宁杭铁路工程主跨56米现现浇连续梁支架方案验算.doc

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主跨56米现现浇连续梁支架方案验算一、施工方案介绍模板采用1.5cm厚竹胶板；纵向上分配梁采用10cm×10cm方木，翼缘板下布置间距0.4米，腹板侧面布置间距0.3米，腹板下间距0.2米，跨中底板下布置间距0.4米，0#梁段底板下布置间距0.2米，边跨端隔板段底板下布置间距0.3米；底板和腹板下横向上分配梁采用15cm×15cm方木，布置间距都为0.6米，立杆采用φ48×3.5mm碗扣式支架，水平连接杆件有0.3米、0.6米、0.9米和1.2米四种规格，步距为1.5米，横向间距为0.3米、0.6米、0.9米和1.2米四种，纵向间距都为0.6米；横向下分配梁采用采用15cm×15cm方木，纵向布置间距为0.6米；纵向下分配梁采用单层贝雷片，横向连接支撑架采用0.45米、0.9米和1.35三种型号；门洞处都采用两排三层的贝雷片做临时墩柱；10米门洞处基础采用条形扩大基础，采用C20素混凝土浇注，每个长25米，宽1.5米，高0.3米，8米门洞处基础采用条形扩大基础，采用C20素混凝土浇注，每个长13.5米，宽1.5米，高0.5米；支架和门洞处原地面地基应做换填处理，处理后的地面地基承载力≥150KPa。支架段传力途径为：模板纵向上分配梁横向上分配梁立杆混凝土基础处理后地面基础（σ≥150KPa)。门洞段传力途径为：模板纵向上分配梁横向上分配梁立杆横向下分配梁纵向下分配梁临时墩柱混凝土基础处理后地面基础（σ≥150KPa)。二、结构检算箱梁混凝土竖向荷载取值为q砼=γcH，模板荷载取值为q模=2KN/m2， 设备和人员荷载取值为q均=1KN/m2；砼浇注作用于底模冲击及振捣荷载q冲=2KN/m2；砼浇注作用于侧模冲击及振捣荷载q冲=4KN/m2；混凝土竖向荷载和模板荷载的荷载分项系数取为1.2，施工荷载的荷载分项系数取为1.4。（一）、模板检算模板采用1.5cm厚竹胶板，由于模板单个受力单元最长边为1.2米，1200/15=80＜100，属小跨度连续梁，面板可按三跨连续梁检算。模板力学参数有：E=7.6GPa，[σ]=80MPa，W=bh2/6，I=bh3/12，[f]=L/400。工况一、受力单元宽0.2米，长0.6米，模板以上砼高4.35。按照计算简图，q=(1.2×(4.35×26+2)+1.4×(1+2))×0.6=85.392KN/mMmax=qL2/10=85.392×0.22/8=0.427KNmσ=Mmax/W=427/(0.6×0.015×0.015/6)=19MPa＜[σ]=80MPa,f=0.677ql4/(100EI)=0.677×85.392×103×0.24/(384×7.6×109×10-9×0.6×153/12)=0.19mm＜[f]=L/400=200/400=0.5mm强度和刚度满足要求。工况二、受力单元宽0.3米，长0.6米，模板以上砼高3.05米。按照计算简图，q=(1.2×(3.05×26+2)+1.4×(1+2))×0.6=61.056KN/mMmax=qL2/10=61.056×0.32/8=0.687KNmσ=Mmax/W=687/(0.6×0.015×0.015/6)=30.5MPa＜[σ]=80MPa,f=0.677ql4/(100EI)=0.677×61.056×103×0.34/(384×7.6×109×10-9×0.6×153/12)=0.68mm＜[f]=L/400=300/400=0.75mm 强度和刚度满足要求。工况三、受力单元宽0.4米，长0.6米，模板以上砼高1.2米。按照计算简图，q=(1.2×(4.35×26+2)+1.4×(1+2))×0.6=26.424KN/mMmax=qL2/10=26.424×0.42/8=0.528KNmσ=Mmax/W=528/(0.6×0.015×0.015/6)=23.5MPa＜[σ]=80MPa,f=0.677ql4/(100EI)=0.677×26.424×103×0.44/(384×7.6×109×10-9×0.6×153/12)=0.9mm＜[f]=L/400=400/400=1.0mm强度和刚度满足要求。（二）、纵向分配梁验算纵向分配梁采用10cm×10cm方木，方木的力学参数如下：W=bh2/6=10×102/6=166.7cm3,Im=bh3/12=10×103/12=833.3cm4,[σ]=9.5MPa，[f]=l/400。按简直梁均布荷载结构分别进行检算，计算跨度为0.6米。