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1、多5脸HYDRO/ 中国水电建设集团路桥工程有限公司郑州市三环路快速化工程西三环陇海路互通立交(K6+157.29 K8+627.61 ) 段碗扣承重架计算书批准:审核:编写:中国水电路桥郑州市三环路快速化工程BT项目第三项目经理部第六工程处二0二年十一月九日一、工程概况1二、满堂架的设计和计算参数11、支架主要材料和性能参数22、支架设计布置2三、荷载计算21、模板力学性能32、模板受力计算31、方木（落叶松）的力学性能 42、横梁受力计算43、横梁挠度计算： 5六、纵梁强度计算51、方木（落叶松）的力学性能 52、方木受力计算53、纵梁挠度5七、支架受力计算61、立杆承重计算62、支架稳定
2、性验算6八、支架抗风荷载计算7九、立杆地基承载力计算8一、工程概况1、郑州市三环路快速化工程是郑州市交通畅通工程的关键性项目，是实现现代郑 州市交通快速化建设的一项重要任务，对缓解主城区交通压力、合理分布交通流量具有 极其重要的作用。陇海路互通立交是郑州市三环路快速化工程中的关键性工程，工程所 在地点的现有两条主干路（西三环和陇海路）平交呈丁字状，按规划设计现有陇海路将 向西延伸，由此本路口将成十字路口状，并通过陇海路互通立交实现路口全互通功能。陇海路互通立交为三层全互通立交桥，含陇海路主线高架桥、西三环主线高架桥及 九条立交匝道桥。其中陇海路主线高架全长1114m，西三环主线高架全长2470
3、m。南北 方向为西三环快速通道，东西向为陇海路快速通道，立交匝道分为ES、EN、NE、NW、WN、 WS、SE、SW、JS 匝道。本工程共有5跨钢梁分别位于ES匝道2跨、NE匝道1跨、SE匝道1跨和SW匝道1 跨。引桥8联，剩余105跨为预应力混凝土箱梁。2、第六工程处施工内容主要包括：施工区段内的桥梁桩基、承台、墩身、预应力 混凝土连续箱、防撞墙、铺装层等。施工区段内桥梁工程具体内容为：西三环高架：K7+059.754K8+626.71，全长 1566.956m，共 18 联；陇海路高架：K-1+479.9K-1+994.862、K0+000K0+065.84，全长 580.802m。；ES
4、 匝道：ESK0+549.076ESK0+949.712，此匝道为桥梁工程，长 400.639m；NE 匝道：NE K0+283.409NEK0+569.311，此匝道为桥梁工程，长 285.901m；NW匝道：NW K0+223.604NWK0+283.604，此匝道为桥梁工程，长60m；WS 匝道：WS K0+094.313WSK0+318.485，此匝道为桥梁工程，长 224.172m；WN 匝道：WN K0+110.399WNK0+318.485，此匝道为桥梁工程，长 356.626m；SE 匝道：SE K0+221.778SEK0+432.666，此匝道为桥梁工程，长 120.885
5、m；SW 匝道：SW K0+241.912SWK0+549.224，此匝道为桥梁工程，长 347.19m；JS 匝道：JSK0+000.000JSK0+549.244，此匝道为桥梁工程,长 549.244m；第六工程处施工范围内西环主线桥、陇海路主线桥及匝道桥共设计混凝土现浇箱梁 57联，钢箱梁2联，箱梁混凝土强度标号为C40和C50，墩柱最高18.524m，最低6.082m。 主要工程量：混凝土浇筑50360m3,钢筋制安12433.4t，钢绞线1037t。箱梁承重架采 用满堂碗扣支架，本方案以标准联为例（3X30m）。二、满堂架的设计和计算参数1、支架主要材料和性能参数施工时采用满堂式碗扣
6、支架，碗扣支架的钢管为3号钢，规格为648mmX3.5mm,其性能见下表1和表2：表1 钢管截面特性规格截面积A(mm2)惯性矩I(mm4)抵抗矩W(mm3)回转半径I(mm)每米重量(kg/m)6 48X3.54.89X10212.19X1045.00X10315.783.84表2钢材的强度设计值与弹性模量抗拉、抗弯f (N/ mm2)抗压 fc (N/ mm2)弹性模量 (KN/ mm2)2052052.06X1022、支架设计布置支架顺桥向立杆间距布置为0.15m+3 X 0.3m+3 X 0.6m+27 X 0.9m+3 X 0.6m+3 X0.3m+0.15m=30m。支架横桥向立杆
7、间距布置为 5X0.9m+8 X 0.6m+2 X 0.3m+6 X 0.6m+4 X 0.3m+6 X 0.6m+2X0.3m+8X0.6m+5X0.9m=28.2m (为安装箱梁横截面两侧模板及方便施工人员施 工，支架超出箱梁两端各145cm)。水平杆步距为1.20m。具体布置见满堂式支架设计图。三、荷载计算本桥梁支架计算书中荷载依据为桥梁支架安全施工手册1、箱梁荷载：箱梁钢筋砼自重：G=595m3 X 25KN/m3=14875KN偏安全考虑，取安全系数r=1.2,假设梁体全部重量仅作用于底板区域，计算单位 面积压力：F1二GXr：S=14875KNX1.2：(16.6mX30m) =3
