現(xiàn)澆箱梁支架系統(tǒng)計算書.doc
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主橋現(xiàn)澆箱梁支架系統(tǒng)設計計算書 橋梁全長：554.88m 主橋橋寬：31.7m 引橋橋寬：24m 塔?總?高：20m 單索面索數(shù)：9根斜拉索 箱梁頂寬度：31.7m 箱梁底寬度：22.7m 箱梁高度：2.8m～4.5m 目 錄 1、編制依據(jù)及規(guī)范標準 3 1.1、編制依據(jù) 3 1.2、規(guī)范標準及參考資料 3 2、工程概況 3 3、現(xiàn)澆箱梁支架綜述 4 3.1、主要技術標準 4 3.2、材料力學性能參數(shù)及指標 6 3.3、支架及模板系統(tǒng)組成 8 3.3.1、跨XX河支架系統(tǒng) 8 3.3.2、底模系統(tǒng) 8 3.3.3、側模系統(tǒng) 9 3.3.4、支架及模板系統(tǒng)拆除方法 9 4、荷載計算 9 4.1 豎向荷載計算 9 4.2、水平荷載計算 10 4.3、荷載組合 11 4.3.1、計算底模及支架的荷載組合 11 4.3.2、計算側模系統(tǒng)的荷載組合 11 5、結構計算 11 5.1、側（內(nèi)）模系統(tǒng)計算 14 5.1.1、側(內(nèi))模面板檢算 16 5.1.2、側(內(nèi))模豎向方木小楞 17 5.1.3、橫向鋼管橫肋 19 5.1.4、圓鋼拉桿檢算 21 5.1.5、內(nèi)模頂板（頂板底模）面板檢算 21 5.1.6、頂板底模橫向方木小楞 23 5.1.7、縱向方木檢算 25 5.1.8、立柱鋼管抗壓穩(wěn)定性檢算 26 5.2、底模系統(tǒng)檢算 27 5.2.1、第1計算段（B-B～7-7截面）底模系統(tǒng)檢算 27 5.2.2、第2計算段（7-7～4-4截面）底模系統(tǒng)檢算 38 5.2.3、第3計算段（4-4～0-0截面）底模系統(tǒng)檢算 48 5.2.4、翼板底模檢算 58 5.2.5、碗扣支架承載力及穩(wěn)定性檢算 63 5.2.6、跨XX河貝雷梁支架檢算 65 5.2.7、縱梁下橋臺檢算 81 5.2.8、鉆孔樁基礎計算 89 5.2.9 地基承載力計算 96 5.2.10 基礎沉降計算 96 主橋現(xiàn)澆箱梁支架系統(tǒng)設計計算書 1、編制依據(jù)及規(guī)范標準 1.1、編制依據(jù) （1）、現(xiàn)行施工設計標準 （2）、XX市政工程設計研究總院（X9橋）設計文件 1.2、規(guī)范標準及參考資料 （1）、XX市《城市橋梁工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（DGJ08-117-2005 J10617-20050） （2）、XX市地基基礎設計規(guī)范（DGJ08-111-1999） （3）、公路橋涵鋼結構及木結構設計規(guī)范（JTJ 025-86） （4）、建筑施工碗扣鋼管腳手架安全技術規(guī)程（JGJ128-2000） （5）、公路橋涵施工技術規(guī)范(JTJ041-2000) （6）、公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范（JTG D63-2007） （7）、公路橋涵設計通用規(guī)范（JTGD60-2004） （8）、路橋施工計算手冊（人民交通出版社2001.5） （9）、裝配式公路鋼橋使用手冊 （10）、Midas CILV2006有限元分析軟件 2、工程概況 XX航道整治一期工程（XX段）位于XXXX地區(qū)XX內(nèi)，是XX航道的后半段，起于XX河，途徑XX河、XX港和XX溝，止于XX港內(nèi)河集裝箱港區(qū)XX大道，全長16.3km。目前XX河僅寬20～30m，跨河的橋梁等級很低，XX河航道等級改建為Ⅲ級航道，原有航道上的橋梁全部拆除，航道開挖整治、改建。 本工程11標（航道部分）則位于XX市XX區(qū)XX鎮(zhèn)XXXX河航段內(nèi)，主要施工內(nèi)容有： （1）新建橋梁工程：擬建橋梁為一座雙塔雙索面矮塔斜拉橋，橋梁全長554.88m、跨徑布置為西引橋（6×22.84＋22.44）＋主橋（61.96＋112＋61.96） ＋東引橋（22.44＋6×22.84），主橋橋寬31.7m，引橋標準段橋寬24m，塔總高20m，每一索面9根斜拉索，共36根。主橋兩側輔道，將主線道路兩端引道與現(xiàn)狀機耕路接順段； （2）航道整治及護岸工程。