高速公路特大桥满堂支架设计计算.doc

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1、.高速公路特大桥满堂支架设计计算(157#墩161#台)沙湖中心沟特大桥目录一、设计依据1二、地基容许承载力1三、箱梁砼自重荷载分布1四、模板、支架、枕木等自重及施工荷载2五、支架受力计算1、立杆稳定计算52、立杆扣件式钢管强度计算63、纵横向水平钢管承载力64、地基承载力的检算65、底模、分配梁计算76、预拱度计算12一、设计依据1.武汉城市圈环线高速公路仙桃段第03合同段施工图2.公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范JTJ023-853.公路桥涵施工技术规范JTJ041-20004.扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-20015.公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ025-866.简明施

2、工计算手册二、地基容许承载力根据本桥实际施工地质柱状图,地表覆盖层主要以淤泥质土为主,地基承载力较差。 为了保证地基承载力不小于4.5t/,需要进行地基处理。地基表皮层进行土层换填,换填如下:开挖标高见图纸,底层填0.8m中砂,经过三次浇水、分层碾压(平板震动器)夯实,地基面应平整,夯实后铺设5cm石子,继续压实,并进行承载力检测。再浇筑20cm厚的C20混凝土。整平地基时应注意做好排水设施系统,防止雨水浸泡地基,导致地基承载力下降、基础发生沉降。钢管支架和模板铺设好后,按120设计荷载进行预压,避免不均匀沉降。三、箱梁砼自重荷载分布根据设计图纸,现浇箱梁单重为681t。墩顶实心段砼由设于墩顶

3、的底模直接传递给墩身,此部分不予检算。对于空心段箱梁,根据157#墩-161#台沙湖中心沟25米跨现浇箱梁满堂支架施工总体布置图,综合考虑箱梁横截面面积和钢管支架立杆纵向间距,空心段箱梁腹板等厚段下方,纵桥向间距最大的立杆受力最不利。根据立杆纵桥向布置,受力最不利立杆纵向间距取为d=0.9m。本计算书主要检算该范围箱梁和支架受力。钢管支架立杆纵向间距为60cm、90cm两种形式,横向间距为120cm+460cm+490cm+260cm+590cm+260cm+2120cm。根据钢管支架立杆所处的位置分为四个受力区,详见157#墩-161#台沙湖中心沟25米跨现浇箱梁满堂支架施工总体布置图。各受

4、力区钢管支架立杆所承受钢筋砼自重荷载详见下表:(纵向间距90cm)分区号ABCD钢管间距(cm)120609060截面面积(m2)0.931.162.131.58立杆钢管数(根)2353单根钢管承重(t)1.110.931.021.26根据上表,位于中腹板处间距60cm的立杆受力最大,单根钢管承受最大钢筋砼荷载为1.26t。 四、模板、支架、枕木等自重及施工荷载本桥箱梁底模、内外模均采用=12mm厚竹胶板。底模通过纵横向带木支撑在钢管支架顶托上,支架采用48mm3.5mm钢管,通过顶托调整高度,支架底部通过底托分配传力于地基。1、底模、外模面积共:(16.93+1.22)25=483.25m2

5、 共重:483.250.0120.85=4.93t2、内模面积共:20.44625=511.15m2 共重:511.150.0120.85=5.214t3、模板底层横向带木采用100mm100mm方木(间距按0.3m布置) 共重:(25/0.3)16.930.10.10.65=9.17t4、模板底层纵向带木采用120mm100mm方木 共重:25200.120.10.65=3.9t5、外模木肋采用50mm100mm方木(间距按0.3m布置) 共重:(25/0.3)3.6420.10.050.65=1.98t6、内模木肋采用50mm100mm方木(间距按0.3m布置) 共重:(25/0.3)20

6、.4460.10.050.65=5.54t7、钢管支架钢管支架采用48mm3.5mm规格,单重为3.841kg/m。立杆纵横向布置为2026排,立杆长度为6m,数量为520根。共重:52063.841/1000=11.98t水平杆步距为41.2m+11.1m,共5步6层。纵向水平杆:长度有22.5m、19.8m两种,数量分别为102根、18根。共重:(10222.5+1819.8)3.841/1000=10.19t横向水平杆:长度有16.5m、4.2m、2.4m、1.2m四种,数量分别为132根、48根、24根、24根。共重:(13216.5+484.2+242.4+241.2)3.841/1

7、000=9.47t纵横向剪刀撑:按每4档布置一道,长度有4m、7m、7.5m、8.0m四种,数量分别为20根、20根、20根、70根。共重:(204+207+207.5+708)3.841/1000=3.57t钢管支架共重:11.98+10.19+9.47+3.57=35.21t8、施工荷载按0.25t/m2考虑以上荷载共计: 五、支架受力计算1、立杆稳定计算根据各受力区钢管支架立杆所承受钢筋砼自重荷载表,位于箱梁中腹板处间距60cm的立杆受力最大,单根钢管承受最大荷载为1.26t。单根钢管所承受的模板、支架自重以及施工荷载为0.41t/ m2,N2=0.90.60.41=0.222t。单根钢

8、管实际最大受力(考虑受力不均匀系数1.2):Nmax=(1.26+0.222)1.2=1.78t483.5mm钢管支架截面特性为:A=4.89cm2,E=2.06108KPa,i=1.58cm,=1,L=1.5m。,查表得=0.552故N=A=0.5524.8910-4215102=5.80tNmax=1.78tN=5.80t,满足立杆稳定要求。2、立杆扣件式钢管强度计算扣件式钢管立杆容许荷载,查简明施工计算手册表8-18(P440),当横杆间距(步距)为150cm时,48*3.5mm对接钢管容许荷载N=3.03t。 Nmax=1.78tN=3.03t,满足钢管强度要求。3、纵横向水平钢管承载

