主橋支護(hù)工程計(jì)算書

1、高嶺大橋（30+50+30）m現(xiàn)澆箱梁支護(hù)工程計(jì)算書一、編制依據(jù)建筑施工碗扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB 50009-2001）路橋施工計(jì)算手冊(cè)建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范（JGJ162-2008）二、工程概況跨京臺(tái)高速變高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，左右幅都采用單箱三室斜腹板的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，支點(diǎn)梁高3m，跨中梁高1.8m；頂板厚度由支點(diǎn)附近的55cm變?yōu)榭缰刑幍?5cm，底板由支點(diǎn)附近的45cm變?yōu)榭缰刑幍?5cm；橋面總寬17.75m（包括兩側(cè)各2m翼緣板），底板寬度由最窄的8.827m變化至最寬的9.75m。橋梁上部施工采用滿堂支架現(xiàn)澆，滿堂支架布設(shè)為60×60

2、×90cm，施工中跨50m時(shí)，上跨京臺(tái)高速位置27m內(nèi)采用鋼管樁加貝雷梁支架門洞及安全防護(hù)棚的施工方案，防護(hù)棚采用竹膠板滿鋪，并掛放拋網(wǎng)，保證車輛安全通行。橋梁底模板、內(nèi)模板采用1.2cm竹膠板，側(cè)模版、翼緣板模板采用1.5cm加強(qiáng)竹膠板。三、設(shè)計(jì)總體方案橋梁上部結(jié)構(gòu)支架采用碗扣式滿堂腳手架搭設(shè)，滿堂支架布設(shè)為60×60×120cm，其中墩頂位置處滿堂支架鋪設(shè)為60×30×120cm。施工中跨50m時(shí)，上跨京臺(tái)高速位置27m內(nèi)采用鋼管樁加貝雷梁支架門洞及安全防護(hù)棚的施工方案。主梁上部結(jié)構(gòu)單幅采用22片貝雷片，每片貝雷梁間距為0.9m、0.9m、

3、0.9m、0.45m、0.9m、0.9m、0.775m、0.45m、0.65m、0.45m、0.9m、0.45m、0.65m、0.45m、0.775m、0.9m、0.9m、0.45m、0.9m、0.9m、0.9m，貝雷梁之間采用花架交叉連接，次分配梁采用I20a，長(zhǎng)度為17.2m（分配梁連接采用斜縫焊接，兩側(cè)再使用八角形鋼板焊接，要求分配梁焊縫不在同一截面上），以0.6m間距布置，固定于貝雷梁上部。鋼管樁采用630×10mm規(guī)格，沿橫橋向2.5×2.6×3.6×2.6×2.5m布置，每幅橋下布置18根，共計(jì)36根，原高速公路中分帶處螺旋鋼管長(zhǎng)度

4、要求大于等于5m，原高速公路兩側(cè)螺旋鋼管長(zhǎng)度根據(jù)基礎(chǔ)頂面實(shí)測(cè)標(biāo)高進(jìn)行控制，保證三排螺旋鋼管頂面標(biāo)高一致。鋼管樁內(nèi)進(jìn)行灌砂處理，頂面采用800mm*800mm*10mm鋼板封口，設(shè)置10槽鋼交叉斜撐。鋼管樁上設(shè)置2-I45a工字鋼作為主分配梁。箱梁支架形式見下圖：非跨京臺(tái)高速段滿堂支架跨京臺(tái)高速段鋼管樁加貝雷梁支架門洞四、滿堂支架設(shè)計(jì)計(jì)算1、滿堂支架設(shè)計(jì)計(jì)算（1）根據(jù)本橋現(xiàn)澆箱梁的以下特點(diǎn)，對(duì)最不利位置跨中處、實(shí)心段荷載形式進(jìn)行驗(yàn)算?？缰刑幗孛妫合淞鹤灾睾奢d，新澆混凝土密度取2600kg/m³斷面面積為10.52q1=26*10.52/9.595=28.51Kpa墩頂實(shí)心處斷面：斷面面

