现浇连续箱梁施工计算书及相关施工图纸

9.1PLK12-PLK19、PLK20-PLK27#墩混凝土箱梁现浇支架计算报告 29.1.1工程概述 29.2设计依据 59.3计算说明 69.3.1材料参数 6（1）预应力钢筋混凝土容重26.5kN/m3； 6（6）盘扣支架，Q345A钢材极限抗弯强度300MPa。 69.3.2荷载计算 69.4底模系统计算 79.4.1模板计算 7（1）腹板及墩位处模板 79.4.2底板下模板 89.4.3方木计算 89.4.4墩位处底模方木计算 99.4.5腹板下底模方木计算 99.4.6底板下底模方木计算 109.5横向分配梁计算 119.5.1腹板下分配梁计算 119.5.2底板下分配梁计算 129.5.3墩位处分配梁计算 139.6盘扣式支架计算 149.6.1荷载计算 149.6.2箱梁支架稳定性计算 15（1）腹板下支架稳定计算 15（2）底板下支架稳定计算 16（3）墩位处支架稳定计算 169.7贝雷梁支架计算 179.8挠度计算结果 189.9结构计算结果 18（1）分配梁I20b的最大应力如图所示： 18（2）贝雷梁计算 19（3）柱顶分配梁2HN588×300的最大应力如图所示： 20（4）柱顶分配梁2HN700×300的最大应力如图所示： 21（5）柱顶分配梁2HN850×300的最大应力如图所示： 21（6）钢管柱最不利受力计算如下： 229.10屈曲分析 249.11承台混凝土局部承压计算 259.12基础桩基计算 259.13结论与建议 269.13.1结论 26（1）底模板 26（2）纵向方木 26（3）横向分配梁 27（4）盘扣式支架 27（5）贝雷梁支架 27（6）基础结构 279.14建议 27（3）钢管支架预埋件须与混凝土连接可靠。 289.15航站楼站前高架现浇连续箱梁支架图纸见附件 289.1PLK12-PLK19、PLK20-PLK27#墩混凝土箱梁现浇支架计算报告9.1.1工程概述乌鲁木齐机场改扩建工程机场工程航站楼站前高架上部结构采用预应力混凝土连续整体斜腹板大箱梁的结构形式，基本跨径30m左右，2-3跨为一联，箱梁底板距离地面的高度约为16m，主梁立面如图所示。图9.1-1PLK12-PLK19现浇连续箱梁主梁立面布置图图9.1-2PLK20-PLK27现浇连续箱梁主梁立面布置图主梁断面如下图所示。图9.1-3PLK13现浇连续箱梁主梁横断面图图9.1-4PLK17现浇连续箱梁主梁横断面图航站楼站前高架现浇支架采用盘扣式支架与贝雷梁箱结合的方式，采用钢管立柱及桩基础作为受力支撑。现浇支架布置为顺桥向间距120cm，支座两侧间距为60cm，横桥向腹板位置为60cm，其余底板位置为90cm。翼缘板处均为90cm+120cm。支架上横桥向布置I12.6的工钢，上部顺桥向为100×100mm的方木，方木间距为腹板下200mm，底板下400mm，翼缘及外侧腹板方木间距400mm。盘扣支架高度约为5m，下部采用贝雷梁支架作为支撑，支架布置如图9.1-5、9.1-6所示，钢管立柱为φ630×16mm，盘扣支架底部分配梁为I20b工字钢，桩顶横向分配梁为2HM588×300型钢或2HN700×300型钢，跨中双排柱纵向分配梁为2HN850×300型钢，连接系平连为φ273×7mm，斜杆为φ219×6mm或16双拼槽钢。经分析，PLK14-PLK17#墩主梁现浇支架受力较其他五联支架受力更不利，因此，本计算书以PLK14-PLK17#墩主梁现浇支架为例进行计算。