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1、福建省古武高速公路工程十方互通 A 匝道桥上部现浇箱梁计中铁十七局集团有限公司古武高速公路 A1 标项目部2011.05.28古武高速公路工程 A1 合同段现浇箱梁支架设计方案一、工程概况A匝道桥全桥长度为310米，桥型布置为为4X30+3 X30+3 X31m预 应力连续箱梁，全桥共计三联，本桥平面位于 Ls=67.22mR=180m 的左偏曲 线、Ls=62.5m R=360m的缓和曲线上，纵面位于 R=2600m的凸曲线，及 i=1.434%下坡路段上。下部构造采用柱式墩、薄壁墩、桩基础；桥台采用 肋式桥台、桩基础。箱梁为单箱双室结构，上部构造施工时，先浇注第二 联3X30m，采用单端张
2、拉的施工方法，然后依次浇注第三联、第二联。全 桥现浇梁共有C50砼2623.2m3。二、设计依据1福建省十方至东留段高速公路施工图设计； 2中华人民共和国交通部部标准公路桥涵设计通用规范 JTG D60-2004 ； 3中华人民共和国交通部部标准公路桥涵结构及木结构设计规范 JTJ025-86 ；4. 中华人民共和国交通部部标准公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ024 85)；5. 中华人民共和国国家标准钢结构设计规范 (GB50017-2003) ；6. 中华人民共和国交通部战备办装备式公路钢桥使用手册 ；7. 人民交通出版社路桥施工计算手册8. 中华人民共和国交通部部标准公路桥涵施工技术规
3、范 JTJ041-2000。第一部分：现浇梁支架结构设计及验算一、十方枢纽互通 A 匝道桥第二、三联现浇梁支架结构设计及验算（一）、支架结构设计十方枢纽互通 A 匝道桥现浇梁采用梁柱式支架，贝雷片作支架纵梁，钢管墩作临 时支墩，钢筋混凝土扩大基础。由于第二联第 1 跨具有代表性，因此我们取支架第二 联第1跨（4#5#墩）计算受力。1、中间支墩基础：中间临时支墩钢筋混凝土扩大基础为3.0m X12m X0.3m，布 单层 1620cm 的钢筋网；基底进行换填级配碎石和隧道洞渣处理， 确保基底容许承 载力不小于 200kPa。2、墩旁支墩基础：墩旁支墩基础为 1.2m X12m X0.3m钢筋砼基
4、础，布单层 1620cm 钢筋网。3、支墩：中支墩采用双排 =630mm, 6 =7mm钢管；桥梁中墩旁支墩采用单 排 =630mm, 6 = 7mm钢管，并在管桩顶底部焊接6 = 10mm盖板，每排5根钢管。4、支架纵梁：用国产贝雷片拼成支架纵梁，两排一组。每跨现浇梁支架由两孔贝 雷梁组成，贝雷纵梁跨度分别为 12m、 15m， 12m 跨采用 6 组 12 排贝雷梁组成， 15m 跨采用 8 组 16 排贝雷梁组成，均作简支布置。现浇箱梁支架结构图详见附图。（二）、荷载计算及组合1 荷载计算根据公路桥涵施工规范主要考虑以下荷载： 新浇筑混凝土的自重：A匝道桥二联（墩号4#-7#）设计混凝土
5、数量为738 m3，根据变截面尺寸计 算得： 4-5 孔混凝土数量为 246.9 m3， 5-6 孔混凝土数量为 244.2m3， 6-7 孔混凝土 数量为 246.9m3 。根据公路桥涵施工技术规范附录 D 钢筋混凝土的容重采用 26kN/m3。取最不利的 4-5 孔箱梁进行支架计算，箱梁每延米的自重为：4-5 孑L： q1 =246.9 X26/30 =213.98kN/m 模板自重：本桥现浇箱梁内模采用木模板， 在工地自行加工，内模每延米自重3 .2kN/m ；外模底板和翼板采用竹胶板，外模每延米自重4 .5kN/m ；模板自重合计7.7kN/m。 支架自重（经主要工程材料数量统计及参考
6、其它类似桥梁资料） ： G=270 X 12X9三30X10=9.7kN/m （支架自重包括木楔子、方木、槽钢分配梁、贝雷梁等的重量） 施工人员和施工料具等行走、运输或堆放荷载：4-5 孑： q=2.5 kN/m2X12=30 kN/m振捣混凝土时产生荷载：4-5 孑： 12X 2kpa=24kN/m按规范规定验算支架强度时采用荷载组合：4-5 孑： 289.68kN/m按规范规定验算支架挠度时采用荷载组合：4-5 孑： 235.68kN/m2纵梁验算（以受力最大的 4#5#孑验算） 贝雷纵梁强度验算 15m、 12m 跨贝雷纵梁强度验算15m跨横向布置16排贝雷纵梁，12m跨横向布置12排贝
7、雷纵梁，作用在每片贝 雷纵梁上的荷载按均布荷载计算，考虑 1.2 不均匀分布系数，每排贝雷纵梁的最不利 荷载组合为：（15m 跨） q=（289.68kN/m）/14 X1.2=24.82kN/m（12m 跨） q=（289.68kN/m）/12 X1.2=28.97kN/m贝雷梁受力结构简图如下图示经计算贝雷纵梁的最大弯矩：（15m 跨）：Mmax = l/8ql2=l/8 X 24.82 X 152 = 698.06kN.mvM=788.2 kN.m（12m 跨）：Mmax = 1/8ql2=1/8 X 28.97 X 122 = 521.424kN.mvM=788.2 kN.m注：M=7
