48-80-48m连续梁满堂支架设计计算书.docx

跨石太铁路特大桥48+80+48m连续梁满堂支架设计计算书一、总体设计说明采用483.5 mm碗扣式钢管支架。梁重分配原则为：假定箱梁腹板的重量仅由腹板下的立杆承受，顶板和底板的重量之和仅由底板下的立杆承受，翼缘板的重量仅由翼缘板下的立杆承受。具体布置为：在全桥长度范围内，底板下的立杆布置为（纵距横距）60cm60cm；翼缘板下的立杆布置为60cm90cm。考虑到腹板较重，腹板下立杆布置为60cm30cm。立杆步距均为60 cm。纵木采用10cm10cm方木，间距20cm沿横桥向满铺，横木采用15cm15cm方木。剪刀撑设置：横向剪刀撑每间隔6m设置一道，纵向剪刀撑在两个腹板下及两侧外围均需设置一道，共计4道。门洞部分布置：本方案共设置3种类型门洞，分别作为搅拌站进出通道、0#梁段处货运线通道及1#梁段处货运线通道。1#梁段门洞部分采用63010mm钢管作为立柱基础，纵向间距为6+11+5+11+6m，横向间距为2.3+2.2+2.2+2.3m。0#梁段及搅拌站处采用贝雷片拼装作为支墩。横梁及纵梁均采用贝雷片拼装而成。支架的详细布置见设计图。二、支架基本承载力与设计荷载1、支架基本承载力483.5 mm碗扣式钢管，立杆、横杆承载性能见表1。表1 立杆、横杆承载性立 杆横 杆步距（m）允许载荷（KN）横杆长度（m）允许集中荷载（KN）允许均布荷载（KN）0.6400.94.5121.2301.23.571.8251.52.54.52.4201.82.03.02、设计荷载（1）箱梁自重，箱梁混凝土容重26KN/m3；（2）模板荷载，按 5.5 KN/m2计；（3）施工荷载，按3.0 KN/m2计；（4）砼振捣荷载，按2.5 KN/m2计；（5）倾倒混凝土荷载，按3 KN/m2计；（2）（5）荷载合计为14 KN/m2。三、立杆竖向承载力验算1、0#梁段（梁高6.4m）腹板下立杆荷载分析：碗扣式立杆分布60cm30cm，层距60cm。连续梁单侧最大截面翼板面积：a=1.04m2；连续梁单侧最大截面腹板面积：b=8.0m2；连续梁单侧最大截面中板面积：c=1.85m2；腹板处断面面积为8.0 m2，8.026/1.9109.5KN/m2，荷载组合：1.2109.5+1.414.0151KN/m2，则单根立杆受力为：N1510.60.324.2KN 40 KN （满足）。2、0#梁段（梁高6.4m）底板下立杆荷载分析碗扣立杆分布60cm60cm，层距60cm。底板处断面面积为1.85 m2，1.8526/1.337KN/m2，荷载组合：1.237+1.414.064KN/m2，则单根立杆受力为：N640.60.623.0KN 40 KN （满足）。3、0#梁段（梁高6.4m）翼缘板下立杆荷载分析碗扣立杆分布60cm90cm，横杆层距(即立杆步距)60cm。翼缘板处断面面积为1.04 m2，1.0426/2.89.7KN/m2，荷载组合：1.29.7+1.414.031.2KN/m2，则单根立杆受力为：N31.20.60.916.8KN 40 KN （满足）。4、1#梁段截面（梁高4.18m）处腹板下立杆荷载分析为方便施工，1#梁段腹板碗扣立杆分布与0#段相同，采用6030cm，层距60cm。腹板处断面面积为3.58m2，3.5826/1.466.5KN/m2，荷载组合：1.266.5+1.414.099.4KN/m2，则单根立杆受力为：N99.40.60.317.9KN 40 KN （满足）。5、立杆稳定性立杆计算长度Lo=层距+2a=1.2m，其中层距0.6m。a-模板支架立杆伸出顶层水平杆中心线至模板支撑点长度，取0.3m。钢管截面特性外直径48mm，壁厚3.5mm，截面积A=4.893cm2，惯性矩I=12.187cm4，回转半径r=1.578cm。立杆稳定性计算长细比=Lo/r=120/1.578=76.0，查表知折减系数=0.744Nmax/A=（24.210）/（0.7444.89310）=66.5MPa140MPa结论：立杆稳定性满足四、地基承载力验算由以上计算数据可得各部位地基受力如表2所示。表2 地基承载力验算部位荷载（KN）受力面积（m2)地基受力(Kpa)地基允许承载力(Kpa)0#梁段截面腹板立杆24.20.6*0.3134.51200#梁段截面底板立杆23.00.6*0.663.91200#梁段截面翼缘板立杆16.80.6*0.931.11201#梁段截面腹板立杆17.90.6*0.399.4120注：根据表中计算结果，按45扩散角满足地基承载力为120kPa时，C20混凝土垫层厚度为0.2m。