樞紐互通立交主線橋鋼管樁支架計(jì)算書

龍口至青島大路萊西〔沈海高速〕至城陽(yáng)段第八合同段華山南互通立交主線橋第四聯(lián)其次孔支架計(jì)算中鐵十九局集團(tuán)龍青高速大路土建八標(biāo)段工程經(jīng)理部二O目錄TOC\o“1-3“\h\z\u\l“_TOC_250025“一、工程概況 1\l“_TOC_250024“橋跨布置 1\l“_TOC_250023“計(jì)算編制依據(jù) 1\l“_TOC_250022“支架布置方案簡(jiǎn)介 1\l“_TOC_250021“二、主要計(jì)算內(nèi)容 3\l“_TOC_250020“支架計(jì)算方法 3\l“_TOC_250019“支架計(jì)算內(nèi)容 5\l“_TOC_250018“計(jì)算參數(shù)選取 5\l“_TOC_250017“箱梁等效荷載取值 6\l“_TOC_250016“三、計(jì)算結(jié)果分析 8\l“_TOC_250015“支撐反力 8\l“_TOC_250014“鋼管樁工況一支撐反力 8\l“_TOC_250013“鋼管樁工況二支撐反力 9\l“_TOC_250012“滿堂支架工況一支撐反力 10\l“_TOC_250011“滿堂支架工況二支撐反力 11\l“_TOC_250010“支架構(gòu)造應(yīng)力 12\l“_TOC_250009“工況一構(gòu)造應(yīng)力 12\l“_TOC_250008“工況二構(gòu)造應(yīng)力 15\l“_TOC_250007“支架構(gòu)造變形 17\l“_TOC_250006“鋼管樁支架變形 17\l“_TOC_250005“滿堂支架支架變形 18\l“_TOC_250004“穩(wěn)定性分析 19\l“_TOC_250003“支架根底及地基承載力驗(yàn)算 21\l“_TOC_250002“四、結(jié)論與建議 22\l“_TOC_250001“計(jì)算主要結(jié)論 22\l“_TOC_250000“要求及建議 22i11一、工程概況1.1橋跨布置華山南樞紐互通立交K125+339.8主線跨線橋起于K124+345E、F匝道橋而設(shè)，其中第四聯(lián)箱梁跨越威青高速。第四聯(lián)為36+45+36m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，分左右幅，單幅箱梁頂寬2.3m，為單箱三室截面。由于被交路威青高速需通車，因此施工時(shí)需開設(shè)門洞，門洞凈空5.0m，凈10m，使用鋼管樁進(jìn)展支架搭設(shè)，其余位置承受碗扣式滿堂支架搭設(shè)。計(jì)算編制依據(jù)1、龍青高速大路土建八標(biāo)段工程設(shè)計(jì)文件；2、施工單位支架設(shè)計(jì)方案；3(JTJ041—2023)；4(JTJ025—86)；5〔JTGD60—2023；6(GB50017—2023)；7(JGJ166—2023)；8(GB50009—2023)；9〔其次版；10支架布置方案簡(jiǎn)介5.0m10m，具體架設(shè)示意圖如以以下圖所示。1-145m跨門洞縱斷面示意圖C301.5m1m0.8m×0.8m2cm厚鋼板〔確保1c630mm16mm起布置〕1347.5cm20cm1cm36a2根〔焊接，36a工字梁，間距0.6m?？紤]門洞的整體穩(wěn)定性，在立柱間用Φ48〔壁厚3.5mm〕碗扣鋼管做剪刀撐。工字上順橋向鋪設(shè)地梁〔20×25cm方木，間距0.9m，對(duì)應(yīng)工字鋼位置〕及搭設(shè)碗扣式鋼管滿堂支架。3.6m位置承受0.6m步長(zhǎng)加密布置60.6m0.9m30.6m0.9m程側(cè)支架布設(shè)方式呈鏡像布置。