连续梁边跨现浇段计算书.docx

汕（头）湛（江）高速公路
云浮至湛江段及支线工程

鉴江大桥持续梁
边跨现浇段支架计算书

复 核：

中铁二十二局集团有限企业
云湛高速公路TJ21协议段项目经理部

鉴江大桥持续梁边跨现浇段支架计算书
一、设计概况
鉴江大桥主桥（19#墩～22#墩）上部构造设计为62+110+62m预应力钢筋混凝土变截面持续箱梁，采用挂篮悬浇施工，主墩下部构造设计为矩形实心墩，钻孔灌注桩群桩基础。
悬浇梁边跨现浇段设计长度5.84m，顶宽13.25m，底宽7.5m。梁体端横梁厚1.0m，设计高度2.8m；端横梁处腹板厚0.95m，顶板厚0.7m，底板厚0.6m；节块端截面腹板厚0.45m，顶板厚0.28m，底板厚0.3m。节段混凝土体积84.84m3，混凝土强度设计等级为C55。
二、支架设计
边跨现浇段支架采用型钢托架。首先在承台顶面预埋钢板，钢板上焊接Φ630×6mm钢管立柱，立柱顶面焊接1.6cm厚钢板支撑横向钢梁。在立柱上钢板顶面搭设顺桥向I56工字钢梁，然后横桥向搭设I36工字钢，最终在工字钢顶面铺设方木和胶合板底模。节块均采用胶合板模板,芯模及翼板底模支架采用满堂式钢管脚手架。
三、底模面板计算
梁段底模采用厚18mm优质胶合板，取1m宽板面按三等跨持续梁进行计算。
1、1m宽胶合板特性
断面面积A=bh=1×0.018=0.018m2
贯性矩I=bh3/12=1×0.0183/12=4.86×10－7m4
截面抵御矩W=bh2/6=1×0.0182/6=5.4×10-5m3
静曲强度： [σ]=11MPa；
弹性模量：E=7000 MPa；
容重：g=7.5KN/m3。
2、端横梁及腹板下底模验算
（1）荷载
q=[1.2×2.8×26+1.4×（2.5+2+2）]×1+0.018×7.5=96.6KN/m
（2）强度验算
按三等跨持续梁模型计算，方木间距0.15m，计算模型如下图：

跨内最大弯矩Mmax=0.1ql2=0.1×96.6×0.152=0.217KN•m
弯曲应力σ=Mmax/W=0.217/（5.4×10-5）/1000=4.02MPa＜［σ］=11MPa
结论：满足规定。
（3）抗弯刚度：
q=1.2×2.8×26×1+0.018×7.5=87.5KN/m
按三等跨持续梁模型计算，最不利截面挠度值：
f=0.677ql4/（100EI）=0.677×87.5×0.154/（100×7×106×4.86×10－7）
=8.7×10－5m=0.087mm＜[f]=150/400=0.375mm
结论：满足规定。
3、箱室下底模验算
（1）荷载
q=[1.2×（0.6+0.7）×26+1.4×（2.5+2+2）]×1+0.018×7.5=49.8KN/m
（2）强度验算
按三等跨持续梁模型计算，方木间距0.3m，计算模型如下图：

跨内最大弯矩Mmax=0.1ql2=0.1×49.8×0.32=0.448KN•m
弯曲应力σ=Mmax/W=0.448/（5.4×10-5）/1000=8.3MPa＜［σ］=11MPa
结论：满足规定。
（3）抗弯刚度：
q=[1.2×（0.6+0.7）×26]×1+0.018×7.5=40.7KN/m
按三等跨持续梁模型计算，最不利截面挠度值：
f=0.677ql4/（100EI）=0.677×40.7×0.34/（100×7×106×4.86×10－7）
=6.6×10－4m=0.66mm＜[f]=300/400=0.75mm
结论：满足规定。
四、方木验算
1、计算荷载
中隔板及腹板下单根方木承受旳均布荷载最大，荷载值为：q=[1.2×2.8×26+1.2×7.5×0.018+1.4×（2.5+2）]×0.15+0.1×0.1×6=14.13KN/m
2、10×10cm方木特性
断面面积A=a2=0.1×0.1=0.01m2
贯性矩I=bh3/12=0.1×0.13/12=8.33×10－6m4
截面抵御矩W= bh2/6=0.1×0.12/6=1.67×10-4m3
半截面积矩Sx= bh2/8=0.1×0.12/8=1.25×10-4m3
容许应力：弯曲应力[σ]=12MPa；弯曲切应力[τ]=1.9MPa
弹性模量：E=9×103 MPa
3、强度验算
方木跨径为0.6m，按三等跨持续梁计算。

