杨梅互通A匝道现浇梁计算书

1、中铁十一局集团有限公司 现浇箱梁安全技术专项施工方案杨梅互通A匝道桥现浇梁施工支架搭设结构计算书一、工程概况本合同段起讫里程为：K309+620-K316+380，路线长度6.760km，主线桥梁全长892.7m/5座，其中大桥812.1m/4座，中桥80.6m/1座，涵洞22道；桥隧总长占路线总长的13.206%；互通立交1处，服务区1处，通道12座；路基挖方279.6万方，填方243.2万方。其中现浇梁1座为杨梅互通A匝道桥，起讫里程为AK0+685-AK0+749，中心里程为AK0+717，A匝道桥共2跨，0#-3#墩上部结构全部采用现浇箱梁结构，桥跨布置为22+35m，桥宽17.5m，

2、桥梁全长64m（含耳墙），桥梁面积1120，桥梁位平面位于R=210m右偏圆曲线上，桥梁交角为90度，桥台背墙前侧线、桥墩中心线与路线设计线的右偏角为90度，采用径向布置，桥梁跨径指路线设计线上的曲线长度。根据设计图纸，A匝道桥上部为等宽预应力现浇连续箱梁，箱梁梁高为1.8m，桥宽17.5m，箱梁采用单箱三室截面形式，顶板宽17.5m，底板宽12.82，两侧悬臂各2m，顶板厚25cm，腹板厚45-75cm，在1#墩跨中设置中横梁，0#、3#墩设置端横梁。 二、编制依据（1）铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程（TB101102011）；（2）建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范（JGJ 130-

3、2011）；（3）建筑结构荷载规范（GB50009-2001）；（4）公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007)；（5）公路施工手册；（6）公路施工计算手册。三、上部梁体施工方案 杨梅互通A匝道桥现浇箱梁共两跨，其中第二跨位于主线路基上，地形较平坦，梁底至原地面高度在6-7m，第一跨跨径为22m，第二跨跨径为35m，两跨均采用碗扣式满堂支架现浇施工。主要施工流程为：场地平整、地基处理、满堂支架搭设、安装支座、堆载预压、沉降观测、逐级卸载、设置预拱度、安装外模、底腹板钢筋制作及安装、底腹板混凝土浇筑、顶板钢筋及防护栏预埋筋安装、顶板混凝土浇筑、混凝土养护、拆除侧模、张拉压浆、拆除底模

4、板、拆除满堂支架。支架具体布置见施工方案。1、地基处理在清除表面松散土后，碾压平整后浇筑15cm厚C20混凝土，宽度21米。 2、满堂支架施工在清除表层土后，碾压平整再浇筑15cmC20混凝土，宽度21m，作为支架基础。 选用碗式支架作为支撑骨架，支架布置为：满堂支架顺桥向立杆排距0.6m，横桥向立杆中间底腹板位置为23排排距0.6m，两侧翼缘板按6排排距0.9m，翼缘板外为2排排距0.9m立杆作为操作平台，所有横杆步距均为1.2m。支架支撑在专用地托上，以确保受力均匀,支架上端采用专用天托，纵向采用10×10cm方木间距0.3m，横向采用10×10cm方木, 间距0.6米

5、,通过支架上端的天托设置预拱度。3、堆载预压为消除非弹性变形，取得碗式支架弹性变形量和地基沉降变形量。在方木铺设完毕且加固稳固后选用砂带进行分级堆载预压。预压采用分跨预压，从A匝道桥第一跨向第二跨进行，施加荷载总重：梁体自重施工荷载(梁体自重10%)。模拟砼施工过程按30%、70%、110%逐级加载。在加载过程中设置沉降观测点，观测点分别设在翼缘板、底板处，每断面设5点，每4米设一个观测断面。堆载预压时间不小于48小时，卸载采用分级逐步卸载。每次堆载、卸载均做好沉降观测，并做好记录。4、预拱度设置预拱度计算公式为f=f1+f2，其中f1支架弹性变形(由预压得出数据)，f2=梁片设计预拱度值。最

6、大预拱度值设置在梁的跨中位置，并按二次抛物线形式进行分配，算得间距2米各点处的预拱度值后，按折线通过钢管脚手架对底模和翼缘板进行调整。5、钢筋制安钢筋在钢筋加工场地制作，采用机械连接接头工艺连接,根据钢筋绑扎的先后顺序采用人工配合汽车、吊车运输到模板。钢筋绑扎顺序：从一段向另一段进行，箱梁底板、箱梁腹板、箱梁底、腹板波纹管、箱梁顶板、预留钢筋和预埋件埋设。按照设计图纸和验标要求进行钢筋的绑扎安装，同时注意钢筋接头按要求错开，钢筋绑扎时要按设计图纸的钢筋编号从下到上、从一头到另一头分顺序绑扎，为避免在安装时将误差集中到某一头，可分成几段进行。保证所有的钢筋规格、型号、间距、数量及保护层等满足设计

