大桥(32+48+32)m双线预应力混凝土连续梁桥支架检算报告

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***大桥(32+48+32)m双线预应力混凝土连续梁桥支架检算报告XX大学土木工程学院20年月 声明1、本报告正文共17页；2、报告未盖单位公章无效；3、复制报告未重新加盖单位公章无效；4、报告无检算、复核人签章无效；5、报告换页无效，报告未盖骑缝章无效，涂改、换页无效；6、对检算报告如有异议，应于收到报告之日起十五日内向检算单位提出，逾期不予受理。地址：邮政编码：电话： 委托单位：建设单位：设计单位：施工单位：监理单位：检算单位：检算人员：报告编写：审核人： 一、工程概况1二、计算依据2三、荷载取值23.1永久荷载标准值23.2可变荷载标准值2四、支架检算34.1梁底模板检算34.1.1腹板处竹胶板检算34.1.2底板处竹胶板检算34.2方木强度与刚度计算44.2.1腹板处纵向方木检算44.2.2腹板处贝雷梁上横向方木检算54.3脚手架立杆检算54.3.1腹板下立杆检算54.3.2底板下立杆检算64.3贝雷梁检算74.3.1结构描述74.3.2贝雷梁计算84.4双拼I40a工字钢检算94.4.1强度计算104.4.2刚度计算114.5钢管立柱检算114.5.1强度检算124.5.2整体稳定检算124.5.3局部稳定检算124.6桩基础检算12五、检算结论16 一、工程概况上部结构支架体系从上之下顺序为：梁体变高度区域为20mm厚竹胶板，顺桥向10x10cm的方木，横桥向10x10cm的方木，钢管支架，横桥向20x20cm的方木，贝雷梁，双拼40a工字钢，外径52.9cm钢管柱，混凝土条形基础，直径30cm米混凝土桩基础；梁体高度不变区域为20mm厚竹胶板，顺桥向10x10cm的方木，横桥向20x20cm的方木，贝雷梁，双拼40a工字钢，外径52.9cm钢管柱，混凝土条形基础，直径30cm预应力管桩基础。图1.1中支点处主梁截面(单位:cm)图1.2主跨跨中主梁截面(单位:cm)二、计算依据1、《钢结构设计规范》（GB50017--2003）16 2、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）3、《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》4、《装配式公路钢桥多用途使用手册》（广州军区工程科研设计所）5、《铁路路桥涵地基与基础设计规范》6、《混凝土模板用胶合板规范》（GB/T17656-2008）7、《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》(TB10110-2011)8、立交大桥(32+48+32)m双线预应力混凝土连续梁桥施工图9、立交大桥(32+48+32)m双线预应力混凝土连续梁桥支架设计图三、荷载取值3.1永久荷载标准值（1）钢筋混凝土梁重，其中容重（2）模板自重3.2可变荷载标准值（1）施工人员、施工料据运输堆放荷载，取（2）振捣混凝土产生的荷载，取（3）振捣混凝土产生的冲击荷载，取恒荷载分项系数取1.2，活荷载分项系数取1.4，混凝土超灌系数取为1.05。四、支架检算4.1梁底模板检算16 由提供的施工图纸可知，连续梁中墩附近的主梁尺寸较大，作用于支架上的混凝土湿重亦最大。因此，取位于中墩两侧且跨度较大的支架进行检算，即4#立柱与5#立柱之间的支架。梁底模板采用2cm厚竹胶板，弹性模量：，强度。竹胶板置于纵向方木上方，纵向方木高10cm，宽10cm，腹板处方木横向净间距60cm。竹胶板抵抗矩和惯性矩为：取荷载最大处即中支点两侧梁体模板的竹胶板为检算对象，则作用在竹胶板上的均布荷载为：底板处的最大均布线荷载:腹板处的最大均布线荷载:竹胶板近似简化为三跨连续梁来计算。4.1.1腹板处竹胶板检算①强度计算②刚度计算4.1.2底板处竹胶板检算①强度计算②刚度计算16 结论：荷载最不利处即4#立柱与5#立柱之间的支架上方梁体腹板与底板下方的竹胶板强度和刚度均满足要求。由于各支架处竹胶板规格材质与布置方式均相同，所以全桥各支架处竹胶板强度和刚度均满足要求。4.2方木强度与刚度计算一般情况下，底模下设置纵向和横向两层支撑方木，纵横向方木的上下位置根据不同的施工实际情况决定。该支架方案采用横向在下，纵向在上的布置方式。