连续梁支架设计与地基处理计算书

XX特大桥17#-20#墩连续梁支架设计与地基处理计算书1、编制目的为了确保XX特大桥17#-20#墩连续梁支架设计、地基基础处理方案安全、可靠，更好的指导该处连续梁施工，特编制此计算书。2、编制依据⑴无砟轨道双线预应力混凝土连续梁（支架现浇施工）跨度：（40+72+40）m（直、曲线，线间距5.0m）图号：肆桥参（2XX）23681-ⅡA（供咨询）；⑵XX特大桥施工图宁杭客专施图（桥）-03；⑶XX特大桥17#-20#墩连续梁支架现浇施工方案；⑷《建筑施工计算手册》中国建筑工业出版社江正荣2006年4月；⑸好易懂结构分析器软件分析、计算结果。3、设计概述XX特大桥17#-20#墩设计为（40+72+40）m的连续梁，根据现场实际情况，选定满堂支架方案现浇连续梁。支架布置形式为：顺桥向节段1立杆按60cm布置、节段2和阶段3立杆按90cm布置；横桥向立杆底板处按60cm布置，腹板处按30cm布置，翼板处按90cm布置，即横向布置为：3×0.9m+5×0.3m+7×0.6m+5×0.3m+3×0.9m；立杆步距按1.2cm布置。立面纵横方面每隔5m设置剪刀撑，支架水平方向，设置5m每层的横向剪刀撑，剪刀撑与地面夹角为45°～60°。在支架横桥方向设置10×10cm方木作为横向分配梁，间距同支架横桥向立杆布置间距一致。顺桥向铺设方木，腹板按10×10cm方木间距0.1m布置（净距），底板按10×10cm方木间距0.2m布置（净距），翼板按10×10cm方木间距0.3m布置（净距）.连续梁模板采用厚度15mm竹胶板。腹板拉杆采用直径20mm圆钢。地基处理形式为：清除表面种植土后压实，回填5%石灰改良土，分层碾压，承台基坑周围，采用小型夯实机人工夯实，每层夯实厚度不大于20cm，基坑以上大面积压实处，采用大型机械碾压，每层压实厚度不大于30cm，铺设20cm碎石，浇筑25cm厚C20混凝土垫层基础。4、参数选定⑴计算荷载①梁体荷载连续梁最大混凝土高度:腹板高6.2m，节段1与阶段2分界处腹板高度4.3m，底板厚1.0m，顶板厚0.4m,节段1与阶段2分界处底板厚0.56m，顶板厚0.4m，翼板厚0.5m。混凝土高6.2m处：F1=6.2×26＝161.2KN/m2；（腹板）混凝土高4.3m处：F1′=4.3×26＝111.8KN/m2；（腹板）混凝土高1.4m处：F2=1.4×26＝36.4KN/m2；（底板）混凝土高0.96m处：F2′=0.96×26＝24.96KN/m2；（底板）混凝土高0.5m处：F3=0.5×26＝13.0KN/m2；（翼板）图1连续梁自重荷载分布图图′1连续梁自重荷载分布图②施工荷载施工人员机具荷载：取F4=3.5KN/m2振捣混凝土产生荷载：取F5=3KN/m2③支架模板自重模板：取F6=2.0KN/m2支架：取F7=2.5KN/m2⑵材料力学性能指标①φ4.8×3.5mm钢管:截面惯矩：[I0]=1.215×105mm4杆截面积：[A]=4.893cm2截面抵抗矩：[W]=5.078×103mm3回转半径：i＝1.578cm单位重量:3.841kg/m②10×10cm方木:落叶松容许抗弯应力［σ］=14MPa，弹性模量E=11×103MPa。截面惯性矩：I=bh3/12=0.1×0.13/12=8.33×10-6m4截面抵抗矩：W=bh2/6=0.1×0.12/6=1.67×10-4m3截面积：A=bh=0.1×0.1=0.01m2③厚度15mm竹胶板弹性模量E=1.0×104MPa强度[σ]=11Mpa截面惯性矩：I=bh3/12=1×0.0153/12=2.81×10-7m4截面抵抗矩：W=bh2/6=1×0.0152/6=3.75×10-5m3截面积：A=bh=1×0.015=0.015m25、支架计算⑴支架受力计算①底板下单个钢管支架受力计算节段1：P＝（3.5＋3.0＋2.0＋2.5）×0.6×0.6＋26×1.4×0.6×0.6＝17.1KN节段2、3：P＝（3.5＋3.0＋2.0＋2.5）×0.9×0.6＋26×0.96×0.9×0.6＝19.4KN②腹板下单个钢管支架受力计算节段1：P＝（3.5＋3.0＋2.0＋2.5）×0.6×0.3＋26×6.2×0.6×0.3＝31.0KN节段2、3：P＝（3.5＋3.0＋2.0＋2.5）×0.9×0.3＋26×4.3×0.9×0.3＝33.2KN③翼板下单个钢管支架受力计算节段1：P＝（3.5＋3.0＋2.0＋2.5）×0.6×0.9＋26×0.5×0.6×0.9＝13.0KN节段2、3：P＝（3.5＋3.0＋2.0＋2.5）×0.9×0.9＋26×0.5×0.9×0.9＝19.4KN⑵支架稳定性计算根据计算腹板下单根钢管受力最大为33.2KN，根据现场实际情况，支架搭设最大高度为14m，考虑扣件、横杆、斜杆、托架等的重量，则单根钢管最大轴力为：N=33.2+14×0.0384×2＝34.3KN①单根钢管最大轴力:34.3KN，回转半径：i＝15.8mm②计算长细比λ＝l/i＝0.6m/15.8mm＝38③查表知轴心受压构件稳定系数ψ=0.893④单根钢管支架的稳定承载设计值：Nd=ψ·A·σ=0.893×489×140×10-3=61.1KN＞N=34.3kN即单杆承载力满足要求。