目录1工程概况 (2)2计算依据 (2)3方案介绍 (3)4材料规格 (4)5模型建立 (5)5.1模型简化 (5)5.2荷载计算 (5)6模板检算 (9)6.1模板竹胶板检算 (9)6.2肋木验算 (10)6.3顶托方木检算 (11)7钢材检算 (13)7.1荷载组合 (13)7.2脚手架钢管检算 (14)7.3I16分配梁检算 (16)7.4贝雷梁检算 (16)7.5横垫梁检算 (19)7.6钢管立柱检算 (20)7.6.115m跨地铁钢支撑检算......................................... 错误!未定义书签。
7.7连接系及斜撑检算 (23)8柱底扩大基础检算 (23)9钢筋砼桩基检算 (25)101#、4#墩桩基偏压检算 (28)11结论 (31)XX大道XX线现浇连续梁支架计算书1工程概况XX大道XX线XX桥位于XX镇与XX镇交界处,全桥孔跨布置为1×25+(33+56+33)+1×25预应力砼简支箱梁和预应力砼现浇箱梁,起点桩号K10+311,终点桩号K10+491,桥梁全长180米,桥宽80米,横向布置为分离式四幅,每幅宽20m,桥梁与道路正交,设计纵坡1.5%,桥面横坡为双向1.5%。
主桥为33+56+33连续梁,横跨XX河,主墩基础为Φ1800桩承台基础,桥墩为拱形3柱式墩,设计桩长18m,墩高10.78m~13.00m。
上部结构为变截面预应力混凝连续箱梁,每幅箱梁为单箱四室结构,箱梁顶宽20m,底宽14.985m,腹板厚度70cm、45cm,中间5m范围内过渡,主墩处梁高6m,跨中及边墩处梁高1.7m,成3次抛物线过渡,底板厚度由70cm按三次抛物线变化至跨中24cm,单幅现浇C50砼2900m³。
地质情况:主桥跨XX河,河床砂卵石覆盖层较薄30~50cm,砂卵石以下约2.5m厚强风化砂岩,承载力300kPa;强风化砂岩以下为中风化砂岩,承载力700kPa。
2计算依据(1)《公路桥涵施工技术规范》(JTGT F50-2011);(2)《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021-04);(3)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010);(4)《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》(JGJ 166-2008);(5)《钢结构设计规范》(GB 50017-2003);(6)《木结构设计规范》(GB50005-2003)(7)《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008);(8)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)(9)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007)(10)《装配式公路钢桥制造》(JT/T728-2008)(11)《装配式公路钢桥多用途使用手册》3方案介绍XX湖XX渠桥布置为25+(33+56+33)+25m,主桥为33+56+33m变截面连续梁,引桥为25m简支现浇箱梁,引桥25m简支跨及主桥边跨落地支架现浇,支架采用Φ48×3.5mmWDJ碗扣型多功能脚手架钢管搭设,25m简支跨梁及主桥边跨部分梁段支架立杆间距60×60cm,步距120cm;边跨主墩10m范围内支架顺桥向间距60cm,横桥向腹板处间距加密至30cm,其余底板及翼板处间距按60cm布置,横杆间距120cm,钢管间距60×60cm,横杆间距120cm,底托下垫5×20cm木板,顶托上采用12×14cm方木,底模采用1.5cm厚竹胶板,采用10×10cm方木作为横肋,中心间距20cm;支架4.2m设纵、横向设置剪刀撑。
在台帽2m范围,由于受肋板的影响,无法进行支架搭设,所以采用Φ609×16mm 钢管桩基础,每幅设置钢管桩3根,间距为9.15m,桩中心距台帽边缘为2m。
钢管桩上铺设双拼I45b工字钢做横垫梁,采用I16工字钢做分配梁,长度为3m,跨度为2m,两边各伸出50cm,分配梁间距60cm,分配梁上采用10cm×10cm 枋木做肋木,间距为20cm。
底模采用1.5cm厚竹胶板。
中间连续梁33m+56m+33m联采用钢管加贝雷梁分幅搭设施工平台,分幅施工。
贝雷梁上铺设I16做横向分配梁,分配梁上搭设脚手架,再在支架上铺设方木竹胶板做底模系统。
边跨贝雷梁跨度按12+9+9m布置,中跨贝雷梁跨度按9+9+15+9+9m布置,共14排支墩,6#、7#临时支墩采用Φ609×16mm钢管搭设,其余临时支墩采用Φ609×14mm钢管搭设钢管顶焊接法兰,再放2I45b工字钢做横垫梁,横垫梁在钢管立柱支撑处焊接加劲肋。
钢管立柱横桥向间距 3.6m,0#、3#、4#、9#、10#、13#钢管桩设置于承台上,6#、7#临时支墩基础采用钢筋砼桩基础,直径为 1.3m,其余基础采用条形扩大钢筋砼基础,条形基础底层尺寸为2.5m×18m×0.7m,基础底受力面积45㎡,基础顶层尺寸为1.2m×18m×1.0m,条形基础底进入强风化基岩层深度不小于0.5m,条形基础顶钢管立柱位置处预埋锚板,锚板与钢管焊接,并在柱底焊接加劲钢板。
