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1、 （45+70+45）m悬臂现浇箱梁边跨现浇支架计算书淮南淮上淮河公路大桥工程(45+70+45)m悬臂现浇箱梁边跨现浇支架计算书XX省路桥集团有限公司淮南淮上淮河公路大桥工程(I标段)项目部二O一五年四月边跨现浇支架计算书一、工程概况淮南淮上淮河公路大桥第182020堤引桥为(45+70+45)m悬臂现浇变截面连续箱梁,位于R=1400m圆曲线上。该引桥下部采用桩柱式桥墩,群桩基础,其中单幅桥墩采用2根直径2.5m的墩柱,基础采用4根直径2.0m的钻孔灌注桩,按摩擦桩设计,承台采用8.58.22.5m哑铃型承台。变截面悬臂现浇连续箱梁采用双幅布置,全宽32.0m,单幅箱梁采用单箱单室斜腹板断
2、面。箱梁顶板宽度15.5m,底板宽度7.0m8.656m,腹板采用变厚度,中跨跨中及边跨支架现浇段为50cm厚,中跨支点处170cm厚,顶板厚30cm,底板厚度按抛物线变化由60cm(中跨支点)变化到30cm(中跨跨中及边跨支架现浇段),箱梁根部梁高4.0m,端部梁高2.0m。本段桥梁位于2%的全超高段内,桥梁横坡通过箱梁两侧腹板形成高差。边跨现浇箱梁长8.8m,梁高2.31m,为箱梁等高段,混凝土方量83.84m3。二、设计依据1、淮南淮上淮河大桥两阶段设计图纸(第二版)；2、公路桥涵施工技术规范(JTJ 0412020)；3、路桥施工计算手册；(周水兴 何兆益 等编著)4、钢结构设计规范(
3、GB 50017-2020)；5、公路桥涵设计通用规范(JTJ D602020)；6、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2020)；7、公路桥涵地基及基础设计规范(JTG D63-2020)；8、预埋件设计手册(1994版 严正庭 严捷 编著)；9、Midas Civil 桥梁设计软件；三、支架结构边跨现浇支架为钢管桩梁柱式支架。底模板采用木模,面板为厚度1.5cm优质竹胶板,背带采用10cm10cm方木,纵向间距30cm,端横梁范围内方木满铺。纵梁为HN4502020914型钢,跨径660cm。纵梁在腹板范围内横向间距为40cm,顶、底板范围内横向间距为85cm。钢管
4、桩顶承重梁为2HN4502020914,其下放置砂筒作为落架设备。基础采用820200钢管桩,纵向两排,间距660cm,横向每排3根,间距500cm。由于边跨支架现浇箱梁桥位处地基软弱,钢管桩采用DZ90型振动锤锤击入土,依靠管桩与土体之间的摩擦力提供竖向支撑力。钢管桩纵、横向之间通过H3001506.59型钢连接以增强整体稳定性。边跨现浇箱梁支架结构见图1 边跨现浇箱梁支架结构图。图1 边跨现浇箱梁支架结构图四、验算内容及要求1验算内容(1)底模板各构件的强度、刚度；(2)支架各构件的强度、刚度；(3)钢管桩入土深度计算；2强度及刚度要求验算施工支架的强度、刚度时,其数值不得超过下列数值:(
5、1)Q235钢材容许拉应力185Mpa,剪应力85Mpa；(2)支架受载后挠曲的杆件,其弹性挠度不得大于相应结构跨度的l400；五、底模板验算1荷载计算1.1荷载取值(1)构件自重:按各自自重取值；(2)新浇混凝土自重:混凝土容重26KN/m3；(3)施工荷载:2.5KN/m2；(4)倾倒混凝土产生的竖向荷载:2.0KN/ m2；(5)振捣混凝土产生的竖向荷载:2.0KN/ m2；(6)新浇筑混凝土时侧面模板压力:(另计算)；(7)振捣混凝土产生的水平荷载:2.0KN/ m2；1.2 荷载分项系数各荷载分项系数按照表1 荷载分项系数表 取值。表1荷载分项系数表序号荷载类别1模板自重1.22新浇
