慈惠互通立交桥义现浇梁施工支架检算.doc

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1、武汉市四环线高速公路吴家山至沌口段中建筑港武汉西四环项目经理部检算书慈惠互通立交桥现浇梁施工支架检算 检算： 复核：石家庄交大建筑设计研究有限公司2014年6月第2页 共33页目 录一、工程概况1二、设计依据3三、支架方案33.1满堂支架方案33.2门架梁式支架+满堂支架组合体系方案6四、支架结构材料参数7五、荷载计算7六、满堂支架部分基本构造与计算96.1 竹胶板跨度计算96.2 上层支承方木计算116.3 下层支承方木计算136.4 碗扣支架强度计算166.5 满堂支架的基础计算17七、门架梁式支架部分基本构造与计算187.1 计算模型187.2 横向分配型钢计算197.3 贝雷片计算21

2、7.4 钢管柱顶横梁计算237.5 钢管柱计算257.6砂筒的计算267.7 地基梁计算28八、结论与建议31第页 中建筑港武汉西四环项目经理部慈惠互通高架桥现浇梁施工支架检算一、 工程概况本工程位于东西湖区慈惠社区附近，路线沿十一支沟平行布设。本项目为与东西湖区域车辆及G107(G107与四环为分离式交叉，距慈惠立交约两公里)过境交通提供交通转换而设置，服务于周边车辆上下四环线。与该互通连接线平交的规划新十三路为城市级主干道，设计时速为60km/h，规划红线宽度70米。本阶段该连接线与新十三路的交叉方案近期为平交，远期预留A型单喇叭。该互通匝道设计车速均采用40km/h，L匝道采用对向分离式

3、双车道，路基宽度为15.5m；其余匝道均采用路基宽度为8.0m的单向单车道。惠互通设计起始段落为K72+034.000K73+225.000，互通内主线全长为1191m，匝道B、C、D、E、L五座总长929.714m。本桥在K72+236.100处上跨革新大道，在K72+467.716处上跨L匝道，在K72+695.500处上跨团结大道，在K73+088.300处上跨厂区路。主线布置：左幅530+(335现浇梁)+431+(335现浇梁)+(325.2现浇梁)+329+429+2(330.6)+2(430.6)m；右幅330+230+(335现浇梁)+431+(335现浇梁)+(325.2现浇

4、梁)+329+429+2(330.6)+2(430.6)m(除注明外，其余均为预应力砼预制小箱梁，先简支后结构连续)；B匝道为418+418m普通钢筋砼连续箱梁，下部结构采用花瓶式桥墩，共2联；C匝道为425+527.3428m预应力砼连续箱梁，下部结构采用花瓶式桥墩，共2联；D匝道为330+330m预应力砼连续箱梁，下部结构采用花瓶式桥墩和肋板式桥台共2联；E匝道为430+430m预应力砼连续箱梁，下部结构采用花瓶式桥墩和肋板式桥台；L匝道为325预应力砼连续箱梁+318m普通钢筋砼连续箱梁，桥墩采用分离式花瓶墩、钻孔灌注桩基础，桥台采用承台分离式台、钻孔灌注桩基础。现浇箱梁为一箱多室连续箱

5、梁，主线半幅桥面宽度2029.324m，箱底宽14.89824.221m，梁高1.9和1.5m，箱梁悬臂板长2.0m，端部厚22cm，根部厚55cm，腹板厚5070 cm。匝道半幅桥面宽度为818.38m，箱底宽3.97413.666m，梁高1.4m、1.5m、1.8m，箱梁悬臂板长1.5m，端部厚为22cm，根部厚为55cm；箱梁顶板厚为25cm，箱梁底板厚为22cm，腹板厚5070 cm。具体桥梁布设见表1-1。表1-1 现浇梁概况表部位墩位号跨径桥宽梁底净高主线左幅58335=105m20m7.87.2m右幅5825.48229.324m左幅1215335=105m24m8.18.7m右

