现浇箱梁支架计算

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1、金口项目各项计算参数一、现浇箱梁支架计算1.1 箱梁简介神山湖大桥起点桩号为K1+759.300，止点桩号为K2+810.700 , 全长1051.40m。主线桥采用双幅布置，左右幅分离式，桥型结构为 C50现浇预应力混凝土连续梁。表1.1预应力箱梁结构表箱梁结构断面桥面标准宽度(m)梁高(m )翼缘板悬臂长(m )顶板厚(m)底板厚(m )腹板厚(m )端横梁 宽(m )标准段单箱两室13.491.92.50.250.220.51.51.2结构设计主线桥均采用分幅布置，单幅桥标准段采用13.49m的等高斜腹 板预应力混凝土连续箱梁，梁体均采用C50砼，桥梁横坡均为双向 2%。主线桥第一三联桥

2、跨布置为(4x30m + 4x30m + 3x30m ),单幅 桥宽由18.99m变化为27.99m ；主线第四六联、第八、九联桥跨布 置为(3x30m + 4x30m + 3x30m ) 4x30m、4x30m 单幅桥宽为 13.49m。 主梁上部结构采用等高度预应力钢筋混凝土箱梁，单箱双室和多室截 面。30m跨径箱梁梁高1.9m，箱梁跨中部分顶板厚0.25m，腹板厚 0.5m，底板厚0.22m，两侧悬臂均为2.5m，悬臂根部厚0.5m ；支点 处顶板厚0.5m ,腹板厚0.8m ,底板厚0.47m ,悬臂根部折角处设置R二0.5m的圆角，底板底面折角处设置R二0.4m的圆角。包349弓52

3、. 1 . 1 ； 1图 1.1 桥梁上部结构图1.3 地基处理因部分桥梁斜跨神山湖湖底地层属第四系湖塘相沉积Qi层，全部为流塑状淤泥含有大量的根茎类有机质、腐殖质，承载力标准值Fak=35kPa，在落地式满堂支架搭设前，先将桥梁两端进行围堰，用 机械设备对湖底进行清淤，将湖底淤泥全部清除。根据神山湖大桥地 勘报告，湖底淤泥下为层粉质粘土（地基承载力基本允许值faO为 215kPa）,可作为支架基础的持力层。清淤完成后，采用粘土对湖底分层填筑碾压，分层厚度为30cm, 采用 15t 振动压路机碾压，回填完一层后，进行压实度（环刀法）和 承载力（轻型动力触探）试验，要求压实度92%，承载力200

4、kPa， 验收合格后方可进行上层填筑，粘土回填至17.0m即可。最后在回填 土上方浇筑 30cm 厚 C30 素混凝土作为满堂支撑架的基础。1.4 支架布置整联箱梁采用落地式碗扣满堂支架，因本项目箱梁大多为单箱多 室变截面，其下部支架系统立杆纵横间距统一为 60x60cm， 立杆步距 1.2m。立杆采用普通48x3.5mm （结构计算时钢管壁厚取3.0mm ）钢 管作为箱梁的支撑，钢管顶安置可调顶托，顶托上面铺设横向建筑双 钢管48x3.5mm （结构计算时钢管壁厚取3.0mm），然后纵向布置 10cmx10cm木方（材质统一为杉木），方木间距20cm ；木方上面铺 设1.5cm厚竹胶板；立杆

5、底部铺设20b型槽钢。其搭设形式如下：7 j-a图 1.2 碗扣支架布置示意图1.5 支架系统的材料参数1、支架钢管：按设计要求，施工时采用满堂式碗扣支架，采用 规格为申48x3.5mm碗扣式钢管。2、箱梁底模：箱梁底模采用高强度竹胶板，木方上面铺设高强 度竹胶板,厚均为 1.5cm。3、模板楞木：主楞为48x3.5mm双钢管，次楞为10x10cm木 方(杉木)。4、支架基础： C30 混凝土 30cm， 20b 型槽钢。1.6 荷载计算1 、箱梁砼自重该箱梁钢筋混凝土容重按Y=25.5kN/m3计算，本项目中支架纵横间距统一为 60x60cm ，取截面最不利处进行计算，横梁处梁高1.9m。Q