9、力根据施工技术规范,砼倾倒所产生的水平荷载按0.2 t/m2考虑纵横向水平钢管由于立杆间距1.052m,横向水平杆间距1m。满足不需计算的条件,故可不对纵向、横向水平杆进行抗弯强度、抗弯刚度及扣件抗滑移计算。4、地基承载力的检算检算中腹板处地基承载力 157#墩-161#台沙湖中心沟25米跨现浇箱梁满堂支架施工总体布置图中截面D区)钢管传力为1.78t。地基应力为:1.78/(0.90.6)=3.3t/m24.5t/m2,满足要求。其它范围地基应力均满足要求。5、底模、分配梁计算(1)面板计算底模采用=12mm厚竹胶板,按单向板计算,箱梁横隔板处的模板受力最不利,按两跨等跨连续梁计算。取板宽1

10、cm进行计算,过程如下:自重,上方模板、木肋,施工荷载为:上方砼荷载为:q2=1.652.6=4.29t/m2 q=(q1+ q2)b=(0.32+4.29)100.01=0.461kN/m。其截面特性为:受力简图如下,图中尺寸以mm计: 0.461KN/m参照简明施工计算手册 江正荣编著 P54中表2-13“两跨等跨连续梁”查表得KM=0.125,KV=0.625,Kf0.521 最大弯矩Mmax=KMql2=0.1250.4610.32=5.2010-3 KNm最大剪力Vmax=KVql=0.6250.4610.3=0.087KNm最大挠度0.75mm变形满足要求。,满足要求=1.3MPa

11、,满足要求 (2)横桥向100mm100mm带木计算横桥向带木按间距0.3m布置,箱梁横隔板处带木受力最不利。自重,上方模板、木肋,施工荷载共:上方砼荷载为:q2=1.652.6=4.29t/m2 其截面特性为:计算原理:取纵桥向0.3米范围箱梁内作为计算对象,q=(q1+ q2)b=(0.32+4.29)100.3=13.83kN/m。荷载分布见下图,图中尺寸以mm计。 13.83KN/m参照简明施工计算手册 江正荣编著 P54中表2-13“两跨等跨连续梁”查表得KM=0.125,KV=0.625,Kf0.521 最大弯矩Mmax=KMql2=0.12513.830.92=1.4KNm最大剪

12、力Vmax=KVql=0.62513.830.9=7.78KNm最大挠度900/400=2.25mm变形满足要求。w=11Mpa,满足要求 (3)纵桥向120mm100mm带木计算空心段箱梁腹板等厚段纵向带木受力最不利,对此段范围内纵木进行计算,其所受集中力为上方横向带木对应的支点反力。先计算上方横向带木支点反力,反力计算单位:力(默认),力矩(默认),角度(默认)约束反力值 ( 乘子 = 1)- 结点约束反力 合力 支 座- - 结 点 水平 竖直 力矩 大小 角度 力矩- 1 0.00000000 5892.72342 0.00000000 5892.72342 90.0000000 0.

13、00000000 2 0.00000000 13108.5531 0.00000000 13108.5531 90.0000000 0.00000000 3 0.00000000 5892.72342 -0.00000000 5892.72342 90.0000000 -0.00000000-由电算结果可知:纵木所受最大集中力Fmax =13.2KN。纵木按三跨连续梁计算,荷载分布见下图,图中尺寸以cm计。纵桥向带木的截面特性为:其截面特性为:内力计算单位:力(默认),力矩(默认)- 杆端 1 杆端 2 - - 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩- 1 0.00000000 18689

14、.1732 -0.00000000 0.00000000 18689.1732 2803.37598 2 0.00000000 5489.17322 2803.37598 0.00000000 5489.17322 4450.12795 3 0.00000000 -7710.82677 2550.12795 0.00000000 -7710.82677 2136.87992 4 0.00000000 -20910.8267 2136.87992 0.00000000 -20910.8267 -999.744094 5 0.00000000 20910.8267 -999.744094 0.00

15、000000 20910.8267 2136.87992 6 0.00000000 7710.82677 2136.87992 0.00000000 7710.82677 2550.12795 7 0.00000000 -5489.17322 4450.12795 0.00000000 -5489.17322 2803.37598 8 0.00000000 -18689.1732 2803.37598 0.00000000 -18689.1732 0.00000000电算结果为:Mmax=2.55KNm,Vmax=20.91KN,fmax/L=3.708mm/1200mm=1/324w=11Mpa,满足要求 6、预拱度计算(1)预拱度设置考虑以下因素a、卸架后上部构造本身及活载所产生的竖向挠度11=0.8cm(应由设计提供)b、卵石垫层沉陷22=0.5cmc、满堂支架接缝下沉33=1.2cmd、美观预拱度44=1.0cm合计 总=1+2+3+4=0.8+0.5+1.2+1.0=3.5cm(2)预拱度设置总为预拱度的最高值,应设置在梁的跨径中点,其它各点的预拱度应以中间点为最高值,以梁的两端为零,按二次抛物线进行分配。x离墩中心距离;yx点处的预拱度;L跨长。(3)预拱度的实际设置以上预拱度的设置为理论值,最终的设置以预压力的结构作为参照,结合理论值作适当的调整。

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