xx大道高架桥现浇箱梁支架设计方案

PAGEPAGE19xx大道高架桥第三联现浇箱梁支架方案设计2009年10月目录一、支架设计概况3二、受力验算依据3三、荷载分析4四、模板受力计算4五、方木受力计算4六、满堂支架受力计算5七、贝雷架顶工字钢受力计算5八、贝雷纵梁受力计算6九、支墩顶横梁受力计算6十、钢管支墩受力计算7十一、支墩的抗风计算7十二、基础承载力验算7十三、预拱度设置8十四、支架预压方案9十五、xx大道高架桥现浇支架支墩平面布置图（左右幅）…………….10十六、xx大道高架桥现浇支架主横梁平面布置图(左右幅)…………..12十七、xx大道高架桥现浇支架主纵梁平面布置图(左右幅)………….14十八、xx大道高架桥现浇支架纵断面图(左右幅)…………………….16十九、xx大道高架桥现浇支架横断面图(左右幅)…………………….20二十、A大样图…………….40二十一、B大样图…………………………41二十二、C大样图…………………………42xx大道高架桥第三联现浇箱梁支架方案设计一、支架设计概况江肇高速公路xx大道高架桥第三联为4孔现浇预应力砼连续箱梁，梁高2.2米，梁宽11.35米。箱梁顶板厚度为25厘米，底板厚度22厘米，腹板厚度45～60厘米。为了确保施工安全，根据施工现场地质情况，本桥现浇连续箱梁拟采用“贝雷架+满堂红”支架系统进行施工。1、支架地基处理：由于现浇支架系统大部分落在鱼塘软土地基内，鱼塘淤泥及回填土厚度约6～7m，且被交路xx大道从现浇跨12#墩位置斜交穿过，场地地质条件非常不均匀，支架地基处理难度较大。为了确保支架地基的稳定性和安全性，本桥现浇支架地基在鱼塘软土地基范围内的拟采用预应力砼管桩基础，管桩直径D=40cm，桩长36m，山坡旱地位置桩长取25m，管桩顶部设置（长）90cm×（宽）90cm×（高）60cm钢筋砼承台，被交路地段直接在被交路路面上设置30cm厚C25砼垫块和2cm厚钢板作为支墩基础。2、支墩：40m跨每跨设置5排、每排设置5条支墩，25m跨每跨设置4排、每排设置5条支墩，支墩均采用φ600mm焊接钢管，钢管壁厚10mm，支墩钢管之间采用法兰盘连接，为提高支墩的稳定性，在各排支墩钢管半腰位置纵横向均设置1层16#工字钢连接。3、主横梁：采用2条40A型工字钢作为主横梁，单根主横梁长度19m。考虑在施工过程中被交路不能中断交通，现浇支架横跨被交路时支墩间距适当调整，确保预留宽度不小于4m的临时通行车道。4、主纵梁：最大跨径9m，采用贝雷梁多排单层不加强形式进行布置，横向截面均采用间距为900mm双排单层贝雷片。贝雷片纵向每3m上下都用[10号槽钢作为横向联系，用U形卡扣扣住，把贝雷片联成整体，使每排贝雷片受力较为均衡。5、“满堂红”支架系统：贝雷纵梁顶面设置16#工字钢横向分配梁，工字钢间距75cm，分配梁上部立杆在腹板和横梁位置沿桥纵向间距75cm，横向间距30cm，在底板位置沿桥纵向间距75cm，横向间距90cm。立杆顶托上10cm×15cm木枋（或10#槽钢）分配梁沿横桥向布置，其上再设置10cm×10cm纵向木枋，腹板及横梁下间距20cm，底板下间距30cm，箱梁底模板采用定型大块竹胶模板，直接铺装在10cm×10cm木枋上进行连接固定。模板系统由侧模、底模、内模、端模等组成，侧模、底模均采用高强度防水竹胶板制作。二、受力验算依据1、《珠江三角洲经济区外环公路江门至肇庆A段第二合同段施工图设计第三册》2、《xx大道高架桥变更设计》3、《路桥施工计算手册》4、《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）5、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）6、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025）三、荷载分析钢筋混凝土