8、5.84KN/m2注：16.6m为横桥向底板范围内两立杆间最大距离。2、施工荷载：取F2=1.0KN/m23、振捣混凝土产生荷载：取F3=2.0KN/m24、箱梁芯模：取F4=1.5KN/m25、竹胶板：取 F5=0.1KN/m26、方木：取 F6=7.5KN/m3四、底模强度计算(如同房屋建筑学的单向板计算)短边受力！箱梁底模采用高强度竹胶板，板厚t=18mm，竹胶板方木背肋间距为300mm，所以验 算模板强度采用宽b=300mm镜面竹胶板。1、模板力学性能(依据路桥施工计算手册取值)(1) 弹性模量E=9X103MPa=9X106KN/m2，许用应力。=11Mpa。bh3(2) 截面惯性矩
9、：1= 12 =30X 1.83/12=14.58cm4bh2(3) 截面抵抗矩：W= 6 =30X 1.82/6=16.2cm3(4) 截面积:A=bh=30X1.8=54cm22、模板受力计算(1) 底模板均布荷载：F= F1+F2+F3+F4=35.84+1+2.0+1.5=40.34KN/m2q=FXb=40.34X0.3=12.102KN/mql 2(2) 跨中最大弯矩：M= 8 =12.102X0.32/8=0.136KNmM(3) 弯拉应力：。二 W =0.136X 103/16.2X 10-6=8.4MPaV。 =11Mpa竹胶板板弯拉应力满足要求。(4) 挠度：从竹胶板下方木
10、背肋布置可知，竹胶板可看作为多跨等跨连续梁，按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算。(30+30+30=90 cm计算三跨梁)计算公式为:K虬-100 EI根据建筑施工计算手册，ff 挠度值；q 连续梁上均布荷载；1 -跨度；E 弹性模量;I 截面惯性矩;挠度系数，三等跨均布荷载作用连续梁按照活载最大，取值0.677。(统一的 公式)f 0.677ql4挠度计算：100EI= (0. 67 7X 12.102 X 0. 34)/(100 X 9X 106X 14. 58X 10-8)=5.06X10-4m=0.506mmVL/400=300/400=0.75mm竹胶板挠度满足要求。综上述，竹胶板受
11、力满足要求。五、横梁强度计算横梁为10X10cm方木，净间距为0.2m，箱梁标准截面间距为0.6m。1、方木(落叶松)的力学性能(依据路桥施工计算手册取值)(1) 落叶松容许抗弯应力。=14.5MPa，弹性模量E=11X103Mpabh2(2) 截面抵抗矩：W= 6 =0.1X0.12/6=1.67X10-4m3bh3(3) 截面惯性矩：I= I2 =0.1X0.13/12=8.33X10842、横梁受力计算(1) 作用在横梁上的均布荷载0.6m长度范围内横梁上承担3根纵梁重量为：0.1X0.1X0.6X7.5X3=0.135KN纵梁施加在横梁上的均布荷载为：0.135：0.6=0.23KN/
12、m作用在横梁上的均布荷载为：q=(F1+F2+F3+F4+F5) X0.6+0.23=44.4X0.6+0.23=26.87KN/mql 2(2) 跨中最大弯矩：M= 8 =26.87X0.62/8=1.21KNm(3) 横梁弯拉应力：M。二 W =1.21X 103/1.67X 10-4=7.25MPaV。 =14.5Mpa横梁弯拉应力满足要求。3、横梁挠度计算：5ql 4f= 384EI= (5 X 26. 87X 103 X 0. 64)/(384X 11X 109 X 8 . 33X 10-6)=0.495mmVL/400=600/400=1.5mm横梁挠度满足要求。综上述，横梁强度满
13、足要求。六、纵梁强度计算纵梁为10X10cm方木，净间距为0.25m，墩身处端部跨径为0.6m，中部箱梁标准 截面跨径为0.9m按照跨径为0.9m进行计算，间距为0.9m。1、方木(落叶松)的力学性能(1) 落叶松容许抗弯应力。=14.5MPa，弹性模量E=11X103Mpabh2(2) 截面抵抗矩：W= 6 =0.1X0.12/6=1.67X10-4m3bh3(3) 截面惯性矩：I= I2 =0.1X0.13/12=8.33X10-6m42、方木受力计算(1) 作用在纵梁上的均布荷载为：q=(F1+F2+F3+F4+F5) X0.25=44.4X0.25=11.1KN/m(2) 跨中最大弯矩
14、：计算简图见下图。ql 2M= 8 =11.1X0. 92/8=1.124KNmM(3) 纵梁弯拉应力：。二 W =1.124X 103/1.67X 10-4=6.73MPaV。 =14.5Mpa纵梁弯拉应力满足要求。3、纵梁挠度5ql 4f= 384EI二 (5X 11.1 X 103X0.94)/(384 X 11X 109X8.33X 10-6)= 1.035mmVL/400=900/400=2.25mm纵梁弯曲挠度满足要求。综上述，纵梁强度满足要求。七、支架受力计算1、立杆承重计算碗扣支架立杆设计承重为：30KN/根，箱梁高度为2m,碗扣支架受力最不利位置在 立杆的底部，箱梁混凝土重量最大区域为跨中，支架布置为60cmX60cm和60cmX90cm, 按60cmX90cm布置进行计算。 每根立杆承受钢筋砼和模板重量：N1=(35.84KN/m2+1.5KN/m2+0.1 KN/m2) X0.6mX0.9m=20.218KN 横梁施加在每根立杆重量：N2=0.9mX3 根 X0.1mX0.1mX7.5 KN/m3=0.203KN 纵梁施加在每根立杆重量：N3=0.6mX4 根 X0.1mX0.1mX7.5 KN/m3=0.18KN 支架自重：支架最高按照18.642m计算，立杆单根重：18 . 5 42 X 3 . 84X 10/103=0. 7 1 2
