附件二 C匝道支架检算书

附件二港后枢纽互通C匝道桥现浇箱梁支架计算书(贝雷钢管立柱结构)计算：复核：2014年03月一、工程概况港后互通C匝道桥：桥梁中心桩号CK0+649.478，桥跨为（4×25+5×25+5×20+4×20）米PC连续T梁+（30.8+40+18.2+21）米PC连续现浇箱梁+(4×20+4×25+3×25)米PC连续T梁，桥宽13米，桥梁全长773.5m，上跨沈海高速主线。本桥位于圆曲线及缓和曲线段上，大部分墩台沿设计线法向设置，21#、22#墩斜交布置。第五联110米跨沈海高速公路为等桥宽预应力连续箱梁，桥宽13m，桥下最不利净空5.65m。C匝道桥第5联箱梁高度为2.3m，顶宽和悬臂部分均不变化，顶宽13m，悬臂宽2m，底宽9m，腹板厚0.5m，顶、底板厚0.26m。全联C50砼总计1258.6m3。C匝道桥第五联共110m为等桥宽预应力连续箱梁，桥宽13m。第二跨沈海高速公路A道（江口大桥），第三、四跨跨沈海高速公路B道（分离式路基）。本桥采用钢管贝雷支架各工字钢搭设，采用在支架上设置顶托或采用三角木楔及方木进行调坡。为了便于拆除支架，也可采用碗扣支架进行横坡调整和卸架。图1.1支架布置图一图1.1支架布置图二二、单层贝雷钢管立柱结构设计及材料参数第二跨：本跨桥最不利净空为5.63m，因本跨上跨江口大桥，跨中不能设临时支墩，支架需要用贝雷梁支架，桥下净空不足以通车，因此需要封闭厦门至福州方向4个车道。贝雷梁横桥向（江口大桥）布置，即与福泉高速公路垂直，跨度22m。2.1支架断面图支架参数如下：（1）横向，每排设置4根钢管立柱，采用Φ630x10mm。纵向，在原高速公路两侧各设置两排钢管立柱，两排钢管组成纵横向均连接在一起，横斜撑每隔6m设置一组。（2）贝雷梁采用国产321型贝雷桁架，单片长3m、高1.5m、重270kg,共布置57排单层贝雷片,其中梁底33片为11组三排单层加强型贝雷片，受力计算时采用33片。横坡采用三角木楔及方木进行调整，砂筒卸架。（3）分配梁采用I14a工字钢，布置间距为60cm；（4）方木截面尺寸为10cm×10cm，布置间距为30cm；（5）垫梁采用三拼I45a工字钢组焊；（6）钢管间横撑采用[14a槽钢，斜撑采用L100×8mm角钢；（7）材料：贝雷桁架采用16Mn钢，钢管支架及分配梁采用A3钢；（8）钢管贝雷梁支架计算净跨度取最大22m，钢管计算高度取最高8.5m。三、单层贝雷钢管立柱结构设计受力检算检算依据：A3钢许用应力为215MPa，16Mn钢许用应力为273MPa，轴向应力[σ]=140MPa,方木抗弯强度设计值为11MPa，抗剪强度设计值为1.7MPa；梁许用挠度为L/400；单排单层加强型贝雷梁许用弯矩为1687.5kN·m，许用剪力为245.2kN。（一）荷载计算1.恒载①.箱梁本联砼1258.6m3，梁长110m，底宽9m，每平米砼1258.6/110/9=1.271m3；混凝土容重取26kN/m3,每平米砼重1.271×26=33.05kN/m2；②.10cm×10cm方木、竹胶板模板体系方木、竹胶板模板部分3kN/m2，作用于其下的支撑体系上。2.活载人员、机具施工荷载：取2.5kN/m2；3.荷载组合考虑到荷载的加载偏差等因素，恒载分项系数取1.2，活载分项系数取1.4，验算荷载如下：q=(33.05+3)×1.2+2.5×1.4=46.76kN/m2。（二）结构检算(1)贝雷梁验算A、弯矩验算全跨荷载每米宽度贝雷梁最大弯矩：Mmax=qL2/8=46.76×22×22÷8=2828.98kN·m；单片贝雷梁允许弯矩：[M]=1687.5kN·m；每米宽度需贝雷梁片数：Mmax÷[M]=2片,按1.4m布置3片满足要求。半跨荷载每米宽度贝雷梁弯矩：M=0.6Mmax=1697.39kN·m；每米宽度需贝雷梁片数：M÷[M]=1.1片，按1.8m布置2片满足要求。1/4跨荷载每米宽度贝雷梁弯矩：M=0.2Mmax=565.8kN·m；每米宽度需贝雷梁片数：M÷[M]=0.5片，按2m布置2片满足要求。