6、 = 25.5x1.9 = 48.45 kN/m22、模板、支架等自重根据JGJ130-2011，主梁、次梁及支撑模板自重取0.85 kN/m2 ；根据JGJ130-2011川xl xl二1.2x0.6x0.6m时，支模架立杆每mab结构自重为0.1384 kN/m，支架最大高度为13.5m。Q 二 0.85 + 0.1384x13.5/(0.6x0.6)二 6.04 kN/m23、施工荷载(1 )施工人员及设备荷载标准值(Q胺均布活荷载取1.0 kN/m2 ；3( 2)浇筑和振捣混凝土时产生的荷载标准值( Q )可采用 1.04kN/m2。4、风荷载作用于模板支撑架上的水平风荷载标准值，应按

7、下式计算： 式中：鲁-风荷载标准值（ kN/m2）；叫-基本风压（kN/m2 ）, 根据建筑结构荷载规范（GB50009-2012 ）按50年一遇的风压采用取0.35kN/m2 ；駡风压高度变化系数，按现行国家标准建筑结构荷载规范（GB50009-2012 ）规定采用 1.00 ；&-风荷载体型系数，按现行国家标准建筑结构荷载规范 （GB50009-2012 ）规定的竖直面取0.8。故 Q =m =0.7xl.00x0.8x.35=0.196kN/m25K5、荷载计算（ 1 ）不组合风荷载时Q=1.2x （ Q+ Q ） +1.4x （ Q+ q ）= 68.188kN/m2（ 2）组合风荷载

8、时Q=1.2x ( Q+ Q ) +0.9xl.4x( Q3+ Q4+ Q5)二 68.155kN/m21.7 结构设计计算（不组合风荷载）根据规范JGJ166-2008支架系统中受压杆件长细比不得大于230 ,其他各参数见下表。表1.2钢材的强度设计值和弹性模量（N/mm2）Q235A钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值f205弹性模量E2.05x105构件类别允许变形（挠度）值V脚手板、纵向、横向水平杆1/150 ,10mm悬挑受弯杆件1/400表 1.3 受弯杆件的允许变形（挠度）值1、立杆验算本项目立杆为48x3.5mm （计算取现场实测最小壁厚3.0mm ）碗扣钢管，有关设计参数如下：表

9、1.3 钢管截面特性外径壁厚截面积截面惯性矩截面模量回转半径D / mm )t / mm )A / cm2 )I / cm4 )W / cm3 )i ( cm )483.04.2410.784.491.59根据规范JGJ166-2008，当外侧四周及中间设置了纵、横向剪刀撑是，立杆的计算长度按l=h+2a计算川为立杆步距，a为立杆伸出 顶层水平杆长度。故 l0=h+2a=1.2+2x0.3m=1.8m长细比九=l0/i=113.2 九=230经查规范JGJ166-2008附录E中Q235A级钢管轴心受压构件的 稳定系数表，得屮=0.496则：（ 1 ）强度验算横梁处立杆受轴力最大，其立杆间距为

10、 ： 60cmx60cmN=68.188x0.6x0.6=24.55kNo=N/（屮A） =24.55x103/（ 0.496x424 ）=116.7N/mm2o=205 N/mm2满足要求(2)挠度验算N=24.55kNu=NL/EA=24.55xl3.5xl06/ ( 2.05x105x424 ) =3.8mm10mm满足要求( 3)立杆稳定性立杆的稳定性应符合下列公式要求：不组合风荷载时：N/(VA) f组合风荷载时：N/(屮A)+M /w fwM 二 0.85x1.4 1 h2/10w k a式中： k风荷载标准值为0. 196kN/m2；h纵横水平拉杆的计算步距为1 .2m；1a立柱

11、迎风面的间距为 0.6m；aMw-立杆由风荷载设计值产生的弯矩；wf 钢管的抗压强度值为205 kN/m2。计算不组合风荷载时：N/(屮A)二 24.55x103/(0.496x424)二 116.7 kN/mm2o=205kN/mm2满足要求组合风荷载时：M 二 0.85x1.4x0.196x0.6x1.22/10=0.02kN.mwM /W = 0.02/ 5.08x10-6 二 3.94 kN/mm?wN/(屮A)+M /W=24.55xl03/(0.496x424)+3.94=120.6kN/mm2103 N/mm2 ） /直接搁置在100x100mm jm横向方木上，方木中到中间距为