包括：航道的疏浚和開挖工程，A1型航道護岸工程（146.02m），支流橋EQ1及WQ1南側引道（358m），橋下農(nóng)村聯(lián)絡通道航道沿線排水工程； （3）道路工程：含橋梁兩側連接道路（東側333.598m、西側262.134m），3×4m箱涵（26m），道路標志標線，道路沿線排水工程。 主橋箱梁底寬22.7m，頂寬31.7m，高度2.8m～4.5m，箱梁底板厚度250mm～500mm，頂板厚度250mm～350mm，腹板厚度350mm～500mm。 3、現(xiàn)澆箱梁支架綜述 根據(jù)設計要求箱梁采用滿堂支架（碗扣鋼管腳手架）現(xiàn)澆施工，分段現(xiàn)澆各主梁節(jié)段及索塔，后澆筑跨中合攏段。澆筑等強后張拉梁體預應力，掛索張拉斜拉索，施工橋面鋪裝及附屬結構。 3.1、主要技術標準 箱梁頂寬度：31.7m 箱梁底寬度：22.7m 箱梁高度：2.8m～4.5m XX河河岸里程K1+994～K2+016 箱梁結構如圖3.1-1所示： 第 37頁 共 38 頁 圖3.1-1 主橋結構圖 3.2、材料力學性能參數(shù)及指標 （1）、竹膠板 a、厚度：15mm b、容重：6kN/m3 c、力學性能指標 竹膠模板的有關力學性能指標按《竹編膠合板》（GB13123-2003）規(guī)定的Ⅰ類一等品的下限值?。骸? 錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。 錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。 錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。 （2）、100*100mm方木 a、截面尺寸：100*100mm b、容重：8kN/m3 c、力學性能指標 方木的力學性能指標按《公路橋涵鋼結構及木結構設計規(guī)范》（GB50005－2003）中的TC11類木材并按濕材乘0.9的折減系數(shù)取值：， 錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。 （3）、150*150mm方木 a、截面尺寸：150*150mm b、容重：8kN/m3 c、力學性能指標 方木的力學性能指標按《公路橋涵鋼結構及木結構設計規(guī)范》（JTJ025－86）中的A－3類木材并按濕材乘0.9的折減系數(shù)取值：， 錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。， 錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。 （4）、碗扣腳手架 a、截面尺寸： 立桿、橫桿截面為φ48*3.5mm，立桿長度有3000mm、2400mm、1800mm、1200mm、900mm、600mm、300mm等幾種規(guī)格，橫桿有300mm、600mm、900mm、1200mm、1500mm、1800mm六種規(guī)格，頂、底托為φ35mm*600mm。 b、力學性能指標 錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。， 錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。 錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。 （5）、部分型鋼 ①、鋼管 a、截面尺寸：φ48*3.5mm b、容重：78.5kN/m3 c、材質(zhì)：Q235 c、力學性能指標 錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。， 錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。 錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。 ②、貝雷片 a、截面尺寸：3000*1500mm b、延米重：1kN/(m片) c、材質(zhì)：16Mn ③、I14工字鋼 a、截面尺寸：140*80mm b、容重：0.169kN/m c、材質(zhì)：Q235 c、力學性能指標 錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。