现浇箱梁支架验算方案

1鹤岗至大连高速公路ZT12标合同段板房子互通A匝道桥预应力现浇箱梁计算书编制：复核：审核：中国建筑股份有限公司鹤大高速公路ZT12标项目经理部2014年7月23现浇箱梁支架验算方案一、工程概况：鹤大高速公路ZT12标板房子互通立交A匝道桥属于板房子互通立交二期工程，桥梁中心桩号AK0+971.6，总体布置：4*（4*28）+（22+33.8+22）+4*28，全长645.46米。其中第二联第二、三孔上跨主线，第五联第二孔上跨B匝道，第六联第一孔上跨C匝道。上部结构采用等截面预应力混凝土连续箱梁。计算跨度为22+33.8+22,预应力混凝土连续梁横断面为单箱双室断面，桥面横坡由箱梁整体倾斜形成，梁底设调平块。边腹板为直腹板，腹板再变厚段内厚度按线性变化。梁高均为1.6米。箱梁主要尺寸表：桥宽（m）跨径(m)梁高（cm）边腹板厚度(cm)中腹板厚度（cm）顶板厚度(cm)中隔板厚度(cm)端隔板厚度(cm)底板厚度(cm)跨中支点10.04*2816016045-7545-7525-45200（280）15022-4210.022+33.8+2216016045-7545-7525-4520015022-42二、方案编制依据（一）、《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50—2011；（二）、《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/2—2004；（三）、《公路工程施工安全技术规程》JTJ076—95；（四）、《公路桥涵设计通用规范》JTGD60—2004；（五）、《路桥施工计算手册》周水兴，何兆益，邹毅松，2010.5；（六）、《贝雷梁使用手册》；（七）、《建筑结构荷载规范》；（八）、鹤大高速公路ZT12标段施工图设计文件、技术交底、设计变更、补充、文件资料。4三、施工投入情况（一）、人力资源投入情况（略）（二）、施工机具及测量设备投入情况1、施工机具序号机具名称型号数量1汽车吊25T4辆2装载机2台3挖掘机福田雷沃2251台4电焊6台5气焊2套6钢筋加工设备2套2、测量设备投入情况序号仪器设备名称规格型号数量1GPS中海达1套2全站仪索佳2台3水准仪DS3自动安平2台4塔尺5m2套5钢尺50m2把（三）、物资材料投入情况（略）四、支架施工方案4.1、支架设计根据现场情况，本桥支架搭设普通部位采用48x3.5mm碗扣架进行搭设，间距90x90cm，墩柱实心横梁处间距30×60cm(横桥向间距30cm);现浇梁上跨已通车段落采用Ф630mm*8mm钢管立柱加2根I40a型钢顺路形成刚桁架，垂直于通车路段方向布设I40a型钢做为现浇箱梁承重梁，跨径5m(保证通车净宽度不小于4m)，通行净高不小于5m。Ф630×8mm钢管端头采用1.2cm厚钢板封闭，加5法兰结构，以便连接成不同高度的钢管柱，钢管柱横向采用工字钢剪刀撑连接，工字钢和钢管桩采用焊接的连接方式，增强整体稳定性。17#-18#跨现浇箱梁下沿已通车道路横桥向布置12根钢管柱（如示意图所示），柱中距3m。顺桥向布置2排钢管桩，跨度5.0米。19#-20#跨箱梁纵向设置8根钢管立柱，柱中距3m。顺桥向布置2排钢管桩，跨度5.0米。钢柱之间横纵桥向每两根相邻的钢管柱上下4m采用16#工字钢做水平连接和剪刀撑连接，钢管柱底部统一采用直径12mm的钢筋拉接。梁模板采用1.5cm厚的竹胶板。4.2、测量放线和条形基础施工1)基础施工方案钢管支墩基础采用条形C30混凝土基础，直接作用在已经通车路面上，底承载力要达到400Kpa，基础施工完成后,在支架两侧预留60厘米设置临时排水沟，将路面积水及时排流引导至路基排水沟中。2)测量放线根据设计方案和平面布置图，用全站仪和钢尺放出灌注桩基础及立柱位置。