虎门二桥S4标沙田枢纽立交主线桥盖梁施工支架计算书（B版）虎门二桥S4标项目经理部2015年10月·广州目录1工程概况 (1)1.1 工程简介 (1)2盖梁施工方案简介 (7)2.1 0#墩L型悬臂盖梁落地支架简介 (7)2.2 1#~14#墩悬臂盖梁支架简介 (8)2.3 圆柱墩盖梁抱箍支架简介 (8)3盖梁施工支架计算 (10)3.1 计算说明 (10)3.2 计算参数 (10)3.3 0#墩L型悬臂盖梁施工支架计算 (10)3.4 1#~14#墩悬臂盖梁施工支架计算 (15)3.5 圆柱墩盖梁施工支架计算 (20)4抱箍计算 (23)4.1 设计指标 (23)4.2 D160cm计算 (23)4.3 D180cm抱箍计算 (29)1工程概况虎门二桥项目起点位于广州市南沙区东涌镇，终点位于东莞市沙田镇，主线全线长12.891km，含大沙水道、坭洲水道两座悬索桥，其中大沙水道桥采用主跨为1200m悬索桥，坭洲水道桥采用548+1688m双跨钢箱梁悬索桥。
坭洲水道桥跨越坭洲水道（狮子洋）桥位处河面宽度约2300m，西塔中心里程为K8+052.618，东塔中心里程为K9+740.618。
坭洲水道桥总体布置图如下图所示。
坭洲水道桥总体布置图1.1工程简介沙田枢纽立交主线桥里程范围为K11+426.618～K12+941.618，分左右两幅，每幅共有49个墩(0#墩作为东引桥与沙田立交的过渡墩，其墩身施工方案已划入东引桥工程段，其盖梁施工划入沙田枢纽立交工程段)，总共98个墩，桥墩有板式墩、双柱圆柱墩、三柱圆柱墩、四柱圆柱墩等四种类型。
板式墩共有32个，其中板厚1.6m的有28个，板厚1.8m的有4个；双柱墩共27个，其中柱径1.8m的有5个，柱径1.6m的有22个；三柱墩共有21个，其中柱径1.6m的有19个，柱径2.2m的有2个；四柱墩共有9个，柱径均为1.6m。
本工程段墩身最大高度为20.263m，墩身最大方量为166.6m3。
左右幅0#~18#墩、21#~46#墩、49#墩上设有盖梁，其中左右幅0#墩盖梁为变高L型悬臂梁，左右幅1#~14#墩盖梁形式为变高T形悬臂梁，其余均为矩形梁（左右幅19#~20#、47#~48#墩上为连续小箱梁，不设盖梁）。
左右幅0#墩盖梁为预应力变高L型悬臂盖梁，盖梁截面呈L型，采用C40混凝土，长度为18.7m，截面形式为3.5×[(2.2~1.1)+1.2]m，1.2m加高块位于预制小箱梁侧，宽度1.05m。
盖梁方量108.0m³。
左右幅1#~14#墩变高悬臂盖梁为预应力混凝土结构，采用C40混凝土，盖梁长度均为18.7m，截面尺寸为2×（2.2~1.1）m，悬臂长度5.05m，混凝土方量61.7m3。
矩形盖梁下均为圆柱墩，分双柱、三柱和四柱等三种类型。
双柱墩矩形盖梁最大长度为18.7m，最大柱间距11.3m，最大混凝用方量62.73m3，此三个参数的最值同步出现（左幅15#~16#墩、右幅15#~18#墩）。
三柱墩矩形盖梁最大长度25.15m，最大柱间距9.58m，最大方量87m3，此三个参数的最值同步出现（左幅24#墩）。
四柱墩矩形盖梁最大长度29.730m，最大柱间距7.61m，最大方量100.2m3，此三个参数的最值同步出现（右幅31#墩）。
其中左幅27#墩、41#墩及右幅31#墩盖梁为主线桥和匝道桥共用，盖梁在平面上有折角。
本工程范围内主线桥盖梁横坡在-2%至2%之间，左幅27#墩、41#墩及右幅31#墩盖梁为主线桥和匝道桥共用，匝道部分盖梁横坡分别为2%、4%和2%。