6、底模板计算①底模板受力计算底模板横跨纵向方木，承担混凝土及施工荷载，计算跨度取方木中心间距，按五等跨连续建立模型。节段1腹板处底模板均布荷载为：161.2+6.5=167.7kN/m2,q=F×b=167.7×1=167.7KN/m（腹板处方木按0.1m间距铺设，计算跨度L=0.1m。）②底板处模板计算结果③底板处模板结果分析ⅰ变形：以跨中节点6最大变形为准，0.19mm＜100/400=0.25mm。竹胶板挠度满足规范要求。ⅱ强度：最大弯矩出现在2#和9#单元，最大弯矩值为：0.121KN.m，σ=M/W=4730KPa=4.73MPa<[σ]=11Mpa，腹板处竹胶板强度满足规范要求。7、纵横分配梁计算⑴纵向分配梁计算纵向分配梁为10×10cm方木，方木横跨在横向分配梁之上，承担模板传递的荷载。节段1计算跨度取l=0.6m，节段2和阶段3计算跨度取l=0.9m，按五等跨连续建立模型。ⅰ节段1方木受力计算①方木受力计算该处连续梁纵向分配梁采用10×10cm方木，腹板布置10×10cm净距0.1m的方木，底板布置10×10cm净距为0.2m的方木,翼板布置10×10cm净距为0.3m的方木。作用在纵梁上的均布荷载为：节段1腹板处：q=F×b=（26×6.2+11）×0.2=34.4KN/m节段1底板处：q=F×b=（26×1.4+11）×0.3=14.2KN/m节段1翼板处：q=F×b=（26×0.5+11）×0.4=9.6KN/m节段1计算荷载腹板q=34.4KN/m，计算跨度取l=0.6m：②计算结果③计算结果分析ⅰ变形：以跨中节点6最大变形为准，0.15＜600/400=1.5mm，横梁挠度满足规范要求。ⅱ强度：最大弯矩出现在2#和9#单元，最大弯矩值为：0.448.m，σ=7820KPa=7.8MPa<[σ]=14.5Mpa，方木强度满足规范要求。综上，腹板10×10cm横梁方木受力满足要求。ⅱ节段2、3方木受力计算①方木受力计算该处连续梁纵向分配梁采用10×10cm方木，腹板布置10×10cm净距0.1m的方木，底板布置10×10cm净距为0.2m的方木,翼板布置10×10cm净距为0.3m的方木。作用在纵梁上的均布荷载为：节段2、3腹板处：q=F×b=（26×4.3+11）×0.2=24.5KN/m节段2、3底板处：q=F×b=（26×0.96+11）×0.3=10.8KN/m节段2、3翼板处：q=FF×b=（26×00.5+111）×0.4=9.6KN/mm节段2、3计算荷载腹板qq=24..5KN//m，计算跨跨度取l=0..9m：②计算结果③计算结果分析ⅰ变形：以跨中节节点6最大变形形为准，0.5＜600//400==1.5mmm，横梁挠挠度满足规规范要求。ⅱ强度：最大弯矩矩出现在2#和9#单元，最最大弯矩值值为：2..09.m，σ=12.5MPaa<[σ]=144.5Mppa，方木强强度满足规规范要求。综上，腹板100×10ccm纵梁方木受受力满足要要求。⑵横向分配梁计算算横向分配梁为110×100方木，方木横跨于于支架立杆杆上托之上上，承担由由纵向分配配梁传递的的荷载。计计算跨度取取支架横向向间距，腹腹板处计算算跨度取l=0..3m，底板处取l=0..6m，翼板处处取l=0.99m，按五等跨跨连续建立立模型。ⅰ腹板处的横向方方木受力计计算①横向方木受力计计算作用在纵梁上的的均布荷载载为每腹板板处净距10ccm一道、底底板处净距20cm一道和翼翼板处净距距30cmm一道从横横向方木传传递的力：：节段1腹板处：F=1172.22×0.22×0.33=10..3KN节段1底板处：F=47.44×0.33×0.6=8.5KNN节段1翼板处:F==24..0×0..4×0.9=8.6KN（按五跨跨连续建立立模型）腹板处计算荷载载取F=100.3KN，计算跨跨度取l=0..3m：②计算结果③计算结果分析ⅰ变形：以跨中节节点6最大变形形为准，00.02mm＜300/4400=00.75mmm，横向向方木挠度度满足规范范要求。