(70 105 105 70)m连续梁边跨现浇支架(贝雷架)计算书.docx

青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案边跨现浇段支架计算书计算:复核:审核:中铁四局集团有限公司青田县瓯江四桥（步行桥）工程项目经理部2016年10月15日1编制依据2方案简介-13支架主要材料特性及参数-14'f44.1荷载类型-44. 2荷载组合-55支架结构计算-54.1 计算模型及边界条件设置-65. 2计算结果分析-75.2.1托架上满堂支架计算分析-75.2.2横向120a工字钢横梁分析-852.3J¾>*tscT85.2.4主横梁双福145a工字钢分析-95.2.5钢管桩分析-105.2.6P8#墩桩基础分析-125.2.7P4#墩边跨管桩混凝土基础地基承载力-145.2.8剪刀撑分析-145.3底模体系计算-165.3.1荷载计算-16.一16面板计算横向方木验算-16纵向方木验算-175.4内模板、翼缘板体系计算-185.4.1荷载计算-18横向方木验算-19纵向方木验算-195.4.5支架立杆计算-205.5侧模计算-205.5.1侧模荷载计算-20面板计算-21横向方木验算-22rJ/j225.5.5横向背带钢管计算-235.5.6侧模拉杆计算-24边跨现浇段支架（贝雷架）检算书1编制依据（1）青田县瓯江四桥（步行桥）工程相关设计图纸；（2）马路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）；（3）钢结构设计规范（GB50017-2003）；（4）马路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJO25-86）；（5）建筑扣件式钢管脚手架平安技术规范（JGJI30-2011）；（6）建筑结构静力计算手册建筑工业出版社。（7）路桥施工设计计算手册周水兴编著；（8）建筑施工计算手册（其次版）；（9）马路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）；（10）CMIDASZciviD计算软件；（三）结构力学求解器清华高校；2方案简介P8#墩支架系统：该支架系统共有两排钢管桩，一排位于承台上，钢管规格为630×10mm,横向布置3根，中心间距为325cm,钢管之间用14槽钢剪刀撑横向连接，钢管底部预埋1.5cm厚Q345钢板，钢板尺寸为70X100cm,除钢管与钢板满焊外，四周还应焊接加强缀板。另一排钢管桩共2根，钢管规格为800X10mm,纵向位置位于离合拢段端头150Cm处，横向中心间距650cm,下部支撑在C30钢筋碎承台上（承台上预埋1.5CnI厚钢板，钢板尺寸为100XlOOen1,顶面双向设置1615Omm钢筋网格，共两层，间距为IOCnb底面设置一层1615Omm钢筋网格），承台底设置1根钻孔灌注桩（内配钢筋笼），钻孔桩直径为100Cnb桩底标高为-30m。钢板桩顶部为双拼145a主横梁，长度为12m。主横梁上是贝雷片纵梁，每片贝雷片标准长度为300CiTb高度为150cm,横向间距为60cm,匀称布置，中间采纳连接架横向连接。贝雷片上部铺设8槽钢，作为上部钢管支架的支垫，钢管支架采纳48mm钢管搭设，搭设质量必需满意规范要求。支架搭设完成后，阅历收合格方可运用，在支架上铺设IoXlOCm方木安排梁，安排梁上即可铺设现浇段底模模板（底模采纳木模、IOXIOCnl方木背肋），详细支架设置见下图5.5.IT与图5.5.1-2：图5.5.1-2现浇段支架正面图P4#墩支架系统：该支架系统共有两排钢管桩，一排位于承台上，钢管规格为巾630×10mm,横向布置3根，中心间距为325cm,钢管之间用14槽钢剪刀撑横向连接，钢管底部预埋1.5Cm厚Q345钢板，钢板尺寸为70X100cm,除钢管与钢板满焊外，四周还应焊接加强缀板。另一排钢管桩共2根，钢管规格为巾800XIOmm,纵向位置位于离合拢段端头150Cm处，横向中心间距650cm,下部支撑在C30钢筋碎条形基础上，条形基础高80Cnb宽120Cnb长度为100OCnb顶面双向设置中1615Omm钢筋网格，共两层，间距为IoCnb底面设置一层1615Omln钢筋网格，以便加强其抗拉、抗压的实力，条形基础底部为5cm厚C20碎垫层，垫层四周尺寸比条形基础宽IOCnb垫层下部原状土需经压实处理，压实后的原状土抗压强度不低于160kpao钢板桩顶部为双拼145a主横梁，长度为12m。