水上贝雷片支架计算

一、 计算依据1、 如东县珠江路西延洋口运河桥施工图2、 路桥施工计算手册3、 建筑结构静力学计算手册4、 结构力学5、 桥梁荷载规范6、 建筑施工计算手册7、 建筑施工扣件式钢管支架安全技术规范二、 计算说明按照设计施工图，主桥主跨施工顺序为：先浇筑施工节段A，待节段A张拉后浇筑施工节段B2。模型如下：II1/2节段B2H11/2节段II1/2节段B2H11/2节段A，位于水上_■—,—■线对称。26.51/2节段A承台主跨中心线26.51/2节段A承台主跨中心线主墩中心线主墩结构示意图2、结构模型图由结构示意图可以看出，承台顶端荷载垂直作用于承台上贝雷片，其重量由承台上贝雷片承担，离开承台位置的荷载由承台边支点及水中钢管桩基支点承载。则纵向贝雷片在承台边缘处视为固定端，纵向贝雷片承载计算段为：承台边缘处至第3排钢管桩，各支点均固定不动，视为固定端。建模如下：♦A B CD— —3.51r,7.75, 12 [9>r主跨’中心线3、传力体系新浇筑混凝土、模板及施工荷载一大木械一支架

贝雷架一钢管桩。四、荷载计算箱梁重量计算：根据设计图纸提供箱梁截面变化曲线可算得3.2m高箱梁截面积为17.58m2。，A端箱梁截面积为15.8侦,端点C右侧3.5m处箱梁截面积为10.91m2,断面如下：..5*0.271.5*0.271.5*0.27.•01.5*0.27 0.2.750.0*0.3 20.0*0.31.5*0.27■8-92断面A1.5*0.270.0*0.316..5*0.271.5*0.271.5*0.27.•01.5*0.27 0.2.750.0*0.3 20.0*0.31.5*0.27■8-92断面A1.5*0.270.0*0.3161.5*0.271.5*0.27X0.0*0.30.0*0.39.099断面C右侧3.5m处混凝土比重为2.5t/m3,可得箱梁自重从断面A处39.0t/m变化至断面C右侧3.5m处27.3t/m。视为线性变化，呈梯形变化。贝雷片自重：贝雷片每片自重为0.1t/m，纵向贝雷片总共10片，则纵向贝雷片自重为1.0t/m。模板自重（含木楞）为0.1t/m,。钢管支架自重取值0.2t/m2。倾倒混凝土荷载为0.2t/m2。

振捣荷载为0.2t/皿。人员料具荷载为0.1t/W2。荷载分项系数：恒载1.2,活载1.4五、结构计算1、模板侧压力计算查建筑施工计算手册，新浇混凝土对模板的最大侧压力按下列二式计算，取二式较小值：F=0.22yct0P户2V0.5f=ych式中F—新浇筑混凝土对模板最大侧压力（KN/m2）Yc一混凝土的重力密度（KN/m3）t0一混凝土初凝时间（h）V—混凝土浇筑速度（m/h）P］一外加剂影响修正系数（掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2）P2一混凝土坍落度修正系麴坍落度50-90mm时，取1.0，坍落度110-1150mm时，取1.15）H一混凝土侧压力计算处到新浇筑混凝土顶面的总高度腹板一次最大浇筑高度为2.6m，计算侧压力得：F=0.22yct0P户2V0.5=0.22*25*4*1.2*1.15*1o.5=30.36KN/m2F=ycH=25*2.6=65KN/n2取小值，可知，最大侧压力为30.36KN/m2，查建筑施工计算手册得：竹胶板静屈服强度为14.84N/mm2,30.36KN/证=30.36*10-3N/mm2<14.84N/mm2。2、大木枋大木枋截面尺寸为10cm*12cm,木质为杉木，查建筑施工计算手册得：杉木抗剪强度为6.4Mpa，抗弯强度为82.9Mpa。截面弯曲系数Wz=bh2/6=0.1*0.12/6=2.4*1O4m3。在浇筑混凝土时，大木枋在腹板处受集中力作用，荷载最大。大木枋所受集中力大小为所在立杆前后两跨腹板重量的一半，支架设计方案中立杆间距分为60cm与1m。