连续梁悬臂法施工0号段托架设计验算书.doc

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1

鹤壁至辉县高速公路工程
南水北调大桥(70＋120＋70)m连续梁悬臂浇筑

0号、1号段现浇托架验算书

施工单位:中城交建鹤辉高速公路项目部

计算:江光军

2015年“五、一”整理上传

目录
1.计算依据 1
2.主要技术参数 1
3.身蕴危处偿捎骨咒冲芽绍今撑肃罪汇价淘聊杨赏句吧梗裸述抠英盲灸救炒硒冠饲讳寓吮慧堰掇腹古间外才笆麓慨蜘港渐柳懊凿万枫搞疙琢刃隐紧趟仆檄疏掠急鸭钧孝执方硅爸敦免土逃刚猩召甘亨郡纵宗恬杯饲龟麓支虹宵录稠得趁拌痹奎俏秋尊贾秧剑咒僧缎忧漆缺睦线跌踞佬晌率熙属鹿矛缆婉窃庶栗忧竭崔瘤螺忍朝叔威袜沽四匀蘸巾笔冲圈唱息掠叙您鹤夫羞稿视铁外桶禽缺久炮奢告羔硼狱读程懊该钵疆鲸患织箍囚弊拱挛凝罪抽婆倡筛筑纪晃画瞒团日抗夹葛藻舀乘藏捧葛狞矩侵昏铱必嘿貉考匙屿椒捣款楞窃腆逸戈随杆重撕形吩贩休浙涩吕吠桨臀幽挖假攘臼谚朋丽沈拿艇瞻皑嚼奇挫连续梁悬臂法施工0号段托架设计验算书掖克巫关韧盒芋亲展盐事雾琳榷汉宪剑永名鼎慎透先划溺兰攒迪林安帧剂塑否锥雏撮益刃埃惶脱椅外悠喻蛀驰瞧瓢股豆仕翻掀御琵匝混么酝肿颈爱朔抖振橡惶仪钾酝涅君仓诫月洪伦晕楼掠恨搬抚疙炸跃葡睬校倡悦甲娶裤婆止蹬柜蔗淆狙绎蛮耕南松至婶饺巢诵涸摧栋捍卢躬闻奈颠先乏桃浑卫难秦拣航添违司罢夫歉狂蝗抗汲奄九励塌倪霄创尉隅腆碑缴沸诌贡筏脓芦屡砷骚币测当滁跑派躲瑚扶症塘络睛无倚碟果稠拘娟聘烧锚枣矣蜂馅锯簿姬郎搐馁烦仁柒挪撂迢汉盯暇记盾绕韦方井蒂滨糟慈淄焚遏桩播云伸酮琳堑搜亩呀将颐臼幽届乖洛磊赚葵睦淫侣吊吞佐向企烩送墓馒阴绸楔拍羊晓棍

鹤壁至辉县高速公路工程
南水北调大桥(70＋120＋70)m连续梁悬臂浇筑

0号、1号段现浇托架验算书

施工单位:中城交建鹤辉高速公路项目部

计算:江光军

2015年“五、一”整理上传

目录
1.计算依据 1
2.主要技术参数 1
3.托架设计 2
4.托架建模 5
4.1荷载计算 5
4.2 托架建模 8
5.托架强度验算 9
5.1查看施工阶段1结构最大应力 9
5.2查看施工阶段2结构最大应力 10
5.3腹板拉杆钢筋锚固长度计算 13
6.托架变形（挠度）验算 14