5、積為31.24q1=26*31.24/882.7=92.02Kpa q2 箱梁內(nèi)模、底模、內(nèi)模支撐及外模支撐荷載，按均布荷載計(jì)算，經(jīng)計(jì)算取q21.0kPa（偏于安全）。 q3 施工人員、施工材料和機(jī)具荷載，按均布荷載計(jì)算，當(dāng)計(jì)算模板及其下肋條時(shí)取2.5kPa；當(dāng)計(jì)算肋條下的梁時(shí)取1.5kPa；當(dāng)計(jì)算支架立柱及替他承載構(gòu)件時(shí)取1.0kPa。 q4 振搗混凝土產(chǎn)生的荷載，對(duì)底板取2.0kPa，對(duì)側(cè)板取4.0kPa。 q5 新澆混凝土對(duì)側(cè)模的壓力。 q6 傾倒混凝土產(chǎn)生的水平荷載，取2.0kPa。 q7 支架自重，取4.0kpa（2）荷載組合模板結(jié)構(gòu)名稱荷載組合強(qiáng)度計(jì)算剛度計(jì)算底模及支架系統(tǒng)計(jì)算q1

6、+q2+q3+q4+q7q1+q2+q7（3）結(jié)構(gòu)驗(yàn)算本工程支架采用48×3.5mm碗扣式鋼管支架，支架以立桿承受荷載作用為主，根據(jù)建筑施工碗扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范對(duì)立桿支架強(qiáng)度及穩(wěn)定性計(jì)算公式進(jìn)行分析計(jì)算?？缰薪孛嫣幵诟拱逄幹Ъ荏w系采用立桿橫橋向間距×縱橋向間距×橫桿步距為60cm×60cm×120cm的布置結(jié)構(gòu)。根據(jù)立桿的設(shè)計(jì)允許荷載，當(dāng)橫桿步距為120cm時(shí)，立桿可承受的最大允許豎直荷載為N30kN。 立桿實(shí)際承受的荷載為： N=1.2（NG1+NG2）+0.9×1.4Ni（組合風(fēng)荷載時(shí)）NG1支架結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力NG

7、2構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力 Qi施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值 有：NG1=0.6×0.6×q1=0.6×0.6×28.51=10.26KN NG2=0.6×0.6×q7=0.6×0.6×4.0=1.44KN Ni=0.6×0.6×(q2+q3+q4)=0.36×(1.0+1.0+2.0)=1.44KN 則：N=1.2（NG1+NG2）+0.9×1.4Qi=1.2×（10.26+1.44）+0.9×1.4×1.44=15.85KN N30KN ， 強(qiáng)度滿足要

8、求。 注：該計(jì)算公式參見建筑施工碗扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范5.3.2“組合風(fēng)荷載時(shí)單肢立桿承載力計(jì)算”立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算根據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范有關(guān)支架立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式：NW/A+0.9MW/W(1-0.8NW/NE)f N鋼管所受的垂直荷載，N=1.2（NG1+NG2）+0.9×1.4Qi f鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f205N/mm2參考建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范。 A48mm×3.0鋼管的截面積A4.24cm2。 軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)長(zhǎng)細(xì)比查表即可求得。 i截面的回轉(zhuǎn)半徑，查建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范附錄B得i1.58cm。 長(zhǎng)細(xì)

9、比L/i。 L水平步距，L1.2m。 于是，L/i76，參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范查附錄C得0.744。 MW計(jì)算立桿段有風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎距； MW=1.4×WK×a×lo2/10 WK=0.7uz×us×w0 uz風(fēng)壓高度變化系數(shù)，參考建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 uz=1.0 us風(fēng)荷載腳手架體型系數(shù)，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 us=0.8 w0基本風(fēng)壓，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范附表D.4 “福建·屏南n=50” w0=0.3KN/m2 故：WK=0.7uz×us×w0=0.7×1×0.8

