連續(xù)梁懸臂法施工0號(hào)段托架設(shè)計(jì)驗(yàn)算書(shū)

1、鶴壁至輝縣高速公路工程鶴壁至輝縣高速公路工程南水北調(diào)大橋南水北調(diào)大橋(70(7012012070)m70)m 連續(xù)梁懸臂澆筑連續(xù)梁懸臂澆筑0 0 號(hào)、號(hào)、1 1 號(hào)段現(xiàn)澆托架驗(yàn)算書(shū)號(hào)段現(xiàn)澆托架驗(yàn)算書(shū)施工單位施工單位: :中城交建鶴輝高速公路項(xiàng)目部中城交建鶴輝高速公路項(xiàng)目部計(jì)算:江光軍20152015 年年“五、一五、一”整理上傳整理上傳目錄目錄1.計(jì)算依據(jù)計(jì)算依據(jù) .12.主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù) .13.托架設(shè)計(jì)托架設(shè)計(jì) .24.托架建模托架建模 .54.1 荷載計(jì)算.54.2 托架建模.85.托架強(qiáng)度驗(yàn)算托架強(qiáng)度驗(yàn)算 .95.1 查看施工階段 1 結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力.95.2 查看施工階段 2

2、結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力.105.3 腹板拉桿鋼筋錨固長(zhǎng)度計(jì)算.136.托架變形（撓度）驗(yàn)算托架變形（撓度）驗(yàn)算 .141鶴輝高速公路南水北調(diào)大橋鶴輝高速公路南水北調(diào)大橋0 0 號(hào)、號(hào)、1 1 號(hào)段現(xiàn)澆托架驗(yàn)算號(hào)段現(xiàn)澆托架驗(yàn)算1.計(jì)算依據(jù)計(jì)算依據(jù)(1) 鶴壁至輝縣高速公路工程兩階段施工圖設(shè)計(jì)；（2）對(duì)應(yīng)的托架設(shè)計(jì)圖紙；（3） 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTG_TF50-2011；（4） 公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 （JTJ025-86）;（5） 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010-2002) ；（6） 建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范JGJ162-2008；（7）電算軟件： Midas Civil（邁達(dá)斯） 。2.

3、主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)由根據(jù)相應(yīng)的的設(shè)計(jì)、施工等技術(shù)規(guī)范，各類計(jì)算參數(shù)選定如下：（1）人群及機(jī)具荷載取 2.5 KN/m2。（2）鋼筋砼比重取值為 26KN/m3；（3）考慮預(yù)壓新澆混凝土荷載系數(shù)取 1.2；（4）彈性模量鋼材：E2.1105MPa；（5）容許應(yīng)力彎應(yīng)力=1451.3 =188Mpa (Q235) 拉應(yīng)力=2001.3 =260Mpa (HRB335)剪應(yīng)力=851.3=110Mpa(Q235) 注:1.3 為臨時(shí)性結(jié)構(gòu)提高系數(shù), 見(jiàn)公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 （JTJ025-86）表 1.2.10（6）托架最大變形值，參考掛籃允許最大變形：20mm；（7）構(gòu)件容許撓度值

4、： 1/400；（8）模板容許撓度值：1.5mm；（10）計(jì)算復(fù)核的荷載組合混凝土重荷載系數(shù)+掛籃自重+施工荷載2（11）電算單位：統(tǒng)一為 KN、m。3.托架設(shè)計(jì)托架設(shè)計(jì)本橋連續(xù)梁 0 號(hào)段施工特點(diǎn):橋墩低、承臺(tái)短、地處河道邊坡，且 0 號(hào)段設(shè)計(jì)無(wú)縱向張拉束，故 1 號(hào)段必須在支架上澆筑。因此，0 號(hào)段混凝土現(xiàn)澆支架無(wú)法在承臺(tái)縱向單側(cè)設(shè)立雙排立柱，也不適合搭設(shè)滿堂支架，為節(jié)約成本,故采用斜撐托架方案。托架設(shè)計(jì)充分利用材料，力求用料最?。和屑芰⒅眠B續(xù)梁懸澆墩梁固結(jié)臨時(shí)支撐；斜撐和翼板立柱都是利用施工單位原有的舊鋼管；托架采用挑梁直接調(diào)坡，取消了梁底調(diào)坡支架，使底模平臺(tái)能直接利用掛籃的底模平臺(tái)