8、88.2 kN.m为国产321型贝雷片的容许弯矩值故满足要求。经计算得贝雷纵梁最大剪力：（15m 跨）Qmax = 1/2ql=1/2 X 24.82 X 15 = 186.09kN （发生在两端的支撑处）Q=245kN。（12m 跨）Qmax = 1/2ql=1/2 X 28.97 X 12 = 173.82kN （发生在两端的支撑处）Q=245kN。注：Q=245kN为单排单层贝雷的允许剪力。满足要求。 挠度（刚度）较核验算贝雷梁的挠度时荷载取 q=213.98kN/m，4计算15m、12m跨贝雷纵梁在荷载做用下的弹性变形：(15m 跨)fmax=5ql4/(384EI)=5 X 24.8
9、2 X 150004/(384 X 2.1 X 105 X 2.505 X 104)=30.1 V 15000/400=37.5mm=L/400 ( 发生在跨中 )满足规范要求( 12m 跨)fmax=5ql4/(384EI)=5 X 28.97 X 120004/(384 X 2.1 X 105 X 2.505 X 104)=14.8 V 12000/400=30mm=L/400 ( 发生在跨中 )满足规范要求436a 工字钢横梁演算每排支墩设置一组，每组由 2 根 I36a 工字钢拼焊组成，钢管支墩横桥向间距如附 图所示。I36a 工字钢截面特性：截面积：A = 76.44cm 2惯性矩：
10、1 = 15796c m4X截面抵抗矩： Wx=877.6cm3X腹板厚： d=10mmIx/Sx=31cmX X(1) 中支墩顶横梁受力计算(45孔15m跨中支墩横梁) 工字钢受力简图、弯矩图、剪力图如下：| 一 1.357 一7 -工5-丄一2.57 一4 1.357/I兀-丿|X J-nJ-工字钢受力简图 （单位： m）225.3S15.&E25. ES25.SE 2.5125.51III17.BS17.8il22.11-mi17.S917.B925.5125.5弯矩图（单位：kNm）剪力图 （单位： kN）(2) 强度验算由弯矩图、剪力图可知：最大弯矩发生在中间支柱最大弯矩Mmax =
11、122.11KNm、Qmax =290.83KN。一组工字钢由2根组成，则每根所受弯距为122.11 /2 = 61.05 KNm, 剪力为 290.83/2 = 145.41 KN。O max二Mmax/2/Wz=61.05 X 106N.mm/877.6 X 103mm3=65.8Mpa a = 140Mpa 满足要 求。T max二Qmax/2/( I /S )d)=145.41/(31 X 10-2 X 10 X 10-3)=46.9Mpaxx所以T max T =85Mpa 满足要求。(3) 中支墩顶横梁受力计算(45孔1加跨中支墩横梁)工字钢受力简图、弯矩图、剪力图如下：w TvX
12、nlv A工字钢受力简图 (单位： m)Yj :Ql?24-IIP#74.6574.fi5弯矩图（单位：kNm）剪力图 （单位： kN）2）强度验算由弯矩图、剪力图可知：Mmax =182.7KNm (发生在中间两根钢管支墩处)、Qmax =338.1KN。一组工字钢由2根组成，则每根所受弯距为182.7/2 = 91.35 KNm,剪力 为 338.1 /2 = 169.05 KN。a max二Mmax/2/Wz=91.35 X 106N.mm/877.6 X 103mm3=104.1Mpa a = 140Mpa 满足 要求。T max二Qmax/2/( I /S )d)=169.05/(3
13、1 X 10-2 X 10 X 10-3)=54.54Mpaxx所以T max T =85Mpa 满足要求。5钢管支墩受力验算取u 630 X 7mm螺旋焊钢管材料进行验算，考虑钢管可能锈蚀，壁厚按6 = 6mm进行计算。其钢管截面特性如下：A=117.24cm2I=56705.18cm4M= 92.83Kg/m 由以上计算得各贝雷纵梁在支墩顶产生压力，中支墩靠 15m 跨一侧支墩受力最 大，其最大荷载值为：45 孔 Nmax=289.68X15/2=2167.5kN。max考虑 1.2 的不均匀分布系数，单根钢管支墩承受的竖向荷载：45 孔 Pmax=1.2XNmax /5=520.2kN
14、。maxmax 强度验算单根u 630mm, 6 = 6mm钢管截面承受的允许压力NN =AXa = 2n R 6 a =2X 3.14159X 0.315X 0.006X140000=1661.69 kN45 孔 Pmax=520.2kN N ( 满足要求)max 稳定性较核按两端铰支计算钢管稳定容许应力，按高差最大 （互通主线左幅 7#墩，考虑地基 换填标高可能变化，按高15m）支墩验算其稳定性，钢管支墩最大自由长度为L= 15m。 按路桥施工计算手册表 12-2 公式，则钢管稳定容许应力：a = u o = 0.387 X 140=54.18MPa式中：u 压杆稳定系数，由压杆柔度系数入查表得出；入=v L/Y = 1.2X 15/0.22 =81.81，该处u =;v 压杆的长度系数，该处取v =1.2 ；L压杆的自由长度，该处L=15