纵向方木承受底模传来的均布荷载，横向方木承受纵向方木传来的集中荷载，考虑到纵横向方木的搭接和荷载的的不利位置，纵向方木按照均布荷载下的简支梁进行计算，横向方木按照集中荷载下的简支梁计算。本支架方案纵向方木高10cm，宽10cm，横向方木高20cm，宽20cm。腹板处纵向方木横向中心距30cm，横向方木顺桥向中心距60cm。取荷载最大处即连续梁中墩两侧梁体腹板处方木为检算对象。腹板区域荷载:4.2.1腹板处纵向方木检算①强度计算a为纵木间距，a=0.3m；b为纵木的计算跨径(下方横向方木的间距)，b=0.6m；γ为方木的容重，γ=8.33kN/m3；A为方木的面积。②刚度计算16 4.2.2腹板处贝雷梁上横向方木检算①强度计算b为横木的计算跨径(下方横向方木的间距)，b=1.04m；②刚度计算结论：荷载最不利处即4#立柱与5#立柱之间的支架上方的顺桥向和横桥向向方木强度和刚度均满足要求。由于各支架处对应位置的方木规格材质与布置方式均相同，所以全桥各支架处方木强度和刚度均满足要求。4.3脚手架立杆检算4.3.1腹板下立杆检算⑴荷载计算①永久荷载标准值：钢筋混凝土梁重底模板自重方木自重②可变荷载标准值：施工人员、施工料据运输堆放荷载，取振捣混凝土产生的荷载，取⑵立杆强度及稳定性计算16 ①立杆强度验算所以，立杆强度满足要求。②立杆稳定验算由于横杆步距为1.2m，长细比：由此查稳定系数表得，则所以，立杆稳定性满足要求。③立杆压缩变形计算由压杆弹性变形计算公式得：4.3.2底板下立杆检算⑴荷载计算①永久荷载标准值钢筋混凝土梁重底模板自重方木自重②可变荷载标准值施工人员、施工料据运输堆放荷载，取16 振捣混凝土产生的荷载，取⑵立杆强度及稳定性计算①立杆强度验算所以，立杆强度满足要求。②立杆稳定验算由于横杆步距为1.2m，长细比：由此查稳定系数表得，则所以，立杆稳定性满足要求。③立杆压缩变形计算由压杆弹性变形计算公式得：结论：荷载最不利处即4#立柱与5#立柱之间的支架上方的脚手架立杆的强度和稳定性均满足要求。由于各支架处对应位置的脚手架立杆的规格材质与布置方式均相同，所以全桥各支架处脚手架立杆的强度和稳定性均满足要求。4.3贝雷梁检算4.3.1结构描述在施工过程中，贝雷梁支架最不利情况是支架上系梁混凝土刚浇注完完全没有抗力，混凝土的湿重由贝雷梁完全承担。作用在贝雷梁上的恒载主要有：主桥梁体的自重、模板（包括方木、竹胶合板）和满堂支架的重量；活载主要有：机械和人等的重量。16 主跨梁体重量：由于主桥梁体是变截面的，所以不同段截面梁体的自重不一样。为简化计算，偏安全地按等截面梁计算，截面取中支点附近截面。由于腹板处梁体自重最大且贝雷梁跨径均相同，所以取腹板下的贝雷梁为检算对象。荷载完全由腹板下三片贝雷梁承受。荷载通过贝雷梁上横桥向方木以集中力的形式作用在贝雷梁上。由于与贝雷梁跨径相比方木的间距较小，为简化计算，偏安全的将作用在贝雷梁上的荷载按等效均布荷载考虑。单片贝雷梁参数，单片贝雷梁自重为270kg/节+连接系，取300kg/节,即1kN/m。4#立柱与5#立柱之间的支架跨度较大，上部梁体湿重最大，贝雷梁跨中弯矩和支点剪力均最大，取此处贝雷梁为检算对象；9#立柱与11#立柱之间的支架处贝雷梁为两跨连续梁，上部荷载较小，内力较4#立柱与5#立柱之间贝雷梁也较小，但是此处位于宁乡大道上方，通行安全要求较高，故对此处贝雷梁亦进行检算。4.3.2贝雷梁检算①4#立柱与5#立柱之间贝雷梁检算②9#立柱与11#立柱之间贝雷梁检算16 结论：贝雷梁内力最大处即4#立柱与5#立柱之间的支架上方的贝雷梁强度和刚度满足要求，所以全部贝雷梁强度和刚度满足。注：上述弯矩、剪力允许值为《装配式公路钢桥多用途使用手册》（广州军区工程科研设计所）所规定值。4.4双拼I40a工字钢检算贝雷梁支承于双拼I40a工字钢上，贝雷梁自重及其上部荷载以集中力形式作用在工字钢上。将贝雷梁上所承受的荷载分成三部分进行计算，分别为翼缘板下的贝雷梁，腹板下的贝雷梁，底板下贝雷梁，分别对应下图的计算单元3、计算单元1和计算单元2。计算单元1由6片贝雷梁承担，计算单元2由8片贝雷梁承担，计算单元3由10片贝雷梁承担，最外侧2片贝雷梁不参与受力。图4.1计算单元布置图由提供的支架图纸可知，6#柱~8#柱之间的贝雷梁为两跨连续梁，中支点处反力较大，即7#排立柱支承的工字钢上的集中力较大，故对该处的工字钢进行检算。同时，考虑通行安全，对处于宁乡大道上的10#排立柱上工字钢亦进行检算。将腹板、底板以及翼缘处贝雷梁产生的反力分别施加在双拼I40a工字钢上，16 双拼I40a工字钢下钢管柱处设竖向位移约束，通过MIDAS有限元分析软件计算。