主横梁上是贝雷片纵梁，每片贝雷片标准长度为300Cnb高度为150cm,横向间距为60cm,匀称布置，中间采纳连接架横向连接。贝雷片上部铺设8槽钢，作为上部钢管支架的支垫，钢管支架采纳48mm钢管搭设，搭设质量必需满意规范要求。支架搭设完成后，阅历收合格方可运用，在支架上铺设IOXlOCnl方木安排梁，安排梁上即可铺设现浇段底模模板（底模采纳木模、IOXIOCm方木背肋），详细支架设置见下图5.5.1-3与图5.5.1-4：图5.5.1-3现浇段支架立面图防护栏杆图5.51-4现浇段支架正面图3支架主要材料特性及参数支架采纳Q235钢材材料参数见下表：表3.1主要材料设计指标材料牌号抗拉、抗弯、抗压容许应力(Mpa)抗剪容许应力(MPa)一般型钢构件Q-23521512548mm*3.Omm钢管Q-235215125木材8.51.54荷载计算4.1荷载类型模板、支架自重新浇筑混凝土自重施工人员、材料及机具等施工荷载(2.0kNm2)倾倒混凝土产生的冲击荷载(2kNm2)振捣混凝土产生的荷载(2kNm2)4. 2荷载组合验算构件强度：1.2倍恒载+1.4倍活载；验算构件刚度：1.0倍恒载+1.0倍活载。5支架结构计算托架承受的荷载按贝雷梁上面满堂碗扣支架间距进行混凝土及其他荷载的安排。表5-4梁体荷载分区计算表序号区号高度(m)计算荷载P(KN/m2)10.4711.7522.7769.2530.61540.61550.37.560.37.570.61580.61592.7769.25100.4711.755.1计算模型及边界条件设置图5.1为主桥边跨现浇段托架midas分析模型图，梁体采纳贝雷梁+满堂支架形式,计算实行靠近大里程方向布置，模型计算采纳整体模拟。其中，管桩、横梁、贝雷梁、纵横安排梁均采纳梁单元构件建模，材质为Q235。边界条件及连接设置如下：(1)纵横梁连接：纵向贝雷梁与横梁采纳弹性联接，弹性刚度按阅历取值100kNmm,横梁与安排梁采纳弹性连接，弹性刚度按阅历取值100kNmmo(2)一般支承设置：管桩底端均按固定端处理约束Dx,Dy,Dz,Rx,Ry,Rzo图5.1-1NU02联现浇箱梁托架midas分析模型图5. 2计算结果分析MAX:21667MINi11575图5.2-1整体结构模型计算结构整体应力计算，由计算结果可知：强度最大荷载作用下纵梁最大应力为=115.2Mpa<215Mpa,故结构整体设计满意平安要求。5. 2.1托架上满堂支架计算分析满堂支架强度计算结果:CB:g1.CBl6r+00+00黑黑黑gFg3coe>8e03gzlele2eI7QS66789984OMAXI17429MlN1745S二夕；久合炎以:野M(±:Nma2日有10/14/2016-3图5.2.1-1强度荷载下满堂支架应力图由计算结果可知：强度荷载作用下满堂支架立杆最大应力为b=16.6Mpa<215Mpa,故满堂支架设计满意平安要求。5. 2.2横向120a工字钢横梁分析横向120a工字钢横梁强度计算结果:IiiiioiiiiiiEg黑黑鼠黑黑黑会三r黑火之出士tAg:32:-l.-2.-3.T-5.e女伴：力宜架QMC：NAnm7日用：10/14/2015图5.2.2-1强度荷载下横梁应力图由计算结果可知：强度荷载作用横梁最大应力为b=52.56Mpa<215Mpa,故横向安排梁设计满意平安要求。5. 2.3贝雷梁分析S6(夫(BO1.15192o*0027.92778O01o.ooooo*000-6,-43777-KXJl7.8292*O02NGX7O02>2.7986ia-*O02MQASQVMPO5TPROCE55OR-BEAZSTRESSbU-2.O8033-×)2CB:Q1.CB1E予FF图5.2.3-1强度荷载下贝雷梁应力图由计算结果可知：强度荷载作用牛腿最大应力为b=115.2Mpa<215Mpa,故贝雷梁设计满意平安要求。