重量：横梁：q1=2.2×26=57.2KN/m2，腹板：q2=2.2×26=57.2KN/m2上下底板:q3=（0.22+0.25）×26=12.22KN/m2内模支撑和模板、枋木荷载：q4=1.5KN/m2设备及人工荷载：q5=2.5KN/m2砼浇注冲击荷载：q6=2kN/m2砼振捣荷载：q7=2kN/m2四、模板受力计算腹板及横梁部位：底模板为受弯结构，需要验算其抗弯强度和刚度，通过对比，梁高为1.4米时横梁及腹板静荷载标准值：(底模下木枋间距为20cm)p1=（57.2+1.5）×0.20=11.74kN/m 活荷载标准值：p2=(2.5+2.0+2.0)×0.20=1.3kN/m竹夹板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：W=20.0×1.8×1.8/6=10.8cm3I=20.0×1.8×1.8×1.8/12=9.72cm4(1)抗弯强度计算σ=M/W<[σ]

[σ]——竹夹板的抗弯强度设计值，取9.5Mpa；M=0.1qL2=0.1×(1.2×11.74+1.4×1.3)×0.2×0.2=0.064kN.m（1.2和1.4为安全系数）σ=M/W=0.064×1000×1000/（10.8×103）=5.89Mpa模板的抗弯强度验算σ<[σ]=9.5Mpa，满足要求。(2)挠度计算E=7×103MPaf=5qL4/384EI=5×（1.2×57.43+1.4×1.3）×1504/(384×7×106×9.72×104)=0.00217mm模板的最大挠度小于L/400=150/400=0.375mm,满足要求。底板部位：(底模下木枋间距为30cm)q1=（12.22+1.5）×0.30×1.0=4.12kN活荷载标准值：q2=(2.5+2.0+2.0)×0.30×1.0=1.95kN(1)抗弯强度计算σ=M/W<[σ]

[σ]——竹夹板的抗弯强度设计值，取9.5Mpa；M=0.1qL2=0.1×(1.2×4.12+1.4×1.95)×0.3×0.3=0.069kN.m（1.2和1.4为安全系数）σ=M/W=0.069×1000×1000/（10.8×103）=6.4Mpa模板的抗弯强度验算σ<[σ]=9.5Mpa，满足要求。(2)挠度计算E=7×103MPaf=5qL4//384EEI=5×（1.22×12..2+1..4×1..95）×3004/(3884×7××106×9.722×1044)=0..00277mm模板的最大挠度度小于L/4000=3000/4000=0..75mm,满足要求求。五、方木受力计计算模板下由两层方方木搭成分分配梁，第第一层方木木为10cm×10cm，直接支支承模板，顺顺桥向布置置。第二层层方木支撑撑在立管顶顶托上，为10cm×15cm，横桥向向布置。按按三跨连续续梁计算。1、10cm×110cm木方受力计算10cm×100cm方木布置置在纵桥向向，承受均均布荷载，采采用木材材材料为A－4类，其容容许应力，弹弹性模量按按A－4类计，即即：[σw]＝11MPa，EE＝9×1003，10cm×10cm方木的截截面特性：：W＝10×102//6＝167cmm3I=10×1003/12==833..3cm4腹板和横梁位置置：砼荷载q2=557.2KKN/m22，方木横向向间距为20cm，纵向755cm.q＝（57.2++1.5）×0.2×0.755×1.2＋（2.5++2+2）×0.2×0.755×1.4＝11.993kN//mM=qL2/110=111.93××0.7552/10==0.6711×106N.mmmσw=Mmax//w=0..671×1106/（167××103）＝4.022Mpa<<[σw]=111Mpaafmax=qLL4/1500EI=11.93×77504/（150××9×1003×833..3×1004）=0.3366mm<[[f]=33mm