10、5;0.3=0.168KN a立桿縱距0.6m； lo立桿步距1.2m， 故：MW=1.4×WK×a×lo2/10=0.020KN 有效彎距系數(shù)，采用1.0 截面塑性發(fā)展系數(shù)，鋼管截面為1.15 W 立桿截面模量 建筑施工扣件式腳手架安全技術(shù)規(guī)范附表B得W=5.08cm3 NE歐拉臨界力，NE2EA/2E為材料彈性模量E2.05*105NW/A+0.9MW/W(1-0.8NW/NE)=15.85*103/(0.744*424)+ (0.9*1*0.020*106)/(1.15*(5.08*103)*(1-0.8*15.85*103/(3.142*2.05*105*

11、424/762)53.61KN/mm2f205KN/mm2墩頂實(shí)心處在墩頂實(shí)心處支架體系采用立桿橫橋向間距×縱橋向間距×橫桿步距為30cm×60cm×120cm的布置結(jié)構(gòu)。根據(jù)立桿的設(shè)計(jì)允許荷載，當(dāng)橫桿步距為120cm時(shí)，立桿可承受的最大允許豎直荷載為N30kN。 立桿實(shí)際承受的荷載為： 有：NG1=0.3×0.6×q1=0.3×0.6×92.02=16.56KN NG2=0.3×0.6×q7=0.3×0.6×4.0=0.72KN Ni=0.3×0.6×(

12、q2+q3+q4)=0.18×(1.0+1.0+2.0)=0.72KN 則：N=1.2（NG1+NG2）+0.9×1.4Qi=1.2×（16.56+0.72）+0.9×1.4×0.72=21.64KN N30KN ，強(qiáng)度滿足要求。 注：該計(jì)算公式參見建筑施工碗扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范5.3.2“組合風(fēng)荷載時(shí)單肢立桿承載力計(jì)算”。立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算根據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范有關(guān)支架立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式：NW/A+0.9MW/W(1-0.8NW/NE)f MW計(jì)算立桿段有風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎距； 1.4×WK×a

13、5;lo2/10=1.4*0.168*0.3*1.22/10=0.010KN 有效彎距系數(shù)，采用1.0 截面塑性發(fā)展系數(shù)，鋼管截面為1.15 W 立桿截面模量 建筑施工扣件式腳手架安全技術(shù)規(guī)范附表B得W=5.08cm3 NE歐拉臨界力，NE2EA/2E為材料彈性模量E2.05*105NW/A+0.9MW/W(1-0.8NW/NE)=21.64*103/(0.744*424)+ (0.9*1*0.010*106)/(1.15*(5.08*103)*(1-0.8*21.64*103/(3.142*2.05*105*424/762)70.34KN/mm2f205KN/mm22、箱梁底模下縱橋向方木驗(yàn)

14、算本施工方案中箱梁底模底面縱橋向采用10×10cm方木，方木縱橋向跨度在箱梁跨中截面處按L60cm進(jìn)行受力計(jì)算,在墩頂橫梁截面及橫隔板梁處按L30cm進(jìn)行受力計(jì)算，實(shí)際布置跨距均不超過上述兩值。將方木簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)（偏于安全），木材選用松木，其容許應(yīng)力和彈性模量的取值容許彎應(yīng)力w=14.5MPa，彈性模量取值 E=11000MPa跨中處截面方木受力簡(jiǎn)圖應(yīng)力驗(yàn)算q(1.2*q1+q2+q3+q4)*B(1.2*28.51+1.0+2.5+2)*0.6=23.83kN/m M(1/8) qL2=0.125*23.83*0.36=1.07kN·m W=(bh2)/6=(0.1*0

15、.1*0.1)/6=0.000167m3 跨中最大應(yīng)力為=M/W=1.07/0.000167=6407Kpa=6.407Mpa<w=14.5MPa故滿足要求。剛度驗(yàn)算方木的慣性矩I=（bh3）/12=0.1*0.1*0.1*0.1/12=8.33*10-6 m4撓度f(wàn)=5ql4/384EI=（5/384）*（23.83*0.64）/（11*106*8.33*10-6）=4.39*10-4mf/l=4.39*10-4/0.6=1/1367<f/l=1/400故滿足要求經(jīng)驗(yàn)算，跨中處箱梁底模下的方木符合要求。墩頂實(shí)心處方木受力簡(jiǎn)圖應(yīng)力驗(yàn)算q(1.2*q1+q2+q3+q4)*B(1.2

