边跨现浇段支架检算

边跨现浇段及合拢段支架检算资料

1．编制依据

1.1. 英国《BS5400》 ；

1.2. 美国《ASCE》 ； 

1.3. 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 GTJ D62-2004；

1.4. 《钢结构设计规范》 GB50017－2003；

1.5. 《建筑钢结构焊接技术规程》 JGJ81－2002；

1.6. 《建筑施工计算手册》 JGJ74－2003； 

1.7. 招标文件《设计图纸》 、《技术文件》 ；

2．施工方案

2.1　边跨现浇段及合拢段支架总体施工方案：

边跨现浇段长度18.4m,最大梁高2.2m，边跨现浇段设4排支架，靠墩身一排支架设在承台上，另外3排支承在条形基础上。

2.1.1．支柱采取大型钢管支柱，直径为630mm，厚为10mm的钢管，每排4根。下部焊接于承台及条形基础预埋钢板上，支柱与支柱之间采用桁架互间进行连接，连接桁架采用[22槽钢现场焊接。

2.1.2．钢管支柱顶部设厚20mm钢板为法兰盘，横向分配梁为双拼I45a工字钢，工字钢上下顶板每隔200cm采用厚10mm钢板焊接成整体，支点处设横向加劲肋。

2.1.3．纵梁I40a工字钢，横断面共设19榀，单侧腹板下设4榀，底板下设5榀，单侧翼板下设3榀。

2.1.4．分配梁采用I18工字钢，间距为100cm。

2.1.5．内模加固：内模采用胶合板，板厚12mm，采用φ48mm，厚3.5mm钢管进行支撑,横向间距为90cm,纵向间距为100cm,在墩顶处纵向间距加密至60cm,步距为120cm。

2.1.6．翼板加固：采用胶合板，板厚12mm，10×10cm方木做楞，纵梁采用10×15cm方木，翼板处采用φ48mm，厚3.5mm钢管进行支撑,横向间距为75cm,纵向间距为100cm,步距为120cm。并于每隔一根立杆增设剪刀撑确保支架的稳定性。

2.1.7．腹板内、外模采用12mm厚胶合板，10×10cm方木做肋，双[10槽钢做背带，背带竖向间距不大于120cm。

2.1.8．腹板加固：在腹板采用φ25mm精轧螺纹钢拉杆,竖向及纵向间距均不大于120cm，并利用内模水平横撑对腹板处进行支撑。

顶板混凝土面以上设水平拉杆,纵向间距为120cm。

支架图附后：

3 支架结构及验算

支架计算荷载分布图如下：(跨中截面）

3.1支架荷载计算

单侧翼缘板混凝土每米面积为：1.255m2

单侧腹板(含齿块)混凝土每米面积：(1.851+0.544/2)=2.123m2

单侧顶板及底板混凝土每米面积为：（0.796+0.666）=1.462m2

梁部的含筋量为2%，混凝土容重采用26KN/m3，施工荷载按混凝土重量荷载系数为1.2计算；不考虑风荷载和梁部纵坡度产生的水平荷载。

距墩中心2m断面：

单侧翼缘板混凝土每延米均布荷载为：(1.255×26×1.2) /3.55==11KN/m

单侧腹板混凝土每延米均布荷载为：（2.123×26×1.2+）/1.3＝51KN/m

单侧底板段混凝土每延米均布荷载为：（1.462×26×1.2）/2.8=16.3KN/m

单侧内模顶板段混凝土每延米均布荷载为：（0.796×26×1.2）/2.8=8.9KN/m

3.2 支架检算　

边跨采取钢管支架现浇施工,支架布置型式详见附后的钢管支架布置图。边跨现浇段总长18.4m，现浇段对应的墩身顺桥向宽1.6m，因此在计算中假定：与墩身相对应的部分1.6m直接作用于墩身上，外侧的16.8m梁段通过钢管支架施工。

由于截面形式变化，在支架受力范围内，本次计算取距墩中心2米的箱梁截面，总面积4.84×2=9.68m2。

3.2.1腹板下方木检算

腹板下方木受力最大，满铺10×10cm方木。方木下I18工字钢分配梁最大间距为1米，布置见附图。

方木弹性模量E=1.0×104Mpa,  [σ]=13Mpa/1.3=10Mpa（取自《木结构规范》，红松）

方木w=bh2/6=166.7cm3，I=bh3/12=833.3cm4

恒载自重q=51×0.1=5.1KN/m

最大弯矩Mmax=1/8×qL2=1/8×5.1×12=0.kN·m

σMmax/w=0.kN·m/166.7cm3=3.8Mpa<[σ]=13Mpa/1.3=10Mpa      通过。

f=5qL4/384×E×I=5×5.1×14/384×1.0×104Mpa×833.3cm4=0.8mm检算剪应力：

Qmax＝qL /2=5.1×1/2=2.6KN

SX=1/4×100×1002＝0.25×106mm3

中性轴：τmax＝

＝=0.4MPa< [τ]=1.6MPa，

3.2.2  分配梁检算

横桥向分配梁间距100cm；分配梁为I18工字钢，分配梁支撑在纵梁上，腹板下纵梁间距0.4米，底板下纵梁间距1米，分配梁按连续梁检算。腹板及底板按均布荷载加载，翼板按集中荷载加载。具体加载情况如下：

