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, =215Mpa; =125Mpa;《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)表3.4.1-5,表3.4.3;
贝雷梁:Mn16, =273Mpa; =180Mpa;强度等同于Q345。
竹胶板:15mm厚, =11.5Mpa,《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=11Mpa,横纹抗剪1.8Mpa;《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: ==160Mpa;工地现场强度焊折减系数0.85,则==135MPa。
5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
(12)新浇砼湿重(含钢筋)重25kN/m³:考虑混凝土涨模系数1.04,;
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+脚手架组合平台按压力荷载加载。各截面砼湿重简化分析见下图:
虚拟面上添加等效砼重的压力荷载示意图
(13)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.
(14)方木、模板等自重:;
(15)施工人员及机具荷载:
(16)泵送砼冲击竖向荷载:;
(17)振捣混凝土时产生的竖向荷载:
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:采用均布压力荷载的模式加载。
(18)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,Wk = 0.7μz·μs·Wo
;
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Wk = 0.8μz·μs·Wo
施工支架为临时结构,设计基准风压取成都市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:
,加载图示见下图
(19)作用于钢管桩的流水压力
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。加载如下图所示:
6模板检算
2#墩、3#墩主梁梁底为圆曲线过渡段,为确保箱梁施工的外观质量,该段底模板采用定型钢模,或工厂加工曲线工字钢做分配梁施工。故在同方木等间距布置情况下,钢结构强度、刚度远大于木结构,不做检算,在施工过程中墩顶沿顺桥向应设置Φ22mm对拉杆,拉杆间距不大于1m。故竹胶板施工梁段最大腹板高4.1m,在墩旁9m跨支架腹板处间距为30cm,底板板加顶板处间距60cm,砼厚度1.3m。腹板处间距60×60cm间距布置最大梁高为2#、5#临时支墩截面梁高2.47m大于1#临时墩处梁高4.55/2。故竹胶板及方木检算仅检算临时墩中间三跨腹板立杆成60×60cm情况。
6.1模板竹胶板检算
竹胶板厚1.5cm,竹胶板下垫10×10cm肋木,肋木间距20cm,则竹胶板净跨距为10cm。取最不利荷载位置腹板处,取1毫米宽,按一跨简支进行验算。
钢筋混凝土自重荷载:q1=26kN/m3×6m=156kN/m2,(计算高度取箱梁最大梁高6m)钢筋砼容重26kN/m³。
方木竹胶板荷载:q2=2kN/㎡
施工人员及机具荷载:q2=1kN/㎡
泵送砼冲击荷载:q3=3.5kN/㎡
振捣砼产生荷载:q4=2kN/㎡(底板),
合计施工荷载:q=1+3.5+2=6.5kN/㎡
荷载:q=(1.2×156+1.4×6.5)kN/㎡×0.001=0.196kN/m
截面抵抗矩:
截面惯性矩:
跨中弯矩: kN·m
跨中最大应力:
4.53MPa<11.5MPa (满足要求)
挠度:
满足要求
6.2肋木验算