6、幅121520m左幅1518325.2=76.6m2428.785m8.510.6m右幅151820mB匝道04418=72 m8.5m7.15.9m48418=72 m5.910.2mC匝道0424.96+225+24.96=99.92m8m13.311.6m4927.3028+327.3428+27.3028=136.634m8m11.66.9mD匝道0329.96+30+29.96=89.92m8m7.25.6m3629.96+30+29.96=89.92m8m5.63.6mE匝道0429.96+230+29.96=119.92m8m3.57.4m48430=120m8m7.411.3m

7、L匝道03325=75m15m2.55.2m48430=120m1518.388m5.27.1二、 设计依据1. 公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)2. 公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ025-86)3. 公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005)4. 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)5. 公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)6. 公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)7. 钢结构设计规范(GB50017-2003)8. 木结构设计规范(GB50005-2003)9. 竹胶合板模板 (JG/T 156-2004)1

8、0. 公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007)11. 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ 130-2011) 12. 公路施工手册-桥涵(上下册)，交通部第一公路工程总公司主编13. 建筑结构静力计算手册14. 施工单位提供的相关设计及施工资料三、 支架方案本方案针对的是搭设支架支托模板现场浇筑混凝土的施工方法。非跨路部分支架采用满堂支架法施工；跨既有通行道路的采用梁式支架(门洞)+满堂支架组合法施工。3.1满堂支架方案满堂支架搭设宽度为箱梁宽+每边各1m操作空间，支架按规范要求用扣件式钢管脚手架进行“剪刀撑”加固。异形箱梁段满堂支架典型横断面图如图3-1-13-1-4

9、所示。图3-1-1 箱梁标准宽度为8m的支架布置形式(横桥向) 图3-1-2 箱梁标准宽度为15m的支架布置形式(横桥向)图3-1-3 箱梁标准宽度为20m的支架布置形式(横桥向)图3-1-4 335m连续现浇箱梁单孔的支架布置形式(纵桥向)支架体系自上而下其结构为：竹胶板、顺桥向分配方木、横桥向分配方木、碗扣支架、底托方木。满堂支架采用483.5钢管。等截面及变截面下顺桥向钢管纵向间距分别为0.9m和0.6m；腹板实心板下横桥向钢管间距按0.3m布置；底板及翼缘板下横向钢管间距为0.6m；横杆竖向步距为1.2m。为确保支架的整体稳定性，立杆与水平杆之间、水平杆与水平杆之间用剪刀撑进行联结。立

10、杆顶设置顶托以便调整标高，顶托上横向铺设一层1015cm方木作为下分配梁，上分配梁1010cm方木铺设于下分配梁上，上分配梁上方铺设15mm厚竹胶板。3.2门架梁式支架+满堂支架组合体系方案主线桥在K72+236.1处横跨既有道路革新大道，是东西湖较为重要的市政道路，为保证车辆和市民的通行，采用门型梁式支架，梁式支架采用贝雷片型钢梁，桥墩范围内非跨路部分采用满堂支架，异形箱梁段梁式支架+满堂支架组合典型横断面图如图3-2-1、图3-2-2所示。 图3-2-1 革新大道梁式支架布置形式(横桥向)图3-2-2 革新大道梁式支架布置形式(纵桥向)非跨路部分满堂支架体系同3.1节所述布置。跨路部分支架

11、体系自上而下其结构为：竹胶板、顺桥向分配方木、贝雷片上横向分布型钢、贝雷片、柱顶横梁、砂箱、钢管柱、地基梁。跨路部分贝雷片上横向分布型钢为I16工字钢，顺桥向间距为0.9m；贝雷片顺桥向为两跨布置，每跨单片为3片，双跨单片共计6片，贝雷片的横桥向间距皆为0.6m；两端柱顶横梁为2I45a双拼工字钢，中间为3I45a三拼工字钢；钢管柱采用52910钢管，横桥向每排布置8根，间距3m，每排间距8.892m，共计3排24根；地基梁为截面0.90.8m砼标号为C25的钢筋混凝土梁。 四、 支架结构材料参数1、钢材Q235：设计强度f=215MPa弯应力 w=140MPa剪应力=80MPa 弹性模量E=

