现浇箱梁支架计算书

怀集至阳江港高速公路怀集至郁南段一期工程X2合同段

A匝道第三联现浇支架

计算书

编制： 审核： 审批：

中铁二十局集团有限公司 怀阳高速公路X2标项目经理部

二〇一八年二月

目 录

一、工程概况 ............................................... 1 二、箱梁设计情况 ........................................... 1 三、支架布设方案 ........................................... 3 四、计算依据 ............................................... 4 五、荷载计算取值 ........................................... 5 1、恒载 .................................................... 5 2、活载 .................................................... 5 六、各构件受力计算 ......................................... 5 1、荷载分块 ................................................ 5 2、荷载计算 ................................................ 6 3、支架验算 ................................................ 8 （1） 竹胶板验算 ........................................ 8 （2） 方木验算 .......................................... 9 （3） I14工字钢验算 ................................... 10 （4） 贝雷梁验算： ..................................... 10 （5） I36工字钢验算： ................................. 13 （6） Φ529mm钢管桩计算 ............................... 15 （7） C30混凝土独立基础计算 ........................... 15

A匝道桥第三联支架计算

一、工程概况

本桥为跨越道路而设，路线纵断较高，最大桥高约38米。桥跨设计为(25+30+30)+5×25+(25+37+25)，上部结构采用预应力混凝土预制小箱梁和预应力混凝土现浇箱梁。桥墩采用柱式墩、墙式墩，桥台采用柱式台；桥墩、桥台基础均采用桩基础。桥跨起点桩号为AK0+602.418，终点桩号AK0+905.018，中心桩号AK0+753.718，桥跨全长为302.6m（包括耳墙）。本桥平面位于圆曲线、缓和曲线、缓和曲线和圆曲线上，纵断面纵坡为3.95%和0.5%。 二、箱梁设计情况

本桥第三联（25+37+25m）于AK0+862.28上跨B2匝道桥，交叉角度149°，8号墩至11号台，桥位布置见图1。全桥箱梁高度均为200cm，跨中顶板厚度25cm，底板厚度22cm，梁端顶板厚度45cm，底板厚度42cm；翼缘板宽度250cm，翼缘板板端厚度18cm，翼缘板根部厚度45cm。腹板高度113cm，厚度由梁端80cm向跨中45cm渐变。箱梁细部尺寸见表1，箱梁横断面见图2。混凝土强度为C50，工程量为569.75m3。

联 编 号 A匝道第3联 端横梁 中横梁 腹板渐变 箱梁顶板 箱梁底板 箱梁 宽 度 宽 度 段长度 宽度 宽度 室数 （cm） （cm） （cm） （cm） （cm） 100 0 100 1室 1050 472 备 注

1

图1 桥位布置图

2

图2 箱梁横断面图

三、支架布设方案

支架顺桥向第1跨设置2个边墩、1个中墩，编号①、②、③；第2跨设置2个边墩、2个中墩，编号①、②、③、④；第3跨设置2个边墩、1个中墩，编号①、②、③。详细布置图3如下：

图3第三联支架布置立面图

支架钢管柱横桥向对应中线对称布置4根，间距均为2.7米。钢管柱上放置双拼I36a工字钢横梁，横梁上面布置321型贝雷梁。贝雷梁由花窗连接两拼一组或三拼一组，其中三拼一组间距45cm，两拼个一组间距90cm。中线处两侧对称放置，由内至外分别为两拼、三拼、两拼，断面共有6组14片贝雷，每组贝雷间距为90cm，每隔6米用[10槽钢横向

3

将所有贝雷梁连接为一整体。贝雷上面放置I14工字钢分配梁，间距60cm。工字钢上再放10*10cm方木，方木间距在底板下为25cm，在翼板下间距为40cm。方木上面放置底模竹胶板，翼板段应搭设钢管架支撑翼板模板，钢管架的搭设应满足规范要求。详细布置图4如下：

图4 支架布置横断面

四、计算依据

1、《路桥施工计算手册》（人民交通出版社2001年10月第1版）； 2、怀阳高速公路怀集至郁南段一期工程两阶段施工图设计文件； 3、《装配式公路钢桥多用途使用手册》（人民交通出版社2002年3月第1版）；

4、《建筑施工扣件式钢管支架安全技术规范》JGJ 130－2011；

4

5、《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011； 6、《公路工程施工安全技术规范》JTJ 076-95； 7、《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004。 五、荷载计算取值