五、纵、横木验算5.1 小纵木验算小纵木采用10cm10cm方木（红松木），其容许应力：w12 Mpa，弹性模量：E9103 Mpa，跨中最大挠度要求满足fL/500，L为计算跨度。在腹板下间隔20cm满铺,在底板下间隔30cm满铺,在翼缘板下间隔40cm满铺。为安全起见，纵木的力学计算模型采用简支梁，其强度及挠度的验算结果见表3。表3 纵木强度及挠度验算结果位 置惯性矩（4）跨度（）均布荷载（kN/）应力（mpa）挠度（mm）允许应力（mpa）允许挠度（mm）0#段腹板下8.333E-060.630.28.10.7121.20#段底板下8.333E-060.619.25.2 0.4 121.20#段翼缘板下8.333E-060.612.5 3.3 0.3121.21#段截面腹板下8.333E-060.622.96.2 0.5 121.2从以上验算结果可知，纵木强度及挠度验算结果满足规范要求。5.2 大横木验算大横木采用15cm15cm方木（红松木），其容许应力：w12 Mpa，弹性模量： E9103 Mpa，跨中最大挠度要求满足fL/500，L为计算跨度。其强度及挠度的验算结果见表4。表4 横木强度及挠度验算结果位 置惯性矩（4）跨度（）均布荷载（kN/m）应力（mpa）挠度（mm）允许应力（mpa）允许挠度（mm）0#梁段腹板下4.21E-050.390.6 1.8 0.03 120.60#梁段底板下4.21E-050.638.43.10.2121.20#梁段翼缘板下4.21E-050.928.15.1 0.6121.81#梁段截面腹板下4.21E-050.368.8 3.8 0.2121.0从以上验算结果可知，横木强度及挠度验算结果满足规范要求。六、门洞部分支架检算1、1#梁段处门洞支架在预应力施工前，1#段荷载由整个支架共同承担。纵向贝雷片贝雷片参数：E=206GPa，I=250500cm4，弯矩：788.2 kNm，剪力：245 kN。最大挠度要求满足fL/500，L为计算跨度。表5 1#梁段腹板处贝雷片强度及挠度验算结果（单侧按5片贝雷片检算）位 置跨度（）均布荷载（kN/m）剪力（kN）弯矩（kNm）挠度（mm）容许剪力（kN）容许弯矩（kNm）允许挠度（mm）1#梁段腹板下6139.2 44.535.60.3 245788.21211160.2226.73.522569.669.4 0.21011146.1226.73.5226122.535.60.312表6 1#梁段底板处贝雷片强度及挠度验算结果（单侧按3片贝雷片检算）位 置跨度（）均布荷载（kN/m）剪力（kN）弯矩（kNm）挠度（mm）容许剪力（kN）容许弯矩（kNm）允许挠度（mm）1#梁段腹板下680.8 43.134.40.3 245788.21211155.0219.34.522567.367.2 0.11011141.3219.34.5226118.534.40.312表7 1#梁段翼板处贝雷片强度及挠度验算结果（单侧按3片贝雷片检算）位 置跨度（）均布荷载（kN/m）剪力（kN）弯矩（kNm）挠度（mm）容许剪力（kN）容许弯矩（kNm）允许挠度（mm）1#梁段腹板下688.947.437.90.4 245788.21211170.5241.34.822574.173.9 0.21011155.5241.34.8226130.437.90.41263a工字钢横梁箱梁自重，箱梁混凝土容重26KN/m3；模板荷载，按 5.5 KN/m2计；施工荷载，按3.0 KN/m2计；砼振捣荷载，按2.5 KN/m2计；倾倒混凝土荷载，按3 KN/m2计；贝雷片，按0.9KN/m计；其中荷载合计为14 KN/m2。则总荷载为：470261.2+1.4（1440+0.92239）=16529 KN将每排支墩单独视为1个支点，并将总荷载转换为梁上均布荷载计算：q=16529/39=423.8KN/m。表8 1#梁段每排支墩承载力位 置跨度（）均布荷载（kN/m）各排支墩承载力（kN）1#梁段1423.8677.524303.733282.943282.954303.76677.5跨中支墩为：3283KN。由于横梁贝雷片较密，将荷载转化为作用在横梁上的均布荷载：q=32839=364.8 KN/m。