计算模型共分为40个单元，41个节点，模型简图如下：图4.12双拼I40a工字钢空间有限元模型4.4.1强度计算图4.37#排立柱上双拼I40a工字钢应力图(MPa)图4.410#排立柱上双拼I40a工字钢应力图(MPa)由图可知，7#排立柱上双拼I40a工字钢的最大应力10#排立柱上双拼I40a工字钢的最大应力4.4.2刚度计算16 图4.57#排立柱上双拼I40a工字钢位移图(mm)图4.610#排立柱上双拼I40a工字钢位移图(mm)由图可知，7#排立柱上双I40a工字钢的最大挠度，10#排立柱上双I40a工字钢的最大挠度结论：所受荷载最不利的7#、10#排立柱双拼I40a工字钢的刚度和强度都满足要求，所以全部立柱上双拼I40a工字钢的刚度和强度满足要求。4.5钢管立柱检算工字钢作用在钢管柱上的反力如图4.5图4.77#排立柱工字钢作用在钢管柱上的反力（kN）16 图4.810#排立柱工字钢作用在钢管柱上的反力（kN）由上述可知，受力较大的7#排立柱最大轴压力N=1458kN,10#排立柱最大轴压力N=1557kN。4.5.1强度检算，强度满足要求。4.5.2整体稳定检算所用钢管桩外径529mm,壁厚6mm材质Q235B，其截面特性如下：根据《钢结构设计规范》（GB50017-2003）中5.1.2来计算轴心受压构件的强度、刚度和稳定性。钢管桩计算长度为，由于钢管桩属于a类构件，查表得：；则，整体稳定满足要求。4.5.3局部稳定检算，局部稳定满足要求。结论：：所受荷载最不利的10#钢管立柱的强度、整体稳定性和局部稳定性满足要求，所以全部立柱强度、整体稳定性和局部稳定性满足要求。4.6桩基础检算本支架方案，横桥向一排布置6根钢管立柱，钢管立柱横桥向布置如图4.916 。全部支架钢管立柱基础布置形式有三种即设置混凝土条形基础支撑于桥墩承台上、设置混凝土条形基础支撑于宁乡大道路面上、设置条形基础且在条形基础下布置预应力管桩。图4.9钢管立柱横桥向布置(单位:m)对于支撑于承台上的基础，基础承载力取决于桥墩桩基础的承载力。由于支架钢管立柱的荷载远远小于桥墩的荷载，故这种形式的钢管立柱基础承载力满足要求，无需检算。对于支撑于宁乡大道路面上的钢管立柱的基础，鉴于支架施工单位未提供公路路面基本承载力，无法检算，本报告中不予检算。下面对设置条形基础且在条形基础下布置预应力管桩的立柱基础进行检算。符合此种基础类型的支架为1#排D1、2#排、3#排、4#排、5#排D1、6#排D1、7#排、13#排D1、14#排D1、15#排、16#排、17#排，其中14#排D1、15#排、16#排、17#分别与5#排D1、4#排、3#排、2#排对称，桩基布置形式相同。详细布置如表4.1表4.1钢管立柱桩基础布置立柱排号横向立柱号所用桩数及桩径（cm）1#D12φ302#D12φ30D23φ40D33φ403#D12φ30D22φ30D32φ304#D12φ30D22φ30D33φ305#D12φ306#D12φ307#D12φ30D23φ40D33φ4013#D12φ30注：表中立柱排号表示每排有钢管立柱6根。16 经计算知，每排钢管立柱中间4根立柱柱顶轴压较大，得出每排钢管立柱桩基础上部荷载最大值见表4.2：表4.2钢管立柱桩基础荷载立柱排号横向立柱号桩顶反力(kN)1#D156.082#D1186.93D21188.07D31295.073#D156.08D2356.42D3388.524#D1107.27D2730.87D3833.375#D1107.276#D152.947#D1176.47D21290.07D31473.4713#D176.62注：表中立柱排号表示每排有钢管立柱6根。现分别依据《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5-2005）和《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）计算打入式预应力空心管桩单桩承载力。1、依据《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5-2005）计算。由施工单位提供的全桥布置图可知，桩基穿过、、，进入-3(E2-3X)强风化泥岩夹泥灰岩50cm。施工单位提供的图纸上给出-3(E2-3X)强风化泥岩夹泥灰岩的基本承载力，但是未给出桩尖土的极限承载力R。每层土的桩周极限摩阻力亦未给出。