莞惠城际GZH-1标跨厚街水道边跨现浇段支架计算书

1、莞 惠 城 际 轨 道 GZH-1 标东莞水道特大桥跨厚街水道边跨现浇段支架计算书 中铁十四局集团有限公司 莞惠城际GZH-1标项目经理部 2011年11月15日莞 惠 城 际 轨 道 工 程 GZH-1 标东莞水道特大桥跨厚街水道92#、95#墩(40+60+40)m连续梁边跨现浇段支架计算书编制：_审核：_审批：_中铁十四局集团有限公司莞惠城际轨道GZH-1标项目经理部2011年11月15日中铁十四局莞惠城际GZH-1标项目部 跨律涌水道边跨现浇段支架计算书目 录一、工程概况：11、连续梁下部结构概况12、连续梁上部结构概况1二、边跨现浇段支架结构设计21、钢管支架结构22、支架结构23、

2、边跨现浇段预压3三、边跨现浇段结构计算21、计算建模依据42、工况荷载定义4（1）、工字钢I32a（悬臂腹板部分）4（2）、贝雷梁（悬臂部分）5（3）、双拼I45a工字钢（悬臂部分）6（4）、钢管桩承载力计算（悬臂部分）6（5）、地基承载力计算（伸入地面部分）7四、计算结论8东莞水道特大桥跨厚街水道(40+60+40)m连续梁桥92#、95#墩边跨现浇段支架计算书一、 工程概况：1、连续梁下部结构概况东莞水道特大桥跨厚街水道连续梁92#95#墩为（40+60+40）m连续梁桥。其中主墩93#、94#墩桩基为1.5m钻孔灌注桩，承台尺寸为14.3×10.4m，墩身为7.7×2

3、.8m圆端形实体墩；边墩92#、95#墩桩基为1.2钻孔灌注桩，其中92#墩为8.9×8.9m正方形承台，95#承台为12.5×8.9m六边形承台，墩身为8.2×2.8m矩形实体墩。2、连续梁上部结构概况厚街水道连续梁梁体为单箱单室、变高度、变截面结构，箱梁顶面宽12.16012.604m，箱底宽5.4585.502m；箱梁顶板厚6035cm，按折线变化。底板厚5080cm，按抛物线变化。腹板厚5080cm，按折线变化。全联在端支点、中支点及跨中处共设置4道横隔板，并设置孔洞，供检查人员通过。全桥梁长为139.84m，中支点截面中心线处梁高为4.4m，跨中2m直线

4、段及边跨10.92m直线段截面中心线处梁高为2.8m，梁底下缘按二次抛物线变化，边支座中心线至梁端0.75m。二、边跨现浇段支架结构设计1、钢管支架结构在边墩墩身连续梁侧设置9根个直径0.63m的钢管支架，钢管厚度不小于1cm；钢管两端设置厚2cm、尺寸为1.0×1.0m钢板作为盖板与底座，并在钢管四周增设加劲肋板。底座支撑于已浇筑的承台上，对于承台区域以外的钢管桩位置下打设直径为63cm×8mm的钢管桩（伸入地面以下至强风化泥质粉砂岩）。钢管之间采用双拼20工字钢横向、纵向连接、竖向约3.75m一道。具体如下图所示：图2-1边跨现浇段正、立面图2、支架结构 跨厚街水道连续

5、梁拱桥边跨现浇段底模采用0.6cm钢板、10槽钢背带组合模板，模板下部底板处布置I32a工字钢分配梁，分配梁布置于贝类梁之上，腹板处各布置2条工字钢，底板处按0.6 m间距、翼板处按定型模板背架间距布置。I32a工字钢纵梁架立于3组单层双排贝雷梁顶部，底部为双拼I45a工字钢垫梁，双拼工字钢下方布置钢凳和双拼I45a工字钢。且布置于钢管盖板之上。边跨现浇段外模采用定型钢模板。（具体设计尺寸见边跨现浇段施工图）。图2-2边跨现浇段支架布置图3、边跨现浇段预压钢管支架搭设好后通过采用吊装沙袋进行预压，以检验支架承重能力并消除支架的非弹性变形。预压荷载等于边跨现浇段墩身以外部分钢筋混凝土重量及其他施

6、工荷载的1.2倍。三、边跨现浇段结构计算1、力学参数本计算中所选用钢号为A3（Q235A）钢材，力学性能按以下规定计算：（1）弹性模量E=210GPa（2）抗弯容许应力1.3w=1.3x145=188.5MPa（3）抗剪容许应力1.3=1.3x85=110.5MPa（4）轴向容许应力1.3=1.3x140=182MPa本计算中所选用钢号为16Mn的钢材，力学性能按以下规定计算：（1）弹性模量E=210GPa（2）抗弯容许应力1.3w=1.3x210=273MPa（3）抗剪容许应力1.3=1.3x85=156MPa（4）轴向容许应力1.3=1.3x140=260MPa2、工况荷载定义跨厚街水道连

