盖梁支架计算书

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1#~14#墩悬臂盖梁支架采用“钢管桩+贝雷+分配梁+支撑桁架”体系。
钢管采用Φ426×6mm螺旋钢管,支撑于承台上。贝雷承重梁跨径为,两端悬挑。为满足盖梁底板线形要求,分配梁上设调节桁架。钢管桩与贝雷之间垫梁采用双拼I25a工字钢,垫梁上设卸荷沙箱,贝雷与调节桁架之间分布梁采用I25a工字钢。
支架体系横向布置如下:钢管桩横向对称布置2排,间距为;贝雷承重梁采用2片贝雷形式,用的花窗连接,总计4榀。盖梁悬臂部分下调节桁架为3排布置,在横桥向间距80cm。
~
~
矩形梁
2%

~
~
左幅27#
41#
右幅
31#
~
~
折角矩形梁
主线
2%
匝道
2%/
4%

~
~
悬臂墩墩高范围为~,双柱圆柱墩柱高范围为~,三柱圆柱墩柱高范围为~,四柱圆柱墩范围为~。
矩形盖梁梁高均为,变高矩形梁盖梁梁高形式呈~线性变化。除0#墩盖梁宽度为外,其余所有盖梁宽度均为,盖梁长度从~不等,除左幅1#~16#及右幅1#~18#盖梁采用C40混凝土外,其余盖梁均采用C35混凝土。单个盖梁最大方量为,其中大悬臂板式墩盖梁混凝土方量均为。
级M24螺栓预拉力:P=175kN
D160cm计算
左幅24#墩盖梁长度为,盖梁混凝土方量为87m3,墩柱为3柱墩,两跨等跨布置,跨径为,为双柱墩盖梁之外所有3柱墩盖梁和4柱墩盖梁柱间距最大的,显然该盖梁支架的中柱抱箍受力最为不利。
其承重主梁反力计算结果如下图(未考虑分项系数结果):
支架支点反力图
经计算,该支架中柱抱箍承受的竖向压力最大,F=×2=,该盖梁支架中柱抱箍承受的竖向荷载P=。
经比较,左幅15~16#墩及右幅15~17#墩双柱墩盖梁柱间距最大,为,可知其支架主梁受力最为不利。本计算以左幅15#墩盖梁支架(不考虑抱箍)计算来包络所有圆柱墩盖梁支架计算。
图 圆柱墩盖梁支架模型
3.1.6
支架最大变形 ( 为施工支架主梁跨径),满足要求。
图支架变形形状图
3.1.7
支架2I56a承重主梁最不利荷载下的组合应力为<210MPa,弯曲应力 MPa<210MPa,满足要求。
三柱墩矩形盖梁最大长度,最大柱间距,最大方量87m3,此三个参数的最值同步出现(左幅24#墩)。
四柱墩矩形盖梁最大长度,最大柱间距,最大方量,此三个参数的最值同步出现(右幅31#墩)。其中左幅27#墩、41#墩及右幅31#墩盖梁为主线桥和匝道桥共用,盖梁在平面上有折角。
本工程范围内主线桥盖梁横坡在-2%至2%之间,左幅27#墩、41#墩及右幅31#墩盖梁为主线桥和匝道桥共用,匝道部分盖梁横坡分别为2%、4%和2%。
单桩容许承载力计算公式如下:
(不考虑桩端部承载力)
其中,U——管桩的周长
——钻入各土层的厚度
——与 对应的土层与桩壁的极限摩阻力,素填土层取30kPa,淤泥层取20kPa,淤泥质粉质粘土层取25kPa。
按管桩入土深度12m计算,则
管桩承载力满足要求。
圆柱墩盖梁施工支架计算
由于所有圆柱墩盖梁之高度和宽度均一致,而且所有圆柱墩盖梁支架采用之承重主梁、分配梁等材料一致,因此所有圆柱墩盖梁支架分配梁及调节桁架受力情况一致。可见对于圆柱墩盖梁支架(不考虑抱箍)而言,当盖梁柱间距最大时,支架承重主梁受力最不利。
图 L型悬臂盖梁施工支架模型
3.1.1
支架最大变形 ( 为施工支架跨径),满足要求。
图 变形形状图
3.1.2
L型悬臂盖梁施工支架在最不利工况作用下各构件最大组合应力统计如下表所示:
部件名称
计算应力(MPa)
材料强度(MPa)
是否满足
边钢管桩
210