3)钢管桩基础施工钢管桩基础采用C30钢筋混凝土（配筋形式为：上下层分别布置11根Φ20钢筋，同时按25cm的间距配置Φ10箍筋），长度依照翼缘板投影线与道路交叉线最外侧交点范围布设并往外扩长1m，基础高0.8m，宽1m。基础砼钢管立柱位置下预埋1.2cm厚80×80cm钢板，要求钢板水平。4.3、钢管桩立柱及工字钢施工立柱采用Ф630mm*8mm钢管立柱，钢柱底部焊接在预埋钢板上与基础连接，同时在四周采用加焊200×200×8mm三角钢板，以加强钢柱稳定性。立柱横桥方向主梁采用两根40a型工字钢，工字钢安装时要保证工字钢中心与钢管立柱中心重合，钢管立柱施工过程中要注意竖向垂直度的控制。横向工字钢与钢管立柱之间设置自制楔形块（对口楔子）作为临时支座，便于支架的高程调整和拆除作业。6钢管与预埋钢板连接大样图自制对口楔子采用厚度为12mm的钢板加工成型，一个楔形块长42cm，宽25cm，高25cm，斜面坡长48.88cm，楔形块侧面板中心留有圆形孔洞，斜面板中心留有条形的孔洞，孔洞的作用是穿直径为25mm的精轧螺纹钢，两个楔形块扣在一起组成一个对口楔子，通过紧固或松动螺纹钢两端的螺栓搓动楔形块来调节顶面高程，为了方便搓动楔形块，在斜面上抹黄油。自制楔形块（对口楔子）大样图4.4、纵向分配梁施工横向分配梁安装完成后，安装纵向分配梁，间距0.5m,长度6m,支点间距5米并与横向分配梁固定牢固（可临时焊接）。4.5、施工控制要点1)、钢管柱基础施工根据设计平面图，用全站仪及钢尺放出基础位置，在路面植筋并安装基础主筋及构造钢筋，安装模板、预埋钢板并固定牢固，浇筑C30基础砼，要求混凝土顶面平整，按钢柱间距预埋底座钢板，强度达到80%后方能进行钢柱安装。2)、钢管立柱、横梁及纵梁施工立柱采用Ф630*8mm钢管，横梁、纵梁为I40a型钢，安装采用25T汽车吊。精轧螺纹钢长宽斜面长条形孔圆形孔7在纵梁上按照横桥向方向间距25cm布设10×10×方木位置。五、支架受力验算门洞支架受力验算根据本桥箱梁的构造特点，本桥位于缓和曲线和圆曲线上，最大横坡为6%，本桥纵断面位于R=6000m的竖曲线上，坡度为1.706%，选取横向坡度对摩擦力分析。示意图摩擦力f=μGcosθ,沿斜面的下滑力f滑=Gsinθf=μGcosθ=0.15G×1.00=0.15G，μ取0.15f滑=Gsinθ=G×0.04=0.06Gf=μGcosθf滑=Gsinθ本工程计算40a#工字钢分配梁可以按照简支连系梁受力分析。5.1、荷载组成A匝道桥第一联第2跨梁长33m，梁高1.8m，支架平均高度21m，采用四排钢管立柱，跨径均为6.5m。荷载组成：1)、箱梁砼自重G1：腹板：1.8×26=46.8KN/m28跨中空心处：0.47×26=12.22KN/m2近支点（渐变段）空心处：0.67×26=18KN/m2翼缘板处：（0.4+0.18）/2×26=7.54KN/m22)、模板支架自重G2：模板体系：1.5KN/m2方木自重取7.5KN/m³14工字钢自重0.16KN/m贝雷梁：2.5KN/m2施工荷载G3：2.8KN/m2振捣荷载：水平方向取2.0KN/m2，竖向取4.0KN/m2根据《建筑结构荷载规范》，均布荷载设计值=结构重要性系数×（恒载分项系数×恒载标准值＋活载分项系数×活载标准值）。结构重要性系数取三级建筑：0.9，恒载分项系数为1.2，活载分项系数为1.4。5.2、纵向I40a分配梁（已由于砼荷载、横向木楞间距相同，在满堂支架中进行验算，此处不再对模板、木楞进行重复验算）I40a型钢截面参数如下：9钢材弹性模量MPaE5101.2，钢材容许应力取215MPa。