ⅱ强度：最大弯矩矩出现在2#和9#单元，最最大弯矩值值为：0.73KN..m。σ=4.4MPa<<[σ]=144.5Mpa，方木强度满满足规范要要求。综上所述，横向向腹板处方方木受力满满足要求。ⅱ翼板处的横向方方木受力计计算①横向方木受力计计算翼板处计算荷载载取F=8..6KN，计算跨跨度取l=0..9m，荷载按按照集中荷荷载计算：：②计算结果③计算结果分析ⅰ变形：以跨中节节点6最大变形形为准，00.4mm＜300/4400=00.75mmm，横向向方木挠度度满足规范范要求。ⅱ强度：最大弯矩矩出现在2#和9#单元，最最大弯矩值值为：1..32KKN.m。σ=7.98MPaa<[σ]=144.5Mpa，方木强度满满足规范要要求。综上所述，横向向翼板处方方木受力满满足要求。8、腹板模板、外楞楞及拉杆计计算⑴新浇混凝土对模模板最大侧侧压力计算算Pmax=γcHH（1）Pmax=0.222γct0β1β2V1/2（2）采用内部振捣器器振捣时，新新浇注的混混凝土作用用于模板的的最大的侧侧压力，可可按上述二二式计算，并并取二式中中的较小值值。γ—混凝土的容重，取26kN/m3t0—混凝土初凝时间间，取8小时；β1—外加剂影响系数数；β2—坍落度影响系数数；V—混凝土浇筑速度度，取0.3m//h（每小小时浇筑00.3米）。Pmax=0..22×226×8××1.2××1.155×0.330.5=335KPaaPmax=266×6.2==161..2KPPa取Pmax=355KPa：采用计算对模板板的最大侧侧压力Pmax=1..2×Pmax=1.22×35==42KKPa。⑵腹板模板各部分分结构计算算ⅰ竖向肋板间距计计算（采用用挠度控制制计算）面板选用厚155㎜的木胶胶板；取110cm宽宽单元计算算；I=bd3/112=1000×1..83/12==48.66cm4q＝p×b＝42××0.1＝4.2KKN/ml＝（128×E×II/(4000×q))）1/3＝（128××90000×48..6/4000/4..2）1/3=0.32m，现场按间间距0.33m进行布布置。ⅱ竖向肋板断面和和横向钢管管间距计算算竖向肋板采用110cm××10cmm方木I=bh3/112=100×1033/12==833ccm4q＝p×b＝42××0.1＝4.2KKN/ml＝（128×E×II/(4000×q))）1/3＝（128××90000×8333/4000/4.22）1/3=0.833m采用0.6m，直直径48mmm，壁厚厚3.5mmm的钢管。M=ql2/88＝4.2××0.622/8=0.1189KN..mW=1/6×110×1002=167ccm3σ=M/W=0.1189/1167=11.1MPaa<[14..5]MPaa，满足要要求；ⅲ横向钢管承载力力计算横向钢管为集中中荷载下的的连续梁P＝0.1×0.66×42＝2.522KNM=Pl/4==2.522×0.11/4＝0.0633KN.mmσ=M/W=00.0633KN.mm/5.0778×1003mm3=12.4MPaa<[1170]MPaa，满足要要求；f=pl3/((48EI))=2.552×0..63/(48×2..1×1..215))=0..44mmm<0.66/4000=1.5mm,满满足要求。ⅳ、木面板计算选用厚15㎜㎜的竹胶板，取1ccm宽，1m长的板板带进行计计算P＝42×0.011＝0.422KN/mmM＝pl2/8＝00.42××1×1/8==0.0553KN..mW=1/6×11×1.882=0.54cm3σ=M/W=00.0533/0.544=0.11MPaa<[111MPaa]，满足要要求.⑶对拉螺栓计算ⅰ采用计算对模板板的最大侧侧压力Pmax=422KPaaⅱ拉杆承受的最大大拉力拉杆采取竖向11.5m，横横桥向1..5m布置。F=Pmaxx·A=442KPPa×1..5×1..5=94.55KNⅲ对拉螺杆直径选选择（拟选选用φ20圆钢,2根圆钢并并排放置）A=F/fy==94.55KN÷2110N/mmm2=450mmm2Ad=3.14×2202/4×2==628mm2>450mmm2,满足要求求。9、地基承载力计计算根据计算单根钢钢管支架的的最大受力力为33.2kN，取其垫垫板单元尺尺寸为：00.3m××0.9m。σ＝33.2/（0.3×0.99）＝123KPaa由于最大钢管支支架受力处处地基应力力应达到123KPPa，所以以地基处理理要求承载载力大于150KPPa。17#-20##连续梁基基础处理方方式为：采采用5%石灰改良良土+20cmm碎石换填填做垫层使使地基基本本承载力达达到3