， 錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。 錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。 錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。， 錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。 3.3、支架及模板系統(tǒng)組成 支架系統(tǒng)自下而上主要由地基處理、可調(diào)底座、碗扣式腳手架（XX河段下層為貝雷梁，貝雷梁上安裝碗扣腳手架）、可調(diào)頂托、模板系統(tǒng)；模板系統(tǒng)由底模、側模和內(nèi)模組成，模板系統(tǒng)所用材料為15mm厚竹膠板面板、100*100mm方木小楞、150*150mm方木縱梁及Φ48*3.5mm鋼管等組成。 3.3.1、跨XX河支架系統(tǒng) 3.3.1.1、基礎 采用Φ1000mm鉆孔樁基礎，樁長29000mm，每墩設13根單排樁，共26根，樁基橋臺為倒“T”型混凝土橋臺。 3.3.1.4、貝雷梁安裝 貝雷梁預先在陸地上按每組尺寸拼裝好后吊裝就位，貝雷梁的位置需放線后準確安裝橋臺上。貝雷縱梁凈跨徑15000mm。 貝雷梁橫向間距為：1200+1500 +2*1200+450+2*900+450+6*900+450+6*900+450+6*900+450+2*900+450+2*1200+1500+1200mm，橫向共42排，縱向5片，共210片，貝雷梁設橫聯(lián)、下平縱聯(lián)。 3.3.1.5、河道填筑及基礎處理 鋼管樁后橋梁范圍內(nèi)需對河道及水塘等進行處理，在處理后的地基上搭設滿堂腳手架，首先對河道淤泥進行清理，然后填筑500mm厚磚碴，分層碾壓密實并經(jīng)平板載荷試驗確定承載力滿足要求后在其上澆筑200mm厚C20混凝土墊層，待墊層強度達到80%后安裝滿堂腳手架。 3.3.2、底模系統(tǒng) 頂托安裝好后根據(jù)高程調(diào)整好長度，在調(diào)整好高程的頂托上安裝橫向150*150mm方木，橫向方木接頭需設置在頂托中心，不得出現(xiàn)懸挑。然后在橫向方木上按設計間距安裝100*100mm縱向方木小楞，再在縱向方木上鋪設15mm厚竹膠板作為面板。 3.3.3、側模系統(tǒng) 底模面板鋪設完成調(diào)整好高程后進行箱梁鋼筋綁扎及預應力孔道施工，檢查合格后進行側模系統(tǒng)安裝。 側模采用15mm厚竹膠板面板外設100mm×100mm方木豎肋，方木豎肋外設2根Φ48×3.5mm鋼管橫肋，內(nèi)外鋼管橫肋通過φ16圓鋼拉桿連接的結構形式。 3.3.4、支架及模板系統(tǒng)拆除方法 橋梁預應力施工完成后利用可調(diào)頂托進行模板及支架系統(tǒng)拆除，拆除遵循先支后拆、后支先拆的順序分層落架拆除。 4、荷載計算 荷載主要包括恒載和活載。恒載主要包括模板及支架自重、新澆混凝土結構自重。 活載為施工人員和施工料、具等行走運輸或堆放的荷載，振搗混凝土產(chǎn)生的荷載，傾倒混凝土產(chǎn)生的水平荷載。 由于箱梁截面變化大，但邊跨截面與1/2中跨截面基本一致，為準確計算結構受力，簡化計算過程，僅對邊跨進行驗算，并將邊跨分為3段分別計算其實腹截面和空腹截面，具體劃分見表4-1 表4-1計算段劃分表 計算段 計算段劃分范圍 對應截面位置 計算采用截面 (參照點為梁端點) 起點 至 終點 起點 至 終點 實腹 空腹 距離 距離 截面 截面 截面 截面 第1段 0.00m 至 29.92m B-B 至 7-7 7-7 7-7 第2段 29.92m 至 44.92m 7-7 至 4-4 4-4 4-4 第3段 44.92m 至 61.92m 4-4 至 0-0 0-0 1-1 詳細計算如下： 4.1 豎向荷載計算 ①、模板支架自重 a、底模面板（竹膠板）按6kN/m3計，木材容重8kN/m3； b、單排單層不加強貝雷片按1kN/m計； c、型鋼自重按型鋼表所列數(shù)據(jù)采用； d、碗扣鋼管腳手架自重根據(jù)桿件及附加桿件實際計算； e、鋼筋混凝土容重按25kN/m3； ②、結構自重 見表4.1-1. 