现浇箱梁钢管桩支架结构计算书

XX大桥工程现浇箱梁钢管桩支架结构验算书管桩布置：根据箱梁截面腹板位置，顺桥向设置5排Φ426×8钢管支架桩，横桥向桩距3.9米，与腹板位置对正。顺桥向桩距4.5~5.0米不等（详见平面布置图及立面图），全桥共180根管桩。估算平均单桩承载力350KN。单桩承载力验算：竖向荷载：选取4#墩第二排第三根桩为计算单元（箱梁支点恒载最大位置，承受3.9m×4.5m平面内箱梁体积荷重）1、箱梁砼体积（配筋率大于2%，砼容重取26KN/m3）①、顶板砼：（0.22m×3.9m+0.6m×0.12m+0.4m×0.28m）×4.5m×26KN/m3=122KN②、腹板砼：^h=2.0m、^b=(0.8+0.44)/2=0.62m0.62m×2.0m×4.5m×26KN/m3=145KN③、底板砼：^h=(0.36+0.22)/2=0.29m0.29m×3.9m×4.5m×26KN/m3=132.33KN∑G1=122+145+132.33=399.33KN2、模板、方木重量按照以往经验，选择18mm厚胶合板，100×100或80×80方木，间隔按30cm布设（木材容重取6KN/m3）。①、底板、顶板二层模板（18mm厚胶合板）：2×0.018m×3.9m×4.5m×6KN/m3=3.8KN②、腹板侧模：2×2.0m×4.5m×0.018m×6KN/m3=1.94KN③、内模门架：0.2KN/m2×3.9m×4.5m=3.51KN④、方木：(0.08m×0.08m×3.9m×4.5/0.3×2+4×2×4.5m×0.08m×0.08m)×6KN/m3=5.87KN∑G2=3.8+1.94+3.51+5.87=15.12KN3、钢分配梁重量：I10重量：0.11KN/m×4.5m×6=3KN25H钢重量：0.297KN/m×3.9m×3=3.5KN45H钢重量：0.76KN/m×4.5m=3.5KN∑G3=3+3.5+3.5=10KN4、施工活载：①、施工机具：5KN②、施工人员：5KN③、砼浇注冲击荷载：10KN∑G4=20KN竖向荷载汇总：∑N=∑G1+∑G2+∑G3+∑G4=399.3+15.12+10+20=444.4KN地基承载力验算（查XX大桥工程地质报告资料）①、列表计算单桩周侧面摩阻力（按Φ426管桩入土8米计算）：∑τ=τ1+τ2+τ3=854KN②、桩尖承载力：弱风化砂岩抗压：Ri=（38.32+35.36）/2=36.84MPa对于埋置深8m左右的开放式桩尖，管壁与岩面接触面积A0=πDd=3.14×0.426×0.008=0.107m2综上所述，单桩容许承载力N=1/K（∑F·f+ARi）=1/2（854KN+0.107m2×36.84MPa）=1/2(854KN+394KN)=624KN>444.4KN(安全)管桩稳定性验算（如图）管桩桩尖置于8米厚的风化岩层中，呈固结状态，桩顶与水平刚度很大的H型钢纵横网格联结成铰接状态，有效限制桩顶往横桥向、顺桥向两方面的位移。（μ值取0.8）l0=μl=0.8×18000=144000mmD=426mmd=418mmi=0.29√——（4262+4182）=173mm稳定验算：λ=l0/i=14400/173=83＜[λ]=100（满足要求）管桩强度验算：由λ=83按容许应力法，查表ψ取值0.631A=πDδ=3.14×426mm×8mm=10701mm2σ=∑N/ψA=444400N/（0.631×10701mm2）=65.81N/mm2＜[σ]=140N/mm2(验算结果:安全)钢管支架构造要求：桩位偏差：顺桥向、横桥向初始偏心均不得大于10cm，否则应进行偏心受力验算。横桥向每排管桩顶部均采用［10型钢设置斜撑，加强横向刚度，顺桥向隔行按两跨一联设置斜撑（见附图）。管桩驳接采用钢板包焊，参照钢结构规范（另出施工图）。桩顶设置卸载砂筒（另图加工）。主、次分配梁型钢梁构造措施参照钢结构规范（另出施工图）桩顶纵、横向分配钢梁布置方案（见后附图）主分配梁（顺桥向沿箱梁腹板共设五道主梁，即每行桩设一道），顺桥向沿管桩顶设置H450×150×9×14型钢。次分配梁：沿每排桩顶设一道H250×125×6×9型钢，每跨加设2道H250×125×6×9型钢，顺桥向铺设10#工字钢，间隔40~57.5cm。支架钢构件强度验算模板方木复核选取18mm厚胶合板，90mm×90mm方木，间距均为30.5cm。