竹胶板下采用10cm×10cm肋木,肋木间距20cm,肋木下垫12×14方木,间距60cm,取最不利荷载腹板下肋木,按60cm等跨连续梁进行验算,选取1#临时墩处受力最不利方木检算,砼高度取4.5m,作用的荷载为:
强度检算:腹板下荷载:q’=(26×4.5×1.2+6.5×1.4)×0.20=30KN/m
刚度检算:腹板下荷载:q’=26×4.5×0.20=23.4kN/m
截面抵抗矩:
截面惯性矩:
腹板下最大弯矩:
<11Mpa(满足要求)
腹板下最大剪力:
腹板下最大挠度:
(满足要求)
6.3顶托方木检算
取2#临时墩处12×14cm脚手架顶托承重方木计算,腹板砼高度取2.5m,腹板厚度45cm,等效压力荷载45.9kN/㎡,详见本计算书5.2中2#临时墩腹板厚45cm处截面荷载布置图。顶托承重方木间距为60cm,跨度60cm,方木为12cm×14cm,
立杆间距60×60处砼最大荷载集度45.9kN/㎡。
强度检算:腹板下荷载:q’=(45.9+8.5×1.4)×0.60=34.68kN/m
钢度检算:腹板下荷载:q’=45.9×0.6=27.5kN/m
截面抵抗矩:
截面惯性矩:
<11Mpa(满足要求)
方木剪力:
kN
底板下最大挠度:
(刚度满足要求)
6.4箱梁侧模对拉杆检算
1、浇筑过程中混凝土侧压力的计算(取两式中较小值)
F=0.22γctoβ1β2V1/2(公式1)
F=γcH(公式2)
式中:
F—新浇筑混凝土对模板的侧压力,kN/m2;
γc—混凝土的重力密度,26kN/m3;
to—新浇混凝土的初凝时间(h)可按实测确定(箱梁砼初凝时间8h)。当缺乏试验资料时,可采用to=200/(T+15)=4.76计算(T为混凝土的温度=28);
V—混凝土的浇筑速度m/h(按2台泵车浇筑速度120m3/h进行控制,浇筑底板宽度15m,则混凝土浇筑侧面面积S=120÷15=8㎡,在图纸上按面积反推高度为1.8m,则混凝土浇筑最大速度为V=1.8m/h;
H—混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度,8小时能浇筑的混凝土总量为120×8=960m³,则在一个T构中能浇筑的总高度为H=5.6m;
β1—外加剂影响修正系数,不掺外加剂时取1.0,掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2;(本段掺外加剂,取1.2)
β2—混凝土坍落度影响修正系数,当坍落度小于30mm时,取0.85;50~90mm时,取1.0;110~150mm时,取1.15。(本段取1.15)
F=0.22γctoβ1β2V1/2
=0.22×26×8×1.2×1.15×1.81/2=84.7kN/m2
F=γcH=26×5.6=145.6kN/m2
取两者较小值84.7kN/m2计算。
2、对拉螺杆受力验算
根据实验得出各拉杆尺寸容许拉力表
| 螺杆直径(mm) | 螺纹内径(mm) | 净面积(mm2) | 质量(kg/m) | 容许拉力(N) |
| 12 | 9.85 | 75 | 0. | 12900 |
| 14 | 11.55 | 105 | 1.21 | 17800 |
| 16 | 13.55 | 144 | 1.58 | 24500 |
| 18 | 14.93 | 174 | 2 | 29600 |
| 20 | 16.93 | 225 | 2.46 | 38200 |
| 22 | 18.93 | 282 | 2.98 | 47900 |
N=84.7kN/m2×0.6m×0.6m=30.49kN
按拉杆直径为20,查表格得容许应力为38.2KN≥30.49,故拉杆直径及间距均能满足要求。
由于侧模板的竹胶板以及背部的方木布置与底模板布局一致,同理可得侧模板的强度及刚度均能满足要求。
7钢材检算
7.1荷载组合
荷载组合见下表:
| 荷载组合 | 自重 | 砼湿重 | 施工活载 | 风荷载 | 流水压力 | |
| 1 | 计算强度 | 1.2 | 1.2 | 1.4 | 1.4 | 1.4 |
| 2 | 计算刚度 | 1.0 | 1.0 | — | — | — |
