主线桥钢管支架计算书2

一、编制依据

1、海翔大道完善工程后浦立交工程施工图设计文件及地勘报告，以及设计变更、补充、修改图纸及文件资料。

2、国家有关的、法规、施工验收规范和工程建设标准强制性条文（城市建设部分），以及现行有关施工技术规范、标准等。

3、参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 130－2002）和《混凝土工程模板与支架技术》、《公路桥涵施工手册》、《建筑施工计算手册》等进行计算，参考《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（报批稿）有关要求。

二．工程概况

本工程位于厦门市集美区属于海翔大道交叉节点完善工程，即海翔大道锦园至兑山段与杏林北外环立体交叉。设计采用两层部分苜蓿叶+半直连式全互通立交，杏林北外环路上跨海翔大道；设计匝道桥两座主线桥两座。主线1#桥右幅为四箱式箱梁桥，一联三跨（3×30.5）米，桥面宽22.25米梁底宽15.6米，梁高1.8米.顶板厚25cm～50cm，底板厚25～50cm，腹板厚45～60cm。设计混凝土体积1483.6m³主线1#桥左幅为两箱式箱梁桥，一联三跨（3×30.5）米，桥面宽15米梁底宽8.32米，梁高1.8米。设计混凝土体积801.3m³。顶板厚25cm～50cm，底板厚25～50cm，腹板厚45～60cm .

F匝道桥为单箱式箱梁桥，一联三跨（30+32+30米）桥宽10米桥长98米梁底宽4.95米。顶板厚25cm～50cm，底板厚25～50cm，腹板厚45～60cm设计混凝土体积577m³。H匝道桥（30+31+30+3*30+30+36+2*30米）桥宽10米，桥长313米。跨海翔大道上的第一联（30+31+30米）设计方量585.16m³。顶板厚25cm～50cm，底板厚25～50cm，腹板厚45～60cm。

三、支架设计要点

基础处理:

因基础位于行车道路面上，不需要进行处理，直接现浇1.2×0.4×20.5米条形混凝土基础，基础采用C20混凝土，底部加钢筋网片用φ12钢筋间距15cm.

支架布置形式：

主线1#桥右幅为四箱式箱梁桥，一联三跨（3×30.5）米，桥面宽22.25米梁底宽15.6米，梁高1.8米。设计混凝土体积1483.6m³，采用7根500*8mm钢管桩间距3米，钢管与钢管之间用槽14连接。钢管桩顶设置40cm高砂筒。砂筒上布置45工钢横向两根一并。分配梁采用56b工钢，隔板下3根间距70cm，翼缘板下间距1.5米，中间间距大于1.5米处均匀布置一根。工钢上采用槽14间距90cm均匀分布。槽14上为10*10方木间距35cm梁体模板采用竹胶板，内架外架均采用48*3.5碗扣钢管支架。

主线1#桥左幅为两箱式箱梁桥，一联三跨（3×30.5）米，桥面宽15米梁底宽8.32米，梁高1.8米。设计混凝土体积801.3m³。支架布置形式与主线1#桥相同。

F匝道桥为单箱式箱梁桥，一联三跨（30+32+30米）桥宽10米桥长98米梁底宽4.95米。设计混凝土体积577m³，采用贝雷梁倒挂工钢布置形式。钢管桩仍然采用500*8mm钢管。横向分配梁采用32b工钢梁。最大间距1.23米。贝雷片每边4排间距45cm。