1、恒载

（1）梁体混凝土自重取26KN/m3； （2）竹胶板自重取0.09KN/m2； （3）木方自重取6.5KN/m3； （4）扣件式钢管自重取0.035KN/m；

（5）321型贝雷片自重取1KN/m（包括连接件等）；

（6）I14工字钢自重0.1689KN/m，I36a工字钢自重0.6003KN/m； （7）外径Ф529mm、壁厚10mm钢管桩自重1.28KN/m； 2、活载

（1）施工人员、机具、材料及其它临时荷载取2.5KN/m2； （2）振捣、倾倒混凝土荷载取４KN/m2； 六、各构件受力计算

1、荷载分块

将截面划分为以下几个部分，如图5所示。

图5荷载分块

5

1#面积 0.787*2 2#面积 1.518*2 3#面积 0.517*2 总面积 5.64 2、荷载计算 （1）箱梁自重

依据设计图纸，计算C50混凝土方量为：

=5.64*33+（(5.64+7.92)*1/2+11.97*1）*2=223.62m3，钢筋混凝土容重26KN/m3,则GL=223.62*26=5814.12KN。

则各部位换算的面荷载为：

GL1=0.787/5.64*5814.12/(11+12+11)/2.50=9.54KN/㎡ gL1=9.54KN/㎡*1.3=12.40KN/㎡

GL2=1.518/5.64*5814.12/(11+12+11)/1.65=27.89KN/㎡ gL2=27.89KN/㎡*1.3=36.26KN/㎡

GL3=0.517/5.64*5814.12/(11+12+11)/1.10=14.25KN/㎡ gL3=14.25KN/㎡*1.3=18.53KN/㎡ （2）模板自重 1）内外模板荷载

＝（(23.81-10.50)+11.16）*(11+12+11)*0.09＝74.88KN，其中23.81为跨中横断面外轮廓线周长（AutoCAD查询），10.50为顶板宽度，11.16跨中横断面内轮廓线周长（AutoCAD查询），竹胶板自重取0.09KN/m2。

2）内模5×10cm背愣木方荷载

=(11+12+11)/0.3*11.6*0.05*0.1*6.5=42.73KN，木方自重取6.5KN/m3。

3）内模钢管荷载

=(11+12+11)/0.9*（1.53*3+1.41*2+4.6+4.03+（2.36+2.28）*2）

6

*0.035＝33.48KN。钢管自重取0.035KN/m，内模钢管加固详细见图6。

图6 内模板钢管加固

4）侧模竖向5×10cm背愣木方荷载

=（(11+12+11)/0.4*1.59）*2*0.05*0.1*6.5=8.78KN 5）侧模及翼缘板钢管支架荷载

＝(11+12+11)/0.9*14*1.72*0.035＝31.84KN。

侧模钢管布置为0.9*0.9m，从布置图得知横断面总共布置14根，最长1.85m，最短1.59m，取平均长度（1.85+1.59）/2=1.72m。

以上1）-5）汇总

Gm＝74.88+42.73+33.48+8.78+31.84=191.71KN

换算的面荷载为：=191.71/(11+12+11)/10.50=0.54KN/㎡

gm=0.54*1.3=0.70KN/㎡（取1.3的安全系数）

（3）纵向10×10cm木方荷载

纵向方木包含底模板、侧模板、翼缘板及钢管脚手架底托，根据布置图得知总共53根。

＝53*(11+12+11)*0.1*0.1*6.5＝117.13KN。

换算的面荷载为：=117.13/(11+12+11)/10.50=0.33KN/㎡

g木方=0.33*1.3=0.43KN/㎡（取1.3的安全系数）

7

（4）I14工字钢自重

＝（(11+12+11)/0.6+1）*13.2*0.1689＝128.57KN 换算的面荷载为：=128.57/(11+12+11)/10.50=0.36KN/㎡ gI14=0.36*1.3=0.47KN/㎡（取1.3的安全系数）

（5）贝雷梁自重

＝(11+12+11)*14*1＝476KN

换算的面荷载为:＝476/(11+12+11)/10.50=1.33KN/㎡

g贝雷=1.33*1.3=1.73KN/㎡（取1.3的安全系数）

（6）双拼I36工字钢自重 ＝4*13.2*0.6003*2＝63.39KN

换算的面荷载为：=63.39/(11+12+11)/10.50=0.18KN/㎡ gI36=0.18*1.3=0.23KN/㎡（取1.3的安全系数）

（7）施工荷载

①施工人员、机具、材料及其它临时荷载取②振捣、倾倒混凝土荷载取４KN/m

2

2.5KN/m2；

；

则施工附加荷载 f=2.5+4=6.5KN/m2

gf=6.5*1.3=8.45KN/㎡（取1.3的安全系数） 3、支架验算 （1）竹胶板验算

竹胶板规格为1200mm*2400mm*15mm，其截面特性如下：w=bh2/6=1.2*0.0152/6=4.5×10-5m3； I=bh3/12=1.2*0.0153/12=3.38×10-7m4