中钢管桩
210

垫梁
210

贝雷弦杆
310

贝雷腹杆
左右幅1#~14#墩变高悬臂盖梁为预应力混凝土结构,采用C40混凝土,盖梁长度均为,截面尺寸为2×(~)m,悬臂长度,混凝土方量。
矩形盖梁下均为圆柱墩,分双柱、三柱和四柱等三种类型。
双柱墩矩形盖梁最大长度为,最大柱间距,最大混凝用方量,此三个参数的最值同步出现(左幅15#~16#墩、右幅15#~18#墩)。
Q235钢: σw=210Mpa;
Q345钢: σw=310Mpa;
本计算采用极限状态法,荷载组合形式为:×恒载+×活载。
砼荷载:砼容重取26kN/m3。
模板重:模板荷载取2kN/m2。
施工荷载:施工荷载取4kN/m2。
混凝土倾倒荷载取2kN/m2,振捣混凝土产生的振动荷载取2kN/m2。
0#墩L
0#墩L型悬臂盖梁采用分层浇筑法,先浇筑盖梁×(~)m部分,待已浇筑层混凝土强度达到设计强度90%之后,再浇筑盖梁×加高层,后浇加高层及模板等重量由已浇筑盖梁承受,因此该型盖梁施工支架混凝土荷载只考虑首次浇筑混凝土荷载。
沙田枢纽立交主线桥圆柱墩盖梁长度、墩柱数量以及柱间距均不一致,对于盖梁施工支架而言,应分承重主梁受力最不利和抱箍受力最不利两种情况,两者不同时出现。因此后续分别针对两种最不利情况予以单独计算。抱箍计算采用手算形式。
计算参数
采用通用有限元分析软件midas/civil对盖梁支架进行模拟计算。
盖梁支架结构中采用Q235钢材和Q345钢材,材料容许应力值分别如下:
以最大值为抱箍体需承受的竖向压力P进行计算,该值即为抱箍体需产生的摩擦力。
抱箍设计主要包括钢带与墩柱的摩擦设计和钢带与外伸牛腿的焊接设计两方面的内容,抱箍尺寸见附图。
图 0#墩L形悬臂盖梁构造图
图 1#~14#墩悬臂盖梁构造图
圆柱墩盖梁构造图,如下图所示。
图 双柱墩矩形盖梁构造图
图 三柱墩矩形盖梁构造图
图 四柱墩矩形盖梁构造图(直)
图 四柱墩折角矩形盖梁构造图(折)
2
0#墩L型悬臂盖梁落地支架简介
0#墩L型悬臂盖梁支架采用采用“钢管桩+贝雷+分配梁+支撑桁架”体系。
表 沙田枢纽立交主线桥墩身及盖梁参数一览表
桥墩
形式
墩号
墩柱高
(m)
柱径
板厚(m)
柱间距
(m)
盖梁
形式
盖梁
横坡
盖梁
截面
尺寸
(m)
盖梁长度(m)
盖梁
方量
(m3)



左右幅0#
/
变高L型悬臂梁
2%
×{~
+}
左幅
1#~14#
右幅
1#~14#
~
/
变高悬臂梁
2%

~
左右幅
47#~48#
~
/
/
/
/
/
/
双柱圆柱墩
左幅
15#~16#
右幅
15#~18#
~
矩形梁
2%

左幅42#~46#
49#
右幅
32#~46#
49#
~
~
矩形梁
-2%
~
2%

~
三柱圆柱墩
左幅17#~18#
21~24#
28~40#
右幅
21#~26#
~
~
矩形梁
2%

~
~
左右幅
19#~20#
~
~
/
/
/
/
/Hale Waihona Puke Baidu
四柱圆柱墩
左幅25#~26#
右幅
27#~30#
210