，满足要求求。底板部位：砼荷载q3=112.222KN/mm2,方木横向向间距为30cm，纵向为755cm。p=(12.222+1..5)×00.3×0.755×1.2＋（2.5+2+2）×0.3×0.755×1.4＝5.755KN/mmMmax=pLL2/10==5.755×0.7552/10==0.3244×106N.mmmσw=Mmax//w=0..324×1106/(167×1103)＝1.944Mpa<<[σw]=111MPaa，满足要求求。fmax=pL44/1500EI=55.75××7504/（150××9×1003×833..3×1004）＝0.1622mm<ff=3mmm，满足要求求。2、10cm×155cm木方（或10#槽钢）受力力计算10cm×155cm方木采用用木材材料料为A－4类，其容容许应力，弹弹性模量按按A－4类计，即即：[σw]＝11Mppa，E＝9×1003，10cmm×15cm方木的截截面特性：：W＝10×152//6＝375cmm3，I=100×153/12==28133cm4腹板部位：砼荷荷载q=57..2KN//m4，顶托顺桥向向间距为775cm，横桥向向间距为30cmm：p=1.2×((57.22+1.55)×0..3×0..75+1..4×(22.5+22+2)××0.3××0.755＝17.99KNMmax=0..267ppL=0.2267×117.9××10000×750=35..84×1105N.mmmσw=Mmax//w=355.84××105/（375×1103）＝9.566MPa<<[σw]=111MPaa，满足要求求fmax=1..883ppL2/1000EI=11.8833×17..9×1003×7502/(100××9×1003×14440×1004)=0.000075mm<ff=3mmm

满足要求求。底板部位：横向向砼荷载q=12..22KNN/m2,顶托托顺桥向间间距为755cm，横桥向向间距为990cm：p=1.2×((12.222+1..5)×00.9×0.755+1.44×(2..5+2++2)×00.9×0.755＝17.225KNMmax=0..267ppL=0.2267×117.255×10000×7550=3.445×1006N.mmmσw=Mmax//w=3..45×1106/（375×1103）＝9.211MPa<<[σw]=111MPaa，满足要求求。fmax=1..883××17.255×103×7502/（100××9×1003×28133×104）＝0.000072mm<<f=3mmm

满足要求求。若采用10#槽槽钢，截面面特性：WW=39..4cm33，I=1998.3ccm4腹板部位：砼荷荷载q=57..2KN//m4，顶托顺桥向向间距为775cm，横桥向向间距为30cmm：p=1.2×((57.22+1.55)×0..3×0..75+1..4×(22.5+22+2)××0.3××0.755＝17.99KNMmax=0..267ppL=0.2267×117.9××10000×750=35..84×1105N.mmmσw=Mmax//w=355.84××105/（39.44×103）＝90.996MPaa<[σw]=1140MPaa，满足要求求fmax=1..883ppL2/1000EI=11.8833×17..9×1003×7502/(1000×2..15×1105×1.9883×1004)=0.0444mm<ff=3mmm

满足要求求。底板部位：横向向砼荷载q=12..22KNN/m2,顶托托顺桥向间间距为755cm，横桥向向间距为990cm：p=1.2×((12.222+1..5)×00.9×0.755+1.44×(2..5+2++2)×00.9×0.755＝17.225KNMmax=0..267ppL=0..267××17.225×10000×7750=3.445×1006N.mmmσw=Mmax//w=3..45×1106/（39.44×103）＝87.77MPa<<[σw]=1440MPaa，满足要求求。fmax=1..883××17.225×1003×7502/（100××2.155×105×1.9883×1004）＝0.0433mm<ff=3mmm