H匝道桥与F匝道桥构造尺寸相同，支架方案也采用相同方案，H匝道第一联3跨（30+31+30），设计混凝土体积585.16m³。

支架计算：

1.设计参数

1.1钢材设计参数

Q235钢： [σ轴]=215 Mpa，[σ弯]=215 Mpa，[τ]=125 Mpa 

Es＝2.10×105MPa

焊缝：[]＝160MPa

1. 2砼参数

结构砼重度：26.5KN/m3

1. 3钢结构允许变形

［f］≤L/400

1.4支架结构选材及布置

支架立柱：φ500×8mm螺旋管，

顺桥向连接：［14

横桥向连接：［14

支架布置见上图。

3风荷载计算

支架风荷载计算如下：

Fwh＝KOK1K3WdAwh

Wd=γVd2／（2g）

Vd＝K2K5V10

大桥在厦门市，由公路桥涵设计规范查表得，

K2＝0.85

K5＝1.7

基本风速取10年一遇，则：V10＝28.8m／s，则：

Vd＝K2K5V10＝41.616m／s

γ＝0.012017e－0.0001z

Z＝30m，

γ＝0.012017e－0.0001z＝0.01198

Wd=γVd2／（2g）

＝0.01198×41.616²／2／9.81＝1.06KN／m2

Fwh＝KOK1K3WdAwh

结构实面积比为取0.41

根据规范查得：

K0＝1.0

K1＝1.1

遮挡系数η＝0.95

每片工钢梁受风力影响系数为：

0.95×1.1＝1.045

K3＝0.85

横桥向面积：

Awh＝（8×0.5×5+0.56×30+0.14×4×3）＝38.48m2

顺桥向每片桁架所受风力为：Fwh＝KOK1K3WdAwh＝1.0×1.1×0.85×0.84×38.48=29.68KN

顺桥向每排钢管柱所受风力线荷载为：q＝29.68／5／3＝1.98KN／m

顺向2排钢管桩所受风力线荷载合计为：q＝1.98×2=3.96KN/m

5、现浇梁支架计算

现浇梁支架无法与墩身连接，施工时支架上下分别与基础及支架上部工钢相连，计算按两端铰支进行。

5.1荷载计算

综合模板自重，模板内架，外架，施工荷载，混凝土振捣，倾到和施工人员荷载以及安全考虑，我们取荷载增大系数1.44.

梁体重：G＝1483.6／3×26.5×1.44＝18871.392KN

q＝G／L＝18871.392／30.5＝618.734KN／m

两墩柱间净距：L0＝29.4m

支架布置形式见附图：

支架及工钢梁受力模型见下图：

上述计算模型分两段简支梁，则最大支座反力为： 

计算得最大支座反力在R1处

R1= R2＝618.734×12／2×＝3712.404KN

支架单侧布置7根钢管，每根钢管平均所受荷载为：

７根钢管：N＝3712.404／7＝530.34KN

Ø500钢管（壁厚8mm）：Ix=37424.843cm4，A=123.653cm2

 钢管回转半径：r0=（Ix/A）½=173.97mm

按最高管高5时计算：

长细比：λ=5×1000/173.97=28.74 查钢结构设计手册得：ψ=0.9

钢管应力为：σ＝N／（ψA）=530.34×1000／（0.9×12365.3）＝44.5MPa〈［σ］＝215MPa

跨中横截面受力分析:

箱梁横截面局部荷载q1＝0.5×3.31×1×26.5/3.31=13.25KN/m

                   q2＝1.8×0.45×1×26.5/0.45=47.7KN/m

由受力图我们在腹板地下布置56工钢间距70cm，翼缘板下间距1.5米。

工钢梁受力验算：

验算腹板下工钢梁受力。

工钢梁所受最大弯矩：

Mmax1=ql²/8=(47.7×0.45×0.7×144)/8=270459N.m

σ＝M／w=270459/2447=110.5MPa<[σ]=215 Mpa 满足要求

挠度计算：

f=5ql4/384EI=5×47.7×0.45×0.7×144×144/384×2.1×68510×1000=28mm< L/400=30mm

验算翼缘板下工钢梁受力。

工钢梁所受最大弯矩：

Mmax1=ql²/8=(13.25×1.2×144)/8=286200N.m

σ＝M／w=286200/2447=116.96MPa<[σ]=215 Mpa 满足要求

挠度计算：

f=5ql4/384EI=5×13.25×1.2×144×144/384×2.1×68510×1000=29mm< L/400=30mm

基础验算：

一般不利荷载位置计算，支架两侧地基受力比较大，我们采用1.2的增大系数考虑管桩附属构造重量和局部受力不均的应力变化。

⑴基础形式

本钢管桩基础采用扩大基础，根据计算知，钢管桩最大受力为:

Nmax=530.34KN

一般不利荷载位置计算，支架两侧地基受力比较大，我们采用1.2的增大系数考虑管桩附属构造重量和局部受力不均的应力变化。

A＝1.2×530.34×1000／160／1000＝3.31m2

采用1.2宽条形基础

钢管桩基础布置见下图：

单根钢管桩下荷载530.34KN

F=N/A=530.34KN/0.8m×0.8m=0.828Mpa <13 Mpa符合要求

基础受冲切承载力验算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）第8.2.7条。

验算公式如下:

    F1 ≤ 0.7βhpftamho

式中 βhp --受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，βhp取1.0.当h大于等于2000mm时，βhp取0.9，取 βhp=1.0

    ft --混凝土轴心抗拉强度设计值；取 ft=1.27MPa；

    ho --基础冲切破坏锥体的有效高度；取 ho=0.45m；

    am --冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；am=(at+ab)/2；

           am=[0.5+(0.5 +2×0.45)]/2=0.95m；

    at --冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽；取at＝0.5m；

    ab --冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；ab=0.50 +2×0.45；

    Pj --扣除基础自重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力，对轴心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力；取 Pj=160kPa；

    Al --冲切验算时取用的部分基底面积；Al=1.2×0.6=0.72m2

    Fl --相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。Fl=PjAl；

          Fl=160×0.72=115.2kN

允许冲切力：0.7×1.0×1.27×950×450=380047.5N=380.047kN > Fl= 115.2kN；

实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！

⑵基础施工注意事项

基础施工前，应对基底承载力进行检测，确保地基承载力满足要求。