在本次计算中按最不利情况计算，即腹板一次浇筑高度2.6m，长度1m，查设计图纸得腹板最宽处为70cm，混凝土比重为2.5t/m3，则所产生集中力为2.6*1*0.7*2.5=4.55,分项系数1.2，则计算荷载为4.55*1.2=5.46to大木枋放置在支架顶托上，横向支点间距等同支架间距，横向单跨程度1.14m。计算剪应力为：5.46/（0.12*0.1）=455t/m2=4.55Mpa<6.4Mpa计算其弯曲应力：6=M/Wz，式中6为抗弯强度，M为弯矩，Wz为截面弯曲系数。M=5.46*0.57*0.57/1.14=1.56t・m则：6=M/Wz=1.56/2.4*104=6500t/m2=65Mpa<82.9Mpa。3、支架立杆稳定性计算每排立杆承担前后两跨范围内荷载的一半，支架设计方案中立杆间距分为60cm与1m。按最不利情况，一排立杆承担1m长的3.2m高箱梁重量及施工荷载，3.2m高箱梁截面积17.58血。荷载值为，箱梁重量17.58*2.5=43.95t，模板重量0.1*16*1=1.6t，支架自重0.2*16*1=3.2t,倾倒混凝土荷载0.2t/m2，振捣荷载为0.2t/m2，人员料具荷载为0.1t/皿。箱梁重量、支架模板重量分项系数1.2,倾倒混凝土荷载、振捣荷载、人员料具荷载分项系数1.4。则计算荷载为：(43.95+1.6+3.2)*1.2+(0.2+0.2+0.1)*1*16*1.4=69.7t每排共有16根立杆，立杆为中48壁厚3mm的钢管，截面积4cm2,钢管材质为Q235钢，抗拉、抗压、抗弯强度设计值f：205N/mm2。计算立杆稳定性得：f=N/A=69.7/(16*4*10-4)=1.1*104t/tf=110N/mm2<205N/mm24、纵向贝雷架计算、结构模型、荷载计算A端：(39.6+1.6+0.1*16+0.2*16)*1.2+(0.2+0.2+0.1)*16*1.4=66.4t/mB端：【39.6-(39.6-27.3)*7.75/23.25+1.6+0.1*16+0.2*16】*1.2+(0.2+0.2+0.1)*16*1.4=61.5t/mC端：【27.3+(39.6-27.3)*3.5/23.25+1.6+0.1*16+0.2*16】*1.2+(0.2+0.2+0.1)*16*1.4=53.9t/mC端右3.5m处：(27.3+1.6+0.1*16+0.2*16)*1.2+(0.2+0.2+0.1)*16*1.4=51.7t/mC端右3.5m至D端：(1.6+0.1*16+0.2*16)*1.2=7.7t/m、受力分析根据荷载计算结构建模如下：皿4" 61-5t/m 53.9t/m 51.7t/m7'.7t/m、rIlliA7.75B— 12 匕-3.5r——^9D主跨"中心线a、弯矩计算梯形荷载段可视为51.7t/m的均布荷载以及最大值二(66.4-51.7)=14.7t/m的三角形荷载。根据建筑结构静力计算手册，三角形荷载化成等效弯矩均布荷载，公式为：q变二3q/8，其中q为三角形荷载最大值，q变为等效均布荷载。则计算段梯形荷载可视为(51.7t/m+3*14.7/8)=57.21t/m。57.21t/m远大于7.7t/m，在计算时整个计算段视为57.21t/m的均布荷载，弯矩等效建模如下:通过力矩分配法计算跨中弯矩，计算过程如下:U.llbQJAU.llbQJA,7.758工L C上Dpf?J可得端点弯矩分别为:M=138.45t•mAM=581.1t•mM=138.45t•mAM=581.1t•mBMC=612t•mMD=237.5t•m绘制弯矩图得:138.45AIk612273.5计算段弯矩图单位：《•138.45AIk612273.5计算段弯矩图单位：《•m查桥梁荷载规范得：双排单层加强型贝雷片允许弯矩为337.5t•m，已算得跨中最大弯矩M612t•m,则可得：M<337.5*16/2=2700t・mb、剪力计算结构力学剪力计算公式：三角形荷载三角形荷载剪力计算公式：Fs1=7ql/20；Fs2=-3ql/20均布荷载均布荷载剪力计算公式：Fs1=ql/2；F^-ql/2部分均布荷载部分均布荷载剪力计算公式：F1=qa(2l3-2la2+a3)/2ls；F2=-qas(2l-a)/2l梯形荷载可视为均布荷载和三角形荷载叠加。计算各端剪力：AB段：AB段受力示意图F「61.5*7.75/2+7*(66.4-61.5)*7.75/20=251.6tFB左=-61.5*7.75/2-3*(66.4-61.5)*7.75/20=-244tBC段：

