑3.400.801.625.5011.608.3117.77S2 f(15) 1粉砂质泥岩强风化3.200.801.917.8013.106.5415.97(15) 2粉砂质泥岩中风化7.001.102.749.0015.404.1414.17(15)3粉砂质泥岩微风化上12.2019.401.748.872.3地基岩土物理力学性能综合分析本次勘察成果，现将桥梁沿线范围内各岩土的工程性能 分析如下：mi ml1、人工填积层（Q ）层素填土（地层代号：3）:其标准贯入试验标准值Nk =93,该 填土呈稍密中密状态，根据公路工程地质勘察规范（JTG C2

24、0-2011）附录J,该层为I级松土。属人工土类，力学性质不稳定。2、第四系全新统湖积（Q4）层淤泥（地层代号：）：其含水量平均值W=88.5%,天然重度平 均值r=15.3kN/m3,天然孔隙比平均值e=2.582,塑性指数平均值 _R fl 1IP =32.5,液性指数平均值= 1.35,压缩系数平均值ai2=2.64MPa , 属高压缩性土，为I级松土。该层属软土，埋藏浅，厚薄，分布较广 泛，工程性质差。3、第四系全新统冲积（Q：l）层粉质黏土 （地层代号:）：lw=26.4%, r=19.2kN/m3, e=0.722,- -11P=13.6, I1 = 0.52, a1 2=0.28

25、MPa ,该层力学性能中等。属中压缩 性土，为I级松土。4、第四系上更新统冲积（Q；）层粉质黏土 （地层代号:）：lw=22.3%, r=19.9kN/m3, e=0.667, 1P=14.0, Il = 0.17, a1 2=0.14Mpa1,力学性能较好。属中等偏低压 缩性土，为II级普通土。5、第四系中更新统冲洪积（Qal pl）层黏土 （地层代号: ）：其 w=22.2%, r=20.1kN/m3, e=0.662,1IP=18.8, = 0.04, ai2=0.l3Mpa ,力学性能较好。属低压缩性土, 为II级普通土。6、第四系残积层（Qel dl）层粉质黏土（地层代号（13）：其w=21.4%, r=20.3kN/m3, e=0.609,1 Ip=11.8,卜=0.14, a1 2=0.16MPa ,该层力学性能较好。属中等偏低 压缩性土，为II级普通土。7、志留系坟头组（S2f ）岩层强风化粉砂质泥岩（地层代号1）：属极软岩，岩体破碎，岩体 基本质量等级为V级，为IV级软石。该层承载力中等、低压缩性。由 于埋藏不深，厚度不大，不宜作为桩端持力层。中风化粉砂质泥岩（地层代号D：属软岩，岩体破碎，岩体基 本质量等级为V级，为IV级软石。该层承载力较高、不可压缩。由于 该岩层埋藏不深，厚度不大，不建