连续梁边跨现浇段支架设计计算(共26页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上西海特大桥跨305国道连续梁（40+56+40）m边跨现浇段支架设计计算 一、工程概况边跨现浇段长11.75m，边跨合拢段长2m。距梁端1.35m处为1截面，腹板宽0.6m，顶板厚0.65m，底板厚0.6m；变化至下一个3m处为2截面，腹板宽0.48m，顶板厚0.4m，底板厚0.4m，合拢段该截面尺寸同2截面。梁底墩顶纵向宽度为1.85m，边跨及合拢段拟采用满堂支架现浇，故需搭设支架长度为11.75+2-1.85=11.9m。节段主要参数表节段名称边跨现浇段边跨合拢段悬灌段悬灌段悬灌段悬灌段悬灌段支架现浇段支架现浇段节段编号876543210节段长度cm1175200

2、400400400350350350900节段体积m3113.9721.1842.3643.29446.87845.62249.251.968142.486节段重量t343.12255.068110.136112.564121.883118.617127.921135.116370.485二、总体设计1、支架设计支架采用粗钢管和型钢搭设，搭设时边跨现浇段和边跨合拢段支架一并搭建。搭设支架材料采用0#、1#段现浇施工的支架材料。桥纵向设置5排钢管立柱，钢管立柱直径426mm，每排3根。在每排纵向立柱上设置2组36C工字钢作为盖梁，每组2根，则每排4根，共12根36C工字钢。盖梁上设置横向分配梁，

3、间距1.5m，用36C工字钢，共9根，每根长12m。在横向分配梁上方、梁体底模板下方设置型钢，沿横向一定间距布置，共7个，采用14a#槽钢制作。桥横向布置3排立柱，横向分配梁杆长12m，左侧悬臂长2.9m，第一、二个立柱间距3.1m，右侧悬臂长2.9m。墩顶以上1.85m长度范围的侧模的支撑采用在二级承台上用钢管立柱，上加型钢，侧模支架外侧立柱支撑在型钢上，内侧立柱支撑在墩顶上，此处墩顶放置型钢作为立柱支垫。2、模板设计2.1墩顶部份墩顶以上部分梁体重量由墩顶上支架承担。墩顶支架采用方木支撑，胶合板作为底模板。2.1外模外模采用组合钢模板（两个边跨段共用一套外模板），外模再厂里加工，加工时带型

4、钢支撑架，支撑架设置两个支腿，承受翼缘板上的荷载并将其传递至支架上。2.1底模及内模271#墩侧底模采用胶合板拼制、274#墩侧采用厂制钢模板，内模均采用大块钢模板组拼而成，内模系统支撑采用钢管满堂支架。距梁端1.85m处开始由支架支撑，且为最大截面， 距梁端4.25m处为较小截面，并以此截面结束至边跨合拢段。故检算横梁时以最大截面荷载计算。三、计算相关基础资料（一）荷载情况（1）竖向荷载1、梁体荷载底板、腹板、顶板距梁端1，85m截面相关图示：距梁端4.25m截面相关图示：底、腹板梁体自重通过底模板传递至型钢平台上，底模计算按照厂制钢模板计算。2、梁体荷载翼缘板翼缘板荷载视为集中荷载，通过外

5、模自带的支撑架传递至型钢平台上，集中力支撑点距离腹板外侧1.3m（厂制时已定距离）。3、施工人员、施工料具运输、堆放荷载：2.5KN/m2。4、倾倒混凝土产生的冲击荷载（导管）：2.0KN/m2。5、振捣混凝土产生的荷载：2.0KN/m2。6、定型钢模板：0.75KN/m2。7、混凝土容重按26KN/m3。8、混凝土超灌系数取5%。（2）荷载分项系数模板、梁体混凝土自重取：1.2；施工人员、施工料具运输、堆放荷载取：1.4；倾倒混凝土产生的冲击荷载（导管）取：1.4；振捣混凝土产生的荷载取：1.4。（二）各种材料力学性质1、钢管立柱：直径426mm、壁厚10mm，置于独立钢筋混凝土基础上。回转