7、要求。钢筋交接点绑扎均采用十字交叉绑，不允许采用梅花跳绑，且绑扎铁丝的尾段不应伸入保护层内。钢筋保护层采用购买的同等级砂浆垫块，梁体侧面和底面的垫块至少应为4个/m2。箱梁施工中主要预埋件有泄水孔、透气孔、伸缩缝预埋件、防撞护栏预埋筋、施工预埋件等，施工时应严格按照设计图纸要求进行预埋。6、砼施工砼浇筑采用2台混凝土汽车泵从0#台边跨向2#边跨一次进行。混凝土浇筑水平分层、斜向分段、对称、连续浇注的原则。浇注砼时，每层砼的厚度30厘米为宜，不得超过50厘米，砼振捣和下料交替进行，采用插入式振捣棒振捣。砼浇注成型终凝后，覆盖土工布浇水养护。四、满堂支架结构验算 1、碗扣支架相关参数立杆和横杆设计

8、允许荷载立 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）0.6400.94.5121.2301.23.571.8251.52.54.52.4201.82.03.0碗口支架钢管外径48, 钢管内径41,壁厚3.5mm，截面积4.89*102mm2惯性矩I=1.215*105mm4，单位重量62kg/m回旋半径i=(484-414)/64/(484-414)/41/2=15.782、支架荷载分析根据本工程现浇箱梁的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式： q1 箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取26KN/m3。根据我部现浇箱梁结构特点，我们取中横梁截面为

9、代表截面进行箱梁自重计算，并对这个代表截面下的支架体系进行检算，首先分别进行自重计算。 q2 箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载，按均布荷载计算；取q21.2kPa q3因施工时面积分布广，需要人员及机械设备不多，取q3=2.0KN/m2（施工中要严格控制其荷载量）。 q4 振捣混凝土产生的荷载，对底板取2.0kPa，对侧板取4.0kPa。 q5 新浇混凝土对侧模的压力。因现浇箱梁采取水平分层以每层30cm高度浇筑，在竖向上以V=1.2m/h浇筑速度控制，砼入模温度T=28控制，因此新浇混凝土对侧模的最大压力q5=K为外加剂修正稀数，取掺缓凝外加剂K=1.2当V/t=1.2/28=0.04

10、30.035 h=1.53+3.8V/t=1.69mq5= q6 倾倒混凝土产生的水平荷载，取2.0kPa。 q7 支架自重，经计算支架在不同布置形式时其自重如下表所示：满堂钢管支架自重立杆横桥向间距×立杆纵桥向间距×横杆步距支架自重q7的计算值(kPa)60cm×60cm×120cm3.38荷载组合模板、支架设计计算荷载组合模板结构名称荷载组合强度计算刚度检算底模及支架系统计算侧模计算3、支架结构验算3.1 底模面板检算 底模面板采用15mm厚竹胶板，竹胶板尺寸为122*244*1.5cm。竹胶板下纵桥向设置100*100mm方木小肋，中心间距300m

11、m，取1m板宽按净跨径300mm连续梁检算。（1）荷载取底腹板荷载进行计算：梁体砼1m截面均布荷载：2底模面板宽度自重2箱内支撑架荷载2，实际取0KN/m2。 （2）强度验算Mmax=0.57kN·m Qmax=11.46kN底模力学参数：S =1/8×bh2=1/8×1.0×0.0152=2.8×10-5 m3I=1/12×bh3=1/12×1.0×0.0153=2.8125×10-7 m4W1/6×bh2=1/6×1.0×0.0152=3.75×10-5 m3

12、强度条件： =Mmax/W=0.57/(3.75×10-5 )=15.2MPa=45Mpa= Qmax S/(Ib)=(11.46×2.8×10-5)/( 2.8125×10-7×1.0) =1.14MPa=4 MPa（3）刚度验算:fmaxffmax=0.677ql4/(100EI) 其中E=9×103 MPa fmax=(0.677×63.642*1000×0.24)/(100×9×103×106×2.8125×10-7) =0.27mmf=1/400m=0.7

13、5mm 1.5cm的竹胶板作为底模满足要求。3.2 模板底纵桥向方木计算： 竹胶板底部桥顺向设置100*100mm方木小肋，中心间距300mm，方木下设置横桥向方木，方木中心间距为60cm，按单根方木受力（单根方木承受宽度600mm的系梁荷载）按三跨连续梁检算。 （1）、荷载组合 取底腹板荷载进行计算：梁体砼顺桥向均布荷载：2底模面板宽度自重2方木自重：2Mmax=0.69kN·m Qmax=6.91kN方木力学参数：S =1/8×bh2=1/8×0.1×0.12=1.25×10-4 m3I=1/12×bh3=1/12×0.