12、 20cm。（ 1 ）强度计算简支梁在均布荷载作用下的受力简图及弯矩图如下：受力模型图弯矩图中支点横梁处（纵向方木间距200mm），受力模式按照简支梁在均布荷载作用下的受力，取1m单位宽度进行计算，M = 1/ 8ql2 = 0.125x68.188x1x0.2x0.2 = 0.34kNm maxW= bh2/6= 1000x152/6=37500mm3f 二 M /W 二 0.34x106/ 37500 二 9.07 N/mm2 f =15N/mm2 max maxjm由验算可知横梁处底模强度满足要求（2）挠度计算根据公路桥涵施工技术规范JTG/T F50 - 2011 ）规定在刚度 计算中

13、不计入施工人员及设备荷载以及浇筑混凝土时对水平模板产 生的荷载，结构表面外露的模板其挠度不得超过模板构件跨度的 1/400，横梁处（横向方木间距200mm ），最大挠度计算公式如下：u=5qL4/ （ 384EI）=5x68.188x0.6x2004/（ 3 84x9x103x1000x153/12 ）=0.336mm200/400=0.5mm满足要求（按简支梁计算）3 、次楞方木验算 次楞方木平卧放置于主楞方木上，次楞规格为 100mmx100mm（抗弯强度设计值f为17N/mm2丿顺纹抗剪设计值f为1.7N/mm2）， mv方木跨径（立杆纵距）在横梁处（横向方木间距200mm ）跨度均为

14、600mm，按三跨连续梁计算其受力。考虑现场实际施工时方木的尺寸差异，方木的力学性能乘0.9的 折减系数取值，则：f 二 17x0.9 二 15.3 N/mm2mE=9x103x0.9=8.1x103 N/mm2fv=1.7x0.9=1.53N/mm2（1 ）强度计算（横向方木间距200mm ）三跨连续梁梁在均布荷载作用下的受力简图及弯矩图如下：受力模型图弯矩图M二 qb/10 二 0.2x70.13 x0.62/10 二 0.5kNmmaxo =M /w = 0.5x1000/ ( 10x102/6 )=3 N/mm2 f =15.3max maxmN/mm2满足要求木材在其顺纹方向抗剪强度

15、较差，在横力弯曲时可能因中性层上剪应力过大而使方木沿中性层发生剪切破坏，需按顺纹方向的许用剪 力对方木进行强度校核。均布荷载作用下简支梁受力图及剪力图如下：受力模型图_/2qL剪力图方木顺纹方向所受最大剪力为：V 二 ql/2=0.2x68.188x0.6/2=4.09kNmax方木顺纹方向承受的最大剪应力为:t =1.5V/A=1.5x4.09xl000/(100xl00)=0.61 N/mm2 max maxfv=1.53N/mm2满足要求(2)挠度计算(按三跨连续梁计算)u=0.677qL4/ ( 100EI)=0.677x0.2x68.188x6004/(100x8.1x103x100

16、x1003/12)=0.18mmL/400=1.5mm满足要求4、主楞双钢管验算每个可调托座上放置横向普通48x3.5mm双钢管，由于主楞上 的纵向方木间距为20cm，所以次楞传递给横向主楞的荷载，近似按 均布荷载计算，纵向双钢管下立杆间距为60cm，钢管计算壁厚按现 场实测最不利取值3.0mm。钢管的截面模量W为4.49x103mm，抗压强度设计值为 205 N/mm2(1)强度计算受力模式采用均布荷载作用下三跨连续梁计算q=68.188x0.6=40.91kN/mM二 qb/10 二 40.91x0.62/10 二 1.473kNmmaxo =M /W二 1.473x106/( 2 x4.

17、49x103 ) = 164 N/mm? o =205max maxN/mm2满足要求2挠度计算(按三跨连续梁计算)u=0.677qL4/100EI=0.677x68.188x0.6x6004/(2x100x2.05x105x12.19x104)=0.7mmL/ 400=1.5mm满足要求二、水泥土搅拌桩承载力设计2.1 建筑条件箱梁部分支架采用门洞式支架，门洞式钢管立柱采用直径e630mm，壁厚12mm的无缝钢管。立柱下为2.0mx1.5m (宽x高)的C30 钢筋混凝土条形基础。条基下为软土层，采用深层水泥土搅拌桩 处理，要求处理后的复合地基承载力特征值f =160kPa。ak2.2 地层