7、续梁上部结构为单箱单室，边跨现浇段长8.9m，悬臂部分长7.42m，浇筑方量为100.5m3，所以边跨现浇段悬臂部分总荷载为1950KN，其中腹部部分荷载为863KN，底板部分荷载为701KN，翼板部分荷载为386KN。（1）、工字钢I32a（悬臂腹板部分）1>、工字钢I32aI=1.108×104cm4 W=6.925×102cm3Mmax=W·1.3w=6.925×10-4m3×188.5×103kn/m2=130.5KN·Mf0=L/400=2.84/400=7.1mmmax=QSm/(Im)1.3=110.5M

8、Pa2>、计算腹部位置设置工字钢I32a间隔为0.4m。腹板宽0.8m。q=863/7.42=116KN/M横断面每边布置2根工字钢承受腹板荷载，每根工字钢所受q=29KN/MMx=ql2/8=29×2.482/8=22.3KN·MMmax=130.5KN·Mf=5ql4/(384EI)=5×29×2.484/(384×2.1×108×1.108×10-4)=6.1×10-4 m=0.61mmf0=7.1mmQmax=ql/2=29×2.48/2=36KN查表得：Ix/Sx =2

9、7.7cm, =9.5mm= Qmax Sx/(Ix)=36×103/(27.7×10-2×9.5×10-3) =13.6×106N/m2=13.6MPamax=110.5MPa所以工字钢I32a满足承载力要求，稳定性要求。（2）、贝雷梁（悬臂部分）1>、单层双排贝雷梁(不加强型)：I=2.3×105cm4，M=1576.4KN·m，Q=490.5KN，E=2.1×105MPa则f=L/400=3/400=7.5×10-3m=7.5mm2>、贝雷梁所受荷载按均布荷载计算，将混凝土的重量考虑 1

10、.1 倍的增大系数，模板重量，人、机、料及其他施工附 加荷载按箱梁底宽 5.18m 考虑，则每延米的荷载集度为： (1950×1.1+30×10)/5.18+5.5×7.42513kN/m 为安全计，假定悬出部分盖梁自重及施工机具、模板重量均由腹板正 下方的 6 片贝雷梁承受。 共 6片，分 3组，每组承受 513/3 = 171kN /m，支架上，工字钢I32a、贝雷梁每延米自重 （单层双排）3 kN/m， 贝雷梁的计算跨度为 3m，则跨中的最大弯矩为：M=ql2/8=(171 + 3)×32/8195.75kN·m 剪力为：Q=ql/2=(

11、171+3)×3/2261kN 最大弹性挠度：f1=5ql4/(384EI)=5×171×34/(384×2.1×108×2.3×10-3) =4×10-4 m=0.4mm3>、检验贝雷梁：Qmax=261KNQ=490.5KNMmax=195.75KN·mM=1576.4KN·mf0=0.4mmf=7.5mm所以，单层双片贝雷梁满足承载力，稳定性要求。（3）、双拼I45a工字钢（悬臂部分）1>、工字钢I45aI=3.224×104cm4 W=1.432×103c

12、m3Mmax=W·1.3w=1.432×10-3m3×188.5×103kn/m2=270KN·Mf0=L/400=2.84/400=7.1mmmax=QSm/(Im)1.3=110.5MPa2>、计算腹部位置设置工字钢2I45a间隔为3m。q=(1950×1.1+30×10)/5.18+5.5×7.42=513KN/M横断面布置3排双拼I45a工字钢承受腹板荷载，每根工字钢所受q=85.5KN/MMx=ql2/8=85.5×32/8=96KN·MMmax=130.5KN·Mf=

13、5ql4/(384EI)=5×85.5×34/(384×2.1×108×1.108×10-4)=38×10-4 m=3.8mmf0=7.1mmQmax=ql/2=85.5×3/2=128KN查表得：Ix/Sx =27.7cm, =9.5mm= Qmax Sx/(Ix)=106×103/(27.7×10-2×9.5×10-3) =48.7×106N/m2=48.7MPamax=110.5MPa所以工字钢2I45a满足承载力要求，稳定性要求。（4）、钢管桩承载力计算（悬

14、臂部分）钢管桩轴心受压： N/Am1所以N1 Am查表得：A3钢材轴向应力为140MPa长细比：=L0/rL0:自由长度，取15m；r:回转半径：r=/4=/4=0.219m因此长细比=15/0.219=68.49查表：1轴心受压构件的纵向弯曲系数为0.78Am 计算得0.0098m2Nmax1 Am=0.78×140×103×0.0098=1070KN参与计算的作用于支架上的荷载实际为： 513kN / m ×7.62m =3909kN 悬出部分盖梁由9根钢管桩支撑，所以N单= 3909 /9 =434KNNmax=1070KN所以钢管桩承载能力满足要求。（5）、地基承载力计算（伸入地面部分）摩擦桩单桩轴受压容许承载力计算：p=(Ulp+AR)伸出承台部分采用63cm钢管桩，U：周长为1.98m，l：地面以下7.5m，p=（20×1+40×4+100×2.5）/7.5=57kPa,A：截面受力面积为0.0098m2,R：桩尖处土的极限承载力350kPap=(Ulp+AR)=（1.98×