B、剪力验算全跨荷载每米宽度贝雷梁最大剪力：Qmax=qL/2＝46.76×22÷2=514.36kN按1.4m布置33片贝雷梁梁允许剪力力：[Q]==245..2kN××3÷1.4=525..44kNNQmax=5114.36kN＜[Q]==525..44kNN，满足要求求。半跨荷载每米宽宽度贝雷梁梁最大剪力力：Q=0.75QQmax==0.755×514.336=3885.777kN按1.8m布置22片贝雷梁梁允许剪力力：[Q]==245..2kN××2÷1.8=272..44kNNQmax=3885.777kN>[Q]==272..44kNN，不满足要求求，需在端部增加竖杆杆。1/4跨荷载每每米宽度贝贝雷梁最大大剪力：Q=0.5Qmmax=00.5×514.336=2557.188kN按2m布置2片贝雷梁允许剪剪力：[Q]==245..2kN××2÷2=245..2kNQmax=2557.188kN>[Q]==245..2kN，不满足要要求，需在在端部增加竖杆杆。C、贝雷梁刚度验验算查《装配式钢桥桥多功能使使用手册》，加加强型贝雷雷梁截面惯惯性矩为I=5777434..4cm4。查《公公路桥涵钢钢结构及木木结构设计计规范》，16Mn钢弹性模模量E=2..1×1005MPa。单片贝雷梁梁所受荷载q=46.76/3×1.4=21.82kNN/m,L=22m。贝雷纵梁最大挠挠度计算:F=5ql4/((384EEI)=5×211.82×222004/(3884×2..1×1005×5774434.44)=54.822mm﹤L/4000=222000//400==55mm，满足要要求。(2)方木验算算底模下方木受力力最大位置置位于腹板板下，方木木截面为110cm××10cmm，WX=103/6=1666.7ccm3,间距为30cm，跨跨度60ccm；腹板板砼高度22.3m则方木上上每延米荷荷载为:静载q1=0.33×26××2.3×11.2=221.533kN/mm,活载q2=2.5kN/m。A、弯矩验算最大弯矩：Mmmax=qql2/8=（21.553+2..5）×0.6×0.6//8=1..08KNN·m最大弯曲应力：：σmax==Mmaxx/Wx==1.088×106N·mmm/1666.7x1103mm3=6.488MPa方木的最大允许许弯应力=11MPaσmax=6.448MPa＜11MPa,满足要求求。B、剪力验算最大支点反力为为：F=ql/2==(21.553+2..5)kNN/m×00.6÷22=7.221KN最大剪应力为：：fmax=7..21÷00.1÷00.1=7721KPPa=0..72MPaa方木的最大需用用剪应力为为1.7MPPa,fmax=0..72MPPa＜1.7MMPa,抗抗剪强度满满足要求。C、挠度验算方木I=(bhh3)/122=(100×1033)/122=8333.3cmm4，单根方木所受荷荷载q=24.003/1.6=15.002kNN/m,L=0.66m。方木木最大挠度度计算：F==5ql44/(3884EI))=5×15.022×604/(3884×9.0××103×833..3)==0.34mm＜l/4000=6000/4000=1..5mm，满足要要求。(3)I14横向分分配梁验算算I14b横向分分配梁截面面积为21.55cm²，间距为60cm，验算时时按腹板下下分配梁支支点最大间距为为80cm计算。腹板下分配梁每每延米荷载载为：静载载q1=2.33×26××0.9×1.22=57..41KNN/m，活活载q2=2.5KNN/mA、剪力验算支点反力：F=59.9××0.8÷2=233.96KKN最大剪应力为：：τmax=23..96÷00.002215=1111444KPa==11.114MPaaτmax=11..14MPPa＜[τ]=1225MPaa抗剪强度符合要要求。B、弯曲应力验算最大弯矩为：Mmax=qll²/8==59.99×0.8×0.8/8=4..79KNNm最大弯曲应力为为：σmax=Mmaax÷Wxx=4.779÷1885÷100-6=258991KPaa=25..9MPaa小于A3钢的允许弯曲应应力215MMPa，弯曲应应力满足要要求。C、挠度计算I14b工字钢钢I=7122cm4，单根I14所受受荷载q=59.99/1.255=47.99kN/mm,L取0.8m。