18、分布根据野外钻探，结合原位测试及室内试验成果，拟建神山湖大桥地段分布的地层主要有：人工填积( Q ml )层、第四系湖塘相沉积( Q4l)4 层、第四系全新统冲积（ Q 4al ）层、第四系上更新统冲积（ Q 3al ）层、 第四系中更新统冲、洪积（Qa+pi ）层、第四系残、坡积（Qel+dl ）层 及下伏志留系坟头组（ S2 f ）地层组成。现将拟建桥梁沿线内分布的 地层从上至下简述如下：1、人工填积层（Qm）层素填土（地层代号：）：黄褐色，主要由黏性土组成，夹少量3 碎石，密实度不均匀，呈湿、稍密中密状态。该层土在神山湖南北 两岸道路及田埂处分布。2、第四系全新统湖积（ Q4l ）层淤泥

19、（地层代号）：黑灰色，含有大量腐烂植物，有腥臭味，呈饱和、流塑状态。该层土主要分布于神山湖，对应里程为K1+790.0K2+332.0。3、第四系全新统冲积（ Q4al ）层粉质黏土（地层代号：）：灰褐黄褐色，局部含少量有机质。切面稍光滑，无摇震反应、干强度中等、韧性中等，呈饱和、可塑状 态。该层土分布于神山湖及其北岸部分地段，对应里程为K1+760.0K2+690.0。4、第四系上更新统冲积（ Q3al ）层粉质黏土（地层代号：）：褐黄色黄褐色，含铁锰质氧化物结 核及灰白色高岭土团块，无摇振反应，切面光滑，干强度及韧性高， 呈饱和、硬塑状态。该层土分布于神山湖南北两岸，对应里程分别为K1+7

20、90.0K1+820.0、 K2+240.0K2+810.0。5、第四系中更新统冲积、洪积（ Q al+pl ）层黏土（地层代号：（）:棕红砖红色，含铁锰质氧化物结核及少 量灰白色高岭土团块，切面光滑，干强度高、韧性高，呈饱和、硬塑 状态。该层土主要分布于神山湖北侧高地，对应里程为 K2+660.0K2+810.0。6、第四系残积层（Qel+dl ）层粉质黏土（地层代号：（13）：褐黄色，含少量灰白色高岭土条纹， 夹有少量风化岩屑，岩屑粒径一般0.33.0cm，含量约20%左右，呈 饱和、硬塑状态。该层土在桥梁沿线均有分布。7、志留系坟头组（ S2 f ）岩层强风化粉砂质泥岩（地层代号：（气）

21、:浅黄色，主要矿物成分为 水云母、石英、粘土矿物及铁质，泥质结构，定向构造，岩芯呈土状； 该岩层在局部地段相变为泥质粉砂岩。该层在桥梁沿线均有分布。中风化粉砂质泥岩（地层代号：（15）:褐灰色，主要矿物成分为2水云母、石英、粘土矿物及铁质，泥质结构，定向构造，岩芯呈块状、 短柱状，锤击声哑；该岩层在局部地段相变为泥质粉砂岩。该层在桥 梁沿线均有分布。微风化粉砂质泥岩（地层代号： 5 ）：青灰色，主要矿物成分为3水云母、石英、粘土矿物及铁质，泥质结构，定向构造，岩芯呈柱状、 长柱状，锤击声较催；该岩层在局部地段相变为泥质粉砂岩。该层在 桥梁沿线均有分布。各层层厚、层顶埋深、层顶标高等详见下表 2

22、.1。时代 成因地层 编号岩土名称状态层厚层顶埋深（m）层顶高（m）maxminQ ml3素填土稍密中 密3.700.401.600.0016.4527.67QiA淤泥流塑2.500.401.130.003.6017.5420.67Q alA粉质黏土可塑4.501.003.230.002.4017.4120.61Q alo粉质黏土硬塑8.901.204.510.408.3011.8127.67JQal + plr(12)黏土硬塑5.402.104.033.106.4016.6623.17厶Q el+dl(13)粉质黏土硬塑3.400.801.625.5011.608.3117.77S 2 f(