表1.1-1 沙田枢纽立交主线桥墩身及盖梁参数一览表悬臂墩墩高范围为12.292m~19.146m，双柱圆柱墩柱高范围为11.464m~20.263m，三柱圆柱墩柱高范围为11.416m~18.921m，四柱圆柱墩范围为12.614m~18.345m。
矩形盖梁梁高均为1.8m，变高矩形梁盖梁梁高形式呈1.1m~2.2m线性变化。
除0#墩盖梁宽度为 3.5m外，其余所有盖梁宽度均为 2.0m，盖梁长度从14.95~27.72m不等，除左幅1#~16#及右幅1#~18#盖梁采用C40混凝土外，其余盖梁均采用C35混凝土。
单个盖梁最大方量为100.2m3，其中大悬臂板式墩盖梁混凝土方量均为67.1m3。
左右幅0#墩盖梁上设有12束15-15预应力钢束。
左右幅#~14#板式墩盖梁设有8束15-15预应力钢绞线，左幅15#~16~双柱墩盖梁以及右幅15#~18#双柱墩盖梁设有4束15-12预应力钢绞线。
桥位区地形平缓，场内河涌、沟渠、鱼塘密布，软土较厚，地面标高约为-0.5～3.3m（填土面标高）。
悬臂盖梁构造图，如下图所示。
图1.1-1 0#墩L形悬臂盖梁构造图图1.1-2 1#~14#墩悬臂盖梁构造图圆柱墩盖梁构造图，如下图所示。
图1.1-3 双柱墩矩形盖梁构造图图1.1-4 三柱墩矩形盖梁构造图图1.1-5 四柱墩矩形盖梁构造图（直）图1.1-6 四柱墩折角矩形盖梁构造图（折）2盖梁施工方案简介2.10#墩L型悬臂盖梁落地支架简介0#墩L型悬臂盖梁支架采用采用“钢管桩+贝雷+分配梁+支撑桁架”体系。
支架共设置8根钢管桩，纵向四排布置，纵向钢管桩间距为6m。
两边钢管桩采用Φ820×8mm螺旋钢管，钢管桩下部采用振动锤打入土层12m。
中间两排钢管桩采用Φ426×6mm螺旋钢管，直接支撑于承台之上。
贝雷承重梁跨径为6m，两端悬挑3m。
为满足盖梁底板线形要求，分配梁上设调节桁架。
钢管桩与贝雷之间垫梁采用双拼I25a工字钢，垫梁上设卸荷沙箱，贝雷与调节桁架之间分布梁采用I25a工字钢。
支架体系横向布置如下：钢管桩横向对称布置2排，间距为3；贝雷承重梁采用2片贝雷形式，用1.02m的花窗连接，总计4榀。
盖梁悬臂部分下调节桁架为5布置，在横桥向间距82.5cm。
盖梁施工时，盖梁横坡通过调节钢管桩顶标高使支架承重主梁横坡与盖梁横坡保持一致来实现。
支架布置见下图。
表2.2-1 0#墩L型悬臂盖梁支架布置图2.21#~14#墩悬臂盖梁支架简介1#~14#墩悬臂盖梁支架采用“钢管桩+贝雷+分配梁+支撑桁架”体系。
钢管采用Φ426×6mm螺旋钢管，支撑于承台上。
贝雷承重梁跨径为7.5m，两端悬挑8.25m。
为满足盖梁底板线形要求，分配梁上设调节桁架。
钢管桩与贝雷之间垫梁采用双拼I25a工字钢，垫梁上设卸荷沙箱，贝雷与调节桁架之间分布梁采用I25a工字钢。
支架体系横向布置如下：钢管桩横向对称布置2排，间距为2.5m；贝雷承重梁采用2片贝雷形式，用1.02m的花窗连接，总计4榀。
盖梁悬臂部分下调节桁架为3排布置，在横桥向间距80cm。
1#~14#墩悬臂盖梁左幅横向坡度2%，右幅横向坡度-2%。
盖梁施工时，盖梁横坡通过调节钢管桩顶标高使支架承重主梁横坡与盖梁横坡保持一致来实现。
支架布置见下图。
表2.2-2 1#~14#墩悬臂盖梁施工支架布置图2.3圆柱墩盖梁抱箍支架简介除左右幅0#~14#墩盖梁外，该标段其余盖梁下均为圆柱墩，端部悬臂长度较短，盖梁最大方量100.2m³。