表4.1-1 計算截面結構自重 截面編號 截面尺寸(m/m2) 截 面 自重(kN/m) 頂板厚 腹板厚 底板厚 梁高 截面面積 7-7空腹 0.250 0.350 0.351 3.078 23.122 601.17 7-7實腹 / / / 3.078 71.412 1856.71 2-2空腹 0.350 0.429 0.477 4.205 31.746 825.40 3-3實腹 / / / 3.910 90.299 2347.76 1-1空腹 4.500 34.523 897.60 0-0 / / / 4.500 103.692 2695.98 ③、施工人員機具荷載 計算模板及直接支承模板的小楞時按均布荷載2.5kPa計； 計算直接支撐小楞的梁或拱架時，均布荷載取1.5kPa； 計算支架立柱或支撐拱架的其他結構構件時，均布荷載取1.0kPa； ④、混凝土傾倒荷載，按均布荷載2.0kPa計。 ⑤、混凝土振搗荷載，按均布荷載2.0kPa計。 4.2、水平荷載計算 ： 圖5-1 主梁現(xiàn)澆支架結構圖（橫斷面圖） 圖5-2 主梁現(xiàn)澆支架結構圖（立面圖） 5.1、側（內(nèi)）模系統(tǒng)計算 側（內(nèi)）模采用竹膠板面板外設中心間距300mm的100mm*100mm方木豎肋，方木豎肋外設2根Φ48×3.5mm鋼管橫肋，中心間距≤800mm，內(nèi)外鋼管豎肋通過φ16圓鋼拉桿（拉桿橫向間距600mm）連接，內(nèi)模頂、底面每2m設一道鋼管對口撐，頂板底模面板采用15mm厚竹膠板，竹膠板下設置橫橋向100*100mm方木，間距500mm，橫向方木下設縱向100*100mm方木，間距1000mm，縱向方木下設立柱鋼管支撐縱向方木，鋼管頂部安裝可調(diào)頂托，鋼管縱向距離900mm，鋼管自由長度不大于2200mm。側模（內(nèi)模）計算選用截面最高的1-1截面作為計算截面，如圖5.1-1所示。 圖5.1-1 箱梁側（內(nèi)）模結構圖 5.1.1、側(內(nèi))模面板檢算 側(內(nèi))模面板使用厚度為15mm的優(yōu)質(zhì)竹編膠合板，竹膠板外布設中心間距300mm的豎向100mm*100mm方木豎肋，實際竹膠板跨徑應為20cm，取1m寬度竹膠板按連續(xù)梁計算。 5.1.1.1、荷載組合 荷載主要考慮新澆混凝土側壓力及振搗荷載： a、強度： b、剛度： 5.1.1.2、力學模型 5.1.1.3、承載力檢算 a、強度 ，合格。 b、剛度 ，合格。 因此，面板下豎向方木間距應≤300mm。 5.1.2、側(內(nèi))模豎向方木小楞 豎向小楞采用100mm*100mm方木，方木小楞外設間距800mm的2φ48×3.5mm鋼管橫肋，按三跨連續(xù)梁進行計算。 5.1.2.1、荷載組合 a、強度： b、剛度： 5.1.2.2、力學模型 5.1.2.3、承載力檢算 a、強度 ，合格。 b、剛度 ，合格。 c、反力 最大支反力為： 因此側(內(nèi))面板外100*100mm豎向方木外側鋼管橫肋間距布置應≤800mm。 5.1.3、橫向鋼管橫肋 100*100mm方木豎肋外設間距800mm的鋼管橫肋，鋼管橫肋由2根φ48×3.5 mm鋼管為一組，拉桿橫向間距600mm，按連續(xù)梁計算。 5.1.3.1、荷載組合 按下部側壓力最大q=44.7kPa計算： a、強度： b、剛度： 5.1.3.2、力學模型 5.1.3.3、承載力檢算 a、強度 彎矩圖如下： ，合格。 b、剛度 ，合格。 c、反力 最大支反力為： 因此橫肋鋼管間距≤800mm,拉桿橫向間距應≤600mm。 5.1.4、圓鋼拉桿檢算 側模和內(nèi)模(內(nèi)模與內(nèi)模)鋼管橫肋間用φ16圓鋼拉桿固定，拉桿通過蝴蝶卡扣和螺母與鋼管橫肋固定。 如下圖5.1-2所示。 圖5.1-2 鋼管拉桿連接示意圖 ，合格。 因此拉桿橫向間距應≤600mm。 5.1.5、內(nèi)模頂板（頂板底模）面板檢算 5.2.8、鉆孔樁基礎計算 鉆孔樁直徑采用1000mm，長度29m 采用MIDAS將橋臺按連續(xù)梁計算最大支反力作為鉆孔樁的單樁承載力。 a、腹板下貝雷梁集中荷載： b、空腹截面下貝雷梁集中荷載： c、翼板下貝雷梁集中荷載： 橋臺自重： 5.2.8.1、力學模型 5.2.8.2、反力計算 最大支反力為F=1262kN. 5.2.8.3、彎矩計算 最大彎矩M=-297kNm 5.2.8.4、單樁承載力及配筋計算 樁基承載力計算公式采用《XX市地基基礎設計規(guī)范》（DGJ08-111-1999）第6.2.4條計算單樁豎向承載力，即： 根據(jù)地質(zhì)勘探資料表5.2.8-1：土體物理力學資料、圖5.2.8-1：主橋地質(zhì)勘探點平面布置圖及圖5.2.8-2：主橋地質(zhì)勘探點剖面圖。 