翼缘板下布置间距0.4米，腹板侧面布置间距0.3米，腹板下间距0.2米，跨中底板下布置间距0.4米，0#梁段底板下布置间距0.2米，边跨端隔板段底板下布置间距0.3米。工况一、跨度为0.6米，砼高4.35米(0#梁段根部腹板)，布置间距0.2米。q=(1.2×(4.35×26+2)+1.4×(1+2))×0.2=28.464KN/mMmax=qL2/8=28.464×0.62/8=1.281KNmσ=Mmax/W=1281/166.7=7.684MPa＜[σ]=9.5MPa, f=5ql4/(384EI)=5×28.464×103×0.64/(384×1010×833.3×10-8)=0.6mm＜[f]=L/400=600/400=1.5mm强度和刚度满足要求。工况二、跨度为0.6米，砼高3.05米(边跨端隔板段底板)，布置间距0.3米。q=(1.2×(3.05×26+2)+1.4×(1+2))×0.3=30.528KN/mMmax=qL2/8=30.528×0.62/8=1.374KNmσ=Mmax/W=1374/166.7=8.242KN/m2＜[σ]=9.5MPa,f=5ql4/(384EI)=5×30.528×103×0.64/(384×1010×833.3×10-8)=0.6mm＜[f]=L/400=600/400=1.5mm强度和刚度满足要求。工况三、跨度为0.6米，砼高1.2米(0#梁段和1#梁段根部底板)，布置间距0.4米。q=(1.2×(1.2×26+2)+1.4×(1+2))×0.4=17.616KN/mMmax=qL2/8=17.616×0.62/8=0.793KNmσ=Mmax/W=793/166.7=4.757KN/m2＜[σ]=9.5MPa,f=5ql4/(384EI)=5×17.616×103×0.64/(384×1010×833.3×10-8)=0.4mm＜[f]=L/400=600/400=1.5mm强度和刚度满足要求。 （三）、横向上分配梁验算底板和腹板下横向分配梁采用15cm×15cm方木W=bh2/6=15×152/6=562.5cm3,Im=bh3/12=15×153/12=4218.75cm4,[σ]=9.5MPa,[f]=L/400。按简直梁均布荷载结构分别进行检算，有三种跨度，分别0.6米、0.9米和1.2米。按简直梁均布荷载结构分别进行检算，计算跨度为工况一、跨度为0.6米，砼高4.35米（0#梁段腹板），布置间距0.6米。q=(1.2×(4.35×26+2)+1.4×(1+2))×0.6=85.392KN/mMmax=qL2/8=85.392×0.62/8=3.843KNmσ=Mmax/W=3843/562.5=6.832MPa＜[σ]=9.5MPafmax=5ql4/(384EI)=5×85.392×103×0.64/(384×1010×4218.75×10-8)=0.3mm＜[f]=L/400=600/400=1.5mm强度和刚度满足要求。工况二、跨度为0.9米，砼有效高度1.2m米（底板），布置间距0.6米。q=(1.2×(1.2×26+2)+1.4×(1+2))×0.6=26.424KN/mMmax=qL2/8=26.424×0.62/8=2.675KNmσ=Mmax/W=2675/562.5=4.756MPa＜[σ]=9.5MPafmax=5ql4/(384EI) =5×26.424×103×0.94/(384×1010×4218.75×10-8)=0.5mm＜[f]=L/400=900/400=2.25mm强度和刚度满足要求。工况三、跨度为1.2米，砼有效高度0.45m米（翼缘板），布置间距0.6米。q=(1.2×(0.45×26+2)+1.4×(1+2))×0.6=12.384KN/mMmax=qL2/8=12.384×1.22/8=2.229KNmσ=Mmax/W=2229/562.5=3.963MPa＜[σ]=9.5MPafmax=5ql4/(384EI)=5×12.384×103×1.24/(384×1010×4218.75×10-8)=0.8mm＜[f]=L/400=1200/400=3mm强度和刚度满足要求。（四）、碗扣式支架立杆验算碗扣式支架立杆采用φ48×3.5mm钢管，横向间距为0.3米、0.6米、0.9米和1.2米四种，纵向间距都为0.6米，步距为1.5米，长细比（Φ48×3.5的钢管）为λ=L/i=1500/15.78=95,(回转半径i=)查表可得Ф=0.626，则有[N]=ФA[σ]=0.626×489×205=62.753KN。