6、混凝土自重1.23施工荷载1.44倾倒混凝土产生的竖向荷载1.45振捣混凝土产生的竖向荷载1.46新浇筑混凝土时侧面模板压力1.27振捣混凝土产生的水平荷载1.42.木底模验算2.1竹胶板验算竹胶板规格为2.44m1.22m0.015m。根据厂家提供材质检验报告:静曲强度在湿状态使用条件下纵向为42Mpa,横向为31Mpa,弹性模量,容重。取1m宽板条进行验算。竹胶板截面特性数据如下:(1)强度验算竹胶板强度验算时,荷载组合为:(1)+(2)+(3)+(4)+(5)根据荷载各自数值及荷载分项系数,则作用在竹胶板上的荷载为:竹胶板计算跨度,则:最大弯矩:最大剪力:最大弯拉应力:最大剪应力:(2)
7、刚度验算竹胶板刚度验算时,荷载组合为:(1)+(2)根据荷载各自数值及荷载分项系数,则作用在方木上的荷载为:竹胶板净跨径为0.2m,则其挠度为:2.2方木验算方木规格为10cm10cm,其顺纹容许弯应力为13Mpa,容许弯曲剪应力2.0Mpa。弹性模量,容重。10cm10cm方木截面特性数据如下:(1)强度验算方木强度验算时,荷载组合为:(1)+(2)+(3)+(4)+(5)根据荷载各自数值及荷载分项系数,则作用在方木上的荷载为:方木计算跨度,则:最大弯矩为:最大剪力:最大弯拉应力:最大剪应力:(2)刚度验算方木刚度验算时,荷载组合为:(1)+(2)根据荷载各自数值及荷载分项系数,则作用在方木
8、上的荷载为:挠度:通过以上计算可知,木底模的强度、刚度均满足要求。六、支架验算作用在支架上的荷载分为竖向荷载和水平荷载。竖向荷载为箱梁混凝土荷载及支架自重,考虑模板荷载、施工荷载等因素,竖向荷载中箱梁混凝土自重荷载分项系数为1.4,支架自重取1.2。水平荷载为218KN(箱梁混凝土重量的10%),分纵向和横向平均分配在每根钢管桩顶部。利用Midas Civil建立支架整体有限元模型,验算各构件强度、刚度,支架整体模型见图2 边跨现浇箱梁支架整体模型。建立有限元模型,施加荷载时竖向荷载作用在纵向分配梁上,水平荷载作用在钢管桩顶部。图2 边跨现浇箱梁支架整体模型5.1 纵向分配梁验算纵向分配梁为H
9、N450mm20209mm14mm型钢。 (1)翼缘板范围内纵向分配梁强度、刚度验算应力图如下:翼缘板范围纵向分配梁应力图最大应力为,强度满足要求。纵向分配梁变形如下图:翼缘板范围纵向分配梁变形图最大变形为,刚度满足要求。(2)腹板范围纵向分配梁强度、刚度验算应力图如下:腹板范围纵向分配梁应力图最大应力为,强度满足要求。变形图如下:腹板范围纵向分配梁变形图最大变形为,刚度满足要求。(3)底板范围内纵梁分配梁强度、刚度验算应力图如下:底板范围纵向分配梁应力图最大应力为,强度满足要求。变形图如下:底板范围纵向分配梁变形图最大变形为,刚度满足要求。5.2 承重梁验算承重梁为2HN450mm2020m
10、9mm14mm型钢。承重梁应力图如下:承重梁应力图最大应力为,强度满足要求。承重梁变形图竖向最大变形为,刚度满足要求。5.3 钢管桩排架验算(1)钢管桩排架强度、刚度验算钢管桩规格为8202010mm,其应力如下图:钢管桩排架应力图最大应力为,强度满足要求。钢管桩变形如下图:钢管桩排架变形图钢管桩整体最大变形为13.2mm,其中纵向变形11.3mm,横向变形6.98mm,竖向变形1.5mm。(2)屈曲分析屈曲分析时,将混凝土自重荷载和横向荷载作为变量,支架自重作为常量,计算一阶模态下的临界荷载系数。曲屈分析结果如下:支架一阶屈曲模态由结果可知:临界荷载系数K=4.52。(3)钢管桩入土深度计算