5、材料。托架由支撐系統(tǒng)和底模平臺(tái)兩大部分組成。支撐系統(tǒng)由立柱、挑梁、斜撐、拉桿組成受力三角形。每個(gè)承臺(tái)單邊布置 6 根立柱，腹板下 4 根，翼板下兩側(cè)各 1 根。腹板下的立柱利用連續(xù)梁墩梁固結(jié)鋼管混凝土立柱，翼板立柱采用4266mm 鋼管。腹板立柱鋼管上部縱向挑梁采用45b 單工字鋼，在澆筑臨時(shí)固結(jié)鋼管混凝土前，按設(shè)計(jì)位置在鋼管柱上預(yù)留“窗口” ，待混凝土澆筑完成后插入挑梁。翼板立柱挑梁采用25a 單工字鋼，在立柱頂部開(kāi)槽，挑梁嵌入槽口內(nèi)。腹板下斜撐采用 426 螺旋鋼管，翼板下采用14a 雙槽鋼。挑梁靠橋墩端采用鋼筋拉桿固定，拉桿預(yù)埋在橋墩相應(yīng)位置，3 號(hào)墩每根挑梁用 8 根 28 螺紋鋼筋，

6、2 號(hào)墩 6 根，預(yù)埋長(zhǎng)度100cm。橋墩兩側(cè)的翼板挑梁采用 4 根 25 鋼筋對(duì)拉。底模平臺(tái)由橫托梁、縱向分配梁、橫向分配梁及模板組成。橫托梁置于支架挑梁上，采用雙40a 工字鋼。底?？v向分配梁采用單32a 工字鋼，橫向分配梁采用單10 號(hào)槽鋼，底模板采用厚 5mm 鋼板。均利用掛籃底模平臺(tái)材料。由于底模平臺(tái)較長(zhǎng),且橋墩低，使得托架斜撐傾角大，這就要求斜撐頂端與挑梁連接必須焊接牢固形成剛節(jié)點(diǎn)。挑梁后端與橋墩內(nèi)預(yù)埋拉桿采用剛性連接，即拉桿直接焊接在工字鋼腹板上。挑梁底部與立柱接觸面空隙挑梁底部與立柱接觸面空隙( (靠橋墩側(cè)靠橋墩側(cè)) )一定要用鋼板支墊密實(shí)，一定要用鋼板支墊密實(shí)，形成支點(diǎn)避免拉

7、桿承受過(guò)大剪力。形成支點(diǎn)避免拉桿承受過(guò)大剪力。底模標(biāo)高控制分兩步完成:第一步,根據(jù)結(jié)構(gòu)高度,精確計(jì)算出挑梁頂面控制點(diǎn)標(biāo)高,在立柱上插入安裝挑梁時(shí)用水準(zhǔn)儀精確定位；第二步,底模鋪裝完成預(yù)壓后,根據(jù)測(cè)量結(jié)果調(diào)整標(biāo)高,采用起重設(shè)備提起托梁,在挑梁上托梁下用鋼板支墊。托架主體設(shè)計(jì)見(jiàn)圖 1圖 3。32%圖1:托架正面630螺旋管腹板立柱426螺旋管翼板立柱腹板挑梁橫托梁45b工字鋼縱向挑梁4266mm螺旋管斜撐630螺旋管墩梁固結(jié)立柱圖2:托架腹板處縱截面425a工字鋼縱向挑梁?jiǎn)?4a槽鋼斜撐426螺旋鋼管立柱圖3:托架翼板處側(cè)面3 號(hào)墩托架竣工圖片54.托架建模托架建模托架采用 Midas Civil

8、 空間建模進(jìn)行驗(yàn)算。托架縱向分配梁與腹板臨時(shí)固結(jié)立柱發(fā)生干擾時(shí)，此處分配梁施工時(shí)作斷開(kāi)處理，斷開(kāi)處支墊在縱向挑梁上。4.1 荷載計(jì)算荷載計(jì)算Midas 空間建模荷載由自重、翼板荷載、底模系荷載組成?？紤]一次性澆筑，底模系荷載包含頂板荷載和腹板荷載。結(jié)構(gòu)自重凡構(gòu)成建模單元的由軟件自動(dòng)加載，故不用計(jì)算該部分重量。底模系采用橫向加載方式，橫向分配梁間距按 0.3m 布置。0 號(hào)段總長(zhǎng)度 10m，墩頂寬 3.5m，墩頂梁段荷載由墩頂承擔(dān)，則兩端各懸出 3.25m，這部分荷載由托架承擔(dān)。建模按 0.3 的整倍數(shù)加載 3.3m。1 號(hào)段長(zhǎng) 3m，為 0.3m 的整倍數(shù)。翼板荷載由支架立桿通過(guò)縱向工字鋼作用