7.2脚手架钢管检算
脚手架立杆高度为Φ48×3.5mm钢管,节段长1.2m,据《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》附录B,脚手架钢管截面特性见下表
附录B:有关设计参数
表B1 钢材的强度和弹性模量(N/mm2)
| P235A钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值 | 205 |
| 弹性模量 | 2.05×105 |
外径
| F(mm) | 壁厚 t(mm) | 截面积 A(cm2) | 截面惯性矩 I(cm4) | 截面模量 W(cm3) | 回转半径 I(cm) |
| 48 | 3.5 | 4. | 12.19 | 5.08 | 1.58 |
据附录E:Q235A钢管轴心受压构件的稳定系数
程序计算结果见下图:
最大轴向压应力60.16MPa,根据上图,轴向应力最大为腹板下立杆,水平杆受较小的拉力,最大轴压力为60.16×1000×4.÷10000=29.42kN<30kN,立杆受压强度满足要求。
考虑横向风力及贝雷支架变形的造成杆件弯曲则杆件轴力+弯曲应力组合见下图:
最大弯曲+组合应力为102.04MPa,考虑细长杆强稳定系数则MPa<205MPa,脚手架钢管受压强度、稳定满足要求。
7.3I16分配梁检算
I16布置在贝雷梁上,分配梁上搭设脚手架钢管支架,承受脚手架底托传来的荷载,主要为弯曲应力,分配梁弯曲应力+轴向应力组合应力计算结果见下图
I16轴力+弯矩组合应力图最大值46.78MPa
根据程序计算结果,在所有荷载组合下,最大轴向应力61.478MPa<215MPa,I16分配梁抗拉强度满足要求。
I16分配梁剪切应力图
I16分配梁最大剪应力为45.16<125MPa,抗剪强度满足要求。
7.4贝雷梁检算
贝雷梁布置在临时支墩顶2I45b横垫梁上,单幅横桥向布置21组单层双排普通型贝雷梁,每2榀贝雷梁间用450支撑架连接成一组双排贝雷梁。贝雷梁荷载组合作用下应力值见下图:
轴力加弯曲组合轴向应力最大值为230.MPa<273MPa,强度满足要求。且根据上图计算结果,应力较大处集中出现在临时墩支撑位置处,贝雷梁立杆受较大的支撑力,因结构在支座存在较大剪力原因造成。其他应力分布较小如下图所示,未激活临时墩顶贝雷梁单元组合应力图,最大应力仅为186MPa,而施工中在贝雷梁端部添加有支撑架,对临时墩顶贝雷桁片局部支撑有所加强,受力有所改善,故贝雷梁强度满足要求。
贝雷梁杆件剪切应最大值为51.07MPa<180Mpa,抗剪强度满足要求。
贝雷梁支撑平台刚度检算:贝雷梁在刚度检算荷载组合(砼湿重+支架体系自重)作用下15m跨跨中存在最大位移9.67mm 7.5横垫梁检算 工字钢横垫梁局部应力力超过215MPa,最大应力224.39MPa。应力超设计规范部位为15m跨临时支墩顶支撑位置处表现为应力集中。如下所示: 根据上图细部情况,最大应力在2I45b横垫梁立柱支撑局部位置,且最大应力值超出设计应力取值215较小,且程序计算结果显示双I45受力不均,靠近15m一侧应力出现最大值,鉴于以上情况,2I45b在9m跨做横垫梁能满足施工强度要求,在15m支墩顶做横垫梁局部应超限,考虑15跨位置横垫梁设置成3拼I45工字钢,进行重新检算得出横垫梁最大压力为149.6MPa<215MPa,满足设计要求。 2I45b横垫梁最大剪切应力为70.50MPa<125MPa,抗剪强度满足要求。 2I45b横垫梁抗弯刚度检算: 最大竖向位移为3.20mm 钢管立柱采用Ф609×16mm地铁钢支撑,程序柱底反力结果见下图: 15m跨钢支撑截面为Ф609×16mm钢管:截面参数如下 最长立柱计算长度11m, <150,立柱长细比满足要求。 