6、半径：，截面面积：，抗压强度设计值：。2、纵向盖梁：由2根36C工字钢组成，长6m，共长12m，置于钢管立柱上，立柱上设置钢板。单根36C工字钢力学性能为：惯性矩：，抵抗矩：，弹性模量：回转半径：，截面积：，单位重：抗拉、抗压强度设计值：，抗剪强度设计值：。3、横向分配梁：36C工字钢，长12m，置于纵向盖梁上。惯性矩：，抵抗矩：，弹性模量：回转半径：，截面积：，单位重：抗拉、抗压强度设计值：，抗剪强度设计值：。4、纵向分配梁：两根14#槽钢组拼成一组，置于横向分配梁上，槽钢单根长6m，保证两组槽钢纵向上在横向分配梁上搭接，搭接处施焊连接成整体。单根14#槽钢力学性能为：惯性矩：，抵抗矩：，弹

7、性模量：回转半径：，截面积：，单位重：抗拉、抗压强度设计值：，抗剪强度设计值：。5、底模采用厂制定型钢模板，面板为6mm厚钢板，下设桥横向间距40cm的10#槽钢作为背肋，10#槽钢置于纵向分配梁上，之间设置木楔以供落架使用，面板背设置10mm厚的筋板以加强面板的抗弯效果。检算时仅对10#槽钢进行检算。单根10#槽钢力学性能为：惯性矩：，抵抗矩：，弹性模量：回转半径：，截面积：，单位重：抗拉、抗压强度设计值：，抗剪强度设计值：。（三）受力机理各竖向荷载通过模板传力至型钢平台上，具体的传力路径为：底板、腹板、顶板（设置内满堂支架）均通过底模传至纵向分配梁、横向分配梁、纵向盖梁、钢管立柱、钢筋混凝

8、土独立基础翼缘板通过模板支架传至纵向分配梁、横向分配梁、纵向盖梁、钢管立柱、钢筋混凝土独立基础。根据其传力过程和本桥0#、1#段支架设计计算思路，本次计算按照从上往下的顺序进行检算各构件的受力情况。四、支架检算1、底模10#槽钢桥梁底模设计为6mm厚钢板作为面板，横向设100#槽钢作为横肋，间距400mm，横肋为模板的支撑，并将力传至下设置的7个14#的槽钢支撑上。由于100#槽钢横肋纵向间距400mm，故取400mm长的梁段荷载对底模槽钢检算。1.1、荷载情况A、梁体自重：按照1.85m处截面取值计算，腹板处：79.3*0.4=31.72KN/m（桥横向均布荷载，长0.58m）底板处：33.

9、2*0.4=13.28KN/m（桥横向均布荷载，长5.54m，包括顶板）梁体混凝土未取超灌系数5%。B、模板荷载底模：2.4/3*6.7=1.2 KN/m2，则有1.2*0.4=0.48 KN/m（桥横向均布荷载，长6.7m）顶板底模及支架：0.75 KN/m2，则有0.75*0.4=0.3 KN/m（桥横向均布荷载，长5.54m）外模：3.2/2.5=1.3t/m（0#、1#段数据），梁高变低，取1.0t/m（桥纵向，视为集中荷载，由外支架承担，不计在底腹板内）C、其它荷载施工人员、施工料具运输、堆放荷载：2.5KN/m2，则2.5*0.4=1 KN/m（桥横向均布荷载，长6.7m）倾倒混凝

10、土产生的冲击荷载（导管）：2.0KN/m2，则2.0*0.4=0.8KN/m（桥横向均布荷载，长6.7m）振捣混凝土产生的荷载：2.0KN/m2，则2.0*0.4=0.8 KN/m（桥横向均布荷载，长6.7m）1.2、组合后荷载为腹板处：（31.72*1.05+0.48）*1.2+（1+0.8+0.8）*1.4=44.18 KN/m（桥横向均布荷载，长0.58m）底板处：（13.28*1.05+0.48+0.3）*1.2+（1+0.8+0.8）*1.4=21.31 KN/m（桥横向均布荷载，长5.54m，包括顶板）建立受力模型为：计算结果变形、弯矩、剪力图：计算结果：弯应力：=3100/39.