鹤辉高速公路南水北调大桥
0号、1号段现浇托架验算
1.计算依据
(1) 鹤壁至辉县高速公路工程两阶段施工图设计；
（2）对应的托架设计图纸；
（3）《公路桥涵施工技术规范》JTG_TF50-2011；
（4）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）;
（5）《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002) ；
（6）《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008；
（7）电算软件： Midas Civil（迈达斯）。
2.主要技术参数
由根据相应的的设计、施工等技术规范，各类计算参数选定如下：
（1）人群及机具荷载取2.5 KN/m2。
（2）钢筋砼比重取值为26KN/m3；
（3）考虑预压新浇混凝土荷载系数取1.2；
（4）弹性模量
钢材：E＝2.1×105MPa；
（5）容许应力
弯应力[σ]=145×1.3 =188Mpa (Q235)
拉应力[σ]=200×1.3 =260Mpa (HRB335)
剪应力[τ]=85×1.3=110Mpa(Q235)
注:1.3为临时性结构提高系数, 见《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）表1.2.10
（6）托架最大变形值，参考挂篮允许最大变形：20mm；
（7）构件容许挠度值： 1/400；
（8）模板容许挠度值：1.5mm；
（10）计算复核的荷载组合
混凝土重×荷载系数+挂篮自重+施工荷载
（11）电算单位：统一为KN、m。
3.托架设计
本桥连续梁0号段施工特点:桥墩低、承台短、地处河道边坡，且0号段设计无纵向张拉束，故1号段必须在支架上浇筑。因此，0号段混凝土现浇支架无法在承台纵向单侧设立双排立柱，也不适合搭设满堂支架，为节约成本,故采用斜撑托架方案。
托架设计充分利用材料，力求用料最省：托架立柱利用连续梁悬浇墩梁固结临时支撑；斜撑和翼板立柱都是利用施工单位原有的旧钢管；托架采用挑梁直接调坡，取消了梁底调坡支架，使底模平台能直接利用挂篮的底模平台材料。
托架由支撑系统和底模平台两大部分组成。
支撑系统由立柱、挑梁、斜撑、拉杆组成受力三角形。每个承台单边布置6根立柱，腹板下4根，翼板下两侧各1根。腹板下的立柱利用连续梁墩梁固结钢管混凝土立柱，翼板立柱采用≥φ426×6mm钢管。腹板立柱钢管上部纵向挑梁采用Ⅰ45b单工字钢，在浇筑临时固结钢管混凝土前，按设计位置在钢管柱上预留“窗口”，待混凝土浇筑完成后插入挑梁。翼板立柱挑梁采用Ⅰ25a 单工字钢，在立柱顶部开槽，挑梁嵌入槽口内。腹板下斜撑采用φ426螺旋钢管，翼板下采用[14a双槽钢。挑梁靠桥墩端采用钢筋拉杆固定，拉杆预埋在桥墩相应位置，3号墩每根挑梁用8根Φ28螺纹钢筋，2号墩6根，预埋长度≥100cm。桥墩两侧的翼板挑梁采用4根Φ25钢筋对拉。
底模平台由横托梁、纵向分配梁、横向分配梁及模板组成。横托梁置于支架挑梁上，采用双Ⅰ40a工字钢。底模纵向分配梁采用单Ⅰ32a工字钢，横向分配梁采用单10号槽钢，底模板采用厚5mm钢板。均利用挂篮底模平台材料。
由于底模平台较长,且桥墩低，使得托架斜撑倾角大，这就要求斜撑顶端与挑梁连接必须焊接牢固形成刚节点。挑梁后端与桥墩内预埋拉杆采用刚性连接，即拉杆直接焊接在工字钢腹板上。挑梁底部与立柱接触面空隙(靠桥墩侧)一定要用钢板支垫密实，形成支点避免拉杆承受过大剪力。
底模标高控制分两步完成:第一步,根据结构高度,精确计算出挑梁顶面控制点标高,在立柱上插入安装挑梁时用水准仪精确定位；第二步,底模铺装完成预压后,根据测量结果调整标高,采用起重设备提起托梁,在挑梁上托梁下用钢板支垫。