根据钢结构设计规范,表5.1.2-1,考虑钢管柱采用焊接螺旋钢管,截面分类为b类,据附录C-2:b类截面轴心受压构件稳定系数 检算考虑竖向力偏心5cm, 15m跨最大竖向力2116kN,则竖向力偏心弯矩:2116×0.05=105.8kN·m,水流冲击产生的弯矩:7.9×4=31.6kN·m 据钢结构设计规范式5.2.1:强度检算: 上式中据表5.2.1第6项次,圆管截面塑性发展系数取1.15 据钢结构设计规范5.2.2,排柱顺桥向压弯稳定检算如下: ; 7.7连接系及斜撑检算 最大组合应力为132.12MPa<215MPa强度满足要求。 8柱底扩大基础检算 受力最大一排临时墩为15m跨临时支墩,单桩最大受力2116kN。 竖向反力合力大小为:2116+1954+1933+1956+2069=10028kN。钢管立柱支撑基础为条形扩大基础,持力层为强风化砂岩,嵌入基岩深度不小于0.5m,根据设计图,强风化砂岩强度300kPa,下层中风化层砂岩承载力强度700kPa,则基底承载力为300~700kPa,计算取值300kPa。根据反力计算结果:基地应力为: 基底承载力满足要求。 施工采用机械或人工开凿基坑,基地尺寸不小于18m×2.5m,为确保基础周围砼与基岩面无间隙,建议施工扩大基础底层部分不支模板,利用基坑岩壁做模板,确保基础砼填充基坑密实,扩大基础采用钢筋砼,砼标号C30,钢筋布置图详见钢筋布置图。 柱底预埋钢板采用1000×1000×20mm钢板,钢板与钢管立柱焊接,并均布添加8块加劲钢板。增加立柱钢管,柱底计算最大弯矩55.33kN.m 见下图。 柱底预埋钢板锚筋计算: 预埋钢板及锚筋计算按压弯计算,主筋保护层取10cm,则y计算值取500-100=400。 则 施工实取3钢筋,截面面积为942满足要求。 故为抵抗钢管立柱底弯矩,则预埋钢板每边布置3HRB400锚固钢筋,锚固深度取50cm,末端打弯,与钢板焊接。 9钢筋砼桩基检算 1、桩基承载力检算 第6、7排临时支架钢管柱高6.5m,基础采用钻孔灌注砼桩。钻孔桩基础上预埋80×80×2cm钢板相连,以便与钢管柱连接。 计算依据:施工设计图、《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-2007, 选取单桩受力最大,即FMAX=2116KN的第6、7排临时桩进行桩基承载力检算。 (1)第6、7排临时桩检算 第6、7排临时支架钢管柱基础采用桩直径1.3m的钻孔灌注桩基础,桩长15m,桩顶标高设计为:456.318,桩底标高441.318,桩基按嵌岩柱桩设计,桩基承受荷载为2116KN。查XX湖XX渠桥桥型布置图及地勘资料,根据主桥2、3号墩位处地质资料,桩基按进入素土层4.97m,强风化层1.81m,嵌入中风化泥质砂岩8.22m进行验算,各地层相关指标如下: 中风化泥质砂岩:饱和单轴抗压强度取frk=2.8MPa ;端阻发挥系数;侧阻发挥系数 素填土(强风化层按土层计算摩擦力):侧阻力发挥系数 , 。 =0.3×1.327×(2.8×106)+4.082×0.024×8.22×(2.8×106)+0.5×0.8×4.082×(4.97+1.81)×(30×103) =3702KN 钻孔桩顶竖向荷载:单桩最大受力2116kN 桩自重:1.327×26×15=517kN 总荷载P=2116+517=2633kN P<,满足要求。 安全系数大小为: 2、桩身结构设计 因桩身主要承受竖向荷载,桩身配筋设计主要满足构造要求。 桩身材料采用混凝土为C30 , ,钢筋为HRB400, 。 (1)直径为1.3米桩构造: 主筋选用19Ф22,间距约20cm,主筋净保护层60mm,则钢筋的实配面积S=7219。 验算最小配筋率: 其箍筋φ10mm@200mm沿桩身通长螺旋布置,沿钢筋笼骨架每隔2m设置φ22mm加劲箍一道,加劲箍内φ22mm三角支撑。桩尖1.0m内主筋向内弯15度,以便向孔桩内下钢筋笼。 10肋板处支架检算 10.1 竹胶板及小肋木检算 由于竹胶板与10×10cm小肋木布置与箱梁其他位置的布置相同,根据6.1及6.2小结的检算可知竹胶板及肋木的强度、刚度均满足要求。 