14、1×0.13=8.3×10-6m4W1/6×bh2=1/6×0.1×0.12=1.67×10-4 m3强度条件： =Mmax/W=0.69/(1.67×10-4 )=4.1MPa=12 Mpa= Qmax S/(Ib)=(6.91×1.25×10-4)/( 8.3×10-6×0.1) =0.1MPa=1.3 MPa 刚度验算:fmaxffmax=0.677ql4/(100EI) 其中E=9×103 MPa fmax=(0.677×19.2×0.64)/(1

15、00×9×109×8.3×10-6) =0.23mmf=1/400m=1.5mm底模纵向方木截面尺寸符合设计要求 3.3横向方木计算： 横桥向方木采用10*10cm方木,铺设于支架立杆顶撑上，间距为60cm，跨度60cm，所受荷载为上部纵向方木传递的集中荷载，间距按30cm布置，其荷载大小为：P=1.143*ql=1.143*19.2*0.6=13.17KN/m按四跨连续梁计算。 Mmax=1.27kN·m Qmax=8.7kN方木力学参数：S =1/8×bh2=1/8×0.1×0.12=1.25×10-

16、4 m3I=1/12×bh3=1/12×0.1×0.13=8.3×10-6m4W1/6×bh2=1/6×0.1×0.12=1.67×10-4 m3强度条件： =Mmax/W=1.27/(1.67×10-4 )=7.6MPa=12 Mpa= Qmax S/(Ib)=(8.7*1.25×10-4)/( 8.3×10-6×0.1) =0.013MPa=1.3 MPa 刚度验算:fmaxffmax=1.764ql3/(100EI) 其中E=9×103 MPa fmax=(1

17、.764×13.17×0.63)/(100×9×109×8.3×10-6) =0.04mmf=1/400m=1.5mm底模横向方木截面尺寸符合设计要求3.4扣件式钢管支架立杆强度及稳定性验算边支点V-V截面处钢管扣件式支架体系在箱梁底腹板采用60×60×120cm的布置结构，在翼缘板采用60×90×120cm的布置结构，如图：、立杆强度验算根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm，立杆可承受的最大允许竖直荷载为N=30kN（参见公路桥涵施工手册）。立杆实际承受的荷载为：N=1.2（NG1K

18、+NG2K）+0.85×1.4NQK（组合风荷载时） NG1K支架结构自重标准值产生的轴向力； NG2K构配件自重标准值产生的轴向力; NQK施工荷载标准值；于是，在底腹板位置有：NG1K=0.6×0.6×q1=0.6×0.6×45.9=16.5KNNG2K=0.6×0.6×q2=0.6×0.6×1.2=0.432KN NQK=0.6×0.6×(q3+q4+q7)=0.36×(2.0+2.0+3.38)=2.657KN则：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×

19、1.4NQK=1.2×（16.5+0.432）+0.85×1.4×2.657=23.48KNN30kN，强度满足要求，安全系数23.48/24.57=0.96。 在翼缘板位置有：NG1K=0.6×0.9×q1=0.6×0.9×8.19=4.42KNNG2K=0.6×0.9×q2=0.6×0.9×1.2=0.648KN NQK=0.6×0.9×(q3+q4+q7)=0.54×(2.0+2.0+3.38)=3.985KN则：N=1.2（NG1K+NG2K）+0

20、.85×1.4NQK=1.2×（4.42+0.648）+0.85×1.4×3.985=10.82KNN30kN，强度满足要求。均满足要求。、立杆稳定性验算根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范有关模板支架立杆的稳定性计算公式：N/A+MW/WfN钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4NQK（组合风荷载时），同前计算所得；f钢材的抗压强度设计值，f205N/mm2参考建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范表5.1.6得。 A48mm×3.5钢管的截面积A489mm2。 轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比查

21、表即可求得。 i截面的回转半径，查建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范附录B得i15.8。 长细比L/i。 L水平步距，L1.2m。于是，L/i76，参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范查附录C得0.744。MW计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10WK=0.7uz×us×w0uz风压高度变化系数，参考建筑结构荷载规范表7.2.1得uz=1us风荷载脚手架体型系数，查建筑结构荷载规范表6.3.1第36项得：us=1.2w0基本风压，查建筑结构荷载规范附表D.4 w0=0.35KN/m2故