8

最不利位置位于Ⅱ区，对其竹胶板进行简算

计算跨径为25-10=15cm，为简化计算按简支梁进行简算。 q=gL2+gf+gm=36.26+8.45+0.70=45.41KN/㎡

跨中弯矩M1/2=qbl2/8=45.41*1.2*0.152/8=0.15KN·m应力计算：σ=M1/2/w=0.15KN·m/（4.5×10-5m3）=3.33MPa＜[σ]=9.5MPa挠度计算：

f1/2=5q*b*l4/384EI=5*45.41*1.2*0.154/(384*6.5*103MPa*3.38×10

-7

m4)=0.163mm＜[f]=150/400=0.375mm 所以木模板满足要求。 （2）方木验算

纵梁方木规格为10cm×10cm，其截面特性如下：w=bh2/6=0.1*0.12/6=1.67×10-4m3 I=bh3/12=0.1*0.13/12=8.33×10-6m4

纵梁自重=0.1*0.1*0.6*6.5KN/m3/(0.6*0.25)=0.26KN/㎡ g纵=0.26*1.3=0.34KN/㎡（取1.3的安全系数） 最不利位置位于Ⅱ区，对其进行简算。 q组=gL2+gf+gm+g纵=36.26+8.45+0.70+0.34=45.75

跨中弯矩：M1/2=qbl2/8=45.75*0.15*0.62/8=0.31KN·m； 应力计算：

σ=M1/2/w=0.31KN·m/（1.67×10-4m3）=1.86MPa＜[σ]=9.5MPa； 挠度计算：f1/2=5q*b*l4/（384EI）=5*45.75*0.15*0.64/（384*6.5*

103MPa*8.83×10-6m4）=0.20mm＜[f]=600/400=1.5mm

所以方木纵梁满足要求。

9

（3）I14工字钢验算

I14工字钢间距为60cm，贝雷梁间距45cm，工字钢截面特性为：I=712cm4，W=102cm3

最不利位置位于Ⅱ区，对其工字钢进行简算。 q组=gL2+gf+gm+g纵+gI14

=36.26+8.45+0.70+0.43+0.36=46.20KN/㎡ 跨中弯矩：M1/2=qbl2/8=46.20*0.6*0.452/8=0.70KN·m； 应力计算：

σ=M1/2/w=0.70KN·m/102×10-6m3=6.86MPa＜[σ]=140MPa； 挠度计算：f1/2=5q*b*l4/384EI=5*46.20*0.6*0.454/384*2*105MPa*712×10-8m4=0.01mm＜[f]=450/400=1.125mm

所以I14工字钢满足要求。 （4）贝雷梁验算： 1）贝雷桁架单元杆件性能

2）贝雷桁架容许内力表

10

3）贝雷桁架几何特性

注：贝雷桁架挠度计算经验公式 ①当桁架节数为奇数时：fmax=d(n2-1)/8 ②当桁架节数为偶数时：fmax=dn2/8 式中：n——桁架节数

d——常数，对单层桁架d=0.3556cm；

对双层桁架d=0.1717cm。

q1=12.40*2.5/2+(0.70+0.43+0.47+1.73)*10.5/14+8.45*10.5/14 = 24.34KN/m

q2=36.26*1.649/3+(0.70+0.43+0.47+1.73)*10.5/14+8.45*10.5/14 =28.77KN/m

q3=18.53*1.10/2+(0.70+0.43+0.47+1.73)*10.5/14+8.45*10.5/14 =19.03KN/m

对中跨12mⅠ区翼缘板下贝雷梁进行简算

11

弯矩计算：

M1/2＝q1l2/8＝24.34*122/8＝438.12KN·m＜[M]=788.2KN·m 剪力计算：

Q＝q1l/2＝24.34*12/2＝146.04KN＜[Q]=245.24KN 挠度计算：

f1/2=5q1l4/384EI=5*24.34*124/（384*2*105MPa*250497.2×10-8m4）=13.12mm＜[f]=12000/400=30mm

所以贝雷梁满足要求。

对中跨12mⅡ区腹板下贝雷梁进行简算 跨中弯矩计算：

M1/2＝q2l2/8＝28.77*122/8＝517.86KN·m＜[M]=788.2KN·m 剪力计算：

Q＝q2l/2＝28.77*12/2＝172.62KN＜[Q]=245.24KN 挠度计算：

f1/2=5q2l4/384EI=5*28.77*124/（384*2*105MPa*250497.2×10-8m4）=15.5mm＜[f]=12000/400=30mm