10.2 I16工字钢分配梁检算 取最不利位置及腹板位置进行检算,腹板处砼高度为1.7m, 强度检算:腹板下荷载:q’=(26×1.7×1.2+8.5×1.4)×0.60=38.96kN/m 刚度检算:腹板下荷载:q’=26×1.7×0.6×1.2=31.8kN/m 查《路桥施工计算手册》附表3-31可知I16工字钢: 截面抵抗矩为 截面惯性矩为 半截面面积矩为 腹板厚度 <215Mpa(满足要求) I16工字钢剪力: kN 底板下最大挠度: (刚度满足要求) 10.3 I45工字钢横垫梁检算 采用双拼I45b工字钢作为横垫梁,查《路桥施工计算手册》附表3-31可知I45工字钢: 截面抵抗矩为 截面惯性矩为 半截面面积矩为 腹板厚度 考虑横垫梁上箱梁底部为均布荷载,则在台帽2m范围内,除翼缘板范围的混凝土总量为33.4m³。 则横垫梁最大均布荷载为:q=33.4×26×1.2÷2÷15+8.5×1.4=46.636 kN/m 刚度检算荷载:q=33.4×26×1.2÷2÷15=34.736 kN/m <215Mpa(满足要求) I45工字钢剪力: 每片工字钢荷载kN 底板下最大挠度: (刚度满足要求) 10.3 钢管桩检算 3根钢管桩与双拼I45工字钢梁构成一个2跨连续梁,则中间钢管桩受力最大,F=1.5ql=1.5×46.636×9.15=0KN,小于贝雷梁下钢管桩的最大压力2116KN,高度最高为8.54m<11m,根据本计算书的7.6.1小节可知,钢管桩强度及稳定性均能满足要求。 111#、4#墩桩基偏压检算 0#、13#临时支架钢管立于1#、4#承台上,造成偏压 ,需要对桩基进行偏心受压检算。 由上图可知,本跨长度12m。 混凝土重量按静载取安全系数1.2,模板重量按混凝土重量的5%,则此跨混凝土及模板总重为: 支架总重: 贝雷梁共168片总重: I16工字钢: I45b工字钢: Φ609×16钢管桩: ∴每根混凝土桩受力 墩身及承台总重量 N1偏心产生弯矩M=1181.328KN×1.33m=1571.2KN·m 桩基受力模型如右图: 本桥桩基采用Φ180C30钢筋混凝土桩基础,所用钢筋为HRB400钢筋,半径r=90cm,rs=83cm。 根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)公式C.0.2-1得 式中: :轴向力偏心距; A、B:有关混凝土承载力的计算系数; C、D:有关纵向钢筋承载力的计算系数; :纵向钢筋配筋率,本方案桩基中 r:圆形截面的半径,本方案中r=90cm; : :混凝土轴心抗压强度设计值,C30砼=13.8MPa; :普通钢筋抗压强度设置值,HRB400钢筋=330MPa; 假定=0.6,查表C.0.2得:A=1.4908,B=0.6651,C=0.5021,D=1.7856 带入得=54.3 考虑中风化以上桩体为柱体,高度为303cm,其回转半径 <15 而根据公式 (-38)/38=42.9%>2%,故需从新设定值从新计算,计算过程不重复,结果见下表: 最终算得=0.71时 将相对应的A,B,C,D值带入5.3.9-1得 ,满足要求 将相对应的A,B,C,D值带入5.3.9-2得 满足要求 所以此处桩基承载力及抗弯矩力满足要求 12结论 (20)经各项检算,该满堂支架结构强度、刚度、稳定基本能满足该桥主跨56m箱梁现浇砼施工。 (21)计算钢管柱高度均取11m,根据检算及市场材料供应情况综合考虑,6#、7#临时墩采用609×16mm钢管桩。其余临时墩采用609×14mm钢管桩。 (22)通过脚手架钢管立柱强度、稳定能满足施工要求,但由于贝雷梁受荷载作用变形,相当于对钢管脚手架的基础不均沉降,导致脚手架支架存在部分弯曲应力,故支架搭设过程中应添加好纵横剪刀撑,立柱底托宜支垫木板,以协调贝雷梁变形,减少支架弯曲作用。 (23)贝雷梁在临时墩顶存在较大应力,施工贝雷梁应添加固定好支撑架。 (24)柱顶横垫梁在柱顶支撑处局部应力过大,应加强焊接加劲肋, 15m跨横垫梁工字钢采用3排I45b工字钢,并焊接成整体。 (25)翼板下斜向支撑采用2C22b槽钢焊接成钢箱,与横垫梁及钢管立柱焊接,焊接部位横垫梁处应设加劲肋,斜撑与钢管连接及横向连接系与钢管连接建以采用抱箍螺栓连接,以减少安装拆除的焊接切割工程量,减少钢管立柱损伤,确保钢管立柱后期周转使用。下载本文