12、2.1105 MPa密度：7850kg/m32、设方木为针叶材A-5类杉木顺纹受压及承压应力a=9.5MPa顺纹弯曲应力w=9.5MPa横纹承压应力(全面积、局部表面、垫板下) ah =1.6，2.3，3.1MPa弯曲剪应力=1.7 MPa弹性模量E=8.5103 MPa五、 荷载计算根据公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)相关规定，荷载计算如下： 竹胶板自重竹胶板的容重取8.5kN/m3，则15mm厚时为0.14kN/m2。 新浇混凝土自重 由设计资料经对比可知，标准宽度为20m一箱四室箱梁梁截面高度最大，腹板处最高为1.9m，底板处下方有部分支架支顶于箱梁截面倒角处，取倒角处对应

13、的顶板及底板厚度值的合成高度为0.52m，翼缘板根部高度为0.47。而腹板处的荷载最大，取新浇混凝土容重为26kN/m3，考虑1.05的超灌系数，则腹板处混凝土自重荷载为1.051.926kN/m3=51.87kN/m2，底板处混凝土自重荷载为1.050.5226kN/m3=14.2kN/m2，翼缘板处混凝土自重荷载为1.050.4726kN/m3=12.8kN/m2。 施工荷载：现浇段施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放荷载按照规范计算，均布荷载取2.5 kN/m2。 倾倒混凝土荷载：现浇段倾倒混凝土产生的冲击荷载按照规范计算，均布荷载取2.0 kN/m2。 振捣荷载：现浇段振捣混凝土时

14、产生的荷载按照规范计算，均布荷载取2.0 kN/m2 木模均布荷载取0.3 kN/m2，钢模均布荷载取6 kN/m2，内模支架均布荷载5 kN/m2。腹板处荷载总计为q=0.14+51.87+2.5+2.0+2.0+0.3+6.0+5.0=69.81kN/m2。底板处荷载总计为q=0.14+14.2+2.5+2.0+2.0+0.3+5.0=26.14 kN/m2。 翼缘板处荷载总计为q=0.14+12.8+2.5+2.0+2.0+0.3=19.74 kN/m2。 因底板与翼缘板下支架布置方式相同，故只计算底板处即可，下文统称为非腹板处。按概率极限状态设计法进行荷载效应组合，永久荷载分项系数应取

15、1.2，可变荷载分项系数应取1.4，荷载组合计算如下：腹板处荷载为q=1.2(0.14+51.87+0.3+6.0+5.0) +1.4(2.5+2.0+2.0)=85.1kN/m2。非腹板处荷载总计为q=1.2(0.14+14.2+0.3+5.0) +1.4(2.5+2.0+2.0)=32.7kN/m2。六、 满堂支架部分基本构造与计算6.1 竹胶板跨度计算6.1.1腹板下竹胶板计算 强度条件根据竹胶合板模板(JG/T 156-2004)的规定，合格品长度方向的静曲强度大于70MPa，横向静曲强度大于50Mpa。一般木材考虑荷载变异、施工偏差、强度变异、荷载长期作用、木材缺陷、干燥缺陷影响、缺

16、口应力集中、暴露强度折减等因素，其安全系数在25之间，考虑到竹胶板质量较原木相对稳定，取其安全系数为3。竹胶板在实际安装过程时长度方向为横桥向布置，即与顶层顺桥向方木正交放置，故取竹胶板的容许应力为=70/3=23.3MPa。因竹胶板均为单向支承，故可按单宽连续梁计算。单宽承载力计算如下：=23.31000152/6=0.875kNm现场竹胶板长度一般大于2.0m，腹板下上层方木加密，则为多跨(因施工误差多在57跨之间)连续梁，根据建筑结构静力计算手册，梁的最大弯矩为：，五跨梁的支座弯矩最大值系数=0.105625，则根据强度条件其最大跨度为：=0.344m 刚度条件施工技术规范要求面板的刚度