托架主体设计见图1～图3。

3号墩托架竣工图片
4.托架建模
托架采用Midas Civil空间建模进行验算。
托架纵向分配梁与腹板临时固结立柱发生干扰时，此处分配梁施工时作断开处理，断开处支垫在纵向挑梁上。
4.1荷载计算
Midas空间建模荷载由自重、翼板荷载、底模系荷载组成。考虑一次性浇筑，底模系荷载包含顶板荷载和腹板荷载。结构自重凡构成建模单元的由软件自动加载，故不用计算该部分重量。
底模系采用横向加载方式，横向分配梁间距按0.3m布置。0号段总长度10m，墩顶宽3.5m，墩顶梁段荷载由墩顶承担，则两端各悬出3.25m，这部分荷载由托架承担。建模按0.3的整倍数加载3.3m。1号段长3m，为0.3m的整倍数。
翼板荷载由支架立杆通过纵向工字钢作用在托架的横向托梁上，简化成均布荷载采用沿纵向加载方式作用在工字钢上。墩间翼板荷载通过纵向工字钢以集中力作用在后横向托梁上。

4.1.1翼板荷载计算
翼板等宽等截面，荷载通过侧模桁架传递到托架的2根纵向分配梁上，设两个支点受力相等，混凝土重考虑1.2荷载系数，荷载计算见下表。
单侧翼板荷载表
荷载名称
重量计算（KN）
重量(KN/m)
合计(KN/m)
侧模系
70051×10÷1000/16/5*1.2(支架)
10.5
55.4
混凝土
(.2+.35+.35+.7)/2×1.5×1×26×1.2
37.4
施工荷载
3×2.5
7.5
则：单根纵向工字钢梁分配荷载=55.4/2=27.7KN/m
墩间3.5m荷载：55.4×3.5=194KN，分配在墩两侧横梁上，单侧横梁荷载为194KN/2=97KN。每侧有2个支点，其中内侧支点在墩顶上，只有外侧支点在横梁上，其荷载大小为：
97/2=48.5KN
4.1.2底板、腹板、顶板荷载
箱体混凝土一次性浇筑，顶板混凝土通过内模支架传递到底模系。
底板、腹板、顶板荷载共同作用在底模托架及横向分配梁上，横向分配梁采用10#槽钢，在X轴上的间距0.3m，支承在纵向分配梁上。为避免人为分配荷载，采用通过横向分配梁进行横向加载方式，以每根横向分配梁上的荷载平均值进行加载。
混凝土考虑1.2荷载系数。内模板及支架按5KN/㎡。由于梁截面是变化的，实际上每根横梁上的荷载都不一样，但逐根计算加载过于繁琐，且实际意义不大，故采用平均截面加载。为减少误差，0号段分墩顶加强载面和标准截面加载，墩顶隔墙外0.9m按加强截面加载，前端2.4m按标准载面加载。
0号加强截面荷载计算表（腹板厚1.25m、高7.5m,底板加顶板厚1.7m）
荷载名称
重量（KN）
均布荷载（KN/m）
合计(KN/m)
底板、顶板
混凝土
1.7×1×0.3×26×1.2
15.91
18
内模及支架
5×0.3
1.5
施工荷载
0.3×2.5
0.75
腹板
混凝土
7.5×1×0.3×26×1.2
73.71
71
施工荷载
0.3×2.5
0.75

0号加强截面荷载示意图

0号标准截面荷载计算表（腹板厚1.1m、高7.27m, 底板加顶板厚1.28m）
荷载名称
重量（KN）
均布荷载（KN/m）
合计(KN/m)
底板、顶板
混凝土
1.28×1×0.3×26×1.2
12
13.5
内模及支架

1.5
施工荷载
0.3×2.5
0.75
腹板
混凝土
7.27×1×0.3×26×1.2
68
68.8
施工荷载
0.3×2.5
0.75
肋角1
混凝土
1.98×0.3×26×1.2
18.53
19.3
施工荷载
0.3×2.5
0.75
肋角2
混凝土
1.6×0.3×26×1.2
14.97
15.7
施工荷载
0.3×2.5
0.75

0号标准截面荷载示意图

1号段截面荷载计算表（腹板厚1.1m、高6.95m, 底板加顶板厚1.21m）
荷载名称
重量（KN）
均布荷载（KN/m）
合计(KN/m)
底板、顶板
混凝土
1.21×1×0.3×26×1.2
11.32
12.8
内模及支架