所以贝雷梁满足要求。 对Ⅲ区底板下贝雷梁进行简算 跨中弯矩计算：

M1/2＝q3l2/8＝19.03*122/8＝342.54KN·m＜[M]=788.2KN·m 剪力计算：

Q＝q3l/2＝19.03*12/2＝114.18KN＜[Q]=245.24KN 挠度计算：

12

f1/2=5q3l4/384EI=5*19.03*124/（384*2*105MPa*250497.2×10-8m4）=10.26mm＜[f]=12000/400=30mm

所以贝雷梁满足要求 （5）I36工字钢验算：

最不利位置位于Ⅱ区，验算第2跨12m范围内工字钢。 I36a工字钢，A=76.480cm2，Ix =15800cm4，W=875cm3 q2=38.73*4/2.7*12=688.53KN/m 荷载计算

1）箱梁混凝土荷载

＝5.66×12×26＝1765.92KN，其中：5.66为跨中箱梁面积（AutoCAD查询）。

2）内外模板荷载

＝（(23.81-10.50)+11.16）*12*0.09＝26.43KN，其中23.81为跨中横断面外轮廓线周长（AutoCAD查询），10.50为顶板宽度，11.16跨中横断面内轮廓线周长（AutoCAD查询）

3）纵向10×10cm木方荷载

纵向方木包含底模板、侧模板、翼缘板及钢管脚手架底托，根据布置图得知总共53根。

＝53×12×0.1×0.1×6.5＝41.34KN。 4）内模5×10cm背愣木方荷载

=12/0.3×11.16×0.05×0.1×6.5=14.51KN 5)内模钢管荷载

=12/0.9*（1.53*3+1.41*2+4.6+4.03+（2.36+2.28）*2）*0.035＝

13

11.82KN。

6)侧模竖向5×10cm背愣木方荷载

=（12/0.4×1.59）×2×0.05×0.1×6.5=3.10KN 7)侧模及翼缘板钢管支架荷载

＝12/0.9×14×1.72×0.035＝11.24KN。

侧模钢管布置为0.9*0.9m，从布置图得知横断面总共布置14根，最长1.85m，最短1.59m，取平均长度（1.85+1.59）/2=1.72m。

8)I14工字钢荷载

＝（12/0.6+1）×13.2×0.1689＝46.82KN。 9)贝雷梁荷载＝12×14×1＝168KN。

10)混凝土倾倒、振捣荷载＝12×10.5×4＝504KN。

11)施工人员、机具、材料及其它临时荷载＝12×10.5×2.5＝315KN。 上述荷载合计

（1765.92+26.43+41.34+15.08+11.82+3.10+11.24+46.82+168+504+315）*1.3=3781.38KN。（取1.3的安全系数）

均布荷载q＝3781.38/4/13.2＝71.62KN/m。

弯矩计算M＝71.62×2.72/8＝65.26KN·m，其中2.7为工字钢跨度，详见布置图。

抗弯计算σ＝M/W＝71.62*103/875＝81.85Mpa<[б]＝145Mpa 挠度计算：

f=5ql4/384EI=5*71.62*1.3*2.74/(384*2.1*1011*15800*10-8) ＝1.94mm<(2700/400)＝6.75mm 所以I36工字钢满足要求。

14

（6）Φ529mm钢管桩计算 贝雷纵梁以上荷载＝3781.38KN

工字钢荷载＝4×13.2×0.6003*1.3＝41.2KN（取1.3的安全系数） 上述荷载合计＝3781.38+41.2＝3822.58KN

钢管桩回转半径r＝0.529/4×√(1+(0.509/0.529) 2)＝0.184m 钢管桩长细比λ＝1×22/0.184＝119.6

稳定系数ф＝0.651-(0.651-0.583)/10×6.4＝0.6075，查《路桥施工计算手册》P790页a类截面轴心受压构件稳定系数。

单根钢管桩可承受最大压力

＝140×106×0.6075×(3.14/4×(0.5292-0.5092))/1000＝1386KN。 单根钢管桩轴向压力N=3822.58/2/4=477.82KN<1386KN 所以Φ529mm钢管桩满足要求。 （7）C30混凝土独立基础计算

1）钢管桩自重荷载＝4*22*1.28*1.3＝146.43KN。（取1.3的安全系数）

2）单个混凝土条形基础自重荷载

＝11.1*1.2*0.8*2.6*1.3＝36.02KN（取1.3的安全系数） 3）地基所承受压力＝3822.58/2+146.43+36.02＝2093.74KN 4）所需的地基承载力＝2093.74/1.2/11.1＝157.19Kpa 结论：根据以上计算结果可知，当基础尺寸为1.2×0.8m，且在最不利的情况下,基底承载力达到157.19Kpa，受力可以满足施工安全需要。施工时按照220Kpa来控制地基承载力，在做条形基础前必须做触探试验。

15

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/x34o.html