17、应小于L/400，根据建筑结构静力计算手册梁跨中最大挠度为：，式中=0.315 竹胶板弹性模量取8500Mpa，单宽刚度=10.0153/12=2.8110-7m4则根据刚度条件有：=0.301m6.1.2 非腹板下竹胶板计算在非腹板范围，混凝土自重相对较小，同上计算。根据强度条件其最大跨度为：=0.563m根据刚度条件有：=0.417m 6.1.3 结论从上述计算可以看出，在箱梁腹板范围内竹胶板跨度由刚度控制，其最大跨度不超过0.301m，考虑到梁端处满堂支架立杆纵向间距较普通截面变小，梁端实心截面亦适用于此；在箱梁非腹板范围内竹胶板跨度由刚度控制，其最大跨度不超过0.417m。故考虑到施工

18、方便，箱梁腹板范围内梁底方木横桥向间距取为0.2m(此处0.2m为考虑下文上层方木计算结果)，非腹板范围内梁底方木横桥向间距取为0.3m。 施工注意：内模支架如用碗扣支架或钢管支架，需保证在布置上层方木时，立杆底端支撑在竹胶板下对应位置的方木之上，防止钢管底端支顶处竹胶板无方木支撑即支顶处竹胶板底悬空，而造成竹胶板局部强度及刚度过大。方木间距根据此要求可适当调整间距，但不得大于上述结论中间距要求。6.2 上层支承方木计算竹胶板下方设置纵桥向方木，该方木之下为下层横桥向方木(支承在碗口支架顶托上)。方木间距由竹胶板设计确定，其值为腹板下方0.2m，非腹板下方0.3m。纵桥向为多跨连续梁，顺桥向跨

19、数较多，考虑到方木长度有限，且不再采用其它措施接长，为安全计均按简支梁计算。普通截面处，下层横桥向方木顺桥向间距为0.9m布置；梁端变截面处，下层横桥向方木顺桥向间距为0.6m布置。上层方木采用100mm(宽度)100mm(高度)。6.2.1 腹板下方木计算腹板下方木加密，横桥向间距为0.2m，故每根方木所受荷载为69.81 kN/m20.2m=13.96kN/m。梁端处实心截面下满堂支架立杆顺桥向步距为0.6m，普通截面处截面下立杆顺桥向步距为0.9m，故针对腹板下位置，如按0.9m跨度计算能够通过即可。若按简支梁计算，其跨中弯矩、顺纹拉压应力、挠度分别为：=13.960.92/8=1.41

20、kNm=8.5MPa=9.5MPa，可。1.710-3mL/400=2.25mm，可因此腹板下方采用100mm(宽度)100mm(高度)方木满足规范要求。6.2.2 非腹板下方木计算非腹板下方木横桥向间距为0.3m，故梁端截面处每根方木所受荷载为69.81 kN/m20.3m=20.943kN/m；普通截面处每根方木所受荷载为26.14 kN/m20.3m=7.842kN/m。梁端处实心截面下满堂支架立杆顺桥向步距为0.6m，普通截面处截面下立杆顺桥向步距为0.9m，故针对非腹板下位置，应对梁端截面和普通截面处分别进行计算。若按简支梁计算，其跨中弯矩、顺纹拉压应力、挠度分别为： 梁端截面=20

21、.9430.62/8=0.942kNm=5.65MPa=9.5MPa，可。5.010-4mL/400=1.5mm，可 普通截面=7.8420.92/8=0.794kNm=4.76MPa=9.5MPa，可。1.010-3mL/400=2.25mm，可因此腹板下方采用100mm(宽度)100mm(高度)方木满足规范要求。6.2.3 结论根据上述计算，上层方木采用针叶材A-5类杉木的100mm(宽度)100mm(高度)方木，腹板下横桥向间距按0.2m、非腹板下横桥向间距按0.3m布置时，满足规范要求。如实际工程采用其它木质，材料各项参数需大于针叶材A-5类杉木。6.3 下层支承方木计算上层纵桥向方木