最大大挠度计算算：f==5ql44/(3884EI))=5×447.9××804/(3884×2..1×1005×7122)==0.177mm＜l/4000=8000/4000=2mmm，满足要要求。故分配梁满足要求求。(4)3I445a垫梁验算算单根I45a横向分分配梁截面面积为102ccm²，最大跨跨度2.5m，按5片贝雷梁全全跨受力计计算最不利利位置I445a工字钢垫垫梁荷载为为：Q梁上=46.776×22×2.5÷5÷2=257.2KNQ贝雷梁=8×55÷2=20KNNQ=257.2+220×1.2==281.2KNMADIS建模模计算如下下:反力图(单位为为KN)::剪应力图(工字字钢按1/3荷载计算,单位为N/mmm2):弯距图(单位为为KN.MM):位移图(单位为为mm)::A、剪应力验算最大剪应力为：：τmax=52.11MPaτmax=52..1MPa＜[τ]=1225MPaa抗剪强度符合要要求。B、弯曲应力验算算最大弯矩为：Mmax=4885.1KKNm最大弯曲应力为为：σmax=Mmaax÷Wxx=4855.1÷3÷14300÷10--6=113..1MPaaσmax＝1113.1MPa＜[σ]=2155MPa弯曲应力满足要要求。C、挠度计算最大挠挠度f=1.9mm＜l/4000=25500/4400=66.25mmm，满足要要求。故垫梁满足要求。(5))钢管立柱柱验算荷载计算：按最最不利荷载载计算,单根钢管管集中受力力为：P=703×22=14066KN。A、钢管稳定性验算算立柱钢管直径6630mmm，壁厚100mm，因因为壁厚小小于20倍的钢管管直径，所所以属于薄薄壁钢管。=9.36×1108mm4，A=1..95×1104mm2，E=2..06x1108kN/mm2，惯性矩i==219..23mmm（其中r表示钢管管圆心到外外壁与内壁壁中线的距距离，它等等于31..5-0..5=311cm，为壁厚1ccm），长长度系数μ=0.77（一端固固定，一端端铰支）。长细比：λ=μμl/i==0.7××8.5÷00.219923=227.144，采用经验验公式计算算临界应力力：σcr=a-bλλ=3100-1.114×27.144=279..1Mpaa临界荷载：Pccr=σcrA==279..1×1003×1.995×100-2=5442..5kN稳定安全系数：：nw=Pcrr/Pmaax=5442..5÷1406=3.87﹥nst=3B、钢钢管立柱强强度验算截面面面积A=1995cm22。σ=PP/A=11406×1003/1995×1002=72.11MPa﹤[σ]=1440MPaa，满足要要求。钢管立立柱强度验验算按压杆杆稳定进行行计算，长长细比λ=27.11，根据《钢钢结构设计计规范》附附录C表c-1查得：稳稳定系数ψ=0.964(内插法计计算)。σ=PP/(ψA)=1406×1003/(0..964×1995×1002)=74..8MPa﹤[σ]=1440MPaa，满足要要求。因此钢管稳定。(6)基础承载载力检算支架钢管底托置置于C30混凝土上上。钢管立柱承受的的最大支反反力为N==1406，底托托大小为770cm××70cmm，混凝土土基础所需需承载力：：P==N/S==1406KNN/0.77m×0.7mm=2.99MPa<<30MPa由于钢钢管立柱均均在承台上上，承台混混凝土强度度等级为C30，故故基础满足足要求。四、门洞支架结结构设计及及材料参数数第五联第三、四四跨：桥跨跨跨福泉高高速公路B道，本跨跨桥最不利利净空为6.24米。因需需要保持B道正常通通行。根据通通行要求，在B道1、2车道、B道3、4车道各设置两个行车门洞，每个门洞横向净宽4.5m，门洞净高≥5.2m。（1）在在原高速公公路两侧路路肩各设置置一排钢管管立柱，每每排设置10根钢管立立柱，钢管管采用Φ630x110mm。在路基基是间设置置支墩，支支墩钢管采采用Φ630xx10mmm。钢管间间距中间为为2米，最边边两侧一根根为4米。钢管管横斜撑每每隔4m设置一组组。