满足要求求。六、满堂支架受受力计算满堂支架立杆最最大高度约约5m，最小高高度约2m，采用一一根立杆直直接到顶，钢钢管规格φ48×3，横杆间间距按120ccm控制，因因此钢管支支架的受力力计算只需需考虑钢管管支架的垂垂直容许荷荷载是否满满足要求。横横梁及腹板板下立杆的的纵向间距距为0.75m，横向间间距为0.3m，底板下下立杆的纵纵向间距为为0.75m，横向间间距为0.9m，作用在在单根立杆杆上的均布布荷载为以横梁或腹板下下受力计算算：p=1.2×((57.22+1.55)×0..3×0.755+1.44×(2..5+2++2)×00.3×0.755=17.99KN以上下底板下受受力计算：：P=1.2×（12.222+1..5）×0.755×0.99+1.44×（2.5++2+2）×0.755×0.99=17..25KNN查《路桥施工计计算手册》表13-5得，P＜[σ]=29.2KN，横杆步距120cm满足要求。安全系数K=11.63满满足要求！！七、贝雷架顶工工字钢受力力计算16#工字钢横横桥向布置置，间距775cm，截面特特性：截面面惯性矩I=11127cmm4，截面抵抵抗矩W=1440.9ccm3。工字钢下下贝雷梁间间距75cm，采用90cm支撑架，工工字钢的计计算跨径为为90cm，腹板下部部钢管支架架间距755cm×300cm，经计算算荷载P8=33KN/mm2。腹板位置：横横桥向作用用在工字钢钢上的荷载载P=1.2×（57.22+1.55+3）×0.755×1.0+11.4×（2.5++2+2）×0.755×1.0=62.335KN，由立杆传传递的集中中力F=62..35×00.9=556.122KN，最大弯矩Mmaxx=0.2267FL=00.2677×56.112×0..9=13.488KN.m；弯曲强度：σ==Mmaxx/W=113.488×106/（140..9×1003）=95.77Mpa<[σ]=1400MPa，满满足要求。绕度：f=1..883FFL2/1000EI=11.8833×56..12×99002/（100××2.155×1055×1.1227×1005）=0.00000335mm<3mm，满足要要求。八、贝雷纵梁受力力计算E=2.1×1105N/mmm2，贝雷片自自重275kkg/片，加配配重1kN//m，[Q]==245..2KN，[M]==788..2KN..m，I=25504977cm4=2500497××104mm4，W=35578cmm3支架纵梁采用贝贝雷梁多排排单层不加加强形式进进行布置,横向截面面均采用间距距为900mm双排单层层贝雷片。贝贝雷片纵向向每3m上下都用[10号槽钢作作为横向联联系,用U形卡扣扣住,把贝雷片片联成整体体,使每排贝贝雷片受力力较为均衡衡。以16.35m宽宽箱梁标准准断面布置置22片贝雷片片（详见《xxx大道高高架桥现浇浇联左幅纵纵梁平面布布置图》），取净40m跨度进行验算，每跨设置5排支墩，最大跨径9m，安全系数取1.3。