三汊河支架计算单.docx

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三汊河支架计算单

三汊河口人行桥建设工程

钢箱梁架设支架

计算书

中铁大桥局集团第四工程有限公司设计事业部

第1本共1本，本册计页二○一四年三月

三汊河口人行桥建设工程

钢箱梁架设支架

计算书

计算：

复核：

项目负责人：

审核：

审定：

中铁大桥局集团第四工程有限公司设计事业部

第1本共1本，本册计页二○一四年三月

目录

1、设计依据3

2、工程概况3

3、设计基本参数4

4、设计荷载4

5、计算工况5

6、支墩反力计算5

6.1、岸上临时支墩计算5

6.2、水中临时支墩计算7

7、钢管桩受力计算10

8、承载力计算11

8.1、岸上扩大基础承载力计算11

8.2、水中插打钢管桩入土深度计算11

三岔河口人行桥钢箱梁架设支架计算书

1、设计依据

1、《三岔河口人行天桥建设工程设计图》；

2、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；

3、《港口工程桩基规范》（JTS-167-4-2012）；

4、《装配式公路钢桥使用手册》

2、工程概况

三汊河人行桥位于外秦淮河的三汊河口闸下游，南起渡江胜利广场，北至淮滨路，桥位处河道宽度约200m，河口北侧为世茂滨江新城，南侧为渡江胜利纪念馆和三汊河口公园，桥位东侧约110m为三汊河口闸，东侧约300m为下关大桥。

桥梁总长约385m，桥梁1#、3#出入口标准宽度5.5m宽，2#、4#出入口标准宽度6m宽，中间段标准宽度9m，高1.7m（台帽处高1m）。

钢箱梁采用分段制造运输，利用大型吊机吊装至现场临时支墩上拼装就位的施工方案。

根据制造运输的需要，全桥钢箱梁划分为A~P共计16个节段，其中节段G和节段K为变宽段，最大节段重量206.2t（节段G）。

岸上钢箱梁（A～D，L～P共计9个节段）采用大吨位汽车吊拼装，先将钢箱梁沿纵腹板划分为三部分，运输到现场后采用汽车吊拼装完成；水中钢箱梁（E～K）采用大吨位浮吊吊装，其中钢箱梁E、F、G、H、J五个节段较长，为了便于制造和运输，单个节段均需沿长度方向划分为两段运输至现场后，在驳船上拼装为整体，采用浮吊整节段吊装就位。

钢箱梁从两岸向河中心架设，I节段为合拢段，钢箱梁节段划分见图2.1。

图2.1钢箱梁节段划分示意图

根据钢箱梁节段数量，全桥需设置14个临时支墩，其中岸上1#～4#及10#～14#临时支墩为管桩+扩大基础结构；水中5#～9#为型钢组+贝雷梁+打入桩结构，临时支墩立面布置见图2.2。

图2.2临时支墩立面布置图

3、设计基本参数

设计参数如下：

Q235钢材：

正应力容许值：

[σ]=170MPa剪应力容许值：

[τ]=110MPa

贝雷梁：

正应力容许值：

[σ]=273MPa剪应力容许值：

[τ]=156MPa

4、设计荷载

临时支墩受力主要为钢箱梁自重，考虑到钢箱梁节段为异形，架设时箱梁底面调整装置受力大小不一，假定单个钢箱梁节段为刚性体，在其上加设面荷载以计算每个支点的反力。

钢箱梁各节段自重及支点受力统计见表4.1。

表4.1钢箱梁自重及调整时支点反力表

序号

箱梁节段编号

自重（t）

四点受力时最大支反力（t）

三点受力时最大支反力（t）

1

A

60.1

22.7

29.5

2

B

64.5

23.9

32.1

3

C

53.4

17.1

26.5

4

D

49.5

18.1

24.2

5

E

92

45.4

45.8

6

F

98.5

33.4

48.9

7

G

206.2

98.5

108

8

H

174.6

61.7

86.6

9

I

90.1

26.4

43.6

10

J

160.2

64.2

78.3

11

K

107.8

30.3

55.5

12

L

56.5

18.1

27.8

13

M

51.2

16.4

25.4

14

N

40.5

13.5

19.6

15

O

41.8

15.9

20.2

16

P

49.4

17.5

24.7

5、计算工况

钢箱梁架设从两岸开始向河中心架设，以I节段为合拢段，临时支墩的计算工况为：

将已架设完成的钢箱梁支点反力取四点受力时的反力值，待架梁段取三点受力时的反力值，以此反力值作为集中力作用于各支墩，据此计算支墩各构件应力及管桩的反力。

6、支墩反力计算

6.1、岸上临时支墩计算

以自重较大的箱梁E节段为例，将其假定为刚性体，顶面施加面荷载，以确定调整节段三点受力时最大反力，计算模型如图6.1，计算所得最大反力为45.8t，见图6.1，其它各节段按同法计算各支点反力，岸上其它各支墩管桩反力计算统计见表6.1。