考虑采用“抱箍+工字钢主梁+分配梁”体系。
承重梁采用双拼56a工字钢，支撑于抱箍之上，最大跨径为11.3m。
分配梁采用I25a工字钢，直接支撑于承重主梁之上，间距为75cm一道。
为满足盖梁端部高度变化处底板线形，此处分配梁上设调节桁架，每端均为3排布置，在横桥向间距90cm。
根据柱径，抱箍直径有两种规格，分别为D160cm抱箍和D180cm抱箍，高度均为50cm，每个抱箍上共布置24个8.8级M24高强螺栓。
沙田枢纽立交圆柱墩盖梁横坡通过调节抱箍顶面标高使承重主梁横坡与盖梁横坡保持一致来实现。
支架布置见下图。
图2.3-1 圆柱墩盖梁抱箍支架布置图3盖梁施工支架计算3.1计算说明沙田枢纽立交主线桥左右幅0#墩L型悬臂盖梁除标高外，结构尺寸一致，本计算书左幅0#墩盖梁支架作为计算对象。
沙田枢纽立交主线桥左右幅1#~14#墩悬臂盖梁除标高外，结构尺寸等都相同，本计算书以左幅1#墩盖梁支架作为计算对象。
沙田枢纽立交主线桥圆柱墩盖梁长度、墩柱数量以及柱间距均不一致，对于盖梁施工支架而言，应分承重主梁受力最不利和抱箍受力最不利两种情况，两者不同时出现。
因此后续分别针对两种最不利情况予以单独计算。
抱箍计算采用手算形式。
3.2计算参数采用通用有限元分析软件midas/civil对盖梁支架进行模拟计算。
盖梁支架结构中采用Q235钢材和Q345钢材，材料容许应力值分别如下：Q235钢：σw=210Mpa；Q345钢：σw=310Mpa；本计算采用极限状态法，荷载组合形式为：1.2×恒载+1.4×活载。
砼荷载：砼容重取26kN/m3。
模板重：模板荷载取2kN/m2。
施工荷载：施工荷载取4kN/m2。
混凝土倾倒荷载取2kN/m2，振捣混凝土产生的振动荷载取2kN/m2。
3.30#墩L型悬臂盖梁施工支架计算0#墩L型悬臂盖梁采用分层浇筑法，先浇筑盖梁3.5×（2.2~1.1）m部分，待已浇筑层混凝土强度达到设计强度90%之后，再浇筑盖梁1.5×1.2m加高层，后浇加高层及模板等重量由已浇筑盖梁承受，因此该型盖梁施工支架混凝土荷载只考虑首次浇筑混凝土荷载。
图3.3-1 L型悬臂盖梁施工支架模型3.3.1支架变形支架最大变形max60.01070.015200400l mf m m=<==（l为施工支架跨径），满足要求。
图3.3-2 变形形状图3.3.2支架应力L型悬臂盖梁施工支架在最不利工况作用下各构件最大组合应力统计如下表所示：部件名称计算应力（MPa）材料强度（MPa）是否满足边钢管桩78.5 210 是中钢管桩92.8 210 是垫梁168.8 210 是贝雷弦杆202.5 310 是贝雷腹杆292.6 310 是花窗194.5 310 是分配梁155.2 210 是调节桁架200.6 210 是图3.3-3 边钢管桩组合应力分布图图3.3-4 中钢管桩组合应力分布图图3.3-5 垫梁组合应力分布图图3.3-6 贝雷弦杆应力分布图图3.3-7 贝雷腹杆应力分布图图3.3-8 贝雷花窗应力分布图图3.3-9 分配梁应力分布图图3.3-10 调节桁架应力分布图3.41#~14#墩悬臂盖梁施工支架计算1#~14#墩悬臂盖梁结构尺寸以及盖梁下板式墩形式均一致（墩高有所差别），本计算以墩高最大的左幅1#墩悬臂盖梁支架计算来包络1#~14#墩悬臂盖梁支架的计算。
图3.4-1 悬臂盖梁支架模型3.4.1支架变形支架最大变形max8.250.03490.0413200200l mf m m=<==（l为施工支架悬臂长度），满足要求。