贝雷片整体能承承受的最大大弯矩[M]]=7888.2×222/1.33=133399kN.mm,最大剪力[Q]]=2455.2×222/1.33=41449.5KKN箱梁砼每米平均均为11.66m3，截面均布布荷载q1=11.66×26==301..6KN//m贝雷梁配重均布布荷载q2=1×222=22KN/mm钢管支架荷载qq3=65..5KNN/m其他荷载q4==1.5××16.335+(22.5+22+2)××16.335=130..8KN//m支架承受的截面面总荷载q=q1+q2+q3+q4=519.9KNN/mM=0.1225qL2=0.1125×5519.9×92=52644KN.m＜133399kN.mmσ=0.625××519.9×9=29244KN＜41499.5KNN，强度满足足要求；fq=0.5221qL4/1000EI=00.5211×519.9×9004/(1000×2..1×1005×2500497××104)=3.4mm考虑两相邻贝雷雷梁的连接接点的非弹弹性变形5mm，f=3..4+5==8.5mmm＜[f]]=222.5mmm（[f]]=LL/4000=90000/4400=222.5），刚度满足足要求。九、支墩顶横梁受受力计算40m跨设置55排支墩，支支墩排距8.9m，最大间间距4.5m；25m跨设置4排支墩，支支墩排距7m，最大间间距4.5m。支墩顶顶主横梁最最大跨径按按4.5m计算，主横横梁采用2条40A型工字钢钢。每排设置5个支墩。单位长度主横梁梁荷载q=（519.9++2）/17..90=299.16KN//m（主纵梁梁对主横梁梁的荷载取取2KN，主纵梁总宽度17.900m）；支座反力N=（519.9++2）×40/5=41755.2KN（40m跨由5排支墩支支撑，主横横梁自重按按2KN/m）；主横梁的荷载主主要为贝雷雷片段集中中力，P=4175..2/22=189..8KN工字钢主横梁的的允许强度度为[σ]=1400×2×00.94007=2663KN每排设置5个支支墩，受力力按三跨连续梁梁计算，在在最不利荷荷载布置计计算其最大大弯矩：对最大跨径L==4.5m的，40A工字钢W=10885.7ccm3，I=217714cmm4，Mmax=00.2677PL=00.2677×189..8×4.5=2228KN..m；弯曲强度σ=MMmax/WW=2288/（10855.7×110-3）=210KNN.m＜[σ]=2633KN.mm；最大绕度f=11.8833PL2/（100EEI）=1.8883×189..8×45002/（100××2.1××105×217114×1004）=0.159×100-5mm＜[f]==3mm，满足要要求。十、钢管支墩受力计计算1、支墩刚度计算半幅横向每排采采用5根钢管作为为支墩，采采用φ=600mm、壁厚δ=10mm的焊接钢管，最长长的钢管支墩为L0=18.5m，支座反力N=（519.9++2）×40/5=4175..2KN（40m跨由5排支墩支支撑，主横横梁荷载按按2KN/m）。回转半径：r==0.3554（D+d）/2=00.3544×（60+58）/2=200.9cm，长细比λ=L0/r=(1850/2)/20.9=44.33＜[λ]=100，刚度满足足要求。（钢钢管支墩中中部加1层工字钢钢连接，则则L0可按18500/2取值）2、支墩临界应力验验算：钢管支墩：查《路路桥施工计计算手册》附附表3-26得φ＝0.856，AA＝3.144×（D2-d2）/4=33.14××(6002-5802)/4=185226mm2，[ó]==170MPPa

[N]=Aφφ[σ]=0..856×185226×170=26966KN单个支墩支座反反力N=4175..2/5=835KN＜[N]=26966，支墩的稳定定承载力满满足稳定要要求。为加强钢管支墩墩的刚度和和整体稳定定性，在钢钢管支墩中中部约300m标高处采用16#工字钢设置置1道纵横向连接接。十一、支墩的抗风计算算横向风力，风压压取1.0kkpa迎风面积：一跨跨梁体A=40×2.2=88m2，一跨贝雷A=38×1..5=577m2风力值：梁体PP1=1..0×888=88KN，贝雷P2=11.0×557=57KN计算支墩的弯矩矩M=(888×40+57×38)/20=284..3KN..mW=3..14×（R4-r4）/4R=3.144×（0.44-0.33854）/（4×0..3）=0.00095m3σ=M/WW=2844.3/00.00995=30MPaa<[σσ’]=1170MPPa，满足足要求。