工况一、腹板下立杆检算取箱梁高4.35m，单箱单室，腹板下立杆按60cm*30cm布置，取1#梁段根部腹板进行验算。q腹=1.2×(q砼+q模)+1.4×(q均+q冲)=1.2×(4.35×26+2)+1.4×(1+2)=142.32KN/m2； 由于腹板处立杆布置为60cm×30cm，所以：N1=P×0.60×0.60=142.32×0.60×0.30=25.618KN<[N]=62.753KN。腹板下立杆稳定性满足要求。工况二、底板下立杆检算取箱梁底板以上有效高度1.2m，单箱单室，底板下立杆按60cm*90cm布置，取1#梁段根部底板进行验算。q腹=1.2×(q砼+q模)+1.4×(q均+q冲)=1.2×(1.2×26+2)+1.4×(1+2)=44.04KN/m2；由于腹板处立杆布置为60cm×90cm，所以：N2=P×0.60×0.90=44.04×0.60×0.90=23.782KN<[N]=62.753KN。底板下立杆稳定性满足要求。工况三、翼缘板下检算取箱梁翼缘板以上有效高度0.6m，单箱单室，底板下立杆按60cm*120cm布置，取1#梁段根部翼缘板进行验算。q腹=1.2×(q砼+q模)+1.4×(q均+q冲)=1.2×(0.6×26+2)+1.4×(1+2)=25.32KN/m2；由于腹板处立杆布置最大间距为60cm×120cm，所以：N3=P×0.6×1.2=25.32×0.6×1.2=18.23KN<[N]=62.753KN。翼缘板下立杆稳定性满足要求。 （五）、支架立杆下基础检算满堂支架下采C20混凝土硬化，硬化厚度0.2m，由于地基以下为地基承载力特征值为120KPa粉质粘土和地基承载力特征值为60KPa淤泥质粘土，1、基础抗压强度检算取立杆与混凝土的接触面积为A1=0.14×0.14=0.0196m2，取计算荷载：Pmax1=N1=25.618KN,C20混凝土压应力：σmax1=Pmax1/A1=25.618KN/0.0196m2=1.3MPa＜fc=9.6MPa，所以C20素混凝土抗压强度满足要求。2、基础抗剪切强度检算取剪切面积A2=(0.14+0.14+0.2+0.2)×4×0.2/2/sin45°=0.1923m2取计算荷载：Pmax2=Pmax1+G砼=25.618KN+25KN/m3×0.54m×0.54m×0.2m=27.076KN基础剪切应力：τmax=Pmax2/A2=27.076KN/0.1923m2=0.14MPa＜ft=1.1MPa，所以C20素混凝土抗剪切强度满足要求。3、基础持力层承载力检算原地面地基资料：第一层地基承载力特征值为120KPa，取厚度为0.5米，土重γ土1=18.2KN/m3。第二层地基承载力特征值为60KPa，土重γ土2=17.7KN/m3。第一层地基有效受力面积A3=0.54m×0.54m=0.2916m2,取计算荷载：Pmax3=Pmax2=27.076KN第一层地基接触面应力σmax=Pmax3/A3=27.076KN/0.2916m2=93KPa＜120KPa， 第二层地基有效受力面积A3=1.54m×1.54m=2.3716m2,取计算荷载：Pmax4=Pmax3+G土1=27.076KN+18.2KN/m3×0.5m×2.3716m2=48.658KN第二层地基接触面应力σmax=Pmax4/A4=48.658KN/2.3716m2=21KPa＜60KPa，第一层粉质粘土地基承载力为120KPa，厚度大于0.5m，即能满足要求。（六）、10米门洞处横向下分配梁验算两个门洞位于于5#～8#梁段之间，取4#梁段尾部截面为检算截面，门洞跨度取为10米，横向下分配梁采用15cm×15cm方木，按简直梁均布荷载结构分别进行检算，有三种跨度，分别为0.45米，0.9米和1.35米。力学参数有：W=bh2/6=15×152/6=562.5cm3,Im=bh3/12=15×153/12=4218.75cm4,[σ]=9.5MPa,[f]=L/400。工况一：在腹板下跨度0.45米，纵向间距0.6米，取计算荷载为：q=(1.2×(q砼+q模)+1.4×(q均+q冲))×0.6=(1.2×(3.226×26+2)+1.4×(1+2))×0.6=64.351KN/m；Mmax=qL2/8=64.351×0.452/8=1.629KNmσ=Mmax/W=1629/562.5=2.896MPa＜[σ]=9.5MPafmax=5ql4/(384EI)=5×64.351×103×0.454/(384×1010×4218.75×10-8) =0.01mm＜[f]=L/400=450/400=1.125mm强度和刚度满足要求。