9、在托架的橫向托梁上，簡(jiǎn)化成均布荷載采用沿縱向加載方式作用在工字鋼上。墩間翼板荷載通過(guò)縱向工字鋼以集中力作用在后橫向托梁上。4.1.14.1.1 翼板荷載計(jì)算翼板荷載計(jì)算翼板等寬等截面，荷載通過(guò)側(cè)模桁架傳遞到托架的 2 根縱向分配梁上，設(shè)兩個(gè)支點(diǎn)受力相等，混凝土重考慮 1.2 荷載系數(shù)，荷載計(jì)算見(jiàn)下表。單側(cè)翼板荷載表荷載名稱重量計(jì)算（KN）重量(KN/m)合計(jì)(KN/m)側(cè)模系70051101000/16/5*1.2(支架)10.5混凝土(.2+.35+.35+.7)/21.51261.237.4施工荷載32.57.555.4則：?jiǎn)胃v向工字鋼梁分配荷載=55.4/2=27.7KN/m墩間 3.

10、5m 荷載：55.43.5=194KN，分配在墩兩側(cè)橫梁上，單側(cè)橫梁荷載為194KN/2=97KN。每側(cè)有 2 個(gè)支點(diǎn)，其中內(nèi)側(cè)支點(diǎn)在墩頂上，只有外側(cè)支點(diǎn)在橫梁上，其荷載大小為：97/2=48.5KN64.1.24.1.2 底板、腹板、頂板荷載底板、腹板、頂板荷載箱體混凝土一次性澆筑，頂板混凝土通過(guò)內(nèi)模支架傳遞到底模系。底板、腹板、頂板荷載共同作用在底模托架及橫向分配梁上，橫向分配梁采用10#槽鋼，在 X 軸上的間距 0.3m，支承在縱向分配梁上。為避免人為分配荷載，采用通過(guò)橫向分配梁進(jìn)行橫向加載方式，以每根橫向分配梁上的荷載平均值進(jìn)行加載。混凝土考慮 1.2 荷載系數(shù)。內(nèi)模板及支架按 5KN

11、/。由于梁截面是變化的，實(shí)際上每根橫梁上的荷載都不一樣，但逐根計(jì)算加載過(guò)于繁瑣，且實(shí)際意義不大，故采用平均截面加載。為減少誤差，0 號(hào)段分墩頂加強(qiáng)載面和標(biāo)準(zhǔn)截面加載，墩頂隔墻外0.9m 按加強(qiáng)截面加載，前端 2.4m 按標(biāo)準(zhǔn)載面加載。0 號(hào)加強(qiáng)截面荷載計(jì)算表（腹板厚 1.25m、高 7.5m,底板加頂板厚 1.7m）荷載名稱重量（KN）均布荷載（KN/m）合計(jì)(KN/m)混凝土1.710.3261.215.91內(nèi)模及支架50.31.5底板、頂板施工荷載0.32.50.7518混凝土7.510.3261.273.71腹板施工荷載0.32.50.757174191.251.254.2574190

12、號(hào)加強(qiáng)截面荷載示意圖0 號(hào)標(biāo)準(zhǔn)截面荷載計(jì)算表（腹板厚 1.1m、高 7.27m, 底板加頂板厚 1.28m）7荷載名稱重量（KN）均布荷載（KN/m）合計(jì)(KN/m)混凝土1.2810.3261.212內(nèi)模及支架1.5底板、頂板施工荷載0.32.50.7513.5混凝土7.2710.3261.268腹板施工荷載0.32.50.7568.8混凝土1.980.3261.218.53肋角 1施工荷載0.32.50.7519.3混凝土1.60.3261.214.97肋角 2施工荷載0.32.50.7515.70 號(hào)標(biāo)準(zhǔn)截面荷載示意圖1 號(hào)段截面荷載計(jì)算表（腹板厚 1.1m、高 6.95m, 底板加頂板

13、厚 1.21m）荷載名稱重量（KN）均布荷載（KN/m）合計(jì)(KN/m)混凝土1.2110.3261.211.32內(nèi)模及支架1.5底板、頂板施工荷載0.32.50.7512.88混凝土6.9510.3261.265.04腹板施工荷載0.32.50.7565.8混凝土1.910.3261.217.88肋角 1施工荷載0.32.50.7518.6混凝土1.530.3261.214.32肋角 2施工荷載0.32.50.7515.1荷載圖示同 0 號(hào)標(biāo)準(zhǔn)截面，僅數(shù)據(jù)不同。4.2 托架建模托架建模由于 1 號(hào)梁段需要在托架上澆筑，所以建模驗(yàn)算分兩個(gè)施工階段。施工階段 1對(duì) 0 號(hào)段進(jìn)行加載；施工階段 2