22、下方设置下层横桥向方木，该方木之下为碗口支架顶托。方木顺桥向间距由碗口支架顶托顺桥向间距确定，其值为梁端处0.6m，普通截面处0.9m。横桥向为多跨连续梁，横桥向跨数较多，考虑到方木长度有限，且不再采用其它措施接长，为安全计均按简支梁计算。下层方木采用100mm(宽度)150mm(高度)。6.3.1 腹板下方木计算上层方木搭架在下层方木之上，两层方木互相正交放置，故接触方式为点接触，腹板下上层方木所受荷载应以集中荷载传递加载于下层方木，单个集中荷载值为P=69.81kN/m20.2m(上层方木间距)0.9m(上层方木跨度)=12.57kN。腹板下满堂支架立杆横桥向间距为0.3m。 =12.57

23、0.3/4=0.943kNm=2.5MPa=9.5MPa，可。3.010-5mL/400=0.75mm，可因此腹板下方采用100mm(宽度)150mm(高度)方木满足规范要求。6.3.2 非腹板下方木计算 梁端截面此时梁截面为实心截面，普通截面下层方木产生弯矩最大情况如下图6-3-2-1示意。图6-3-2-1 梁端截面下层方木产生弯矩最大情况集中荷载值为P=69.81kN/m20.3m(上层方木间距)0.6m(上层方木跨度)=12.57kN。=12.570.2=2.51kNm=6.7MPa=9.5MPa，可。 =1.310-4mL/400=1.5mm，可 普通截面普通截面下层方木产生弯矩最大情

24、况如下图6-3-2-2示意。图6-3-2-2 普通截面下层方木产生弯矩最大情况集中荷载值为P=26.14kN/m20.3m(上层方木间距)0.9m(上层方木跨度)=7.06kN。=7.060.2=1.42kNm=3.79MPa=9.5MPa，可。 =7.510-5mL/400=1.5mm，可因此非腹板下方采用100mm(宽度)150mm(高度)方木也满足规范要求。6.3.3 结论根据上述计算，下层方木采用针叶材A-5类杉木的100mm(宽度)150mm(高度)方木，梁端截面处腹板及非腹板下顺桥向间距按0.6m布置；普通截面处腹板及非腹板下顺桥向间距按0.9m布置时，满足规范要求。如实际工程采用

25、其它木质，材料各项参数需大于针叶材A-5类杉木。6.4 碗扣支架强度计算由上文所述，梁端截面处钢管顺桥向间距均为0.6m，普通截面处钢管顺桥向间距均为0.9m；腹板下横桥向钢管间距按0.3m布置，非腹板下横桥向钢管间距按0.6m布置，钢管立杆竖向步距为1.2m。6.4.1 碗扣支架承载力计算碗扣支架常采用483.5mm的Q235-A钢管制作，但实际上无论是租赁旧器材或是新购器材，其壁厚多达不到3.5mm，因此根据经验取3.0mm计算其承载能力。立杆面积424.12mm2立杆惯性矩=107831.2mm4惯性半径=15.95mm 立杆竖向步距为h=1.2m，按顶托伸出长度为0.15m计，则计算长

26、度为：=h+2a=1.2+2(0.35+0.15)=2.2 m，则长细比=138，查表可得稳定系数=0.357，故立杆的承载力为：=0.357424.12215=32.6kN施工时注意：立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度不得大于0.5m，即如顶托伸出长度大于0.15m，则必须在顶托根部用普通钢管增加纵横向水平连接，以减少顶托的自由长度，防止立杆局部失稳。6.4.2 碗扣支架立杆计算1、普通截面腹板下的荷载为85.1kN/m2，此处碗扣采用0.3m0.9m的水平布置，则每根立杆所受荷载为85.10.27=22.98kN=32.6kN，满足要求。2、普通截面非腹板下的荷载为32.7kN/m2，

27、此处碗扣采用0.6m0.9m的水平布置，则每根立杆所受荷载为32.70.54=17.66kN=32.6kN，满足要求。3、梁端截面下的荷载为85.1kN/m2，此处碗扣采用0.6m0.6m的水平布置，则每根立杆所受荷载为85.10.36=30.64kN=32.6kN，满足要求。6.5 满堂支架的基础计算立杆设计承载能力为32.6kN，立杆垫座下的方木受压范围内平面尺寸为100mm150mm，若直接支承在普通地表，则要求基础承载能力应大于32.6/(0.10.15)=2173kPa，显然一般地基土无法达到该承载能力，立杆底部应进行处理。本工程中地基面层采用25cm厚C25混凝土，则每根立柱对面层

