方案天津特大桥32米双线简支现浇箱梁施工方案45页（附检算书）.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流方案天津特大桥32米双线简支现浇箱梁施工方案45页（附检算书）.精品文档.xx铁路工程xx特大桥32m双线简支箱梁施工临时结构检算书xx六局工程设计院编号: CRSGSJY2010-28xx铁路工程xx特大桥32m双线简支箱梁施工临时结构检算书院 长：总 工：项目总工：审 核：复 核:计 算：xx六局工程设计院2010年12月目 录1 32m箱梁工程概况12 32m简支箱梁施工支架方案12.1支架设计12.2支架方案23支架检算项目24 荷载标准值计算25支架检算35.1竹胶板底模35.2纵向方木检算（10×10cm）45.3 H700型钢检算55.4墩顶I50横梁检算75.5砂箱套筒抗压计算95.6钢管支墩检算95.7条形基础检算106结论与建议111 32m箱梁工程概况xx特大桥跨越xx高铁简支梁位于142#143#墩之间，跨距为32m。跨越xx高铁左线中心里程为DK120+889.872，斜交角度为92°2100,见图1-1.图1-1 32m简支箱梁位置图 箱梁截面尺寸见图1-2。顶宽12.2m，底宽5.74m，高2.83.0m。图1-2 32m简支箱梁断面图此工程所在场地地层主要为第四系冲积成因的粉土及粉质粘土互层，地下水位埋藏浅，地层渗透系数小。承台下有地层最小承载力特征值0=80kPa。2 32m简支箱梁施工支架方案2.1支架设计此工程支架搭设形式为H700型钢配合钢管柱，搭设门洞支架施工，钢管柱高度23.5m。中间跨线部分净跨度16m。箱梁钢筋混凝土结构按25kN/m3，设计荷载仅考虑梁体自重、模板自重、施工荷载以及风荷载，不考虑列车荷载、二期恒载以及偶然荷载。2.2支架方案共设置四排临时钢管支墩，每排5根，共20根，第1、4排设置在新建墩身两侧承台基础上，并与墩身连接，第2、3排设置在中间临时条形基础上。每排的5根钢管柱间距3.0m。条形基础宽2.0m，高1.2m，长13m，C20钢筋混凝土。图2-1 32m箱梁支架示意图支架体系从下到上依次为：基础-800×12mm钢管-砂箱-I50a双拼工字钢-H700型钢-方木-模板。3支架检算项目(1) 底模竹胶板强度及刚度检算(2) 纵向方木强度、刚度检算(3) H型钢强度、刚度检算(4) 墩顶I50横梁强度、刚度检算(5) 砂箱抗压检算(6) 临时支墩强度、稳定性检算(7) 条形基础强度、承载力检算4 荷载标准值计算(1)钢筋混凝土：25kN/ m3(2)模板：1 kN/ m2(3)方木： 7.5kN/ m3(4) I50工字钢：0.94 kN/ m(5)H700型钢：1.8 kN/ m(6)施工人员：均布荷载1.0kN/m2(8)振捣混凝土时产生的荷载：对水平模板按2kN/m2(9)浇注时混凝土的冲击：2kN/m2(10)800×12mm钢管：2.33 kN/ m5支架检算5.1竹胶板底模（1）计算模型模板直接承受梁体重量，在梁体的不同部位,其受力不同，对腹板、底板及翼缘下的竹胶板底模分别进行检算，对应底模下分别为15cm、25cm和30cm间距的10×10cm方木。计算模型分别取跨度为15、25、30cm的连续梁进行检算。取墩身附近荷载最大值进行检算。（2）荷载取值 腹板下 设计组合q设计=(25×3.03+4+1)×0.1×1.2+（2+2+1）×0.1×1.4=16.7kN/m 标准组合q标准=(25×3.03+4+1)×0.1 =8.1kN/m 底板下 设计组合q设计=(25×0.9+4+1)×0.1×1.2+（2+2+1）×0.1×1.4=10.3kN/m 标准组合q标准=(25×0.9+4+1)×0.1 =2.8kN/m 翼缘下 设计组合q设计=(25×0.6+1)×0.1×1.2+（2+2+1）×0.1×1.4=8.9kN/m 标准组合q标准=(25×0.6+1)×0.1 =1.6kN/m（3）强度及刚度计算 竹胶板底模按0.1m，厚度1.5cm计算截面参数 强度计算公式为：弯矩；应力=M/W 刚度计算公式为： 竹胶板弹性模量E=6000MPa；允许应力50MPa 底模检算结果见表1，强度及刚度满足要求。表1 底模检算结果梁体部位q设计/q标准kN/m跨度m弯矩kNm应力MPa允许应力MPa挠度mm允许挠度mm腹板下16.7/8.10.150.03810.0500.1640.375底板下10.3/2.80.250.06417.2500.4310.5翼缘下8.9/1.60.300.08021.4500.5200.6255.2纵向方木检算（10×10cm）（1）计算模型方木下为间距3060cm的H700工字钢。