11、钢管桩支反力如下:钢管桩支反力钢管桩支反力数值见表2:表2 钢管桩支反力表节点荷载FX(KN)FY(KN)FZ(KN)72强度验算-29.43 -17.68 577.45 74强度验算-29.33 -18.16 495.25 76强度验算-11.00 -18.47 697.20 78强度验算-21.88 -17.30 761.83 80强度验算-21.49 -19.20 692.68 81强度验算3.92 -18.39 497.98 由以上计算结果可知:竖向最大反力为76.93KN,取P=800KN。由钢管桩承载力公式反算钢管桩入土深度式中: 桥位处土层力学指标见表3 土层力学指标表3 土层力
12、学指标土层名称土层厚度(m)极限摩阻力(KPa)粉质粘土665粉土2.5550中砂2.355假设钢管桩进入中砂m,则:解得,取,则钢管桩总入土深度为10.55m。现场施工时,以DZ90振动锤锤击管桩入土不再下沉时的入土深度作为钢管桩最终入土深度。附件：工程施工现场应急预案及安全保证措施一、编制原则1、以人为本,安全第一原则。把保障人民群众生命财产安全,最大限度地预防和减少突发事件所造成的损失作为首要任务。 2、统一领导,分级负责原则。在本项目部领导统一组织下,发挥各职能部门作用,逐级落实安全生产责任,建立完善的突发事件应急管理机制。 3、依靠科学,依法规范原则。科学技术是第一生产力,利用现代科
13、学技术,发挥专业技术人员作用,依照行业安全生产法规,规范应急救援工作。 4、预防为主,防止结合原则。认真贯彻安全第一,预防为主,综合治理的基本方针,坚持突发事件应急与预防工作相结合,重点做好预防、预测、预警、预报和常态下风险评估、应急准备、应急队伍建设、应急演练等项工作。确保应急预案的科学性、权威性、规范性和可操作性。二、编制目的1、应急预案应针对那些可能造成企业、系统人员死亡或严重伤害、设备和环境受到严重破坏的突发性灾害,如触电事故、泥石流灾害、火灾、环境破坏等。2、应急预案是对日常安全管理工作的必要补充,应急预案应以完善的预防措施为基础,体现“安全第一、预防为主”的方针。3、应急预案应以努
14、力保护人身安全、防止人员伤害为第一目的,同时兼顾设备和环境的防护,尽量减少灾害的损失程度。4、应急预案应结合实际,措施明确具体,具有很强的可操作性。5、应急预案应经常检查修订,以保证先进科学的防灾、减灾设备和措施被采用。三、应急组织机构及职责1、应急组织机构为加强安全领导,进行系统化、网络化管理,项目部成立应急预案管理领导小组,项目经理任组长,项目总工程师、常务副经理、安全总监、项目副经理为副组长,各职能部门负责人、安全环保部安全员、各施工队专职安全员、施工队队长为组员,负责日常的安全管理工作。2、应急领导小组职责负责重、特大事故的现场应急抢险救援指挥,对施工现场突发性情况进行技术、资金和设备支持,在施工现场发生重特大事故时以最快的时间达到现场,分析紧急状态和确定风险事故级别,负责分部和有关地方管理部门、组织、机构联络和报告事故情况,制定抢险救援的方案措施,领导现场应急抢险救援工作,确定紧急状态的解除,协助事故