工况二：在底板下跨度0.9米，横向间距0.6米，取计算荷载为：q=(1.2×(1.2×26+2)+1.4×(1+2))×0.6=26.424KN/mMmax=qL2/8=26.424×0.92/8=2.675KNmσ=Mmax/W=2675/562.5=4.756MPa＜[σ]=9.5MPafmax=5ql4/(384EI)=5×26.424×103×0.94/(384×1010×4218.75×10-8)=0.5mm＜[f]=L/400=900/400=2.25mm强度和刚度满足要求。工况三：在翼缘板下跨度1.35米，纵向间距0.6米，取计算荷载为：q=(1.2×(q砼+q模)+1.4×(q均+q冲))×0.6=(1.2×(0.45×26+2)+1.4×(1+2))×0.6=12.384KN/m；Mmax=qL2/8=12.384×1.352/8=2.821KNmσ=Mmax/W=2821/562.5=5.015MPa＜[σ]=9.5MPafmax=5ql4/(384EI)=5×12.384×103×1.354/(384×1010×4218.75×10-8)=1.3mm＜[f]=L/400=1350/400=3.375mm强度和刚度满足要求。（七）、10米门洞处纵向下分配梁验算门洞处纵向下分配梁采用单层贝雷片，横向连接支撑架采用0.45米 、0.9米和1.35三种型号。单层单排贝雷片力学参数有：I=.2cm4，E=2×105Mpa，W=3578.5cm3，[M]=751KN•m,[Q]=245.2KN。按简直梁均布荷载结构分别进行检算，计算跨度为10.0米。工况一：在腹板下跨度10.0米，横向间距0.45米，取计算荷载为：q1=(1.2×(q砼+q模)+1.4×(q均+q冲))×0.45=(1.2×(3.226×26+2)+1.4×(1+2))×0.45=48.263KN/m；Mmax=q1L2/8=48.263×102/8=603KNm＜[M]=751KNmQ1=q1L/2=48.263×10/2=241.315KN＜[Q]=245.2KNfmax=5q1l4/(384EI)=5×48.263×103×104/(384×2.0×1011×.2×10-8)=12.5mm＜[f]=L/400=10000/400=25mm强度和刚度满足要求。工况二：在底板下跨度10米，横向间距0.9米，取计算荷载为：q2=(1.2×(q砼+q模)+1.4×(q均+q冲))×0.9=(1.2×(1.2×26+2)+1.4×(1+2))×0.9=39.636KN/m；Mmax=q2L2/8=39.636×102/8=495.45KNm＜[M]=751KNmQ2=q2L/2=39.636×10/2=198.18KN＜[Q]=245.2KNfmax=5q2l4/(384EI)=5×39.636×103×104/(384×2.0×1011×.2×10-8)=10.3mm＜[f]=L/400=10000/400=25mm 强度和刚度满足要求。工况三：在翼缘板下跨度10米，横向间距1.35米，取计算荷载为：q3=(1.2×(q砼+q模)+1.4×(q均+q冲))×1.35=(1.2×(0.6×26+2)+1.4×(1+2))×1.35=34.182KN/m；Mmax=q3L2/8=34.182×102/8=427.275KNm＜[M]=788.2KNmQ3=q3L/2=34.182×10/2=170.91KN＜[Q]=245.2KNfmax=5q3l4/(384EI)=5×34.182×103×104/(384×2.0×1011×.2×10-8)=8.8mm＜[f]=L/400=10000/400=25mm强度和刚度满足要求。（八）、10米门洞处主基础验算门洞处基础采用条形扩大基础，采用C20素混凝土浇注，每个长25米，宽1.5米，高0.5米。fc=9.6MPa，ft=1.1MPa。F1=Q3+3×4/2=170.91+3×4/2=176.91KNF2=Q1+3×4/2=241.315+3×4/2=247.315KNF3=Q2+3×4/2=198.18+3×4/2=204.18KN1、基础抗压强度检算 取贝雷梁支墩与混凝土的接触面积为A1=0.1×24×3=7.2m2，取计算荷载：P1=6×F1+4×F2+6×F3+3×8×G贝=6×176.91+4×247.315+6×204.18+3×8×3×3=3492KN接触面混凝土压应力：σmax=P1/A1=3492KN/7.2m2=0.5MPa＜fc=9.6MPa，所以C20素混凝土抗压强度满足要求。