BC段受力示意图Fb右二53.9*12/2+7*(61.5-53.9)*12/20=355.32tFC左二-53.9*12/2-3*(61.5-53.9)*12/20二-337.08t53.9t/mCD段(梯形荷载段视为均布荷载计算取最大值53.9t/m):53.9t/m7.7t/m,C5J D51.7t/mFC右=53.9*3.5*（2*93-2*9*3.52+3.53）/（2*93）-7.7*5.53（2*9-5.5）/2*93=154.72tFD左=76.17t查桥梁荷载规范得：双排单层加强型贝雷架允许剪力为49.1t，已算得跨中最大剪力F=355.32t，则可得：F<49.1*16/2=392.8t5、横向贝雷架计算横向贝雷片作为纵向贝雷片支点，则横向贝雷片承担纵向结构支点反力及本身自重。（1）、水上支点横向贝雷架由纵向贝雷片剪力计算可知B支点支座反力最大，为（244+355.32）=599.32t。支点处贝雷片自重为0.1*3*18=5.4t。支点B处总荷载为599.32+5.4*1.2=605.8t。视为均布荷载，荷载值为605.8/16=37.9t/m。建模如下：37.9t/m3.23.23.23.23.23.23.23.23.23.2取其中一跨计算：弯矩M=ql2/8=37.9*3.2*3.2/8=48.5t•m剪力F=ql/2=37.9*3.2/2=60.64tmax查桥梁荷载规范可得：三排单层加强型贝雷片：M允许为480.49t・m>48.5t・mF允许为69.89t>60.64t(2)、承台处横向贝雷片承台处横向贝雷片承担A段支点反力、桥墩边缘至承台边缘段箱梁荷载的一半、贝雷片自重。荷载值为：251.6+ (44*2.25/2+0.1*16+0.2*16+0.1*2*16) *1.2+(0.2+0.2+0.1)*2.25*16*1.4=345.8t,视为均布荷载，荷载值为345.8/16=21.6t/m。建模如下：q=21.6t/m2段受力计算：最大弯矩Mmax=21.6*3.752/8=38t,m最大剪力Qmax=21.6*3.75/2=40.5t3段受力计算：最大弯矩Mmax=21.6*3.3/8=33.1t,m最大剪力Qmax=21.6*3.5/2=37.8t查贝雷片荷载规范得：单排单层加强型贝雷片容许弯矩为168.75t・m；单排单层加强型贝雷片容许剪力为24.52t。可得：M=38t•m<168.75*2=337.5t・mQ=37.8t<24.52*2=49.04t6、桩基承载力验算钢管桩实际长度大于15米，在本计算中长度取15米。洋口运河河床最低处高程为-1.5米，本方案设计钢管桩顶高程为3.502米，则钢管最小入土深度为9.98米，以10米计算。查图纸得其中5.49米处于粉砂中,4.51米处于粉质粘土夹粉土中，其摩阻力分别为为4.5t/m2、1.5t/m2o则单根桩承载力：4.51*3.14*0.35*1.5+5.49*3.14*0.35*4.5=34.5t支点处荷载为：支座反力+横向贝雷片重量支点B：支点B处总荷载为605.8t,有24根桩。总承载能力=34.5*24=828t>605.81。支点C：支点C处支座反力=337.08t+154.72t=491.8t，横向贝雷片重量为=0.1X18X3=5.4。则支点C荷载为491.8+5.4*1.4=499.36。