调节桁架
210

图 钢管桩组合应力分布图
图 垫梁组合应力分布图
图 贝雷弦杆组合应力分布图
图 贝雷腹杆组合应力分布图
图 贝雷花窗组合应力分布图
图 分配梁组合应力分布图
图 调节桁架组合应力分布图
3.1.5
图支架反力图
由上图可得,边钢管桩承受打最大荷载 ,边管桩采用Ф820mm螺旋钢管。0#墩(K11+)场地土层地质情况如下:厚素填土层→厚淤泥层→厚细砂混淤泥层→厚淤泥质粉质粘土(QZK46,里程桩号K11+)。
承重梁采用双拼56a工字钢,支撑于抱箍之上,最大跨径为。分配梁采用I25a工字钢,直接支撑于承重主梁之上,间距为75cm一道。为满足盖梁端部高度变化处底板线形,此处分配梁上设调节桁架,每端均为3排布置,在横桥向间距90cm。
根据柱径,抱箍直径有两种规格,分别为D160cm抱箍和D180cm抱箍,高度均为50cm,每个抱箍上共布置24个级M24高强螺栓。
左右幅0#墩盖梁上设有12束15-15预应力钢束。左右幅#~14#板式墩盖梁设有8束15-15预应力钢绞线,左幅15#~16~双柱墩盖梁以及右幅15#~18#双柱墩盖梁设有4束15-12预应力钢绞线。
桥位区地形平缓,场内河涌、沟渠、鱼塘密布,软土较厚,地面标高约为~(填土面标高)。
悬臂盖梁构造图,如下图所示。
虎门二桥S4标
沙田枢纽立交主线桥
盖梁施工支架计算书(B版)
广东省长大公路工程有限公司
虎门二桥S4标项目经理部
2015年10月·广州
1
虎门二桥项目起点位于广州市南沙区东涌镇,终点位于东莞市沙田镇,主线全线长,含大沙水道、坭洲水道两座悬索桥,其中大沙水道桥采用主跨为1200m悬索桥,坭洲水道桥采用548+1688m双跨钢箱梁悬索桥。坭洲水道桥跨越坭洲水道(狮子洋)桥位处河面宽度约2300m,西塔中心里程为K8+,东塔中心里程为K9+。坭洲水道桥总体布置图如下图所示。
支架体系横向布置如下:钢管桩横向对称布置2排,间距为3;贝雷承重梁采用2片贝雷形式,用的花窗连接,总计4榀。盖梁悬臂部分下调节桁架为5布置,在横桥向间距。盖梁施工时,盖梁横坡通过调节钢管桩顶标高使支架承重主梁横坡与盖梁横坡保持一致来实现。支架布置见下图。
表0#墩L型悬臂盖梁支架布置图
1#~14#墩悬臂盖梁支架简介
支架共设置8根钢管桩,纵向四排布置,纵向钢管桩间距为6m。两边钢管桩采用Φ820×8mm螺旋钢管,钢管桩下部采用振动锤打入土层12m。中间两排钢管桩采用Φ426×6mm螺旋钢管,直接支撑于承台之上。贝雷承重梁跨径为6m,两端悬挑3m。为满足盖梁底板线形要求,分配梁上设调节桁架。钢管桩与贝雷之间垫梁采用双拼I25a工字钢,垫梁上设卸荷沙箱,贝雷与调节桁架之间分布梁采用I25a工字钢。
沙田枢纽立交圆柱墩盖梁横坡通过调节抱箍顶面标高使承重主梁横坡与盖梁横坡保持一致来实现。支架布置见下图。
图 圆柱墩盖梁抱箍支架布置图
3
计算说明
沙田枢纽立交主线桥左右幅0#墩L型悬臂盖梁除标高外,结构尺寸一致,本计算书左幅0#墩盖梁支架作为计算对象。
沙田枢纽立交主线桥左右幅1#~14#墩悬臂盖梁除标高外,结构尺寸等都相同,本计算书以左幅1#墩盖梁支架作为计算对象。
坭洲水道桥总体布置图
工程简介
沙田枢纽立交主线桥里程范围为K11+~K12+,分左右两幅,每幅共有49个墩(0#墩作为东引桥与沙田立交的过渡墩,其墩身施工方案已划入东引桥工程段,其盖梁施工划入沙田枢纽立交工程段),总共98个墩,桥墩有板式墩、双柱圆柱墩、三柱圆柱墩、四柱圆柱墩等四种类型。
板式墩共有32个,其中板厚的有28个,板厚的有4个;双柱墩共27个,其中柱径的有5个,柱径的有22个;三柱墩共有21个,其中柱径的有19个,柱径的有2个;四柱墩共有9个,柱径均为。
本工程段墩身最大高度为,墩身最大方量为。
左右幅0#~18#墩、21#~46#墩、49#墩上设有盖梁,其中左右幅0#墩盖梁为变高L型悬臂梁,左右幅1#~14#墩盖梁形式为变高T形悬臂梁,其余均为矩形梁(左右幅19#~20#、47#~48#墩上为连续小箱梁,不设盖梁)。
左右幅0#墩盖梁为预应力变高L型悬臂盖梁,盖梁截面呈L型,采用C40混凝土,长度为,截面形式为×[~+]m,加高块位于预制小箱梁侧,宽度。盖梁方量。
图 悬臂盖梁支架模型
3.1.3
支架最大变形 ( 为施工支架悬臂长度),满足要求。
图 支架变形形状图
3.1.4
悬臂盖梁施工支架在最不利工况作用下各构件最大组合应力统计如下表所示:
部件名称
计算应力(MPa)
材料强度(MPa)
是否满足
钢管桩
210