荷载计算选择箱梁端部底板、腹板变化段荷载最大区域为验算对象：箱梁顶板砼重量：122KN/3.9m×4.5m=6.95KN/m2腹板砼重量：（2.8m-0.22m-0.325m）×0.62m×26KN/m3=36.35KN/m底板砼重量：(0.36m+0.22m)/2×26KN/m3=7.8KN/m2模板支撑、方木等：15.12KN/(3.9m×4.5m)=0.86KN/m2施工活荷载(含机具)：2KN/m2砼震动力：2KN/m2当浇筑第一次砼时：∑q=b+c+d+e+f=49.01KN/m2受力图如下：②、模板强度复核：（容许应力[σw]=12N/mm2）W=1/6bh2=1/6×1000×182=54000M=1/10ql2=0.1×49.01KN/m2×1.0m×0.3052=0.456KN·mσ=M/W=(0.456×106)/54000=8.44N/mm2<12N/mm2(安全)120%荷载预压状态：σ=1.2×8.44=10.128N/mm2<12N/mm2(安全)③、方木复核：拟定布设方案：采用90mm×90mm方木布设，方木长度2米，跨径57.5cm，四跨连续梁。内力系数取值0.1，l=57.5cm，M=0.1×15×0.5752=0.469KN·m查表，材料容许应力[σw]=12N/mm2σ=M/W=(0.496×106)/(90×902)×6=4.08/mm2<12N/mm2(安全)120%荷载预压状态：σ=1.2×4.08=4.90N/mm2<12N/mm2(安全)2、10#工字钢验算：截面特性：wx=49×103，Ix/S=8.69如图：将方木传来的集中荷载近似地转化为均布线荷载，5跨连续梁内力系数取值0.1，剪力内系数取值0.606。qA=（a+b+c+d+e+f）×0.5m=(6.95+36.5+7.8+0.86+2+2)×0.5m=31.53KN/mMA=0.1×31.53×1.152=4.17KN·mmQA=0.606×31.53×1.15=22KNσ=M/W=(4.17×106)/(49×103)=85.1N/mm2<145N/mm2(安全)τ=Q·S/Itw=(22×103)/(8.69×10×4.5×10)=5.62N/mm2<85N/mm2120%荷载预压状态：1.2σ=102.12N/mm2<145N/mm2(安全)1.2τ=6.72N/mm2<85N/mm2(安全)3、25H型钢验算：截面特性：Wx=326cm3，Ix=4080cm4，S=203cm2，tw=6mm受力图：变截面段腹板传来集中力：（2.8-0.36-0.22）m×0.8m×(4.5/4)m×26KN/m3=52KN悬挑板集中力：0.2m×(0.8+2.65/2)m×5m×26KN/m3=55.3KN常截面腹板传来集中力：×2）m×0.44m×(5/3)m×26KN/m3=26KNq线=(a+c+d+e)×4.5/4m=(6.95+9.36+0.86+1)×4.5/4m=20.44KN/m(e取1KN/m)q线=(a+c+d+e)×5/3m=(6.95+7.8+0.86+1)×5/3m=26.02KN/m(控制设计)M=0.1ql2=0.1×26.02KN/m×3.9m×3.9m=39.576KN·mQ=0.6066×26..02×33.9=661.5KKNσ=M/W=(339.5776×1006)/(3326×1103)=1221.4NN/mm22<1455N/mm2(安全)120%荷载预预压状态：：1.2σ=1445.7NN/mm22≈145NN/mm2(安全)按极限状态验算算：σ=1.5MM/W=11.5×1121.44=1822N/mm2<2155N/mm2120%荷载预预压状态：：1.2σ=1..2×1882N/mmm2=2188.4N/mm2≈215NN/mm2(安全)斜截面强度：τ=QS/Ixxtw=(611.5×1103×2033×1033)/(44080××104×6)=51N/mmm2<85NN/mm2120%荷载预预压状态：：1.2τ=1..2×511N/mmm2=62N/mm2<85NN/mm2(安全)4、45H型钢验算算：（5.0m跨径，常常截面段控控制设计见见25H钢验算）25H钢分配梁梁传来荷载载：3.99m×266.02KKN/m++26KNN=1277.48KKN查连续梁弯距内内力系数，跨跨中取值0.2444、支点取取值0.2667，剪力内内力系数取取值1.077M支=0.267×1127.884×5++0.1×0.7665×522=172..11KNN·mσ=M/W=1772.111/15000=114..75N//mm2＜[σw]=1455N/mmm2(安全)120%荷载预预压状态：：1.2σ=1..2×1114.755N/mmm2=1377.69N/mm2<1455/mm2(安全)斜载面强度验算算：Q=2×1277.48++1/2××0.7665×5==256..9KNτ=QS/Ixtw==(2566×103×810..75×1103)/(333700××104×9)=68.43N//mm＜[τw]=85N/mmm(安全)120%荷载预预压状态：：1.2τ=1..2×688.43NN/mm22=82..1N/mm2<85NN/mm2(安全)连续梁不验算稳稳定性。5、悬挑斜撑2［［12型钢验验算受力图：两端固结，μ取取值0.