14、 對(duì) 1 號(hào)段進(jìn)行加載，此階段 0 號(hào)段荷載依然作用在托架上，但腹板立柱已與梁體固結(jié)，不再產(chǎn)生橫向及縱向位移，建?？紤]立柱頂部的豎向固結(jié)支承作用。根據(jù)托架設(shè)計(jì)圖尺寸和使用材料截面，加入以上計(jì)算荷載，托架最終的 Midas civil 空間建模及反力圖如下圖所示（驗(yàn)算以（驗(yàn)算以 3 3 號(hào)墩，受力最為不利）號(hào)墩，受力最為不利） 。施工階段施工階段 1 1 MidasMidas 建模建模9施工階段施工階段 2 2 MidasMidas 建模建模5.托架強(qiáng)度驗(yàn)算托架強(qiáng)度驗(yàn)算驗(yàn)算分兩步進(jìn)行。第 1 步對(duì) 0 號(hào)段進(jìn)行加載，查看托架強(qiáng)度與位移是否滿足要求；第 2 步對(duì) 1 號(hào)段進(jìn)行加載，因設(shè)計(jì) 0 號(hào)段

15、無(wú)張拉束,底模不能拆除,此階段 0 號(hào)段荷載依然作用在托架上，但腹板立柱已與梁體固結(jié)，建?？紤]立柱頂部的錨固作用。5.1 查看施工階段查看施工階段 1 結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力0 號(hào)段梁?jiǎn)卧畲髴?yīng)力圖10梁?jiǎn)卧畲髴?yīng)力發(fā)生在翼板挑梁上，為 118Mpa=188Mpa，所以整個(gè)結(jié)構(gòu)的每個(gè)構(gòu)件均滿足強(qiáng)度要求，無(wú)需一一驗(yàn)算（顯示） 。剪應(yīng)力不受控制，不做驗(yàn)算（顯示） 。5.2 查看施工階段查看施工階段 2 結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力1 號(hào)段梁?jiǎn)卧畲髴?yīng)力圖1 號(hào)段最大應(yīng)力發(fā)生在腹板挑梁拉桿上，為 192Mpa=260Mpa（HRB335 鋼筋） ，滿足要求。1 號(hào)段各部位最大應(yīng)力見(jiàn)下列各圖：11縱向分

16、配梁最大應(yīng)力圖橫托梁（大梁）最大應(yīng)力圖12腹板挑梁最大應(yīng)力圖翼板挑梁最大應(yīng)力圖13各部位斜撐應(yīng)力圖梁?jiǎn)卧畲蠼M合應(yīng)力（軸力加彎矩）表梁?jiǎn)卧畲蠼M合應(yīng)力（軸力加彎矩）表梁?jiǎn)卧Q縱梁橫托梁腹板挑梁翼板挑梁斜撐組合應(yīng)力（MPa）1349012895-127不含拉桿,最大組合應(yīng)力（軸力加彎矩）發(fā)生在縱梁上: max=134Mpa=188Mpa，滿足要求。剪應(yīng)力不受控制，不作驗(yàn)算。以上電算結(jié)果表明，按容許應(yīng)力法，并根據(jù)公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ025-86）表 1.2.10 的規(guī)定，臨時(shí)性結(jié)構(gòu)應(yīng)力系數(shù)提高到 1.3 后,所有構(gòu)件強(qiáng)度符合規(guī)范要求，與鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范比較，提高后的容許應(yīng)力仍小于

17、鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。145.3 腹板拉桿鋼筋錨固長(zhǎng)度計(jì)算腹板拉桿鋼筋錨固長(zhǎng)度計(jì)算鋼筋的錨固長(zhǎng)度按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定計(jì)算，普通鋼筋：La=a(fy/ft)d式中 fy普通鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，HRB 鋼筋為 300 Mpa；ft混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)高于 C40 時(shí)，按 C40 取值，為 1.71Mpa；d鋼筋直徑；a鋼筋的外形系數(shù)（光面鋼筋 a=0.16，帶肋鋼筋 a=0.14） 。La=a(fy/ft)d =0.14(300/1.71)28La =688mm所以 HRB28 螺紋鋼筋錨固長(zhǎng)度為 0.69m，施工預(yù)埋取 1m。6.托架變形（撓度）驗(yàn)算托架變形（撓度）驗(yàn)算托架的最終位移變形體現(xiàn)