十二、基础承载力验验算单个支墩反力为NNmax==835KN×1.3（考虑大部部分支墩在在鱼塘内，安全系数取1.3）=1086KN.支墩基础拟采用用预应力砼砼管桩，每每个支墩采采用1条直径D=40cm的预预应力砼管管桩，单根根桩长L取36m，其顶部部采用厚度度0.6m、宽度0.9m×0.9m的钢筋砼砼承台，桩桩尖采用钢钢靴。查xx大道高高架桥工程程地质勘察察报告，以以ZK7钻孔地质质资料计算算，鱼塘内内10#墩附近预预应力管桩桩桩顶标高控制为为19m，桩顶进入承承台10ccm，桩底底标高控制制为-16m。桩身从199～10.45m段为新填填土及淤泥泥，厚度为19-10..45=88.55mm，qi取0kpa；第三层为为淤泥及淤淤泥质亚粘粘土，厚度度10.445-8.055=2.4m，qi=220kpaa；第四层为粘土，厚厚度8.055-6.665=1..4m，qi取30kppa；第五层层为粗砂，厚厚度6.655-4.995=1..7m，qi取65kppa；第六层层为砂质亚亚粘土，厚厚度4.995+2..15=77.1m，qi=665kpaa，桩端进入入第七层全全风化花岗岗岩13..85m，qi=800kpa，qpk=3550Kpaa。则一个承承台下预制制桩的承载载力标准值值为Quk=u∑（qsik×LLi）+qpk×Ap=3.114×0..4×（2.4×20+1.4××30+11.7×665+7..1×65+14.85×880）+350×33.14××0.2×0.2=23677Kpa。则一个承承台下预应应力管桩承承载力设计计值：R=Quk/γsp=2367/2=11844KN＞1086KN，满足要要求。从现场情况看，左左幅第18、19排及右幅幅第19排支墩也可以采用用钢筋砼小小基础，按按勘察资料料地基承载载力为280kkpa，基础底底面积至少少为10866/2800=3.888m2，可以采用2×2××0.3mmC15砼垫层上上放置1×1××0.6mmC25钢筋砼预预制块小基基础的形式式。十三、预拱度设置按《施施工图设计计》第三册册设计说明明的技术要要求，除为为抵消支架架弹性变形形而设置的的预拱度外外，支架不不设预拱度度。因而该该桥现浇支支架预拱度度值主要考考虑因素有有：支架变变形沉降、箱箱梁自重、预预应力大小小、施工荷荷载、结构构体系转换换等，包括括：卸架后后一期恒载载产生的绕绕度f1；卸架后后二期恒载载产生的绕绕度f2；成桥后3年内砼收收缩和徐变变产生的绕绕度f3；支架在在一期恒载载作用下的的弹性变形形、非弹性性变形和基基底沉降f4，其中f4值设置如如下：①

贝雷支支架承受施施工荷载引引起的弹性性变形δ1=f挠=1.008cm。②.基础、钢管墩、贝贝雷架与工工字钢在荷荷载作用下下的非弹性性压缩δ2取1.5ccm。③.模板在荷载作用用下的非弹弹性压缩δ3为砼下沉沉量及各接接触面变形形量总和：：Δ1为砼下沉量，取取0.2ccm；Δ2为贝雷片片与分配梁梁接触面变变形量，取取0.2ccm；Δ3为分配梁与木楔楔接触面变变形量，取取0.2ccm；Δ4为木楔与木楔接接触面变形形量，取0.2ccm；Δ5为木楔与与小方木接接触面变形形量，取0.3ccm。δ3=Δ1++Δ2+Δ3+Δ4+Δ5=0..2+0..2+0..2+0..2+0..3=1..3cm则非弹性变形值值为：δ4=δ3+δ2=1..5+1..3=2..8cmm对于40m跨：卸架前跨中弹性性变形δ1=1..08cm从中间（112m跨）向两两边按二次次抛物线进进行分配，两两支点处预预拱度值为为零，抛物物线方程为为：Y=-0.033x2+0.336xymax==1.08ccm则40m跨累加预预拱度计算算见下表：：y(cm)x(mm)02468101214161820δ2+δ32.802.802.802.802.802.802