22、：WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.25×1.2×0.35=0.368KNLa立杆纵距0.6m；h立杆步距1.2m，故：MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10=0.03784KNW 截面模量查表建筑施工扣件式脚手架安全技术规范附表B得： W=5.08×103mm3则，N/A+MW/W35.39×103/（0.744×489）+0.03784×106/（5.08×103）104.72KN/mm2f205KN/mm2计算结果说明支架是安全稳定的

23、。3.5满堂支架整体抗倾覆验算依据公路桥涵技术施工技术规范实施手册第9.2.3要求支架在自重和风荷栽作用下时，倾覆稳定系数不得小于1.3。K0=稳定力矩/倾覆力矩=y×Ni/Mw采用57m验算支架抗倾覆能力：跨中支架宽20.5m，长57m采用60×60×120cm支架来验算全桥：支架横向31排；支架纵向95排；高度7m；顶托TC60共需要31*95=2945个；立杆需要31*95×7=20615m;纵向横杆需要31×7/1.2×57=10307.5m；横向横杆需要95×7/1.2×18.5=10252m；故：钢管总

24、重（20615+10307.5+10252）×3.84=158t; 顶托TC60总重为：2945×7.2=21t；故q=158×9.8+21×9.8=1754KN；稳定力矩= y×Ni=8×1754=14032KN.m依据以上对风荷载计算WK=0.7uz×us×w0=0.504KN/ m2跨中57m共受力为：q=0.504×7×57=201.096KN；倾覆力矩=q×5=201.096×5=1005.48KN.mK0=稳定力矩/倾覆力矩=14032/1005.48=13.96

25、>1.3计算结果说明本方案满堂支架满足抗倾覆要求3.6 跨中门洞支架体系验算本桥施工方案中A匝道第二跨中门式通道采取间距30cm碗扣支架和工字钢平台支架体系，工字钢平台支架体系由碗扣支架上铺设10*10的纵向方木，方木上铺设间距为60cm的I40a工字钢作为横向分配梁，工字钢上纵向向满铺10×10cm方木及搭设满堂扣件式钢管支架。（1）门洞横梁工字钢验算门洞处荷载为取底腹板荷载进行计算：梁体砼顺桥向均布荷载：2底模面板宽度自重2方木自重：2上部拱肋自重及支撑架宽度荷载2取立杆间距为0.6*0.6m；则门洞横梁处每根立杆受力为：67.77*0.6*0.6=24.4KN;门洞横梁受

26、力图如下:Mmax=128.1kN·m Qmax=109.8kN横梁所需要的截面抵抗矩为：W=查桥涵计算手册“热轧普通工字钢截面特性表”可知，需使用I40a型号的工字钢，该型号工字钢截面特性如下：S=86.07mm2 Ix=21714cm4 Wx=1085.7cm3 M=67.56kg/m tw=16.5mmIx/ Sx=34.1cmI40a自重为0.6756KN/m(查桥涵手册)I40a自重产生弯距为：M=总弯距Mx=128.1+2.11=130.21KN·m弯距正应力为（临时结构，取1.3的容许应力增加值），满足要求支点处剪力为：Qx=109.8+0.6756×

27、;2.5=114.5KN为腹板厚度=15mmmax=Mpa<1.3×85 Mpa(1.3为容许应力增大值)，满足要求。 工字钢跨中挠度验算： I40a单位长度上的荷载标准值为：q=43.98+0.6756=44.66KN/mI40a刚度满足要求，所以采用I40a。（2）门洞支撑墩立杆上枕梁计算若枕梁按图中布置，纵梁将只起到传力作用，不需要特别的验算，但在实际施工中考虑最不利情况，支撑立杆顶枕梁承受由门洞横梁传递的上部荷载和自重，横梁传递的力以端头支墩处剪力最大，取此处计算。支撑立杆顶枕梁按跨中受集中荷载这一最不利的情况进行验算。验算时按连续梁进行，L=0.6m纵梁传递的剪力：Q

28、x=114.5KN每边支撑墩立杆共7排，故支撑墩立杆顶单根枕梁跨中集中荷载P=1/7 Qx+Wx=1/7*114.5=16.36KNMmax=1/4*0.6*16.36=2.454KN.m最大应力计算强度符合要求挠度验算:满足要求。（3）门洞两边支撑墩立杆验算：立杆强度验算按接受由支撑墩立杆顶枕梁传递的荷载P及自重这一最不利的情况进行验算。则支墩立杆所受压力N=P+W自重=16.36+2.2=18.56KN；立杆轴心受压应力计算强度符合要求。立杆稳定性验算：立杆步距为1.2m,碗扣脚手架立杆48mm,壁厚为3.5mm参照扣件式规范，按下式计算l0= h+2ah步距，h=1200mm；a立杆上端顶托伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.650 m