28、底面处的压力范围可取100+250+250=600mm/150+250+250=650mm，但由于腹板下立杆横桥向间距为0.3m，故压力范围为600mm300mm故面层底面处的压力为：普通截面腹板22.98/(0.60.3)=127.7 kPa；梁端截面30.64/(0.60.6)=85.11kPa。故要求经处理后的面层底面处地基承载力特征值fak要求达到127kPa可满足要求。施工时注意：基础原状土进行压实处理，确保基础的抗压强度、整体稳定性满足要求，同时做好雨季排水。七、 门架梁式支架部分基本构造与计算7.1 计算模型根据图3-2-1、图3-2-2建立门架梁式支架有限元模型如图7-1-1、

29、图7-1-2所示。图7-1-1 门架梁式支架有限元整体模型图7-1-2 门架梁式支架有限元模型荷载及边界条件/kN7.2 横向分配型钢计算7.2.1横向分配型钢计算结果横向分配型钢采用I16工字钢，顺桥向按间距0.9m布置。计算结果：最大弯矩5.3kN/m，如图7-2-1-1所示；最大剪应力20.6MPa，如图7-2-1-2所示；最大组合应力38.2MPa，如图7-2-1-3所示。图7-2-1-1 横向分配型钢弯矩分布/(kNm)图7-2-1-2 横向分配型钢剪应力分布/MPa图7-2-1-3 横向分配型钢组合应力分布/MPa最大组合应力：38.2MPa=140MPa，最大剪应力：20.6MP

30、a=80MPa，所以横向分配型钢I16工字钢满足强度要求。横向分配型钢最大跨内竖向变形7.9mm(随贝雷片变形)，跨内挠度即相对变形为0.1mm，位于间距0.6m贝雷片之间，取容许变形值L/400=1.5mm大于0.1mm，所以刚度满足要求，如图7-2-1-4所示。图7-2-1-4 横向分配型钢竖向变形/mm7.2.2结论因此顺桥向按间距0.9m布置I16工字钢作为横向分配型钢满足要求。7.3 贝雷片计算7.3.1贝雷片计算结果贝雷片横桥向布置见图3-2-1所示，计算结果：弦杆最大轴力为123.3kN，如图7-3-1-1所示；竖杆最大轴力为144.8kN，如图7-3-1-2所示；斜杆最大轴力为

31、94.6kN，如图7-3-1-3所示。图7-3-1-1 弦杆轴力分布/kN图7-3-1-2 竖杆轴力分布/kN图7-3-1-3 斜杆轴力分布/kN弦杆最大轴力123.3kN 弦杆容许承载力=560kN；竖杆最大轴力144.8 kN 竖杆容许承载力=210kN；斜杆最大轴力94.6 kN 斜杆容许承载力=171.5kN，所以贝雷片各杆件满足强度要求。贝雷片最大跨内竖向变形7.7mm，跨内挠度即相对变形为4.6mm，取容许变形值L/400=22.5mm大于4.6mm，所以刚度满足要求，如图7-3-1-4所示。图7-3-1-4 横向分配型钢竖向变形/mm7.3.2结论因此贝雷片各杆件的强度满足要求，

32、整跨变形亦满足要求。7.4 钢管柱顶横梁计算7.4.1钢管柱顶横梁计算结果钢管柱顶横梁采用2I45a/3I45a工字钢。取最大跨径计算结果：最大弯矩273.5kN/m，如图7-4-1-1所示；最大剪应力42.8MPa，如图7-4-1-2所示；最大组合应力65.1MPa，如图7-4-1-3所示。图7-4-1-1 钢管柱顶横梁弯矩分布/(kNm)图7-4-1-2 钢管柱顶横梁剪应力分布/MPa图7-4-1-3 钢管柱顶横梁组合应力分布/MPa最大组合应力：65.1MPa=140MPa，最大剪应力：42.8MPa=80MPa，所以钢管柱顶横梁工字钢满足强度要求。钢管柱顶横梁最大跨内竖向变形2.3mm