16、*92.02+1.0+2.5+2)*0.6=69.55kN/m M(1/8) qL2=0.125*69.55*0.09=0.78kN·m W=(bh2)/6=(0.1*0.1*0.1)/6=0.000167m3 跨中最大應(yīng)力為=M/W=0.78/0.000167=4671Kpa=4.671Mpa<w=14.5MPa故滿足要求。剛度驗(yàn)算方木的慣性矩I=（bh3）/12=0.1*0.1*0.1*0.1/12=8.33*10-6 m4撓度f(wàn)=5ql4/384EI=（5/384）*（69.55*0.34）/（11*106*8.33*10-6）=8.01*10-5mf/l=8.01*10

17、-5/0.6=1/7491<f/l=1/400故滿足要求經(jīng)驗(yàn)算，墩頂處箱梁底模下的方木符合要求。3、支架頂托上橫橋向方木驗(yàn)算本施工方案中，支架頂托上采用10×10cm方木，根據(jù)立桿間距，方木間距為60cm（墩頂實(shí)心處方木間距為30cm），橫向間隔60cm，將方木簡(jiǎn)化為下圖的簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)（偏于安全），方木取材為松木。其容許應(yīng)力和彈性模量的取值容許彎應(yīng)力w=14.5MPa，彈性模量取值 E=11000MPa?？缰刑幗孛娣侥臼芰?jiǎn)圖強(qiáng)度驗(yàn)算作用力p=ql/2=23.83*0.2/2=2.383kNn=3最大彎矩M=（n/8）*pl=（3/8）*2.383*0.6=0.536kN·

18、;m截面模量W=(bh2)/6=(0.1*0.1*0.1)/6=0.000167m3最大正應(yīng)力=M/W=0.536/0.000167=3210kPa=3.21MPa<w=14.5MPa故滿足要求剛度驗(yàn)算方木慣性矩I= I=（bh3）/12=0.1*0.1*0.1*0.1/12=8.33*10-6m4撓度f(wàn)=（5n2+2）pl3/（384 *n*E*I）=（5*32+2）*2.383*0.63/(384*3*11*106*8.33*10-6)=2.29*10-4mf/l=2.29*10-4/0.6=1/2620<f/l=1/400故滿足要求墩頂處截面方木受力簡(jiǎn)圖強(qiáng)度驗(yàn)算作用力p=ql

19、/2=69.55*0.2/2=6.955kNn=2最大彎矩M=（n/8）*pl=（2/8）*6.955*0.3=0.522kN·m截面模量W=(bh2)/6=(0.1*0.1*0.1)/6=0.000167m3最大正應(yīng)力=M/W=0.522/0.000167=3126kPa=3.126MPa<w=14.5MPa故滿足要求剛度驗(yàn)算方木慣性矩I=（bh3）/12=0.1*0.1*0.1*0.1/12=8.33*10-6m4撓度f(wàn)=pa/（24EI）*（3l2-4a2）=6.955*0.05*（3*0.32-4*0.052）/（24*11*8.33）=4.11*10-5f/l=4.1

20、1*10-5/0.3=1/7299<f/l=1/400故滿足要求4、竹膠板底模驗(yàn)算箱梁底模采用1.2cm厚竹膠板，鋪設(shè)在支架頂托上橫橋向方木上的縱橋向方木上，方木按20cm間距布置（凈距10cm），取墩頂實(shí)心段處作為計(jì)算對(duì)象（受力最不利位置）。竹膠板彈性模量E=5000Mpa竹膠板慣性矩I=（bh3）/12=（1.22*0.0123）/12=1.76*10-7m4q=（1.2*q1+q2+q3+q4）*B=(1.2*92.02+1.0+2.5+2)*0.2=23.18kN/m最大彎矩M=ql2/8=23.18*0.22/8=0.116kN·m竹膠板容許彎曲應(yīng)力為w=45MPa模