M(2mm日网：*O*42O*6P图5.2.3-2强度荷载下贝雷梁位移图由计算结果可知：荷载组合作用下贝雷梁最大位移向下，最大位移为f=18.8/W/<卜=400=375mm,满意要求。5. 2.4主横梁双福145a工字钢分析主横梁计算结果:MlDASQWPOST-PROCESSORCBi01.C81MAXI21G67MlZI21755文传i万0上”MC：N/mmUMI10/14/2016双挈方而图5.2.4-1强度荷载下主横梁应力图由计算结果可知：强度荷载作用主横梁最大应力为b=115.2Mpa<215Mpa,故主横梁设计满意平安要求。匕基本THiMlDAS/CivilPOsTPROCESSORDISP1.ACEMENT分析电果1.1672le-H>01.l8993e-H)01i1265eH)019.35364e-H)7B0798。女)873515e-H)006.26232e-H)4.71666e-K)3.54383e-H)003.17100<4««=5.9047E÷001CB:g1.C81MAX!11753MIN;5472:S3its-单位:mmmh10/14/2016表泰方餐图5.2.4-2强度荷载下主横梁位移图由计算结果可知：荷载组合作用下主横梁最大位移向下，最大位移为/=11.6mm<v=/400=16.25,加Z,满意要求。5. 2.5钢管桩分析Ht基本MIDAS/GvilPOST-PROCESSORBEAMSTRESSia(axS)ya8S661*l-5.58104e+001-6.30547e+0017Q2990e*00三-7.75433*1-8.47876e+l-9.2031Se+0019.92763e÷l1)6521*2-l219e÷21.28253e*2MAX:21803MIN:21746文住：不苜海达/(±:Nfinm2日期：10/14/2016方：Z:0.259图5.2.5-1强度荷载下管桩应力图由计算结果可知：强度荷载作用主横梁最大应力为b=-128Mpa<215Mpa,故主横梁设计满意平安要求。管桩支反力计算：曰基本MlDASQwPOsT"PROCESSORREAEONFORCE方力XYZ小氏力中点H11804FX:86536E*0FY:1665三-002FZ:9.5196-HX)2FXYZ:9.5200EK02最大反力A-11792FX:-1.389三*1FY:-4,734三÷000FZ:2XM83E*003FXYZ:20484-H)03C8:g1.CBlMAX:11792MIN:11804文仲：R*3J边葬-M(2：kN日期：10/14/2016方旬2强度荷载下管桩支反力图最大管桩支反力为：2048.3KN5.2.6P8#墩桩基础分析边跨现浇段接近合龙段一侧800mm钢管桩基础采纳100Omm直径钻孔灌注桩，桩长33m,桩基采纳嵌岩桩，选3层为桩端持力层，桩端入持力层深度1.5D。基础持力层及基础形式见下表：表5.2.6-1边跨现浇段桩基础持力层及基础形式一览表位置桩径(m)桩长(m)进入持力层深度(In)桩型桩端持力层边跨现浇段1.0331.5D嵌岩桩-3中风化花岗岩当选择-3、-4层为桩端持力层时，采纳嵌岩桩，单桩承载力按马路桥涵地基与基础设计规范(JTG63-2007)中的公式进行估算：此=ClApfrk+wc2ih,frk,÷Iiqik(5.4.1)=1./=1式中：此一单桩轴向受压承载力容许值(kN)；，一依据清孔状况、岩石破裂程度等因素而定的端阻发挥系数，按表5采纳；4一桩端截面面积(m2),对于扩底桩，取扩底截面面积；(一桩端岩石饱和单轴抗压强度标准值(kPa),见表6；一依据清孔状况、岩石破裂程度等因素而定的第i层岩层的侧阻发挥系数，按表5采纳；U各土层或各岩层部分的桩身周长(III)；九一桩嵌入各岩层部分的厚度(m),不包括强风化和全风化层;m岩层的层数，不包括强风化和全风化层;装一覆盖层土的侧阻力发挥系数，依据桩端人确定，见表6；/,.一各土层的厚度（m）；以一桩侧第i层土的侧阻力标准值（kPa）,取值见附表6；n土层的层数，强风化和全风化按土层考虑；表526-2系数5、C2值表岩层状况CiC2完整、较完整0.60.05较破裂0.50.04较破裂、极破裂0.40.03注：1.当入岩深度小于或等于0.50m时，a乘以0.75的折减系数，c2=0;2 .