垫梁
210

贝雷弦杆
310

贝雷腹杆
310

花窗
310

分配梁
310

花窗
310

分配梁
210

调节桁架
210

图 边钢管桩组合应力分布图
图 中钢管桩组合应力分布图
图 垫梁组合应力分布图
图 贝雷弦杆应力分布图
图 贝雷腹杆应力分布图
图 贝雷花窗应力分布图
图 分配梁应力分布图
图 调节桁架应力分布图
1#~14#墩悬臂盖梁施工支架计算
1#~14#墩悬臂盖梁结构尺寸以及盖梁下板式墩形式均一致(墩高有所差别),本计算以墩高最大的左幅1#墩悬臂盖梁支架计算来包络1#~14#墩悬臂盖梁支架的计算。
1#~14#墩悬臂盖梁左幅横向坡度2%,右幅横向坡度-2%。盖梁施工时,盖梁横坡通过调节钢管桩顶标高使支架承重主梁横坡与盖梁横坡保持一致来实现。支架布置见下图。
表 1#~14#墩悬臂盖梁施工支架布置图
圆柱墩
除左右幅0#~14#墩盖梁外,该标段其余盖梁下均为圆柱墩,端部悬臂长度较短,盖梁最大方量。考虑采用“抱箍+工字钢主梁+分配梁”体系。
支架I25a分配梁最不利荷载下的组合应力为MPa<210MPa,满足要求
图 承重主梁组合应力分布图
图 承重主梁弯曲应力分布图
图 分配梁组合应力分布图
3.1.8
承重主梁最大支点反力为(未考虑分项系数结果)。.
支点反力图
4
设计指标
各材料或构件的强度设计值如下:
Q235钢: (抗拉、抗压、抗弯)
(抗剪)
角焊缝: (抗拉、抗压、抗剪)
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