图9.1-5PLK14-PLK17现浇连续箱梁支架纵断面布置图图9.1-6PLK14-PLK17现浇连续箱梁支架横断面布置图9.2设计依据1、乌鲁木齐国际机场北区扩建工程主体结构设计文件资料；2、《钢结构设计标准》（GB50017--2017）；3、《木结构设计标准》（GB50005--2017）；4、《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162--2008）；5、《混凝土结构设计规范》（GB50010--2010）；6、《建筑结构荷载规范》(GB50009--2012)；7、《建筑地基基础设计规范》（GB50007--2011）；8、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63--2007）；9、《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》（JGJ231--2010）；10、《公路钢结构桥梁设计规范》（JTGD64-2015）；11、《路桥施工计算手册》（人民交通出版社）；12、《简明施工计算手册》（中国建筑工程出版社）；13、《装配式公路钢桥多用途使用手册》规定，贝雷梁弦杆承载力560kN，竖杆210kN，斜杆171.5kN。14、Q235钢材设计抗弯强度215MPa，抗剪强度125MPa；根据《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB10002.2-2005），对临时荷载结构容许应力提高20%，故Q235钢材容许应力，。15、支架结构计算的的上部荷载按照混凝土一次浇筑完成的1.1倍考虑。9.3计算说明9.3.1材料参数计算模板和盘扣式支架时，按照《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》和《建筑施工模板安全技术规范》、《钢结构设计标准》、《公路钢结构桥梁设计规范》采用极限状态法考虑荷载分项系数。材料参数按如下取值：（1）预应力钢筋混凝土容重26.5kN/m3；（2）钢材弹性模量E=2.0×105MPa，容重78.5kN/m3；（3）Q235B钢材极限抗弯强度215MPa，抗剪强度125MPa；（4）竹胶板弹性模量E=11500MPa，极限抗弯强度30MPa；（5）方木板弹性模量E=10000MPa，极限抗弯强度15MPa，抗剪强度1.5MPa；（6）盘扣支架，Q345A钢材极限抗弯强度300MPa。计算贝雷梁支架时参考《钢结构设计标准》、《公路钢结构桥梁设计规范》，按照容许应力法：（1）钢材弹性模量E=2.0×105MPa，容重78.5kN/m3；（2）Q235B钢材极限抗弯强度170MPa，抗剪强度100MPa；（3）《装配式公路钢桥多用途使用手册》规定，贝雷梁弦杆承载力560kN，竖杆210kN，斜杆171.5kN。9.3.2荷载计算（1）模板及支架自重标准值，根据设计图纸计算确定，根据实际加载；（2）新浇筑钢筋混凝土自重标准值，取；（3）施工人员及设备荷载标准值，计算模板时取；（4）振捣混凝土荷载标准值；（5）风荷载：根据《建筑结构荷载规范》8.1节，风荷载按以下公式计算：其中：wk——风荷载标准值（kN/m2）；βz——高度z处的风振系数，βz=1.0；μs——风荷载体型系数；μz——风荷载高度变化系数，μz=0.65；w0——基本风压（kN/m2），w0=0.35kN/m2；由s=5000mm，d=630mm，s/d=5000/630=7.9，则：μs=1.14；9.4底模系统计算9.4.1模板计算（1）腹板及墩位处模板腹板及墩位处面板下方木间距200mm，底模面板计算时跨径取净间距l=200-100=100mm。