11、7=78.09Mpa，小于容许，强度满足要求；剪应力：=147/12.7=11.57Mpa，小于容许，截面几何型式满足要求；挠度：最大变形在2、3支座间，为0.4mm，小于容许变形=1300/400=3.25mm，刚度满足要求。各支座处（纵向分配梁支撑处）支反力为：X=0.1m，N=4.4+10.2=14.6KN；X=0.75m，N=14.7+13.5=28.2KN；X=2.05m，N=14.2+14=28.2KN；X=3.35m，N=13.7+13.7=27.4KN；X=4.65m，N=14+14.2=28.2KN；X=5.95m，N=13.5+14.7=28.2KN；X=6.6m，N=10

12、.2+4.4=14.6KN。注意：上述支反力为0.4m长梁体的荷载情况下对纵向分配梁的压力。2、纵向分配梁根据以上第1项对底模10#槽钢计算，各支点处支反力即表示为对纵向分配梁的压力，选取最大的压力28.2KN进行计算，视为均布荷载。则：均布荷载P=28.2/0.4=70.5KN/m。自重：14.5 Kg/m=0.145 KN/m，（为保证不漏算荷载，进入计算）则：计算的均布荷载为：70.5+0.145=70.65 KN/m。纵向分配梁为双排14#槽钢组成，每组长6m，两组搭接成12m长，置于横向分配梁上，横向分配梁间距布置为1.5m，故按4跨、总长6m的连续梁建立受力模型为： 计算图：计算结

13、果：弯应力：=17000/(80.5*2)=105.6Mpa，小于容许，强度满足要求；剪应力：=643/(18.5*2)=17.38Mpa，小于容许，截面几何型式满足要求；挠度：最大变形在1、2支座间，为1mm，小于容许变形=1500/400=3.75mm，刚度满足要求。3、横向分配梁横向分配梁为36c工字钢，至于纵向盖梁上，间距1.5m，对上支撑纵向分配梁，由于其间距为1.5m，故取1.5m长梁体荷载计算，另翼缘板取1.5m长作为对其的集中荷载。根据第1项计算的纵向分配梁在0.4m长梁体荷载下的之反力情况，换算成1.5m长梁体的荷载则为队横向分配梁的集中荷载。3.1、各荷载情况：A、翼缘板处

14、梁体荷载（超灌系数5%）：1.31*1.5*26*1.05=53.6KN外模： 1.0t/m*1.5=1.5 t=15 KN施工人员、施工料具运输、堆放荷载：2.5KN/m2*3.35*1.5=12.6 KN倾倒混凝土产生的冲击荷载（导管）：2.0KN/m2*3.35*1.5=10.1 KN振捣混凝土产生的荷载：2.0KN/m2*3.35*1.5=10.1 KN最终荷载为：P1、P9=（53.6+15）*1.2+（12.6+10.1+10.1）*1.4=128.2 KNB、自重：71.2 Kg/m=0.712KN/m，（为保证不漏算荷载，进入计算，按均布荷载计）C、底腹板处从左至右为：P2=1

15、4.6/0.4*1.5+0.145*1.5=54.97 KN，P3=28.2/0.4*1.5+0.145*1.5=105.97KNP4=28.2/0.4*1.5+0.145*1.5=105.97KN，P5=27.4/0.4*1.5+0.145*1.5=102.97KNP6=28.2/0.4*1.5+0.145*1.5=105.97KN，P7=28.2/0.4*1.5+0.145*1.5=105.97KNP8=14.6/0.4*1.5+0.145*1.5=54.97 KN。3.2、建立受力模型为：说明，受力模型图中绿色为纵向盖梁对横向分配梁的支点，也是钢管立柱横向布置间距，设L0=3.8m、6-

16、L0=6-3.8=2.2m进行检算3.3、计算情况计算图：计算结果：弯应力：=/902=122.7Mpa，小于容许，强度满足要求；剪应力：=1617/90.7=17.83Mpa，小于容许，截面几何型式满足要求；挠度：最大变形在X=0（杆端），为2.3mm，小于容许变形=2200/400=5.5mm，刚度满足要求。各支点处支反力(即1.5m梁长荷载对纵向盖梁的压力)：X=2.2m，N=129.8+161.8=291.6KN；X=6.0m，N=107.4+107.4+P5=214.8+102.97=317.77KN；X=9.8m，N=161.8+129.8=291.6KN；4、纵向盖梁纵向盖梁为钢