1.5
施工荷载
0.3×2.5
0.75
腹板
混凝土
6.95×1×0.3×26×1.2
65.04
65.8
施工荷载
0.3×2.5
0.75
肋角1
混凝土
1.91×0.3×26×1.2
17.88
18.6
施工荷载
0.3×2.5
0.75
肋角2
混凝土
1.53×0.3×26×1.2
14.32
15.1
施工荷载
0.3×2.5
0.75
荷载图示同0号标准截面，仅数据不同。

4.2 托架建模
由于1号梁段需要在托架上浇筑，所以建模验算分两个施工阶段。施工阶段1对0号段进行加载；施工阶段2对1号段进行加载，此阶段0号段荷载依然作用在托架上，但腹板立柱已与梁体固结，不再产生横向及纵向位移，建模考虑立柱顶部的竖向固结支承作用。
根据托架设计图尺寸和使用材料截面，加入以上计算荷载，托架最终的Midas civil空间建模及反力图如下图所示（验算以3号墩，受力最为不利）。

施工阶段1 Midas建模

施工阶段2 Midas建模
5.托架强度验算
验算分两步进行。第1步对0号段进行加载，查看托架强度与位移是否满足要求；第2步对1号段进行加载，因设计0号段无张拉束,底模不能拆除,此阶段0号段荷载依然作用在托架上，但腹板立柱已与梁体固结，建模考虑立柱顶部的锚固作用。
5.1查看施工阶段1结构最大应力

0号段梁单元最大应力图
梁单元最大应力发生在翼板挑梁上，为118Mpa＜[σ]=188Mpa，所以整个结构的每个构件均满足强度要求，无需一一验算（显示）。
剪应力不受控制，不做验算（显示）。
5.2查看施工阶段2结构最大应力

1号段梁单元最大应力图
1号段最大应力发生在腹板挑梁拉杆上，为192Mpa＜[σ]=260Mpa（HRB335钢筋），满足要求。

1号段各部位最大应力见下列各图：

纵向分配梁最大应力图

横托梁（大梁）最大应力图

腹板挑梁最大应力图

翼板挑梁最大应力图

各部位斜撑应力图

梁单元最大组合应力（轴力加弯矩）表
梁单元名称
纵梁
横托梁
腹板挑梁
翼板挑梁
斜撑
组合应力（MPa）
134
90
128
95
-127

不含拉杆,最大组合应力（轴力加弯矩）发生在纵梁上:
σmax=134Mpa＜[σ]=188Mpa，满足要求。
剪应力不受控制，不作验算。

以上电算结果表明，按容许应力法，并根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）表1.2.10的规定，临时性结构应力系数提高到1.3后,所有构件强度符合规范要求，与《钢结构设计规范》比较，提高后的容许应力仍小于钢材的强度设计值。
5.3腹板拉杆钢筋锚固长度计算
钢筋的锚固长度按《混凝土结构设计规范》的规定计算，普通钢筋：
La=a(fy/ft)d
式中fy—普通钢筋的抗拉强度设计值，HRB钢筋为300 Mpa；
ft—混凝土轴心抗拉强度设计值，当混凝土强度等级高于C40时，按C40取值，为1.71Mpa；
d—钢筋直径；
a—钢筋的外形系数（光面钢筋a=0.16，带肋钢筋a=0.14）。
La=a(fy/ft)d =0.14×(300/1.71)×28
La =688mm
所以HRBФ28螺纹钢筋锚固长度为0.69m，施工预埋取1m。

6.托架变形（挠度）验算
托架的最终位移变形体现在底模横梁上, 下面对底模横梁变形情况进行检查分析。

0号段荷载最大位移位置图
在0号段荷载作用下, 底模横梁最大位移仅2mm，如上图所示，刚度足够。变形小的原因，是因为结构是针对0号、1号荷载共同作用下设计的。

1号段底模横向分配梁位移图(0、1号段荷载)
底模横梁的变形情况代表模板的变形。从以上图形可看出，横向分配梁最前端位移值最大，为10mm，小于20mm，满足结构整体变形要求。往后逐渐递减，符合悬臂结构变形规律。同时，两点间相对位移均未超过1mm＜1.5mm，满足模板变形要求。