（2）纵梁采用双拼拼45a工字钢横横梁，布置置间距为100ccm；（3）分配梁采用II14a工字钢，布布置间距为为60cm；（4）方木截面尺寸寸为10ccm×10cmm，布置间间距为30cm；（5）垫梁采用双拼拼I45a工字钢组组焊；（6）钢管间横撑采采用[14a槽钢钢，斜撑采采用L1000×8mmm角钢；（7）工字钢门洞支支架计算净净跨度取最最大5.4m，钢管计计算高度取取最高7m。2.1支架断面图五、门洞支架结构设设计受力检检算检算依据：A33钢许用应应力为215MMPa，16Mn钢许用应应力为273MPa，轴向应力[σ]=1140MPPa,方木抗弯弯强度设计计值为13MPPa，抗剪强强度设计值值为2.7MMPa；梁许用用挠度为L/4000。（一）荷载计算算1.恒载①.箱梁本联砼12588.6m33，则每米米砼12558.6mm3/1110m=11..44m3；混凝土的的容重取26kN//m3,每延米砼砼重11..44m³³×26kkN/m³³=2977.5kNN/m；②.10cm×100cm方木木、竹胶板板模板体系方木、竹胶板模模板部分3kN/mm，作用于其其下的支撑撑体系上。2.活载人员、机具施工工荷载：取取2.5kN/m；3.每延米荷载考虑到荷载的加加载偏差等等因素，故故恒载分项项系数取1.2，活载分分项系数取取1.4，验算荷荷载如下：：F=(297..5+3)×1..2+2.55×1.44=3644.1kNN/m（二）结构检算算(1)双拼I455a工字钢验算算45a#热轧工工字钢截面面尺寸450××150××11.55×18，截面积A＝102000mm²²，每米重80.4㎏，截面模模量Wx＝14300×10³³mm³³。Q235材质的抗弯弯强度设计计值f＝205NN/mm²²,抗剪强强度设计值fv＝120NN/mm²²。容许弯弯矩Wx××f＝14300×10³³×2005＝2931150×110³((N·mmm)即293..15KNN·m。容许剪剪力A×ffv＝102000×1220＝12244×10³³(N)。A、弯矩验算工字钢最大弯矩矩：Mmax=qLL2/8=4112.355×5.44×5.44÷8=11503kNN·m允许弯矩：[M]=2993.155×14=41044kN·mm（取全部在在腹板底的的工字钢计计算）Mmax=15503kNN·m＜[M]==41004kN··m满足要求。B、剪力验算最大剪力：Qmax=qLL/2＝412..35×5.4÷22=11113.3kkN允许剪力：[Q]=12224×14=171336kNQmax=11113.33kN＜[Q]==171136kNN满足要求。贝雷桁架内力符符合要求。C、挠度计算I45a工字钢II=222200cmm4（取全部在在腹板底的的14根双拼工字钢钢计算）单根I45a每延米米所受均布荷载q=412..35/228=14.773kN/m。最大挠挠度计算：：F==5ql44/(3884EI))=5×114.733×5404/(3884×2..1×1005×222000)==3.5mm＜l/4000=54400/4400=113.5mmm，满足要要求。(2)方木验算算底模下方木受力力最大位置置位于腹板板下，方木木截面为110cm××10cmm，WX=103/6=1666.7ccm3,间距为30cm，跨跨度60ccm；腹板板砼高度22.3m则方木上上每延米荷荷载为:静载q1=0.33×26××2.3×11.2=221.533kN/mm,活载q2=2.5kN/m。A、弯矩验算最大弯矩：Mmmax=qql2/8=（21.553+2..5）×0.66×0.66/8=11.08KKN·m最大弯曲应力：：σmax==Mmaxx/Wx==1.088×106N·mmm/1666.7x1103mm3=6.488MPa方木的最大允许许弯矩为11MPaσmax=6.448MPa＜11MPa,满足要求求。B、剪力验算最大支点反力为为：F=ql/2==(21.553+2..5)kNN/m×00.6÷22=7.221KN最大剪应力为：：fmax=7..21÷00.1÷00.1=7721KPPa=0..72MPaa方木的最大需用用剪应力为为1.7MPPa,fmax=0..72MPPa＜1.7MMPa,抗剪强度度满足要求求。