表5.2.8-1 土體物理力學資料 地質(zhì) 時代 土層 序號 土層 名稱 層底 標高 (m) 厚度 (m) 狀態(tài) 平均Ps值(MPa) 預制樁 灌注樁 fs(kpa) fp(kpa) fs(kpa) fp(kpa) 全新世Q4 ①1 填土 4.28～1.25 2.90～0.40 松散 ①2 淤泥 2.24～-0.73 1.50～0.30 ②1 褐黃～灰黃色粉質(zhì)粘土 2.53～0.43 3.10～0.50 軟塑 1.024 15 15 ②3 灰色砂質(zhì)粉土 -0.22～-4.07 5.90～2.30 稍密 3.265 6m以上15 6m以下35 6m以上15 6m以下35 ④ 灰色淤泥質(zhì)粘土 -14.88～-16.77 13.50～11.90 流塑 0.572 25 20 ⑤ 灰色粘土 -18.31～-21.27 5.80～2.60 流塑 0.801 35 25 更新世Q3 ⑥ 暗綠～草黃色粉質(zhì)粘土 -22.31～-24.79 5.00～1.30 硬塑 2.482 60 50 ⑦1 黃～灰色粉砂 -34.57～-40.05 16.60～10.00 密實 13.095 80 5000 65 1800 ⑦2 灰色粉細砂 -65.87～-45.41 27.40～5.80 密實 24.146 105 7000 80 2500 圖5.2.8-1 主橋地質(zhì)勘探點平面圖 圖5.2.8-2 主橋地質(zhì)勘探點剖面圖 樁承臺沉降計算過程 一、設計資料 1.荷載信息 荷載: N = 7810.00 kN 2.樁信息 樁數(shù): 13 樁長: 29 m 樁截面尺寸: = 1.0000 m 樁端阻比: a = 0.1250 樁類型: 圓樁 3.標高信息 天然地面標高: 3.40 m 地下水標高: 0.00 m 承臺高: 0.60 m 承臺底標高: 3.40 m 4.計算用參數(shù) 分層厚度: 0.05倍樁長 沉降點坐標: x = 16.50 m y = 0.80 m 沉降計算經(jīng)驗系數(shù): 1.10 5.土層信息: 土層信息表 土層情況 厚度(m) 重度kN/m3 Es(MPa) 1 1.70 18.70 6.50 2 4.50 19.00 10.50 3 12.40 16.70 2.19 4 4.60 17.80 3.62 5 1.21 19.50 7.48 6.樁位信息: 樁位信息表 樁位坐標 x坐標(m) y坐標(m) Pile 1 0.00 0.00 Pile 2 4.00 0.80 Pile 3 6.50 0.80 Pile 4 9.00 0.80 Pile 5 11.50 0.80 Pile 6 14.00 0.80 Pile 7 16.50 0.80 Pile 8 19.00 0.80 Pile 9 21.50 0.80 Pile 10 24.00 0.80 Pile 11 26.50 0.80 Pile 12 29.00 0.80 Pile 13 32.00 0.80 7.承臺邊界節(jié)點信息: 承臺邊界節(jié)點表 承臺邊界 x坐標(m) y坐標(m) Point1 0 0 Point2 0 1.6 Point3 33 1.6 Point4 33 0 二、計算結果 1.計算單樁底面的附加壓力 承臺底面土層自重應力 ∑gihi = = 0.00kN/m2 上式中gi地下水位下的重度取浮重度 承臺自重及其上土重荷載 Gk = A×p = 52.80 × 25.00 = 1320.0 kN 承臺底面的附加荷載 N = Nz + Gk - ADgihi =7810 + 1320.00 - 52.80 × 0.0 = 8021.0 kN 單樁附加荷載 Q = 617.00 kN 2.確定分層厚度 按用戶輸入的樁長倍數(shù)確定 DZ = 29 × 0.05 = 1.22 m 3.計算分層沉降量 根據(jù)基礎規(guī)范附錄R,采用公式R.0.4-8計算，計算的分層沉降值見下表: s = 分層總和法沉降計算表 num 標高(m) 附加應力(kPa) 自重應力(kPa) 壓縮模量Es(MPa) 計算層厚(m) 沉降量(mm) 1 -21.00 269.15 219.65 7.48 0.01 0.36 沉降計算到土層的最底部,程序不再計算退出 s' = 0.36 mm 4.樁基沉降計算經(jīng)驗系數(shù) 由用戶輸入沉降計算經(jīng)驗系數(shù)fp = 1.10 5.最終的沉降量計算(全文點此) s = fp × s' = 1.100 × 0.360 = 0.40mm s
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