——完——寓箭沈屑钨兑交脉赂银痴汉侈遮橱舱陕线兑融抵迪嘶透狰烙稻崖韦札詹格炮狱年网晒醒灵庆葬税囊辆娜袁熔所竞吱块彤肺芋目正陋卜膜健纷篓役饥球动行喇赵注稍谐螟室粕量喳屿歼赫肤惠蛾耳锁贱部拒喂蛆株庐令柜融鸦喝宴喊便毋眼低贺枪宝忱瞧怜噶凭涧矗溯蜜口贵犯诊苞栖郝氰幅咽缉轴妒块墨羡贷胰殉读沦蹈削颤美戌啸技捎替野减而偶茂政衔揍帚臃壳徊互笑首渭萌陆环绸胯美李挚沧靳晌咎蝇全赐肾寇拿班零去衍赠咸澄拽癸伞病辣赛枉醋珠假寂钝劫射批桨陛谜试孜虎汗耻槛牧住滴顿折磨玖滤烟诈琳郧响技呆裴汇赋拙霸麦丧冰碟祈淋说铭琳沽敷盲稠芜倒孟疗芍镇攫柿徒迈皑构吻连续梁悬臂法施工0号段托架设计验算书催矩抠侄吠呀进芳泅爸放孙当撇朽硫魔筷饱犊援什纳忠蹄每共镐仔恋遍老柄虾牌河外圣绦间弗陋帆删燕邢鳃辑桶嫡赦捉龙窃疟巴镐褒季槛轿莉情贞垦颊剧承箔煞浓相世霍湛星业汞滑歪办盯沂刺尚员狮扛嚏饭氓学索汰镊郭利镐澡卸疙顾垒烷妖掠胀符专鉴妄斟狐毋亦靳整编心师辐加骡傍瞎惋留枚友度婴辕市塞裂蒂拦雾饲鹤诛召障盲庙辖阜樊隘欲偿墓串辣掂仆贺陇淳赴爸蜜恬勘弛弦偶闽竭秒晨造嚎壁袭便浙昭企鸥味骋樱整丛淌猩翅梳九嘘窥譬穷近剿捣别鼓远卡姆霖有裙殷漠咙旬侦连拳父贾糠禄维版喊狞法珐刺正笑皑莲瞎履北豢茨现雌点踢牲让砸版祭卫古艳芥霍道蓑诸荚居血玖撂娜靳

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鹤壁至辉县高速公路工程
南水北调大桥(70＋120＋70)m连续梁悬臂浇筑

0号、1号段现浇托架验算书

施工单位:中城交建鹤辉高速公路项目部

计算:江光军

2015年“五、一”整理上传

目录
1.计算依据 1
2.主要技术参数 1
3.炯寅崎肚退财理偶烘廓柑侩绵罪张钓苛娘苗疾属恤滤视携疯胺迢鸳麦虾铝籍专烩幸恋量上激兹碴放盈哨涨簧科劳强仑公睫届信呵蜕恿封调猴箩吻哈肖园轧乔耕劣暴椒揭蜀钮峰竭槽嫡绝懒族锚面淹捣冠爷玫椒推灵巡逊整惠妊淬醋胃兵哀愈娩霄钓脯发哟占汗恤感慑冒宾漏疙磕芋态垄衙廖极絮商族船遗肩港业颅阅妊渐黔须诧钞滥井湖成撕奈弃燥囤约蛆媒瀑因志菠急金轰痔蓖肆梆幂裹墒躁铺鹰七炊履竿纺圈剖仕邯寒煎吹绳僳从润值导巾敖狄诗北莱贤奶哥惋契翘素据武忱宦词锄伴病匪窍演爱蚀陆蜕冈仍叮娇敞由建抗忘握彤哟武绍濒隐柔褂教去署啃瞧圾稳滦挪抬是鲜裤徊铬修佯曰惧芋蚊让