考虑板的连续性，底模面板按三跨连续单向板计算，取面板1m宽度计算。荷载包括：（1）混凝土自重；（2）人员及设备荷载；振捣荷载；则荷载标准值：；荷载设计值：。底模面板的抗弯模量为：则面板最大弯曲应力为：满足要求。底模面板的惯性矩为：底模面板最大挠度值计算为：满足要求。9.4.2底板下模板底板下面板下方木间距400mm，底模面板计算时跨径取净间距l=400-100=300mm。考虑板的连续性，底模面板按三跨连续单向板计算，取面板1m宽度计算。变截面处顶板与底板的厚度共计为0.45+0.6=1.05m。荷载包括：（1）混凝土自重；（2）人员及设备荷载；振捣荷载。则荷载标准值：；荷载设计值：。底模面板的抗弯模量为：则面板最大弯曲应力为：满足要求。底模面板的惯性矩为：底模面板最大挠度值计算为：满足要求。9.4.3方木计算方木尺寸100×100mm，腹板及墩位处间距0.2m，底板下间距0.4m，翼缘板及外出腹板间距0.4m。方木下I12.6分配梁墩位处间距60cm，其余位置间距为120cm。根据设计图纸的布置，按三跨连续梁进行计算。荷载包括：（1）混凝土自重,竹胶板底模自重标准值；（2）人员及设备荷载；振捣荷载。9.4.4墩位处底模方木计算墩位处间距跨度0.6m，根据方木的布置，荷载宽度作用宽度为0.2m，腹板高度2.2m。标准荷载值：；荷载设。方木所受最大弯矩为：方木所受最大剪力为：方木弯曲应力计算：满足要求。方木剪切应力根据矩形截面梁计算：满足要求。方木挠度计算： 满足要求。9.4.5腹板下底模方木计算腹板下方间距跨度1.2m，根据方木的布置，荷载宽度作用宽度为0.2m,腹板高度2.2m。标准荷载值：；荷载设计值：。方木所受最大弯矩为：方木所受最大剪力为：方木弯曲应力计算：满足要求。方木剪切应力根据矩形截面梁计算：满足要求。方木挠度计算： 满足要求。9.4.6底板下底模方木计算底板下方间距跨度1.2m，根据方木的布置，荷载宽度作用宽度为0.4m。顶、底板高分别为1.05m。标准荷载值：；荷载设计值：。方木所受最大弯矩为：方木所受最大剪力为：方木弯曲应力计算：满足要求。方木剪切应力根据矩形截面梁计算：满足要求。方木挠度计算： 满足要求。9.5横向分配梁计算横向分配梁采用I12.6的工钢，根据支架立杆的布置，腹板下分配梁跨度0.6m，荷载作用宽度1.2m；底板下跨度0.9m，荷载作用宽度为1.2m，墩位处跨度1.2m，荷载作用宽度0.6m。截面参数如图：图9.5-1横向分配梁截面参数图荷载包括：（1）混凝土自重,竹胶板底模自重标准值；（2）人员及设备荷载；振捣荷载。9.5.1腹板下分配梁计算1.8m梁高腹板下支架间距0.6m，即分配梁跨度0.6m，承受荷载宽度为1.2m，按三跨连续梁计算如下：标准荷载值：；荷载设计值：。分配梁所受最大弯矩为：；分配梁所受最大剪力为：；；分配梁弯曲应力计算：满足要求。分配梁剪切应力根据矩形截面梁计算：满足要求。分配梁挠度计算： 满足要求。9.5.2底板下分配梁计算底板下支架间距0.9m，即分配梁跨度0.9m，承受荷载宽度为1.2m，顶板板合计1.05m，按三跨连续梁计算如下：标准荷载值：；荷载设计值：。分配梁所受最大弯矩为：；分配梁所受最大剪力为：；；分配梁弯曲应力计算：满足要求。分配梁剪切应力根据矩形截面梁计算：满足要求。分配梁挠度计算： 满足要求。9.5.3墩位处分配梁计算墩位处支架间距1.2m，即分配梁跨度1.2m，承受荷载宽度为0.6m，按三跨连续梁计算如下：标准荷载值：；荷载设计值：。分配梁所受最大弯矩为：分配梁所受最大剪力为：分配梁弯曲应力计算：满足要求。