17、管立柱上的纵梁，由两根36c工字钢组拼成一组，横向布置3组，利用本桥0#、1#段现浇支架的纵梁，则长为6.0m，故边跨现浇段需要两组顺桥向布置才能满足长度，搭接设于钢管立柱上，并采取焊接措施，但计算时分段检算。4.1、第一种情况：靠边墩侧盖梁即以6.0m长的连续梁计算，盖梁上为横向分配梁，其荷载视为集中荷载，根据第3项计算结果知，中间一组盖梁所受的压力最大，为集中力P=317.77KN，以此集中力和钢管立柱布置建立受力模型为：自重：71.2*2 Kg/m=0.712*2=1.424KN/m，（为保证不漏算荷载，进入计算，按均布荷载计）根据横向分配梁布置情况，各集中力从左至右为：317.77/2

18、=158.89 KN，317.77KN，317.77KN，317.77KN，317.77/2=158.89 KN。按L1=1.0m、L2=2.5m、L3=2.5m计算计算图为：计算结果为：弯应力：=/（902*2）=88.47Mpa，小于容许，强度满足要求；剪应力：=3303/（90.7*2）=18.21Mpa，小于容许，截面几何型式满足要求；挠度：最大变形在X=0（杆端），为1.1mm，小于容许变形=1000/400=2.5mm，刚度满足要求。各支座处支反力(即纵向盖梁对钢管立柱的压力)：X=1.0m，N=160.3+330.3=490.6KN；（靠墩侧）X=3.5m，N=308.8+245

19、.6=554.4KN；X=6.0m，N=75.8+158.9=234.7KN；（中间盖梁接头处，荷载取的一半计，另一半荷载计算入下一盖梁内）4.2、第二种情况：靠合拢段侧盖梁剩余梁段长3.9m由靠合拢段侧的纵向盖梁承担，建立3.9m长的连续梁，集中力仍按照p=317.77的原则计入，建立受力模型为：设L1=3.0m、L2=0.9m计算，集中力从左至又为：317.77/2=158.89 KN，317.77KN， 317.77KN，317.77/1.5*0.15=31.78KN计算图为：计算结果为：弯应力：=/（902*2）=124.89Mpa，小于容许，强度满足要求；剪应力：=1707/（90.

20、7*2）=9.41Mpa，小于容许，截面几何型式满足要求；挠度：最大变形在X=1.5m处，1、2支座间，为2.3mm，小于容许变形=1500/400=3.75mm；和X=3.9m处，杆端（靠合拢侧），为1.8mm，小于容许变形=900/400=2.25mm。刚度满足要求。各支座处支反力(即纵向盖梁对钢管立柱的压力)：X=0m，N=151.3+158.89=310.69KN；为中间搭接处，结合上一部分的支反力X=6.0m，N=234.7KN，则该钢管立柱最终受压力为N=310.7+234.7=544.9KN。X=3.0m，N=170.7+33.1+317.77=521.6KN；五、施工工况一：拆

21、除外侧模和内模系统（一）、荷载情况拆除外侧模和内模系统后，所以荷载均由底腹板传递至型钢平台上，具体地说，较混凝土浇筑时的荷载情况来看，翼缘板处无支撑，翼缘板处荷载通过腹板向下传递，顶板内模支撑系统拆除，其荷载也通过腹板向下传递，不在传递至底板上。故腹板处除本身的荷载外，另增加了翼缘板和顶板的荷载，底板处荷载仅为底板的荷载，无顶板的荷载。此时荷载包括：A、梁体混凝土自身重量，应考虑超灌系数5%；B、进行其它工作考虑人员、机具荷载2.5KN/m2，腹板处按照梁全宽13.4m计算；底板处按5.54m宽考虑。堆放荷载尽量减少，因此，拆除模板后应及时将材料卸至梁体外。计算时按照从上向下的顺序对已有的支架