表9 1#梁段跨中处63a工字钢横梁强度及挠度验算结果（按2片工字钢检算）位 置跨度（）均布荷载（kN/m）剪力（kN）弯矩（kNm）挠度（mm）允许挠度（mm）1#梁段腹板下2.3364.8217.799.10.3 4.62.228740.60.34.42.223940.6 0.34.42.3332.299.10.34.663a工字钢参数：Sx=1747.4cm3，Ix=93920cm4，b=13mm。则max=332.210001747.410-6/（1310-39392010-8）=36.3MPa100 MPa。预应力张拉时，跨中梁体上拱。1#梁段跨中支墩不受力。总荷载为：470261.2+1.4（1440+0.92239）=16529 KN63a工字钢横梁将其按照简支梁结构考虑，每个支墩为：165294=4133 KN。由于横梁贝雷片较密，将荷载转化为作用在横梁上的均布荷载：q=41339=459.2 KN/m。表10 1#梁段跨中处63a工字钢横梁强度及挠度验算结果（按2片工字钢检算）位 置跨度（）均布荷载（kN/m）剪力（kN）弯矩（kNm）挠度（mm）允许挠度（mm）1#梁段腹板下2.3364.816675.60.3 4.62.2219310.34.42.2182.331 0.34.42.3253.575.60.34.663a工字钢参数：Sx=1747.4cm3，Ix=93920cm4，b=13mm。则max=332.210001747.410-6/（1310-39392010-8）=47.6MPa100 MPa。63010mm钢管立柱表11 1#梁段钢管立柱支反力（跨中支墩反力不计）位 置立柱均布荷载（kN/m）各钢管立柱承载力（kN）1#梁段横梁1459.2 418.221189.3391841189.35418.2计算长度取13.5m，截面积A=194.8cm2，惯性矩I=93615cm4，回转半径r=21.92cm。长细比：=Lo/r=1350/21.92=61.6，查表知折减系数=0.812=Nmax/A=（1189.310）/（0.812194.810）=75.2MPaf/1.2=140/1.2=116.7MPa地基承载力该处地基承载力为120kPa，则立柱基础受力面积A=4133 /120=34.5m2。取基础长度为14m，则宽度不小于2.5m，按受力45扩散角计算得知，h（2.5-0.63）/2=0.94m，取基础深度为1.0m。采用C20混凝土浇筑。2、0#梁段货运线处门洞支架0#梁段处梁体截面积较大，仅计算此处支架，不再计算搅拌站通道处门洞支架。贝雷片参数：E=206GPa，I=250500cm4，弯矩：788.2 kNm，剪力：245 kN。最大挠度要求满足fL/500，L为计算跨度。贝雷片纵梁表12 0#梁段腹板处贝雷片强度及挠度验算结果（单侧按5片贝雷片检算）位 置跨度（）均布荷载（kN/m）剪力（kN）弯矩（kNm）挠度（mm）容许剪力（kN）容许弯矩（kNm）允许挠度（mm）1#梁段腹板下6286.9172.1145.24245788.2126215.2145.24245788.212表13 0#梁段底板处贝雷片强度及挠度验算结果（单侧按2片贝雷片检算）位 置跨度（）均布荷载（kN/m）剪力（kN）弯矩（kNm）挠度（mm）容许剪力（kN）容许弯矩（kNm）允许挠度（mm）1#梁段腹板下683.293.5105.31245788.2126156105.31245788.212表14 0#梁段翼板处贝雷片强度及挠度验算结果（单侧按2片贝雷片检算）位 置跨度（）均布荷载（kN/m）剪力（kN）弯矩（kNm）挠度（mm）容许剪力（kN）容许弯矩（kNm）允许挠度（mm）1#梁段腹板下687.398.2110.51245788.2126163.7110.51245788.212贝雷片支墩0#梁段最大截面积为21.78m2，计算时仅考虑门洞处荷载，则：N=21.781226=6795 kN，作用在每个支墩的力如下表：表15 门洞处贝雷支墩支反力位 置立柱荷载kN各支墩承载力（kN）0#梁段贝雷支墩1679512742424731274贝雷片主梁10槽钢双拼而成，经过计算，中支墩采用4排贝雷片，其余均采用3排。地基承载力该处地基承载力为120kPa，则立柱基础受力面积A=4247/120=35.4m2。取基础长度为14m，则宽度不小于2.55m，按受力45扩散角计算得知，h（2.55-0.9）/2=0.83m,取基础深度为1.0m。采用C20混凝土浇筑。