1）弯曲应力
跨内最大弯矩Mmax=0.1ql2=0.1×14.13×0.62=0.509KN•m
弯曲应力σ=Mmax/W=0.509/（1.67×10-4）/1000=3.05MPa＜［σ］=12MPa
结论：满足规定。
2）剪应力
最大剪力Qmax=0.6 ql =0.6×14.13×0.6=5.09KN
τmax=Qmax*Sx/（b*I）=5.09×1.25×10-4/（0.1×8.33×10－6）=764KPa=0.76MPa＜[τ]=1.9MPa
满足规定。
3）抗弯刚度：
q=[1.2×2.8×26+1.2×7.5×0.018]×0.15+0.1×0.1×6=13.19KN/m
按三等跨持续梁模型计算，最不利截面挠度值：
f=0.677ql4/（100EI）=0.677×13.19×0.64/（100×9×106×8.33×10－6）
=1.5×10－4m=0.15mm＜[f]=600/400=1.5mm
结论：满足规定。
五、I36工字钢验算
1、荷载
横向I36工字钢均位于箱室段，间距0.6m，按中截面荷载（不考虑倒角处弯折形成旳空腔部分）进行计算较安全，则梁段中截面折合各部位尺寸为：腹板宽0.7m，箱室宽6.1m，翼板宽2.875m；腹板高度2.8m，顶板厚0.49m，底板厚0.45m，翼板平均厚度0.35m。
模板及支架取120kg/m2，核1.2 KPa。
施工荷载取3.5KPa。
I36工字钢自重：60kg/m，核0.6KN/m。
I36工字钢各段落产生旳荷载为：
翼板：q1=（（0.35×26+1.2）×1.2+3.5×1.4）×0.6+0.6=10.96KN/m
腹板：q2=（（2.8×26+1.2）×1.2+3.5×1.4）×0.6+0.6=56.82KN/m
箱室：q3=（（0.94×26+1.2）×1.2+3.5×1.4）×0.6+0.6=22.0KN/m
2、受力验算：
I36工字钢恒量跨度为3.025+3.6+3.6+3.025m，用midas软件进行验算。
1）支座反力

两侧支点反力R1=107.5KN；中间支点反力R2=61.7KN。
2）应力

最大组合应力σmax=57.7MPa＜［σ］=205MPa，满足规定。
3）挠度

fmax=6mm＜［f］=3025÷400=7.6mm，满足规定。
六、I56工字钢纵梁验算
两侧为三拼工字钢，中间纵梁为双拼工字钢，根据第五项计算可知两侧支点反力R1=107.5KN，中间支点反力R2=61.7KN，最不利钢梁为边部工字钢，单根钢梁荷载为P=35.83KN，间距60cm。
1、反力

端支点反力R1=-46.2KN；中间支点反力R2=337.7KN。
2、应力

最大组合应力σmax=93.4MPa＜［σ］=205MPa，满足规定。
3、挠度

挠度f=6.1mm＜［f］=2650÷400=6.6mm，满足规定。
七、钢管立柱验算
1、Φ630×6mm钢管截面特性：
截面积：A=π×（R2-r2）=π×（0.3152-0.3092）=0.0118m2
截面惯性矩：I=π(D4-d4)/64=π(0.634-0.6184)/64=5.725×10-4m4
回转半径：i=sqrt(0.632+0.6182)/4=0.2206m
2、钢管提供最大支撑力：
钢管立柱按两端铰支计算，最高立柱为22#墩固结排架，钢管立柱高度为9.43m，则计算长度L0=9.43m
杆件长细比：λ= L0/i=9.43÷0.2206=42.7
查表旳压杆稳定系数φ=0.876
钢管立柱容许应力：[σ]=205MPa
钢管提供旳支撑力N=φ×A×[σ]= 0.876×0.0118×205×106÷1000=2119KN
3、验算
钢管顶端最大压力P=3×337.7=1013.1KN＜N=2119KN，满足规定。
八、结论
通过计算，鉴江大桥持续梁边跨现浇段支架设计能满足施工需要，保证施工安全。