22、进行检算。（二）支架检算1、底模板背肋槽钢取0.4m长梁体荷载计算。1.1、各荷载计算A、腹板荷载混凝土自重：(1.31+3.649/2+1.769)*0.4*26*1.05=53.55KN，对腹板横向宽度上的均布荷载为53.55/0.58=92.32 KN/m人员机具荷载：2.5*6.7*0.4/0.58=11.55 KN/m则：92.32+11.55=103.87 KN/m。（横向均布荷载，长0.58m）B、底板荷载混凝土自重：3.428*0.4*26*1.05/5.54=6.76 KN/m人员机具荷载：2.5*0.4=1 KN/m则：6.76+1=7.76 KN/m。（横向均布荷载，长5

23、.54m）1.2、建立受力模型1.3、计算结果计算图：计算结果：弯应力：=3400/39.7=85.64Mpa，小于容许，强度满足要求；剪应力：=290/12.7=22.83Mpa，小于容许，截面几何型式满足要求；挠度：最大变形在2、3支座间，为0.3mm，小于容许变形=650/400=1.63mm，刚度满足要求。各支座处（纵向分配梁支撑处）支反力为：X=0.1m，N=10.4+29=39.4KN；X=0.75m，N=22.2+6.2=28.4KN；X=2.05m，N=3.9+4.7=8.6KN；X=3.35m，N=5.4+5.4=10.8KN；X=4.65m，N=4.7+3.9=8.6KN；

24、X=5.95m，N=6.2+22.2=28.4KN；X=6.6m，N=29+10.4=39.4KN。注意：上述支反力为0.4m长梁体的荷载情况下对纵向分配梁的压力。2、纵向分配梁建立6m长的连续梁，均布荷载取上述计算中支反力较大者q=39.4/0.4=98.5 KN/m， 自重：14.5 Kg/m=0.145 KN/m，（为保证不漏算荷载，进入计算）则计算均布荷载为：98.5+0.145= 98.65KN/m建立受力模型：计算图为：计算结果：弯应力：=23800/(80.5*2)=147.8Mpa，小于容许，强度满足要求；剪应力：=898/(18.5*2)=24.27Mpa，小于容许，截面几何

25、型式满足要求；挠度：最大变形在1、2支座间，为1.3mm，小于容许变形=1500/400=3.75mm，刚度满足要求。3、横向分配梁3.1、荷载A、自重：71.2 Kg/m=0.712KN/m，（为保证不漏算荷载，进入计算，按均布荷载计）B、底腹板处从左至右为：P2=39.4/0.4*1.5+0.145*1.5=147.97 KN，P3=28.4/0.4*1.5+0.145*1.5=106.72KNP4=8.6/0.4*1.5+0.145*1.5=32.47KN，P5=10.8/0.4*1.5+0.145*1.5=40.72KNP6=8.6/0.4*1.5+0.145*1.5=32.47KN，

26、P7=28.4/0.4*1.5+0.145*1.5=106.72KNP8=39.4/0.4*1.5+0.145*1.5=147.97 KN。3.2、建立受力模型3.3、计算结果计算图：计算结果：弯应力：=/902=134.0Mpa，小于容许，强度满足要求；剪应力：=1807/90.7=19.92Mpa，小于容许，截面几何型式满足要求；挠度：结构物处最大变形支座之间，为2.9mm，小于容许变形=3800/400=9.5mm，刚度满足要求。各支座处支反力(即1.5m梁长荷载对纵向盖梁的压力)：X=2.2m，N=1.6+180.7=182.3KN；X=6.0m，N=109.2+109.2+P5（40

27、.72）=259.12KN；X=9.8m，N=180.7+1.6=182.3KN；由计算得最大支反力与混凝土浇筑时支架相比，仍然为中间排纵向盖梁承受的压力最大为259.12KN，且小于317.77 KN，因此，不再往下检算，可知，该支架在混凝土浇筑过程中能满足要求，则在该工况下也能满足要求。六、施工工况二：边跨合拢时采用吊架，对边跨现浇段支架压力许可情况1、荷载情况施工工况二是在施工工况一结束后进行的，因此检算施工工况二应在工况一的基础上进行计算，即边跨现浇段拆除外模、内模与边跨合拢段浇注的情况，由于是在两个工序下结合的计算，其所取荷载不一致，不便于计算，根据第五项计算可知，混凝土浇筑支架能满