21、板需要的截面模量W=M/w=0.116/45/103=2.58*10-6m3模板的寬度為0.2m，根據(jù)W、b得h為：h2=6*W/b=6*2.58*10-6/0.2=0.0000774h=0.00023190.5=0.0088m=8.8mm故12mm厚竹膠板滿足要求。經(jīng)計(jì)算，現(xiàn)澆箱梁模板、方木、支架均滿足施工要求。五、跨高速門洞設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算數(shù)據(jù)：箱梁自重（按跨中）加施工荷載、模板、方木重量：q1= （1.2*28.51+1+2.5+2）*1=39.712kN/mI20a工字鋼重量：?jiǎn)挝幻字兀簈2=27.91kg/m=0.2791 kN/m 總米重：q3=27.91*16.2/0.6=7.54

22、kN/m貝雷片重量：每片貝雷片按400kg計(jì)算，q4=400*180/30=24 kN/m2-I45a工字鋼重量（按跨度3.6m）：?jiǎn)挝幻字兀簈5=80.42kg/m=0.8042 kN/m 總米重：q6=80.42*10*2*16.2=26.06 kN/根鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)自重分項(xiàng)系數(shù)1.11、I-20a工字鋼縱分配梁I-20a工字按60cm間距布置，上鋪方木（20*20cm），間距布置為60cm，工字鋼下設(shè)貝雷梁，貝雷梁（每組2片）每組之間最大間距為1.65m。工字鋼受力最不利為貝雷梁間距1.65m位置。按跨中截面處進(jìn)行計(jì)算。I20a工字鋼受力簡(jiǎn)圖強(qiáng)度驗(yàn)算p=ql/2=39.712*2.55/2=

23、50.63kNn=3上部承載最大彎矩M1=（n/8）*pl=（3/8）*50.63*1.65=31.33kN·mI20a工字鋼截面模量W=236.9cm3=2.369*10-4 m3最大正應(yīng)力=M/W=31.33/（2.369*10-4）=132250kPa=132.25MPa結(jié)構(gòu)自身最大彎矩M2=1/8ql2=0.125*0.2791*1.1*1.652=0.104kN·m自身最大正應(yīng)力=M/W=0.104/（2.369*10-4）=439kPa =0.439MPaM=M1+M2=132.25+0.439=132.689MPa<w=215MPa故滿足要求。剛度驗(yàn)算I

24、20a工字鋼慣性矩I=2369 cm4=2.369*10-5m4I20a工字鋼彈性模量E=2.06*108Kpa上部承載撓度f(wàn)1=（5n2+2）pl3/（384 *n*E*I）=（5*32+2）*50.63*1.653/(384*5*2.06*108*2.369*10-5)=0.00114m 自身?yè)隙萬(wàn)2=5ql4/384EI=5*0.2791*1.1*1.654/（384*108*2.369*10-5）=1.3*10-5f=f1+f2=0.00114+1.3*10-5=0.00115<f=l/400=1.65/400=0.00413m故滿足要求2、貝雷梁貝雷梁跨徑為15m，按上部勻布荷

25、載計(jì)算（偏于安全）。貝雷梁按9組進(jìn)行計(jì)算，每組為兩片單層，單組貝雷梁容許應(yīng)力為1576.4kN·m，跨徑為15m。貝雷梁受力簡(jiǎn)圖強(qiáng)度驗(yàn)算q=q1+（q3+q4）*1.1=39.712+（7.54+24）*1.1=74.41kN/m彎矩M=1/8（ql2）=0.125*74.41*152=2092.78kN·m故MM=1576.4*9=14187.6kN·m剛度驗(yàn)算貝雷梁的慣性矩I=250497.2cm4貝雷梁的彈性模量E=2.06*108Kpaf=5ql4/384EI=5*74.41*154/（384*2.06*108*250497.2*10-8）=0.095mf/5=0.095/9=0.011<f=l/400=15/400=