23、15粉砂质泥岩强风化3.200.801.917.8013.106.5415.97的2粉砂质泥岩中风化7.001.102.749.0015.404.1414.17(I%粉砂质泥岩微风化/12.2019.401.748.872.3 地基岩土物理力学性能综合分析本次勘察成果，现将桥梁沿线范围内各岩土的工程性能 分析如下：1、人工填积层（Qml）层素填土（地层代号：3 ）：其标准贯入试验标准值Nk =9.3.,该 填土呈稍密中密状态，根据公路工程地质勘察规范（ JTG C20-2011） 附录J，该层为I级松土。属人工土类，力学性质不稳定。2、第四系全新统湖积（ Q4l ）层淤泥（地层代号：）：其含水

24、量平均值w =88.5%，天然重度平 均值r =15.3kN/m3，天然孔隙比平均值e =2.582，塑性指数平均值i P =32.5，液性指数平均值Ii = 1.35，压缩系数平均值a 1_2 =2.64Mp j1，属 高压缩性土，为I级松土。该层属软土，埋藏浅，厚薄，分布较广泛， 工程性质差。3、第四系全新统冲积（Q-）层粉质黏土（地层代号:）:其W =26.4% , =19.2kN/m3 , =0.722 ,IP =13.6 , I/ = 0.52 , a =0.28Mp_1，该层力学性能中等。属中压缩P11-2性土，为I级松土。4、第四系上更新统冲积（ Q3l ）层粉质黏土（地层代号:

25、）:其w =22.3%，=19.9kN/m3匸=0.667，IP =14.0 / I/ = 0.17，a =0.14Mp-1，力学性能较好。属中等偏低压Pl1-2a缩性土，为II级普通土。5、第四系中更新统冲洪积（ Q al + pl ）层黏土（地层代号：（）:其W =22.2%，r =20.1kN/m3，e =0.662，IP =18.8，Il = 0.04，a =0.13 MP-1，力学性能较好。属低压缩性土，Pl1-2a为II级普通土。6、第四系残积层（Qel+dl ）层粉质黏土（地层代号（13）:其W =21.4%，7 =20.3kN/m3，=0.609，IP =11.8，Il = 0

26、.14，a =0.16Mp-1，该层力学性能较好。属中等偏低Pl1-2a压缩性土，为II级普通土。7、志留系坟头组（ S2 f ）岩层强风化粉砂质泥岩（地层代号（1% ）:属极软岩，岩体破碎，岩体 基本质量等级为V级，为IV级软石。该层承载力中等、低压缩性。由 于埋藏不深，厚度不大，不宜作为桩端持力层。中风化粉砂质泥岩（地层代号% ） :属软岩，岩体破碎，岩体基 本质量等级为V级，为V级软石。该层承载力较高、不可压缩。由于该岩层埋藏不深，厚度不大，不建议作为大桥桩端持力层。微风化粉砂质泥岩（地层代号（15）3 ）：属较软岩，岩体较完整，岩 体基本质量等级为IV级，为V级次坚石，该层承载力高、不

27、可压缩， 桥址区分布连续，工程地质性质好，是良好的大桥桩端持力层。8、岩土的参数确定 综合本次勘察成果，场地内各岩土层承载力基本容许值、压缩（变 形）模量取值详见下表 2.3。表2.3岩土参数综合表地 层 代 号岩土名称密度 及状态室内试验标贯试验综合取值f a 0(kPa)Es(E)(0 )(MPa)Nk （击）了 ak(kPa)Es(MPa)f a 0(kPa)Es(E)(0 )(MPa)3素填土稍密中 密/9.320012.01205.0淤泥流塑401.31.4452.0401.5粉质黏土可塑2155.87.417010.52155.0粉质黏土硬塑39012.115.138015.539

28、014.0(12)黏土硬塑42012.615.845018.042015.0(13)粉质黏土硬塑4059.016.642017.02508.05)1粉砂质 泥岩强风化400(44.0 )400(44.0 )5)2粉砂质 泥岩中风化800800不可压缩(I%粉砂质 泥岩微风化15001500不可压缩2.4 水泥土搅拌桩设计本项目初步确定采用双向水泥土搅拌桩进行软土处理搅拌桩桩径为0.6m，桩底进入持力层不少于2m，采用P.O42.5 级普通硅酸盐水泥，水灰比0.6，水泥掺量 15%，搅拌桩中水泥含量 不低于 70kg/m。1、请确定双向水泥土搅拌桩布置间距；2、双向水泥土搅拌桩单桩承载力如何计算；3、搅拌桩处理后的复合地基承载力如何计算；4、C30 混凝土条形基础的强度与挠度如何计算。