图2.2.2

经MADIS计算弯应力图如下：

最大的弯应力为σ=48.6MPa<[σ]=170 MPa  通过！

剪应力图

最大的剪应力为τ=14.8MPa<[τ]=110 MPa  通过！

挠度检算：

扣除支架整体下沉的影响，最大挠度为14-7=7mm，满足要求。

3.2.3 I40工字钢纵梁检算

腹板下纵梁受力最大，所以只需检算腹板下纵梁，单侧腹板下纵梁共4榀，按连续梁进行检算。

经midas分析，弯应力图如下：

最大的弯应力为σ=52.2MPa<[σ]=170 MPa  通过！

剪应力图如下：

最大的剪应力为τ=15.6MPa<[τ]=110 MPa  通过！

挠度检算：

扣除支架整体下沉的影响，最大挠度为10-4=6mm，满足要求。

3.2.2双拼I45a工字钢横梁受力检算

双拼I45工字钢弯应力图（MPa）：

最大的弯应力为σ=145MPa<[σ]=170 MPa  通过！

双拼I45工字钢剪应力图（MPa）：

最大的剪应力为τ=45.1MPa<[τ]=110 MPa  通过！

双拼I45工字钢挠度检算：

扣除支架整体下沉影响，则横梁的最大挠度δ＝14-6=8mm，满足要求。

3.2.3  钢管立柱检算

现浇段设4排立柱，每排立柱采用4根φ630mm，壁厚10mm钢管,第一排支承于承台上，其余3排支承在条形基础上，其布置见总图。经midas分析，支架反力图如下：

从上图可以看出单根钢管所承受最大压力F=553KN，φ630mm，壁厚10mm钢管截面特性：E=2.1×105Mpa ;I=936155325mm4；i=219mm；A=19478mm2。钢管最大高度8m，中间设一道连接，见图。

钢管立柱稳定检算：

钢管立柱按一端自由，一端固结考虑。μ=2.0,根据欧拉公式：

λ=μL/i=2×8000/219=73<100(不属于长细杆)

查表得：杆件折减系数Φ=0.732

σ=F/A×Φ=553kN/0.732×19478mm2=38.8Mpa<[σ]=170 Mpa；计算通过。

变形计算：

＝1.0mm

3.2.4  翼板外模支架检算

3.2.4.1方木小楞检算

翼板方木小楞较腹板底模小楞受力要小得多，此处不再检算。

3.2.4.2纵梁10×15cm方木检算

方木弹性模量E=1.0×104Mpa,  [σ]=13Mpa/1.3=10Mpa（取自《木结构规范》，红松）

方木w=bh2/6=375cm3，I=bh3/12=2813cm4

从“图2.2.2”可以看出，靠近腹板的第一根翼板纵梁受力最大，q=13KN/m。纵梁最大跨度100cm。

则，Mmax=1/8×qL2=1/8×13×12=1.63kN·m

σMmax/w=1.63kN·m/375cm3=4.3Mpa<[σ]=13Mpa/1.3=10Mpa      通过。

f=5qL4/384×E×I

=5×13×14/384×1.0×104Mpa×2813cm4=0.6mm检算剪应力：

Qmax＝qL /2=13×1/2=6.5KN

中性轴：τmax＝

＝=0.7MPa< [τ]=1.6MPa，

3.2.4.3   扣件式支架检算

从“图2.2.2”可以看出，靠近腹板的第一根翼板纵梁下的顶托受力最大，q=13KN/m，纵梁最大跨度1m。

单根钢管最大受力P=13×1=13KN<[P]=20KN，通过。

3.2.5  腹板内、外模及顶板内模检算

腹板内、外模结构形式及加固方案同0#段内模，由于边跨现浇段最大梁高只有2.2m，新浇混凝土侧压力较0#段内模要小，所以，此处不再检算。

顶板内模结构形式0#段内模，边跨现浇段顶板厚度与0#段一致，所以，此处也不再检算。

3.2.6合拢段支架检算

合拢段支架一头支承在边跨现浇段的横梁上，另一头采用双I45工字钢做横梁吊在“L”悬浇段的下面，吊杆采用4根φ32mm精轧螺纹钢，吊杆间距与边跨现浇段立柱间距一致。由于合拢段只有3m长，纵梁、横梁受力均比边跨现浇段的受力要小，所以，此处不再检算。

内、外模结构形式及加固方法与边跨现浇段一致，所以，也不再检算。

精轧螺纹钢吊杆检算：

经midas分析，吊杆承受的拉力如下：

吊杆最大受力为P=175KN<[P]=785×3.14×162/1.85=341KN,满足要求。

3.2.7 基底承载力计算

本桥地质情况如下：

M6号墩地表以下1-5m均为粉质粘土；

M11号墩地表1-5m为人工弃土堆，原状地面以下1-2m米为黏土，硬塑；2-5m为风化岩，5m以下为基岩。

基底处理方案：

人工弃土堆需全部清除掉，条形基础基底需落在原状地面以下1.5m以上，基坑开挖到标高后，需采用静力触探的方法，探明基底地质及承载力情况是否与设计地质资料相符，并确保基底以下没有软弱夹层，基底采用重型压路机进行夯实，并采用碎石换填处理，换填深度不小于50cm，分两层填筑，并用重型压路机压实，处理后的地基承载应不小于200kpa。

为确保基底均匀受力，条形基础顶面底面均采用构造配筋，主筋采用φ25螺纹钢筋，间距20cm,箍筋采用φ16螺纹钢，间距25cm。

基底承载力检算：

受力最大的第2排支架四根钢管立柱的总受力：P1=5×2+438×2=2054KN。

C30砼基础尺寸为:12×2.0×1.2m，基础自重：P2=12×2.0×1.2×26=749KN。

条形基础总受力：P=P1+P2=2054+749=2803KN。

基底承载力计算（近似算法）：

σ=P/A=2803/12×2=117Kpa<[σ]=200kpa,满足承载力要求。