33、，跨内挠度即相对变形为1.0mm，位于间距3.0m钢管柱之间，取容许变形值L/400=7.5mm大于1.0mm，所以刚度满足要求，如图7-4-1-4所示。图7-4-1-4 钢管柱顶横梁竖向变形/mm7.4.2结论因此两端钢管柱顶横梁采用2I45a工字钢、中间钢管柱顶横梁采用3I45a工字钢强度及刚度满足要求。7.5 钢管柱计算7.5.1钢管柱计算钢管柱52910mm计算结果如下所示：图7-5-1-1 钢管柱组合应力分布/MPa图7-5-1-2 钢管柱轴力分布/kN7.5.2 稳定性计算1、轴心受压构件的强度，可按下式计算： = N/An f 式中 N轴心压力,取 N= 1145.4 kN； A

34、n净截面面积,取An= 16304.9 mm2； 轴心受压构件的强度= N / An = 1145.4103 / 16304.9 = 70.249 N/mm2； f钢材的抗压强度设计值，取 f= 205 N/mm2； 由于轴心受压构件强度= 70.249 N/mm2承载力设计值f=205 N/mm2,故满足要求！ 2、摩擦型高强螺栓连接处的强度，按下面两式计算，取最大值： = (1-0.5n1/n)N/An f 式中 N轴心压力,取 N= 1145.4 kN； An净截面面积,取An= 16304.9 mm2； f钢材的抗压强度设计值，取 f= 205 N/mm2； n在节点或拼接处，构件一端

35、连接的高强螺栓数目,取 n = 4； n1所计算截面(最外列螺栓处)上高强螺栓数目；取 n1 = 2； = (1-0.5n1/n)N/An=(1-0.52/4)1145.4103/16304.9=52.687 N/mm2； = N/A f 式中 N轴心压力,取 N= 1145.4 kN； A构件的毛截面面积，取 A= 219786.6 mm2； =N/A=1145.4103/219786.6=5.211 N/mm2； 由于计算的最大强度max = 52.687 N/mm2承载力设计值=205 N/mm2,故满足要求！ 3、轴心受压构件的稳定性按下式计算： N/An f 式中 N轴心压力,取 N

36、= 1145.4 kN； l构件的计算长度,钢管柱按一端固定一段自由考虑取自由长度：=4.862=9.72m； i构件的回转半径,取 i=183.5 mm； 构件的长细比, = l/i= 7920/183.5 = 43.161； 构件的允许长细比,取 =250 ； 构件的长细比= 43.161 = 250，满足要求； 轴心受压构件的稳定系数, =l/i计算得到的构件柔度系数作为参数查表得 =0.887； An净截面面积,取An= 16304.9 mm2； f钢材的抗压强度设计值，取 f= 205 N/mm2； N/(An)=1145.4103/(0.88716304.9)=79.198 N/m

37、m2； 由于= 79.198 N/mm2 承载力设计值f=205 N/mm2,故满足要求！7.5.3结论支架立柱强度及稳定性满足要求。7.6砂筒的计算7.6.1砂筒应力验算砂筒由无缝钢管截成，砂筒上面的顶心用空心钢管中心浇筑混凝土制成。砂筒与顶心间的空隙以沥青填塞。落架是靠砂子从砂桶下部的卸砂孔流出而实现。要求筒里的砂子干燥、均匀、洁净。砂筒构造如图7-6-1-1所示，栓孔可根据法兰盘连接方式自行适当调整。图7-6-1-1 砂筒构造圆形砂筒的尺寸确定和应力验算根据下式进行计算。式中：砂筒顶心直径，mm；砂筒内壁直径，mm；泄砂孔直径，mm；顶心放入砂筒的深度，mm；降落高度，mm；筒壁受力，N