对于钻孔桩，系数5、C2值应降低20%采纳；桩端沉渣厚度t应满意以下要求:d1.50m时，t50mm;d>1.50m时，t100m11io3 .对于中风化层作为持力层的状况，口、C2应分别乘以0.75的折减系数。现以类似P8#墩工程桩孔为例，桩长及摩阻力以现地面起算。单桩轴向受压承载力容许值估算见下表。表各计算参数取值表地层CiC2frk(MPa)qk(kPa)30（2）100夹30100-170（4）-2160（4）-30.30.024300.2-40.480.04350.2表单桩轴向受压承载力容许值估算表持力层班长(m)进入持力层深度(m)单桩轴向受压承载力容许值凡(kN)备注60Omm800mm1000mm1800mm331.5D15710边跨现最大管桩支反力为：2048.3KN,作用在直径100Omm的钻孔桩上，钻孔桩允许承载力为15710KN,所以地基承载力满意要求。5.2.7P4#墩边跨管桩混凝土基础地基承载力混凝土基础上预埋ImXIm钢板，地质土层信息显示基础为卵漂石层；浇筑120Cnl厚的C20混凝土基础，基础宽2.2m,长度Ionb条形基础作用在卵漂石地层，经压实的卵漂石地层的基本承载力为150KPao计算如下：则混凝土面的应力为：最大支反力为2048.3KN。=NA=20483001000000=2.048Mpa<20Mpa,满意要求。计算考虑混凝土扩散角为45°则基础底部应力为S=2°48.32=i46.3pa,地基压实后承载力为A(1.2+0.8tan45×2)×10150Kpa,满意要求。混凝土作用在卵漂石地层上，所以地基承载力满意要求。5.2.8剪刀撑分析MlDAS/CiWlPoSToRoCESSORBEMSTRESS世合(果大«D5.16628H)Ol4.2990Ie-K)01343176e+0012.5645Ie÷001l9726e-H)018.304÷0OQO8g÷000-904499e÷01.7717Sex)Ol-23900e-HX)l-3.50625eH)01-4.3735Ie÷001CB:glC81MAX:21785MIN:21768太夕：头卷冢过马N/mm人2日斑：10/14/2016方E-图5.2.4-1强度荷载下剪刀撑梁应力图由计算结果可知：强度荷载作用剪刀撑梁最大应力为b=51.6Mpa<215Mpa,故剪刀撑设计满意平安要求。MiDAS/CMIPoSTPROCESSORDlSP1.ACEMENT5.05585e-H)004652620MoO424939。Moo3.8461Ge-H)00344293e-K)00303970e-H)00263647e-H)2.23324«40001.8300IcMOo1.42678e-K)00l02355e-K)006.20319elC8:g1.CB2MAX:11789MIN:11803文伟J贝=海迨15-单性：mmS期，10/14/2016方可Z:0.259图5.2.4-2强度荷载下主横梁位移图由计算结果可知：荷载组合作用下剪刀撑最大位移向下，最大位移为f=5.Onvn<v=/400=15.6"，满意要求。5.3底模体系计算5.3.1荷载计算底板计算时，模板跨径03m,取Iin计算。面板计算时的最大恒荷载=69.25KNm2,施工荷载取2kNm2;横桥向方木采纳100X100mm方木间距30cmoq1=69.25×0.6×0.3=12.4kNm（1）强度计算荷载组合：Q1=1.2×12.4+1.4×2×0.3=15.7kNm(2)刚度计算荷载组合：Q2=12.4+0.6=13.OkN/m面板计算15加厚竹胶板的截面参数和材料力学性能指标:=3.75×IO4Wlzbh2100O×152W=66Mmaxbh3Y2100OXl5312=2.8125×105nm4SR?88*=竿=崇新4”4MMM扰度验算=0.160加775/_5x13x20Q41384E/-384×6×103×2.8125×105卜黑=（15如；M合格。