现根据《铁路路桥涵地基与基础设计规范》（TB10002.5-2005）取平均摩阻。则由《铁路桥涵地基和基础设计规范》计算得单桩允许承载力为：φ30cm打入式预应力管桩单桩承载力16 φ40cm打入式预应力管桩单桩承载力2、依据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）计算。应按下式确定：根据《建筑桩基技术规范》，单桩竖向承载力特征值式中：—单桩竖向极限承载力标准值；—安全系数，取。根据《建筑桩基技术规范》，当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时，宜按下式估算：式中：—桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，如无当地经验时，可按表5.3.5-1取值；—极限端阻力标准值，如无当地经验时，可按表5.3.5-2取值。按上述规定，计算得直径30cm的预应力管桩单桩竖向极限承载力标准值为直径40cm的预应力管桩单桩竖向极限承载力标准值为所以可得直径30cm预应力管桩单桩竖向承载力特征值为直径40cm预应力管桩单桩竖向承载力特征值为综合两种规范计算结果，可得桩基承载力检算结果如表4.3：16 表4.3钢管立柱桩基础承载力检算结果立柱排号横向立柱号桩顶反力(kN)桩基布置允许荷载(kN)检算结果1#D156.082φ30763.02承载力合格2#D1186.932φ30763.02承载力合格D21188.073φ401723.86承载力合格D31295.073φ401723.86承载力合格3#D156.082φ30763.02承载力合格D2356.422φ30763.02承载力合格D3388.522φ30763.02承载力合格4#D1107.272φ30763.02承载力合格D2730.872φ30763.02承载力合格D3833.373φ301144.53承载力合格5#D1107.272φ30763.02承载力合格6#D152.942φ30763.02承载力合格7#D1176.472φ30763.02承载力合格D21290.073φ401723.86承载力合格D31473.473φ401723.86承载力合格13#D176.622φ30763.02承载力合格注：表中立柱排号表示每排有钢管立柱6根。结论：按上述桩基础布置形式，1#排D1、2#排、3#排、4#排、5#排D1、6#排D1、7#排、13#排D1、14#排D1、15#排、16#排、17#排桩基础承载力均满足要求。五、检算结论（1）梁底模板采用2cm厚竹胶板，腹板区域和底板区域都采用10×10cm的纵向方木和横向方木，贝雷梁上搭设20×20cm横向方木。顺桥向方木中心间距为30cm，横桥向方木中心间距为60cm。结论：竹胶板强度和刚度均满足规范要求；方木的强度和刚度均满足规范要求。（2）在梁体变高度区域贝雷梁上搭设钢管支架，钢管外径48mm，壁厚2.7mm，材质Q235。横桥向，腹板下立杆间距30cm,底板下立杆间距60cm；顺桥向立杆间距60cm。立杆均支承在贝雷梁顶的横向方木上。结论：脚手架钢管立杆强度和稳定性均满足规范要求。16 （3）4#-8#、9#-11#、12#-15#、排钢管立柱上横向共布置26片贝雷梁，腹板处布置6片，底板处布置8片，翼缘处布置12片。1#-3#、16#-18#排钢管立柱上横向共布置26片贝雷梁，腹板处布置8片，底板处布置6片，翼缘处布置12片。结论：贝雷梁强度和刚度均满足规范要求。（4）采用双拼I40a工字钢，材质Q235。横向支承于6根钢管柱上，上部承受贝雷梁传递下的荷载。最大跨度2.5m。结论：工字钢强度和刚度均满足规范要求。（5）横向布置6根钢管柱，钢管立柱外径529mm，壁厚6mm，材质Q235B。结论：钢管立柱的强度、整体稳定性和局部稳定性均满足规范要求。（6）1#排D1、2#排、3#排、4#排、5#排D1、6#排D1、7#排、13#排D1、14#排D1、15#排、16#排、17#排钢管立柱下面设混凝土条形基础，基础下布置预应力管桩，桩基布置形式见表4.1。结论：①施工单位未能提供现场详细地质勘探资料，检算所用数据均按规范取用。②预应力空心管桩持力层为泥岩，遇水容易崩解软化，强度降低，施工方应对此种情况予以考虑。③在前述条件下，通过检算得，1#排D1、2#排、3#排、4#排、5#排D1、6#排D1、7#排、13#排D1、14#排D1、15#排、16#排、17#排桩基础承载力均满足要求。16