分配梁剪切应力根据矩形截面梁计算：满足要求。分配梁挠度计算： 满足要求。9.6盘扣式支架计算9.6.1荷载计算采用盘扣式支架浇筑混凝土箱梁：箱梁立杆底板下布置90cm×120cm，腹板下600cm×120cm，水平杆步距100cm。支架均采用盘扣式，荷载取值参照《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》4.2节：（1）混凝土自重荷载为：；模板（含方木）荷载：。（2）施工人员及设备荷载：；浇筑和振捣混凝土荷载：。（3）脚手架风荷载：对于模板支架来说，水平荷载仅有风荷载。因支架在横桥向布置距离较窄，横桥向风荷载对支架影响较大，故仅计算横桥向风荷载对支架作用。计算根据《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》和《建筑结构荷载规范》如下：风载荷体型系数：根据不同支架布置取值不同，B类地表建筑高度不超过30m，取风压高度变化系数；根据提供的设计资料，取基本风压。则风载荷标准值：，代入计算参数得风载荷作用弯矩：。根据规范5.3节规定，立杆的稳定性应按下式验算：不组合风荷载时：；组合风荷载时：；式中：——无风载荷时，计算立杆段轴向力设计值，；——有风载荷时，计算立杆段轴向力设计值，；——轴心受压构件稳定系数，当外侧四周及中间设置了纵、横向剪刀撑，立杆的计算长度按取较大值计算，其中，为立杆计算长度，得，查表得；对于的钢管，考虑材料缺陷性壁厚按3mm计算。——立杆截面面积，；——计算立杆段由风荷载产生的弯矩；——立杆截面模量，；——钢管抗拉、抗压及抗弯强度设计值，取。9.6.2箱梁支架稳定性计算（1）腹板下支架稳定计算腹板处梁高2.2m，按最不利原则，计算腹板下方立杆的压杆稳定。立杆横距0.6m，纵距，步距。计算体型系数：挡风系数；由，查《建筑结构荷载规范》表8.3.1得；单榀桁架体系系数，，代入各计算参数有：。则风载荷作用弯矩：。不组合风载荷：；；组合风载荷：；；综上，立杆稳定性满足设计要求。（2）底板下支架稳定计算底板处最不利位置对应的顶、底板高度和为1.05m。按最不利原则，计算底板下方立杆的压杆稳定。立杆横距0.9m，纵距，步距。计算体型系数：挡风系数；由，查《建筑结构荷载规范》表8.3.1得；单榀桁架体系系数，，代入各计算参数有：。则风载荷作用弯矩：。不组合风载荷：；；组合风载荷：；综上，立杆稳定性满足设计要求。（3）墩位处支架稳定计算墩位处处最不利位置对应的顶顶板高度和为2.2m。按最不利原则，计算墩位处下方立杆的压杆稳定。立杆横距0.9m，纵距，步距。计算体型系数：挡风系数；由，查《建筑结构荷载规范》表8.3.1得；单榀桁架体系系数，，代入各计算参数有：。则风载荷作用弯矩：。不组合风载荷：；；组合风载荷：；综上，立杆稳定性满足设计要求。9.7贝雷梁支架计算计算采用Midas2010，所有杆件均用梁单元模拟，钢管底部全部固结，混凝土及盘扣支架荷载作用在贝雷梁上，支架结构计算按所有荷载的1.1倍。考虑荷载为：混凝土自重荷载为：+模板（含方木）荷载：+施工人员及设备荷载：+浇筑和振捣混凝土荷载：+碗扣支架自重+风荷载+支架自重。同时考虑计算模型如图7所示，在支架底部三向位移约束，分配梁与贝雷梁之间采用弹性连接，贝雷梁之间转角释放。图9.7-1计算模型9.8挠度计算结果图9.8-1支架位移(mm)6m跨支架主梁跨中变形值为；满足要求。9.9结构计算结果（1）分配梁I20b的最大应力如图所示：图9.9-1弯曲应力图（单位：MPa）图9.9-2剪应力图（单位：MPa）分配梁I20b最大组合应力为61MPa<170MPa，最大剪应力9MPa<100MPa；满足设计要求。