4UU横向方木验算横向方木搁置在间距为60CM的纵向方木上，计算跨径为=60cm,横向方木的规格为10*10cm的方木、间距为30的，1米范围内有3根横向方木支撑竹胶板;单根横向方木上的均布荷载为：G=1.q='x69.25=23.1ZN/团33IoXlOC机方木的截面参数和材料力学性能指标:bh2l(X)×10026-6=166666bh3100x1003=12=-12-=8333333q#23.1×0.621Mmax=1.039588=四坐=1.0395XI。'=6.23"NB0=8.5MPaW166666lj=0.467twn5猛_5x23.160Q43843384×10×103×8333333=Z1/400=1.5,Z合格。纵向方木验算横向方木搁置在间距为60*60的立杆上，计算跨径为=60cm,纵向方木的规格为10*10Cin的方木、间距为60cm；单根横向方木上的均布荷载为：=0.64=0.6x0.6x69.25=24.93ZN/mIOXlOCm方木的截面参数和材料力学性能指标：,bh:1=12Mmax100x10026100x100312=166666=8333333q#_24.93×0.62T=8=1.1211.121×106166666=6.73nBo=8.5Mpa=0.504"7帆5而：_5x24.93x600",-384E/384×10×IO3×8333333=1<X)=1.511三,f4fii合格。5.4内模板、翼缘板体系计算5.4.1荷载计算内模计算时，模板跨径0.15m,取Im计算。面板计算时的恒荷载=7.5KN/m2,施工荷载取2kNm2;横桥向方木采纳100X100mm方木间距30cmoq尸7.5X0.6X0.3=1.35kNm(1)强度计算荷载组合：Q1=1.2×l.35+1.4×2×0.3=2.46kNm(2)刚度计算荷载组合：Q2=1.35÷0.6=1.95kNm面板计算15勿厚竹胶板的截面参数和材料力学性能指标:1000×1526=3.75X104wz115bWJOoOX斤2-12-=2.8125×105三4»ql2.46×0.3CCCrMmax=-=0.027kN.m88Mmax0.027×106r10max=-=0.738MpaZ,O=80MPCl3.75xIO5ql4384£/扰度验算=0.0245x1.95x20Q4384×6×IO3×2.8125×105卜°】=黑=S5mm；f4f.合格。横向方木验算横向方木搁置在间距为60c?的纵向方木上，计算跨径为=60cm,横向方木的规格为10*10cm的方木、间距为30cm,1米范围内有3根横向方木支撑竹胶板;单根横向方木上的均布荷载为：qx=-q=-×7.5=2.5kNm33IOXlOo方木的截面参数和材料力学性能指标:=166666nzbh2100x1002W=66bhiV2I(X)XlOO312=8333333Mmaxl12_2.5×0.62"88=0.11256=甯1.=畸翳=°675MMNB0】=8.5MPa50/；_52560Q4'384E/384×10×IO3×8333333=0.05M=1400=1.511三,ff0合格。纵向方木验算横向方木搁置在间距为60*60的立杆上，计算跨径为=60cm,纵向方木的规格为15*10cm的方木、间距为60cm；单根横向方木上的均布荷载为：q=0.6g=0.6X7.5=4.5ZNIOXlOC利方木的截面参数和材料力学性能指标：bh2100x1002bhy12=166666100x100312=8333333q/；4.5×0.62八msMmax=-llj-=0.205()88Wmax0.2050×106n.z1,zrjcn-。*=0.547tzZJO=8.5MpaW375000lj=0.91加?5斌:5x4.5x60041-384EZ-384×10×IO3×83333330=1400=1.511三,f4f0合格。5.4.5支架立杆计算支架立杆轴力取纵向安排梁的最大反力F=0.6*0.6=0.6×0.6×7.5=2.7kN(1)强度验算b=Z7x%602=5.3M*=2O5M外立杆强度满意要求。（2）立杆稳定验算轴心受力构件通过限制长细比来保证构件的刚度，计算式如下自由长度：=u1(+2)=1.155×1.719×(1.2+2×0.1)=2.8m2.81.58x10-=177由有入=177查附录C截面稳定系数表得0=0.227,N?7×IO3=:7=23.5MPa<205MPaA0.227×5.06XIO2立杆稳定性满意要求。