210二、主要計(jì)算內(nèi)容支架計(jì)算方法70°角，滿堂支架架設(shè)完成后，假設(shè)滿堂支架最內(nèi)〔門洞〕支架的架設(shè)距離。由于架穩(wěn)定性。應(yīng)用大型有限元分析軟件MidasCivil2023，建立鋼管樁支架空間離散模型，進(jìn)展支架不同工況下受力及變形分析計(jì)算。KNm；正負(fù)號(hào)商定：正號(hào)表示拉應(yīng)力，負(fù)號(hào)表示壓應(yīng)力；〔單位：KN/m〕及節(jié)點(diǎn)荷載〔單位：KN/節(jié)點(diǎn)〕模擬；70°角，建模時(shí)需考慮斜交對(duì)支架的影響；鋼管樁左右幅整體架設(shè)，順橋向長(zhǎng)2×10+3=23m，橫橋向斜長(zhǎng)133=39〔0.5m左右3.0m布設(shè)兩道立柱。承受梁?jiǎn)卧M支架鋼管，支架共離散為18716個(gè)節(jié)點(diǎn)，45544個(gè)單元；其56208208198個(gè)單44874個(gè)單元。實(shí)際仿真模型離散圖如以以下圖所示。2-1支架單元離散圖〔3維圖〕2-270°角斜交支架平面布置圖2-2中，兩邊為滿堂支架局部，中間局部為鋼管樁支架支撐橫縱梁局部。門洞支架搭設(shè)簡(jiǎn)潔步驟見以以下圖：2-31架設(shè)鋼管樁及剪刀撐2-42架設(shè)橫梁2-1。支架計(jì)算內(nèi)容確定。本工程對(duì)支架系統(tǒng)進(jìn)展三個(gè)工況組合的構(gòu)造驗(yàn)算。+模板重量+1+風(fēng)荷載共同作用；+模板重量+混+2+風(fēng)荷載共同作用；+混凝土濕重+2+風(fēng)荷載共同作用下穩(wěn)定性分析。計(jì)算參數(shù)選取梁體：梁體容重取26kN/m3，截面尺寸參考設(shè)計(jì)圖紙，實(shí)際過程中梁見加載荷載取值；立柱：承受630×16mmQ235無縫鋼管；2-5橫梁工鋼單元示意圖40aQ235；碗扣式滿堂支架及剪刀撐：承受φ48mm×3.5mm碗扣式腳手架鋼管，Q235A級(jí)一般鋼管。箱梁等效荷載取值〔半幅荷載安排如2-6所示。2-6鋼管樁局部荷載分布圖〔半幅〕2-7所示。2-7滿堂支架荷載分布圖〔左半幅〕位置2-1節(jié)點(diǎn)荷載分布狀況〔單位：KN/節(jié)點(diǎn)〕左幅右幅q120.318q1”13.813q1“7.67q266.3q=0.75KN/m2；1.0KN/m2；2.0KN/m2；水平風(fēng)荷載取值為Wk=0.7×μz×μs×Wo=0.7×1.35×0.8×0.5=0.378KN/m2；1.2，施1.31.4。三、計(jì)算結(jié)果分析支撐反力是推斷地基承載力的理論依據(jù)，因此，先進(jìn)展支撐反力的結(jié)果分析。鋼管樁工況一支撐反力95.1KN14.1KN，3-1~3-33-1鋼管樁支架構(gòu)造水平向〔x向〕反力〔工況一〕3-2鋼管樁支架構(gòu)造水平向〔y向〕反力〔工況一〕3-3鋼管樁支架構(gòu)造豎向〔z向〕反力〔工況一〕鋼管樁工況二支撐反力在工況二荷載條件下，鋼管樁支架系統(tǒng)豎向與水平向最大反力分別為318.9KN55.0KN，3-4~3-63-4鋼管樁支架構(gòu)造水平向〔x向〕反力〔工況二〕3-5鋼管樁支架構(gòu)造水平向〔y向〕反力〔工況二〕3-6鋼管樁支架構(gòu)造豎向〔z向〕反力〔工況二〕滿堂支架工況一支撐反力8.0KN和0.272KN3-7~3-93-7滿堂支架構(gòu)造水平向〔x向〕反力〔工況一〕3-8滿堂支架構(gòu)造水平向〔y向〕反力〔工況一〕3-9滿堂支架構(gòu)造豎向〔z向〕反力〔工況一〕滿堂支架工況二支撐反力在工況二荷載條件下，滿堂支架系統(tǒng)豎向與水平向最大反力分別為35.9KN0.294KN，3-10~3-123-10滿堂支架構(gòu)造水平向〔x向〕反力〔工況二〕3-11滿堂支架構(gòu)造水平向〔y向〕反力〔工況二〕3-12滿堂支架構(gòu)造豎向〔z向〕反力〔工況二〕支架構(gòu)造應(yīng)力力要求。