I40a纵梁跨径5m,按照5m跨径简支梁均布荷载受力模型进行计算，由于纵梁和现浇箱梁斜角，取纵梁全部布置在箱梁底板范围内的纵梁为受力最不利状态进行验算，荷载组合：q=1.2x(q1+q2)+1.4(q3+q4+q5)mKNq/39.19)5.325.2(4.1)09.29.20(2.15.0mKNqlM6.60539.19125.0125.022maxMPaMPaMPaWM2156.551090106.603maxmmmmEIql5.12400500045.31021720101.238451039.19538458114345.3、横向工字钢验算横向工字钢由间距3m钢管立柱进行支撑，最不利受力状况下为工字钢全部位于底板6m范围内，按照单跨3m简支梁承受均布荷载进行验算，荷载作用长度5m。荷载组合如下：q=1.2x(q1+q2)+1.4(q3+q4+q5)mKNq/48.482/)5.325.2(4.1)09.29.20(2.15mKNqlM54.54348.48125.0125.022maxMPaMPaMPaWM2150.25109021054.543maxmmmmEIql5.7400300011.010217202101.238431048.483845811434强度、刚度满足要求。5.4、钢管支墩立柱验算2根工40a型钢自重1.352KN/m,单根钢管立柱承受均布荷载:mKNq/832.49352.12/)5.325.2(4.1)09.29.20(2.15，10钢管自重（按照6m高）5.54KN单根钢管承受竖向荷载KNN04.15554.53832.49（加上了钢管立柱自重）Ф630×8mm钢管考虑到锈蚀情况，计算钢管壁厚取6mm。钢管立柱下端与80cm×80cm×1.2cm钢板连接，立柱上下4m范围内布置一道剪力撑。Ф630×8mm截面特性表规格每米重量截面积惯性矩回转半径截面矩弹性模量（mm)(kg/m)A(cm2)I(cm4)i(cm)W(cm3)E(MPa)Ф630×892.332117.62157253.897223635.17210000立杆计算长度取6m（钢管虽按4m一道布置剪刀撑，但为了安全计算取6m），回转半径cmdDi224618.063.042222截面积22222621.117)309.0315.0(14.3)2()2(cmdDA长细比8027.2722.06iL稳定系数9.0)1002027.27(55.002.12抗压强度MPaMPaAN20518.13762.1104.155稳定强度MPaMPaAN20564.14762.119.004.155强度满足要求。5.7、承台基础和地基承载力验算1)、承台基础配筋验算承台基础承受线荷载为：mKNq/81.4212.1122.14)52.65005.1991.1180(mKNqlM72.5165.381.4211.01.022322072.06.02.16161mbhW11MPaWM18.7072.072.516钢筋面积为21200133.3406)2(mmbfaMhhfbfaAcycs其中：mmhmmNfmmNfyc550/300/6.910221取钢筋直径为16mm，实取22根，实际钢筋配筋面积为4423.36mm2纵向配筋满足要求。2)、地基承载力计算由于钢管间距为3.5m，则单根钢管所辖地基受力面为：24.85.3)26.02.1(mAx（扩散应力角取45度角）钢管最大轴力为：N=1180.91KN该处钢管自重为：0.905KN/m×21m=19.005KN条形基础重：3.5×1.2×0.6×26=65.52KN则地基受力为：1180.91KN+19.005KN+65.52KN=1265.44KN地基承载力：KPaKPaPx65.1504.844.1265条形基础宽度，根据现场试验确定的地基承载力选择基础类型。5.8、支架整体稳定性验算由于贝雷支架纵向没有受到较大动载作用，只有振捣混凝土时才产生较少的侧向力，所以贝雷支架纵向稳定性就不必要计算，只需对贝雷支架横向稳定性进行计算即可。按照图纸设计要求，支架水平荷载取上部荷载的5%，则支架受水