5.5侧模计算梁高2.77m,侧模采纳15mm厚木模板，竖带采纳100XlOOnim方木按间距30cm匀称布置，横向背带采纳双拼048.3X3.6钢管，钢管按间距90Cm布置，拉杆采纳014圆钢按60X90Cm间距布置。5. 5.1侧模荷载计算混凝土按一次浇筑完成计，浇筑高度2.77m,浇筑时混凝土对侧模的压力计算如下：P=0:12yJoPFV1?式中:P新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（kNm2）c-一混凝土的重力密度（kN/n?）,此处取25kN11?to一一新浇混凝土的初凝时间（三）,此处取t°=4.5hV一一混凝土的浇灌速度（mh）,此处取V=IiTh;81-一外加剂影响修正系数，此处取1.2。B2-混凝土塌落度影响系数，此处取1.15。P=O.22cro712V,y2=34.155KN倾倒混凝土时对侧模板产生的活载Q=2.0kNm2;强度计算荷载组合：Q1=1.2×34.1+1.4×2=43.72kNm2刚度计算荷载组合：Q2=34.1+2=36.IkN/m2面板计算15小厚竹胶板的截面参数和材料力学性能指标：u/bh21000×152.n43W=3.75X0mm66rbTI(X)OXkcox4I=2.8125XlOmm1212A,ql243.72x0.32八ZIC-ZMmax=-=0.491kN.m88SmaX=MmaX=0'91xl,=13.116Mpa6=8)MPaW3.75×IO4lj扰度验算f=5/384E/=0.5395x43.72×2004384×6×103×2.8125×105=煞=05加；fAfo合格。横向方木验算横向方木搁置在间距为60c?的纵向方木上，计算跨径为=60cm,横向方木的规格为10*10cm的方木、间距为30cm,1米范围内有3根横向方木支撑竹胶板;单根横向方木上的均布荷载为：ql=-q=-×43.72=14.57Vm33IOXlOo方木的截面参数和材料力学性能指标:=166666nzbh2100x1002W=66bhiV2I(X)XlOO312=8333333Mmax=-8_14,57×0.628=0.6558=0.295mm5q_5x14.57x600'J384E/384×10×IO3×8333333=1400=1.511三,ff0合格。纵向方木验算横向方木搁置在间距为60*60的立杆上，计算跨径为=60cm,纵向方木的规格为15*10cm的方木、间距为60cm；单根横向方木上的均布荷载为：=0.6g=0.643.72=26.2ZNmIOXIOC机方木的截面参数和材料力学性能指标:100x10026=166666bhi_I(X)XlOO31212=8333333Mmaxll226.2×0.6288-=1.179=0.53nn5猛_5x26.2x60Q4,-384E/-384×10×IO3×8333333=Z1/400=1.5/77,Z0合格。5.5.5横向背带钢管计算侧模横带采纳双拼048.3X3.O钢管，钢管间距0.9m,拉杆横向间距0.6m。取1组双拼钢管进行计算。强度验算总荷载：Q1=43.72×0.9=39.3kNm刚度验算总荷载：Q2=36.l×0.9=32.49kNm（2）强度验算钢管在荷载组合作用下的弯矩q/39.3×0.62Mmax=-2j-j-=1.7688最大弯矩为1.76kNmo1.76XlO62×5.26×103=167.3MRZ<=205MPa弯曲应力符合要求。（3）刚度验算w=0.677X100E/=0.677×32.49×6004100×2.06×105×12.71×IO4=1.6nn<=2Aimn250刚度面板在荷载作用下的挠度验算符合要求。经过受力分析，钢管最大弯曲应力为167.3MPa,小于钢材容许的抗弯强度=2O5MP%挠度为1.6mm小于1.250=2.4mm；侧模钢管强度、刚度满意规范要求。5.5.6侧模拉杆计算侧模拉杆采纳014圆钢，其中承受的拉力F=43.72*0.6*0.6=15.73kN,拉杆容许拉力按下式计算：A=II5.44JWn,=12.12加，F容=115.44×170=19.6kN04a因F<F/，经受力分析拉杆满意要。