28、足要求，则拆除模板后也能满足要求，所以，此工况计算时则简化为均在混凝土浇筑状况下的荷载情况。边跨合拢采取吊架合拢，现浇段支架则承受合拢段一半的荷载，合拢段长度为2.0m，计算时近似认为增加1.0m长的梁体荷载即可，增加的荷载布置在现浇段0.5m处。2、建立受力模型在第4.2项所述的受力模型基础上，增加1.0m长的梁体荷载，此时梁段长4.9m的荷载由靠合拢段侧的纵向盖梁承担，建立3.9m长的连续梁，集中力仍按照p=317.77的原则计入，建立受力模型为：图中粉色所示荷载为现浇段荷载，蓝色所示为合拢段长1.0m梁体荷载。集中荷载从左至右分别为：X=0，317.77/2=158.89KN；X=1.5

29、，317.77 KN；X=3，317.77 KN；X=3.4，317.77/1.5*1.15=243.62KN；X=3.9，317.77/1.5*0.15=31.78KN。3、计算结果计算图：计算结果：弯应力：=/（902*2）=97.89Mpa，小于容许，强度满足要求；剪应力：=2767/（90.7*2）=15.3Mpa，小于容许，截面几何型式满足要求；挠度：最大变形在X=1.5m处，1、2支座间，为1.5mm，小于容许变形=1500/400=3.75mm；和X=3.9m处，杆端（靠合拢侧），为0.4mm，小于容许变形=900/400=2.25mm。刚度满足要求。各支座处支反力(即纵向盖梁对

30、钢管立柱的压力)：X=0m，N=118.8+158.89=277.69KN，小于310.69KN，检算钢管立柱时不作为控制值。X=3.0m，N=203.2+276.7+317.77=797.67KN，检算钢管立柱时作为靠合拢侧一横排独立考虑。七、钢管立柱及基础1、钢管立柱根据前述计算结果，中间排钢管立柱所受压力最大，从墩旁开始，各压力分别为：X1=1.0m，N=490.6KN；X2=3.5m，N=554.4KN；X3=6.0m，N=544.9KN；X4=9.0m，N=521.6KN；X4=9.0m，N=797.6KN（边跨合拢时，承受合拢段一半荷载情况）。因此，钢管立柱及基础设计按照第1、2、

31、3横排为554.4KN计，第4横排按照797.7KN计。设钢管高为6.5m，立柱钢管视为一端固结，一端铰结，取，钢管最大承载力：大于797.6KN，满足要求。2、钢筋混凝土基础根据前述计算钢管承压力情况，从边墩开始，第13横排压力按照555KN、第4横排按照798KN的原则设计，独立基础按钢筋混凝土做，以承压为主，钢筋仅按构造配筋即可。2.1、第13横排基础宽1200*1200mm，高600mm，立柱钢管与基础间通过钢板连接，钢板为600*600*10mm，钢板与立柱设置加强肋焊接，钢板与钢筋混凝土独立基础通过螺栓固定。钢筋混凝土独立基础为C30。地基承载力：。要求地基压实，承载力大于0.4M

32、Pa。2.2、第4横排基础宽1500*1500mm，高750mm，立柱钢管与基础间通过钢板连接，钢板为750*750*10mm，钢板与立柱设置加强肋焊接，钢板与钢筋混凝土独立基础通过螺栓固定。钢筋混凝土独立基础为C30。地基承载力：。要求地基压实，承载力大于0.4MPa。根据地基承载力的大小可进行调整，271#墩边跨和274#墩旁现浇视情况进行适当调整。3、地基处理3.1、271#墩旁现浇段部分位于原305国道上，地基情况好，对基坑回填部分应翻开1.0m，以较小粒径石碴回填压实，顶面以砂夹碎石找平。3.2、274#墩旁现浇段地基按照换填处理，换填2.5m深山皮石碾压，顶面以砂夹碎石找平。水沟需改移，并埋设过水管，水以管通过，为防渗水浸泡地基，埋管时两侧上下均敷设防水草袋。专心-专注-专业