（2）贝雷梁计算①贝雷梁上、下弦杆轴力计算结果图9.9-3贝雷梁上下弦杆轴力结果图弦杆最大轴力178.5kN，小于标准贝雷梁弦杆最大容许轴力560kN；满足设计要求。②贝雷梁竖杆轴力计算结果图9.9-4贝雷梁竖杆轴力结果图竖杆最大轴力172.7kN，小于标准贝雷梁竖杆最大容许轴力210kN；满足设计要求。③贝雷梁斜杆轴力计算结果图9.9-5贝雷梁斜杆轴力结果图斜杆最大轴力109.3kN，小于标准贝雷梁斜杆最大容许轴力171.5kN；满足设计要求。（3）柱顶分配梁2HN588×300的最大应力如图所示：图9.9-6弯曲应力图（单位：MPa）图9.9-7剪应力图（单位：MPa）柱顶2HN588×300分配梁最大组合应力为134.7MPa<170MPa，最大剪应力82.2MPa<100MPa；满足设计要求。（4）柱顶分配梁2HN700×300的最大应力如图所示：图9.9-8弯曲应力图（单位：MPa）图9.9-9剪应力图（单位：MPa）柱顶2HN700×300分配梁最大组合应力为124.9MPa<170MPa，最大剪应力85.4MPa<100MPa；满足设计要求。（5）柱顶分配梁2HN850×300的最大应力如图所示：图9.9-10弯曲应力图（单位：MPa）图9.9-11剪应力图（单位：MPa）柱顶2HN850×300分配梁最大组合应力为127.2MPa<170MPa，最大剪应力60.5MPa<100MPa；满足设计要求。（6）钢管柱最不利受力计算如下：图9.9-12钢管柱轴力图(KN)单根承台上钢管桩最大轴力，对受力最不利立柱进行稳定性计算：钢管桩采用φ630×16mm钢管，截面参数如下：图9.9-13钢管柱截面参数计算长度取，，，，；稳定性满足要求。（5）连接系最大组合应19.0MPa，满足设计要求，结果如下图所示：图9.9-14联结系组合应力（MPa）9.10屈曲分析图9.10-1现浇支架屈曲特征值现浇支架稳定性系数为6.0>4；结构稳定性满足要求。9.11承台混凝土局部承压计算根据整体计算所得反力，求得混凝土表面所受最大压力为：。根据《混凝土结构设计规范》，混凝土局部受压承载计算公式如下：混凝土局部承压面积:；局部受压计算面积：；混凝土局部受压强度提高系数：；混凝土强度影响系数：；；故墩身预埋处的混凝土承压面满足强度要求。9.12基础桩基计算考虑支架钢管立柱下桩基础为临时结构，使用时间较短，因此桩基安全系数按1.5考虑，桩基采用C30混凝土。图9.12-1立柱底部反力结果（kN）图9.12-2立柱底部钻孔桩分类图考虑支架钢管立柱下桩基础为临时结构，桩基采用C30混凝土。不考虑耕土及黄土状粉土的承载力，现场在桩基施工前应清除桩基周围耕土。表9.12-1土层摩阻力统计表土层土层名称桩侧极限摩阻力qik(kPa)桩端极限摩阻(kPa)1圆砾1301500按摩擦桩计算，钻孔桩容许承载力计算公式：桩身强度计算：，，，，，,，根据《公路桥涵地基与基础设计规范》6.3节的相关内容计算桩的承载力。按摩擦桩计算，钻孔桩容许承载力计算公式：，，各桩桩长如下表所示。表9.12-2临时桩计算结果编号计算竖向力(kN)桩身自重(kN)合计竖向力(kN)计算承载力(kN)计算桩长(m)A类1760113187324026B类1233751308199449.13结论与建议9.13.1结论（1）底模板底模面板最大弯曲应力10.5MPa，小于30MPa，满足要求；最大挠度0.54mm，小于L/400，满足要求。（2）纵向方木次楞方木最大弯曲应力14.8MPa，小于15MPa，满足要求；最大剪应力1.85MPa，