单幅桥横垫梁上布置21组单层双排321加强型贝雷梁,翼板下一组承受翼板砼湿重及施工荷载,底板下每组按90cm等间距布置(单片贝雷梁间距45cm)。
贝雷梁上I16工字顺桥向间距与脚手架立杆顺桥向间距一致为60cm,布置图如下所示。
4 材料规格钢管及型钢:Q235,f =215Mpa ;V f =125Mpa ;25mm /N 1006.2⨯=E 《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)表3.4.1-5,表3.4.3;贝雷梁:Mn16,f =273Mpa ;V f =180Mpa ;25mm /N 1006.2⨯=E 强度等同于Q345。
竹胶板:15mm 厚,f =11.5Mpa ,23mm /N 100.4⨯=E 《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008)附录A :表A.5.2。
方木:普通木材(松木、杉木)TC11A :顺纹抗拉,抗弯f =11Mpa ,横纹抗剪1.8Mpa ;23mm /N 100.9⨯=E 《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008)附录A :表A.3.1-1、表A.3.1-3。
焊缝:E43手工电弧焊角焊缝:f =V f =160Mpa ;工地现场强度焊折减系数0.85,则f=f=135MPa。
V5模型建立5.1模型简化竹胶板及方木检查采用材料力学公式计算,脚手架及Q235型钢采用Midas civil软件建立空间模型计算结构内力、应力,根据规范相应公式进行检算。
竹胶板检算按净跨径单跨简支梁检算,方木按三跨连续梁检算。
钢管贝雷梁根据空间布置值建立模型,根据河水流流量及地质情况,钢管柱1#~5#、8#~12#临时墩取11m,6#、7#取6.5m、0#取5.8m,13#取5.28m,为方便压力荷载加载,脚手架建模型顶等高,脚手架钢管支架按跨中最大高度取4.78m;为方便加载,在脚手架钢管顶添加虚拟面模拟底模系统,虚拟面厚6mm,采用的虚拟材料与Q235等刚度0自重,与脚手架钢管顶连接采用铰接,并释放平动及转动约束,使虚拟面与脚手架钢管仅传竖向荷载。
边界条件:钢管脚手架顶托、底托采用铰接模拟,即建立模型中释放杆件单元端部转动约束,同时顶部释放平动约束,确保虚拟压力面仅仅传递竖向力,脚手架剪刀撑考虑仅增加结构整体性,不考虑受力,模型中未建立剪刀撑杆件;钢管立柱柱底与扩大基础预埋钢板焊接,且添加加劲肋,柱底边界条件模拟为固结。
模型效果图如下所示:5.2荷载计算(1)新浇砼湿重(含钢筋)重25kN/m³:考虑混凝土涨模系数 1.04,3m /kN 26=g γ;根据箱梁横向断面布置,对箱梁砼湿重等效简化,支架平台底边跨9m 范围内腹板简化为等厚度70cm ,中间9+15+9=33m 范围内腹板为等厚度45cm ,根据荷载取值按压力荷载加载,对模板根据根据最不利取值检算,对钢管+贝雷梁+2#临时墩顶截面腹板70cm厚 2#临时墩顶截面腹板45cm厚3#临时墩顶截面腹板45cm厚跨中截面腹板45cm厚虚拟面上添加等效砼重的压力荷载示意图(2) 钢管支架、贝雷梁、型钢自重:程序根据单元自动计算,建模中考虑到软件按等截面钢管计算自重,未计入碗扣支架碗扣及接头的重量,未计入贝雷梁支撑架、插销等自重,未计入型钢焊缝、缀板及加劲肋自重,建模过程中支架自重系数取1.02.(3) 方木、模板等自重:21m /kN 0.2=q ;(4) 施工人员及机具荷载: 22m /kN 0.1=q(5) 泵送砼冲击竖向荷载:23m /kN 5.3=q ;(6) 振捣混凝土时产生的竖向荷载: 24m /kN 0.2=q对承重支架系统:恒载定义为砼湿重及支架结构自重;施工可变荷载:2m /kN 5.80.25.30.10.2=+++=q 采用均布压力荷载的模式加载。
(7) 风荷载:据碗扣脚手架安全技术规范 4.2.6,作用于脚手架及模板支撑架上的水平风荷载标准值,W k = 0.7μz ·μs ·W o类地区),田野地区(离地;风压高度系数B m 1514.18.0==Z s μμ; 据4.2.7考虑脚手架满挂密目安全网的脚手架挡风系数φ宜取0.8,则W k = 0.8μz ·μs ·W o施工支架为临时结构,设计基准风压d W 取成都市10年一遇的基本风压,根据桥涵设计通用规范附录A 成都市10年一遇风速18.5m/s,风压0.2kN/㎡,迎风面含支架,及现浇梁高度。
支架迎风面高度取1.7(梁高)+8m (脚手架高)=9.7,风荷载建模时在脚手架迎风面侧添加虚拟面,在脚手架高度范围内添加风压力荷载,则支架等效风力集度:2310m /kN 177.08/7.92.08.014.18.0/=⨯⨯⨯⨯==H H W k k k F h d wh ,加载图示见下图(8) 作用于钢管桩的流水压力kN 88.781.925.281.963.058.0222=⨯⨯⨯⨯⨯==g V KA F W γ 式中:圆形桥墩K 取0.8,支架按洪水季节计算,水流速度V=2.5m/s 。
钢管桩水中长度按5m 计算,钢管桩阻水面积A=5×0.63=3.15㎡,流水压力合力着力点根据桥涵设计通用规范去设计水位0.3倍水深处,计算中0.3×5=1.5m ,取作用点为桩顶向下2+1.5=3.5m 处,作用于钢管桩联系梁处,每根桩流水压力大小7.88kN ,考虑最不利荷载组合,方向与风压力荷载同向。