北滩桥现浇支架计算书

路桥集团第二公路工程局RBG.SECONDHIGHWAYENGINEERINGBUREAU路桥集团第二公路工程局RBG.SECONDHIGHWAYENGINEERINGBUREAU陕西省西安市丈八东路262号电话真5页滩桥混凝土箱梁现浇支架设计说明滩桥混凝土箱梁现浇支架设计说明一、设计范围鄂东长江公路大桥北滩桥箱梁施工支架设计二、设计依据及相关规范1、《湖北鄂东长江公路大桥施工招标图纸文件》2、《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）3、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）4、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）5、《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041--2000)三、设计荷载1、箱梁自重：按26kN/m3进行计算；2、模板支架：按0.6kN/m3进行计算；3、分配梁及钢管桩自重：由模型直接计入。四、设计工况北滩桥箱梁分三节段进行施工。根据北滩桥施工工艺流程及支架的布置形式，选着钢管支架跨径最大的中跨支架进行计算，计算工况为混凝土浇注阶段。五、现浇支架结构说明现浇支架以插打于河滩内的钢管桩为主要的支撑结构，钢管桩采用直径为0.82m，壁厚为10mm的钢管。在钢管桩顶安装贝雷片作为支撑结构。在贝雷片上铺设下分配梁，下分配梁采用工32B型钢。在下分配梁上铺设上分配梁作为模板肋，上分配梁采用[20A。支架最大跨径为13m,其具体结构见图1所示：图1现浇支架结构布置图滩桥混凝土箱梁现浇支架设计计算书滩桥混凝土箱梁现浇支架设计计算书一、结构计算分析1、上分配梁的计算根据箱梁断面形式及支架的结构形式，将箱梁断面自重分配于上分配梁上。其分配形式如图图1受力分配形式图通过计算知，上分配梁的最大受力为F=2.8972×26×1.2/3=30.13KN/m，考虑1.2的超载系数。按照4跨连续梁进行计算，每跨跨径为1.5m。计算模型如下：图2结构计算模型利用SAP2000程序计算得：图3弯矩图图4剪力图图5变形图通过以上计算得到，最大弯矩为M=7.11kNm，最大剪力为V=27.5kN，最大变形为0.2mm。上分配梁选择[14b型钢，其截面面积为A=21.316cm2，截面模量为W=87.1cm3，则计算得型钢弯应力为：σ=M/W=7.11/87.1=81.6MPa<145MPa满足要求。计算得型钢剪应力为τ=V/A=27.5/21.316=12.9MPa<85MPa满足要求2、下分配梁的计算下分配梁的作用力为以上计算所得支座反力，其计算模型如下：图6下分配梁计算模型利用SAP2000程序计算得结果如下：图7弯矩图图8剪力图图9变形图通过以上计算得到，最大弯矩为M=67.57kNm，最大剪力为V=123.7kN，最大变形为3.3mm。上分配梁选择工32b型钢，其截面面积为A=73.52cm2，截面模量为W=726.7cm3，则计算得型钢弯应力为σ=M/W=67.57/726.7=93.0MPa<145MPa满足要求。计算得型钢剪应力为τ=V/A=123.7/73.52=16.8MPa<85MPa满足要求。3、贝雷片的计算贝雷片的作用力为以上下分配梁计算所得支座反力，其计算模型如下：图10贝雷片计算计算模型利用SAP2000程序计算得结果如下：图11弯矩图图12剪力图通过以上计算得到，边缘两排桩顶的贝雷片的最大弯矩为M=556.1kNm，最大剪力为V=244.04kN;中间两排桩顶的贝雷片的最大弯矩为M=2609.8kNm，最大剪力为V=1145.25kN。根据以上计算结果，在边缘两排桩顶每排布置2组贝雷片，其容许弯矩为M=1576.4kNm>556.1kNm，容许剪力为V=735.6kN>244.04kN；在中间两排桩顶每排布置5组贝雷片，其容许弯矩为M=3941kNm>2609.8kNm，容许剪力为V=1226kN>1145.25kN。4、钢管支架的计算（1）钢管支架总体受力分析钢管桩的桩顶作用力即为贝雷片的支座反力。采用SAP2000程序对现浇支架进行建模计算，其计算模型如下：图13钢管桩支架计算模型经计算分析，得出结果如下：图14轴力图图15弯矩图图16变形图对计算结果统计如下：表1计算结果统计表结构名称规格最大轴力(kNN)最大弯矩(kNNm)轴应力(MPaa)弯矩应力(MPPa)组合应力(MPPa)允许应力(MPPa)钢管桩φ82cmδ10mmm2345.069.192.213.6105.8145平联钢管φ426cmδ110mm615.726.147.119.766.8145通过以上的计算知，得出钢管桩支座反力为所受到的最大轴力为F=1744.2kN，所受的最大弯矩为M=43.5kNm，所受的最大剪力为Q=12.9kN。钢管支架的竖向最大变形为5.1mm。（2）钢管桩的入土深度计算选择钻孔编号28处的地质情况进行桩的入土深度的计算。其地质情况见下表所示：表2地质情况汇总表顶面标高（m）底面标高（m）土层厚度（m）极限摩阻（KPPa）桩端承载力（KKPa）亚粘土21.74.2817.4240150细砂4.28-3.537.8135140中砂-3.53-41.137.57200600通过试算初步拟定钢管桩的入土深度为h=27.7m，其中17.4m厚的亚粘土，桩侧极限摩阻力为40kPa；7.81m厚的细砂土，桩侧极限摩阻力为35kPa；2.47m厚的中砂，桩侧极限摩阻力为200kPa；则其单桩承载力为：P=1/2×[π×0.82×（17.4×40+7.81×35+2.47×200）+π×0.82×0.01×600]=1897.6kN钢管桩的作用力力为N=17444.2++2.0×27.77=17999.6kNN<P=11897..6kN，故钢管桩的入土土深度满足足要求。二、结论通过以上计算知知，上分配配梁的最大大弯拉（压压）组合应应力为811.6MPPa