工況一構(gòu)造應(yīng)力在工況一的荷載條件下，鋼管樁局部的最大應(yīng)力為9.9MPa壓應(yīng)力；剪刀撐局部的最大應(yīng)力為6.5MPa13.7MPa壓應(yīng)力；縱梁局部的最大應(yīng)力為55.7MPa壓應(yīng)力；滿堂支架局部的最大應(yīng)力為38.1MPa壓3-13~3-17所示。3-13鋼管樁局部應(yīng)力圖〔工況一〕3-14剪刀撐局部應(yīng)力圖〔工況一〕3-15橫梁局部應(yīng)力圖〔工況一〕3-16縱梁局部應(yīng)力圖〔工況一〕3-17滿堂支架局部應(yīng)力圖〔工況一〕工況二構(gòu)造應(yīng)力在工況二的荷載條件下，鋼管樁局部的最大應(yīng)力為38.6MPa壓應(yīng)力；剪刀撐局部的最大應(yīng)力為14.1MPa壓應(yīng)力；橫梁局部的最大應(yīng)力為50.3MPa壓應(yīng)力；縱梁局部的最大應(yīng)力為124.4MPa78.2MPa。各3-18~3-22所示。3-18鋼管樁局部應(yīng)力圖〔工況二〕3-19剪刀撐局部應(yīng)力圖〔工況二〕3-20橫梁局部應(yīng)力圖〔工況二〕3-21縱梁局部應(yīng)力圖〔工況二〕3-22滿堂支架局部應(yīng)力圖〔工況二〕支架系統(tǒng)應(yīng)力符合受力要求。支架構(gòu)造變形為保證主線橋45m跨現(xiàn)澆箱梁澆筑質(zhì)量，須對(duì)臨時(shí)支架系統(tǒng)的變形進(jìn)展嚴(yán)格把握，以避開由支架系統(tǒng)變形過大而引起現(xiàn)澆箱梁消滅裂縫等問題。鋼管樁支架變形在工況二荷載條件下，鋼管樁支架系統(tǒng)豎向與水平向最大變形分別為1.15mm0.95mm3-23~3-25所示。3-23x向〔工況二〕3-24y向〔工況二〕3-25z向〔工況二〕滿堂支架支架變形1.4mm和2.0mm3-26~3-28所示。3-26x向〔工況二〕3-27y向〔工況二〕3-28z向〔工況二〕彈性變形值及檢驗(yàn)支架安全性及穩(wěn)定性，更好地指導(dǎo)施工。穩(wěn)定性分析3-29~3-33。3-29屈曲模態(tài)一3-30屈曲模態(tài)二3-31屈曲模態(tài)三3-32屈曲模態(tài)四3-33屈曲模態(tài)五共取5階屈曲模態(tài)，計(jì)算結(jié)果分別如下：模態(tài)1：支架一階臨界荷載系數(shù)為14.34，由圖3-19可知，一階屈曲為滿堂x向失穩(wěn)；模態(tài)2：支架二階臨界荷載系數(shù)為14.34，由圖3-20可知，二階屈曲為滿堂x向失穩(wěn)；模態(tài)3：支架三階臨界荷載系數(shù)為14.35，由圖3-21可知，三階屈曲為滿堂x向失穩(wěn)；模態(tài)4：支架四階臨界荷載系數(shù)為14.36，由圖3-22可知，四階屈曲為滿堂x向失穩(wěn)；模態(tài)5：支架五階臨界荷載系數(shù)為14.40，由圖3-23可知，五階屈曲為滿堂x向失穩(wěn)。橫撐加強(qiáng)該層，并可將該層與鋼管樁相連，以加強(qiáng)該層的橫向剛度。支架根底及地基承載力驗(yàn)算C30鋼筋混凝土根底預(yù)埋鋼板焊接，其中，中間鋼管7074.2KN，根底應(yīng)力為：

7074.2103391.5106

0.1209MPa120.9KPa200KPa該支架根底滿足地基承載力要求。四、結(jié)論與建議4.1計(jì)算