C、挠度验算方木I=(bhh3)/122=(100×1033)/122=8333.3cmm4，单根方木所受荷荷载q=24.003/1.6=15.002kNN/m,L=0.66m。方木木最大挠度度计算：F==5ql44/(3884EI))=5×15.002×604/(3884×9.0××103×833..3)==0.344mm＜l/4000=6000/4000=1..5mm，满足要要求。(3)钢管立柱柱验算荷载计算：荷载载包括由分分配梁传递递下来的上上部荷载、以以及支架自自身重量。横横向一排钢钢管立柱所所受荷载如如下：主横梁最大反力力P1=4112.3××18.22÷21=357..3KN，取21钢管承承担计算。主横梁自重：PP2=0..804××13×2=244.1KN。单根钢管顶受到到的集中力力为:P=3557.3++20.9/7=360..3KN。A、钢管稳定性验算算立柱钢管直径5529mm，壁厚100mm，因因为壁厚小小于20倍的钢管管直径，所所以属于薄薄壁钢管。A=1.31××104mm2，E=2..06x1108kN/mm2，惯性矩i=2199.23mmm，长度度系数μ=0.7（一端固固定，一端端铰支）。长细比：λ=μμl/i==0.7××7÷0.2219233=22..35，采采用经验公公式计算临临界应力：：σcr=a-bλλ=3100-1.114×222.35==284..5Mpaa临界荷载：Pccr=σcrA==284..5×1003×1.995×100-2=55477.8kNN稳定安全系数：：nw=Pcrr/Pmaax=55477.8÷360..3=15.44﹥nst=3B、钢钢管立柱强强度验算截面面面积A=1995cm22。σ=PP/A=3360.33×103/1995×1002=18.55MPa﹤[σ]=1440MPaa，满足要要求。钢管立立柱强度验验算按压杆杆稳定进行行计算，长长细比λ=22.335，根据据《钢结构构设计规范范》附录C表c-1查得：稳稳定系数ψ=0.966。σ=PP/(ψA)=360..3×1003/(0..966×1995×1002)=19..1MPa﹤[σ]=1440MPaa，满足要要求。因此钢管是稳定定的。(4)I14横横向分配梁梁验算I14b横向分分配梁截面面积为21.55cm²，间距为60cm，验算时时按腹板下下分配梁支支点最大间距为为80cm计算。腹板下分配梁每每延米荷载载为：静载载q1=2.33×26××0.9×1.22=57..41KNN/m，活活载q2=2.5KNN/m。q=599.9KNN/mA、剪力验算支点反力：F==59.99×0.8÷2=233.96KKN最大剪应力为：：fmaxx=23.996÷0..002115=111144KKPa=111.144MPafmax=111.14MMPa＜[f]==125MMPa抗剪强度符合要要求。B、弯曲应力验算最大弯矩为：Mmax=qll²/8==59.99×0.8×0.8/8=4..79KNNm最大弯曲应力为为：σmax=Mmaax÷Wxx=4.779÷1885÷100-6=258991KPaa=25..9MPaa小于A3钢的允许弯曲应应力215MMPa，弯曲应应力满足要要求。C、挠度计算I14b工字钢钢I=7122cm4，单根I14所受受均面荷载q=59.99/1.255=47.99kN/mm,L取0.8m。最大大挠度计算算：F==5ql44/(3884EI))=5×447.9××804/(3884×2..1×1005×7122)==0.177mm＜l/4000=8000/4000=2mmm，满足要要求。故，分配梁满足足要求。(5)2I45aa垫梁验算算单根I45a横向分分配梁截面面积为102ccm²，两侧立柱柱腹板下最大大跨度2.8m，根据横横截面图计计算中腹板板下每根I45a工字钢垫垫梁每延米米荷载为：：q砼=1258.6÷÷110×18.22×26÷3÷14=128..9KN//mq模板=2×18.22÷2÷2=9.1KNN/mqI14=0.1169×(11.88÷0.66)÷2÷÷2=0.833KN/mmq工字钢=24××1