38、；筒壁受力，MPa；筒内砂子的容许承压应力，可采用10MPa，如将其预压，可达30MPa。为砂筒承受的荷载为1130.3kN，考虑1.53倍安全系数，计算时按2000kN吨考虑。砂筒与单排钢管柱一一对应。考虑到构造要求，故这里采用：，(砂筒壁厚)。MPa7.6.2结论根据上述计算，圆形砂筒可以满足承载力要求。7.7 地基梁计算7.7.1地基承载力计算混凝土按45刚性角传递，如图6-5所示。图7-7-1-1 地基梁所受钢管柱荷载45刚性角传递经45刚性角传递之后，地基梁底部钢管柱传递面积取较小值为1.98m2，则地基梁基底应力为：基础承载力要求达到591.7kPa，考虑到承载力检测误差等因素的影

39、响，要求现场路面承载力达到650 kPa以上可满足要求。 7.7.2基础配筋计算为了简化计算，同时考虑到临时结构，荷载系数采用1.4。按照弹性地基采用倒梁法计算，计算配筋时基底应力取活载计算即：max=1.4= 799.2kPa)，求得地基梁计算结果如图7-7-2-1、图7-7-2-2所示。图7-7-2-1 地基梁弯矩计算结果/(kNm)图7-7-2-2 地基梁剪力计算结果/kN由图7-7-2-1、图7-7-2-2计算结果可知，地基梁正弯矩最大值为644.2kNm，负弯矩最大值为-381.2kNm；剪力最大值为1280.3kNm，根据此计算结果进行基础配筋计算如下：已知条件：地基梁砼C30，f

40、c=14.3N/mm2，纵筋 HRB335，fy=300N/mm2，箍筋 HPB235，fy =210N/mm2。弯矩设计值 M=644.2kN.m，剪力设计值 V=1280.3kN。截面验算：截面验算：V=1280.3kN 0.250cfcbh0=2413.13kN 截面满足截面配筋按纯剪计算。正截面受弯承载力计算：按双筋计算：as上=50mm，as下=50mm，相对受压区高度=x/h0=0.048 b=0.55上部纵筋：As=1440mm2 =0.2% min=0.2% 按构造配筋As=1440mm2下部纵筋：As=2997mm2 min=0.21% =0.42% max=2.5% 斜截面

41、受剪承载力计算：受剪箍筋计算：Asv/s=3071.11mm2/m svmin=0.16% sv=0.34% 配置钢筋：上部纵筋：计算As=1440mm2， 实配4D25(1963mm2，=0.27%)，配筋满足腰筋：计算构造As=bhw0.2%=1350mm2， 实配10D25(4909mm2，=0.68%)，配筋满足下部纵筋：计算As=3039mm2， 实配5D28(3079mm2，=0.43%)，配筋满足箍筋：计算Av/s=3071mm2/m， 实配d10100四肢(3142mm2/m，sv=0.35%)，配筋满足八、 结论与建议基于上述的计算结果，施工支架各结构构件强度、刚度及稳定性皆

42、满足相关规范要求。为进一步确保现浇支架的安全性，建议： 1、满堂支架中顶托伸出长度若大于0.15m，则必须在顶托根部用普通钢管增加纵横向水平连接，以减少顶托的自由长度，防止立杆局部失稳。2、满堂支架剪刀撑必须按照相关规范要求设置，特别是腹板下方立杆顺桥向步距为0.9m处的剪刀撑布置。3、单跨内满堂支架起始端顺桥向水平横杆需支顶于以施工完毕的桥墩墩身上，以增加支架整体稳定性。4、建议门架梁式支架钢管立柱底端法兰盘增加锚栓数量，保证钢管柱与地基梁联接紧固。5、门架梁式支架贝雷片搭设于钢管柱顶横梁处可设置定位卡销，以保证贝雷片布设位置的准确性。6、顶层顺桥向布置方木需按图纸布设位置严格摆放，注意腹板下上层方木加密至间距0.2m，严禁相应位置方木间距大于设计间距；由于内模支架立杆布设而造成的方木位置错动，需保证此处方木间距小于设计间距。7、现场施工需采取有效措施确保焊缝质量。8、支架试拼后，须做预压荷载试验，且逐级加载，试验过程中加强观测，确保预压过程支架的安全。在使用过程中各工况下也应加强观测，如出现变形异常，应立即停止施工，查找原因并排除问题后方可继续施工。第34页 共31页