对方木进行检算时，按跨度0.6m分别对梁体下不同部位的方木按照连续梁进行检算。（2）荷载取值根据腹板、底板及翼缘下的方木布置间距，计算均布线载荷值 腹板下 设计组合q设计=16.7kN/m/0.1×0.15+1.2×7.5×0.1×0.1=25.1 kN/m 标准组合q标准=8.1kN/m/0.1×0.15+7.5×0.1×0.1=12.2 kN/m 底板下 设计组合q设计=10.3kN/m/0.1×0.25+1.2×7.5×0.1×0.1=25.8 kN/m 标准组合q标准=2.8kN/m/0.1×0.25+7.5×0.1×0.1=7.0 kN/m 翼缘下 设计组合q设计=8.9kN/m/0.1×0.3+1.2×7.5×0.1×0.1=26.9 kN/m 标准组合q标准=1.6kN/m/0.1×0.3+7.5×0.1×0.1=4.9 kN/m（3）强度及刚度计算 方木截面尺寸100m×100mm，截面参数 强度计算公式为：弯矩；应力=M/W；剪力Q=0.5×ql； 剪应力=Q/bh 刚度计算公式为：方木检算结果见表2，强度及刚度满足要求。表2 方木检算结果梁体部位q设计/q标准kN/m跨度m弯矩kNm应力MPa允许应力MPa挠度mm允许挠度mm剪应力MPa允许剪应力MPa腹板下25.1/12.20.60.9055.4130.1421.50.751.4底板下25.8/7.00.60.9305.6130.0811.50.781.4翼缘下26.9/4.90.60.9675.8130.0571.50.811.45.3 H700型钢检算（1）计算模型采用H700型钢，高度0.7m，宽度0.3m，在腹板下0.3m间距满布，底板下0.5m间距，翼缘下0.7m间距。取中间16.8m跨度，按照简支梁进行检算。 （2）荷载组合腹板下取1.0m宽度范围内梁荷载计算，单根H700型钢承担荷载设计组合q设计=27.9 kN/m 标准组合q标准=16.9 kN/m（3） 强度及刚度计算I14工字钢参数：Ix0.001946m4，Wx0.00556m3 弯矩M=1137.8kN.m弯曲应力=204.6MPa=210 MPa挠度>16800/400=42mm利用Midas建3跨梁模型，对腹板、底板及翼缘下梁分别计算，弯曲应力max=140.3 MPa=210 MPa；挠度f=30.4mm<16800/400=42mm剪应力max=30.4 MPa=125 MPa计算结果见表3及图5-1图5-1。弯曲应力及剪应力满足要求；最大挠度满足要求。表3 H700梁检算结果部位q设计/q标准kN/m应力MPa剪应力MPa挠度mm腹板下3031.2/23.324.2140.335.630.4底板下18.527.5/12.520.089.522.717.3翼缘下18.4/11.389.122.615.9(a) 应力图(b) 剪应力图(c) 变形图(d) 反力图图5-1 H700梁检算结果图5.4墩顶I50横梁检算（1）计算模型墩顶横梁并排使用2根I50工字钢，按跨度(4+3+3+4)m的连续梁进行计算，其下设置5根钢管柱。根据5.3节贝雷梁的检算结果，获得每个H700下的4个支墩反力如表4所示。从左到右支墩编号为墩1，墩2，墩3和墩4。表4支墩反力(kN)部位墩1墩2墩3墩4腹板下-81.4/-64.4552.5/436.1551.2/435.1-77.2/-60.9底板下-41.1/-27.4351.5/247.5350.4/246.9-38.8/-23.3翼缘下-53.0/-34.4351.1/227.8350.3/227.3-50.2/-32.6翼缘外-5.8/-4.837.8/31.537.7/31.4-5.4/-4.5中间两个支墩反力较大，将墩2反力加载到I50工字钢上，并排放置3根,每根工字钢承受荷载值及作用长度如下表5所示。表5 单根I50受力部位作用长度m累计长度m设计值 kN标准值kN翼缘外3312.610.5翼缘下0.83.824.415.8翼缘下2.15.948.8117.031.675.9腹板下0.96.8184.2145.4底板下4.611.2117.282.5腹板下0.912.1184.2145.4翼缘下2.114.2117.048.875.931.6翼缘下0.815.024.415.8翼缘外31812.610.5I50工字钢下为34m间距，直径800mm钢管，底板及腹板下间距3m，翼缘下4m。通过MidasCivil建模计算，其强度及刚度满足要求，结果见表5及图5-4。表5 I50工字钢检算结果弯应力MPa剪应力MPa挠度mm126.395.02.37单根工字钢最大反力1107.1kN，标准荷载组合作用下的最大反力809.5 kN。