2、基础抗剪切强度检算取剪切面积A2=(24+25)×0.543×2/2+(1.076+1.5)×0.707×2/2=28.428m2取计算荷载：P2=P1+G砼=3492KN+25KN/m3×25m×1.5m×0.3m=3773KN基础剪切应力：τmax=P2/A2=3773KN/28.428m2=0.13MPa＜ft=1.1MPa，所以C20素混凝土抗剪切强度满足要求。3、基础持力层承载力检算原地面地基资料：第一层地基承载力特征值为120KPa，取厚度为1.0米，土重γ土1=18.2KN/m3。第二层地基承载力特征值为60KPa，深1.0米,土重γ土2=17.7KN/m3。第一层地基有效受力面积A3=25m×1.5m=37.5m2,取计算荷载：P3=P2=3773KN第一层地基接触面应力σmax=P3/A3=3773KN/37.5m2=101KPa＜120KPa，第二层地基有效受力面积A4=(25m+2×1.5m)×(1.5m+2×1.5m) =126m2,取计算荷载：P4=P3+G土1=3773KN+18.2KN/m3×1.5m×126m2=7213KN第二层地基接触面应力σmax=P4/A4=7213KN/126m2=57KPa＜60KPa，第一层粉质粘土地基承载力为120KPa，厚度大于1.5m，即能满足要求。（九）、8米门洞处横向下分配梁验算两个8米门洞位于于4#～6#梁段之间，取4#梁段尾部截面为检算截面，门洞跨度取为8米，横向下分配梁采用15cm×15cm方木，按简直梁均布荷载结构分别进行检算，有三种跨度，分别为0.45米，0.9米和1.35米。力学参数有：W=bh2/6=15×152/6=562.5cm3,Im=bh3/12=15×153/12=4218.75cm4,[σ]=9.5MPa,[f]=L/400。横向下分配梁与10米门洞处布置和受力情况相同，强度和刚度满足要求。（十）、8米门洞处纵向下分配梁验算门洞处纵向下分配梁采用单层贝雷片，横向连接支撑架采用0.45米、0.9米和1.35三种型号。单层单排贝雷片力学参数有：I=.2cm4，E=2×105Mpa，W=3578.5cm3，[M]=751KN•m,[Q]=245.2KN。按简直梁均布荷载结构分别进行检算，计算跨度为8.0米，与10米门洞处布置和受力情况相同，强度和刚度满足要求。 （十一）、8米门洞处基础验算门洞处基础采用条形扩大基础，采用C35钢筋混凝土浇注，每个长13.5米，宽3.0米，高0.5米。fc=16.7MPa，ft=1.57MPa，fy=300MPa。F1=Q3×8/10+3×3/2=170.91×8/10+3×3/2=141.23KNF2=Q1×8/10+3×3/2=241.31×8/10+3×3/2=197.55KNF3=Q2×8/10+3×3/2=198.18×8/10+3×3/2=163.04KN1、基础抗压强度检算取贝雷梁支墩与混凝土的接触面积为A1=0.1×24×2=5.4m2，取计算荷载：P1=6×F1+4×F2+6×F3+3×8×G贝=6×141.23+4×197.55+6×163.04+2×4×3×3=2688KN接触面混凝土压应力：σmax=P1/A1=2688KN/5.4m2=0.5MPa＜fc=16.7MPa，所以C20素混凝土抗压强度满足要求。2、基础抗剪切强度检算取剪切面积A2=(12+13)×0.707×2/2+(1.076+2.076)×0.707×2/2=19.9m2取计算荷载：P2=P1+G砼 =2688KN+25KN/m3×13m×2.076m×0.5m=3025KN基础剪切应力：τmax=P2/A2=3025KN/19.9m2=0.15MPa＜ft=1.57MPa，所以C35混凝土抗剪切强度满足要求。4、基础持力层承载力检算原地面地基资料：第一层地基承载力特征值为120KPa，取厚度为1.0米，土重γ土1=18.2KN/m3。第二层地基承载力特征值为60KPa，深1.0米,土重γ土2=17.7KN/m3。第一层地基有效受力面积A3=13.5m×3m=40.5m2,取计算荷载：P3==P1+G砼=2688KN+25KN/m3×13.5m×3m×0.5m=3194KN第一层地基接触面应力σmax=P3/A3=3194KN/40.5m2=79KPa＜120KPa，第二层地基有效受力面积A4=(13.5m+2×1m)×(3m+2×1m)=77.5m2,取计算荷载：P4=P3+G土1=3194KN+18.2KN/m3×1.0m×77.5m2=4604.5KN第二层地基接触面应力σmax=P4/A4=4604.5KN/77.5m2=59.8KPa＜60KPa，第一层粉质粘土地基承载力为120KPa，厚度大于1.0m，即能满足要求。