单个钢管承受的上部最大荷载设计值 N设计=3×1107.1kN=3321.3 kN； N标准=3×809.5kN=2428.5 kN(a) I50 应力图(b) I50 剪应力图(c) I50 变形图(d) I50 反力图图5-4 I50工字钢受力检算图5.5砂箱套筒抗压计算套筒侧壁承受的压力有上部的压应力及砂对侧壁的压力。砂箱顶荷载N设计=3321.3kN，砂箱底面积A=0.3×0.3×3.14=0.2827m2。取侧压力系数0.5，砂箱内砂的高度为0.1m，其容重19kN/ m3，则作用在砂箱底部的侧向水平应力x=3321.3/0.2827+0.5×0.1×19=11754kN/m2=11.8MPa套筒直径D=0.60m，壁厚t=20mm，套筒可以承受的应力=×2×t/D=190×2×0.02/0.6=12.7 MPa>11.8MPa，满足要求。5.6钢管支墩检算（1）计算模型墩柱采用长24m、直径800mm、厚度12mm的钢管。（2）荷载组合 根据5.4钢管承受最大荷载值3321.3kN；根据5.5节，砂箱高度0.1m，则砂箱及砂重量为G =（2×0.3×0.3×3.14×0.01+0.1×3.14×0.6）×78.5+0.1×0.3×0.3×3.14×19=15.8 kN 钢管自重24×2.33=55.9 kN 则N =3321.3+(15.8+55.9)×1.2=3407 kN（3）轴向压应力计算 钢管参数 ，W=0.0115m3 =114.7MPa（4）稳定性计算 钢管柱稳定性检算：钢结构中国铁道出版社 ,查钢结构按b类计算， ，钢管稳定性满足要求。当考虑风荷载时，单管承受的由风荷载产生的弯矩Mw=54.7kNm，由下式检算钢管稳定式中，-有效弯矩系数，取1.0，-塑性发展系数，对于圆截面，取1.15，其它符号意义与前述相同，将相关数值代入上式计算得193.4MPa<f=210 MPa，钢管稳定。5.7条形基础检算 (1)混凝土承压验算 钢管直径0.8m，设钢管通过法兰盘与基础连接，接触面积为直径1m的圆面积，即Ac=0.785 m2，荷载N=3407 kN 压应力=N/Ac=4.3MPa<6.8 MPa (2)基础底面承载力验算 立柱按只存在压应力计算，不考虑弯矩。基础高度1.2m，对于混凝土条形基础，按照45°角扩散，则单个钢管的基底受力面积为A=2.5m×3.0m=7.5 m2 基础采用C25混凝土，重量G=7.5m2×1.2m×23kN/ m3 =207 kN fa =80 kPa深宽修正后的地基承载力标准值l = 3.0 m垂直于力距作用方向的基础底面边长b = 2.0 m平行于力距作用方向的基础底面边长Fk = 2444.3 kN相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础顶面的竖向力标准组合值；Gk = 207 kN基础自重与基础上的土重之和Mk = 38.0 kN·m相应于荷载效应标准组合时，作用于基础底面的力矩值 基础底面积为: A = l × b = 3.00 × 2.50 = 7.5m2根据建筑地基基础勘察设计规范, 基础底面处的平均压力值为: pk = =353.5 kPa偏心矩为: e = =0.014 b/6 = 0.417 m基础底面的抵抗矩为: W = =3.13 m3相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘处最大压力值: pkmax = =365.6 kPa pk = 353.5 kPafa = 80.0 kPapkmax = 365.6 kPa>1.2fa = 1.2 × 80.0 = 96.0 kPa 天然地基承载力不满足要求，需要采用桩基础。在相应的管桩下布置2根直径1m的钻孔桩，间距1.5m，承台宽度2.5m。上部荷载2444.3kN；基础重207 kN ,荷载标准值=2651 kN取桩侧阻力20kPa；桩端阻力700 kPa；通过计算单轴承载力特征值1493 kN>2651 kN/2=1326 kN ,满足要求。6结论与建议(1) 竹胶板底模下方木间距在腹板、底板及翼缘下分别为0.15、0.25及0.3m，通过检算，竹胶板强度及刚度满足要求。(2) H700梁间距在腹板、底板及翼缘下间距分别为0.3m、0.5m及0.7m，通过计算，强度及刚度满足要求。(3) 墩顶I50工字钢横梁在中间两排需要并排设置3道(边部可以设置2道)，通过计算，其强度及刚度满足要求。(4) 砂箱直径0.6m，厚度20mm，经检算满足侧向抗压要求。(5) 钢管承载力及稳定性满足要求。