图6.1箱梁E节段支反力计算图式（t/

_）

图6.2箱梁E节段支反力图（t）

表6.1岸上支墩管桩反力统计表

编号

反力（t）

规格（mm）

01#支墩

01--1

26.5

Φ630x8

01--2

10.5

Φ630x8

01--3

10.9

Φ630x8

01--4

20.4

Φ630x8

02#支墩

02--1

24.2

Φ630x8

02--2

6.4

Φ630x8

02--3

45.8

Φ630x8

02--4

0.5

Φ630x8

03#支墩

03--1

7.4

Φ630x8

03--2

29.5

Φ630x8

03--3

27.3

Φ630x8

03--4

13.4

Φ630x8

04#支墩

04--1

8.4

Φ630x8

04--2

32.1

Φ630x8

04--3

29.9

Φ630x8

04--4

35.3

Φ630x8

10#支墩

10--1

14.0

Φ630x8

10--2

14.0

Φ630x8

10--3

20.0

Φ630x8

10--4

19.6

Φ630x8

11#支墩

11--1

15.1

Φ630x8

11--2

18.0

Φ630x8

11--3

20.0

Φ630x8

11--4

20.2

Φ630x8

12#支墩

12--1

16.3

Φ630x8

12--2

20.0

Φ630x8

12--3

13.5

Φ630x8

12--4

20.0

Φ630x8

13#支墩

13--1

28.0

Φ630x8

13--2

28.0

Φ630x8

13--3

15.7

Φ630x8

13--4

22.4

Φ630x8

14#支墩

14--1

27.8

Φ630x8

14--2

18.0

Φ630x8

14--3

35.4

Φ630x8

14--4

18.0

Φ630x8

6.2、水中临时支墩计算

6.2.1、05#支墩计算

05#支墩计算荷载为钢箱梁E节段和钢箱梁F节段架设完成后，钢箱梁G节段就位并调整时各节段箱梁支反力，计算模型如图6.3。

图6.35#支墩受力计算图式（t）

由计算得贝雷梁最大正应力为217.8MPa<273MPa，最大剪应力为54.9MPa＜156MPa，见图6.4；分配梁及连接系等构件最大正应力为133.5MPa<170MPa，最大剪应力为89.2MPa<110MPa，见图6.5所示。

图6.4贝雷梁应力图（MPa）

图6.5分配梁及连接系应力图（MPa）

管桩反力如图6.6所示，在进行钢管及承载力计算时以此为依据。

图6.65#支墩管桩反力图（t）

贝雷梁跨中最大竖向弹性变形为9.7mm<9000/400=22.5mm，满足要求。

6.2.2、06#～09#支墩计算

以受力较大的07#支墩为代表，进行各构件强度、刚度计算，计算荷载为钢箱梁H节段架设完成后，钢箱梁I节段就位并调整时各节段箱梁支反力，计算模型如图6.7。

图6.77#支墩受力计算图式（t）

由计算得贝雷梁最大正应力为184.4MPa<273MPa，最大剪应力为23.3MPa＜156MPa，见图6.8；分配梁及连接系等构件最大正应力为137.3MPa<170MPa，最大剪应力为42.4MPa<110MPa，见图6.9所示。

图6.8贝雷梁应力图（MPa）

图6.9分配梁及连接系应力图（MPa）

管桩反力如图6.10所示，在进行钢管及承载力计算时以此为依据。

图6.107#支墩管桩反力图（t）

贝雷梁跨中最大竖向弹性变形为14.9mm<12000/400=30mm，满足要求。

按照同法，06#、08#及09#支墩各构件应力及管桩最大反力统计见表6.2。

表6.2水中支墩管桩反力统计表

项目

06#支墩

08#支墩

09#支墩

贝雷梁正应力（MPa）

216.1

176.2

178

贝雷梁剪应力（MPa）

21.9

23.2

21

分配梁及连接系正应力（MPa）

39.5

68.3

59.3

分配梁及连接系剪应力（MPa）

69.1

44.5

38

贝雷梁竖向弹性变形（mm）

16.2

13.7

14.1

管桩最大反力（t）

55.0

39.3

38.9

7、钢管桩受力计算

选取自由长度及反力较大的水中06#支墩6-4#管桩进行计算，反力为55.0t，管桩自由长度为12.62m，按一端固定一端自由进行稳定性计算，其长细比

按b类截面，查表得截面稳定系数：

=0.46

满足要求。

8、承载力计算

8.1、岸上扩大基础承载力计算

扩大基础平面尺寸为1.6x1.6m，按刚性基础计算。

与扩大基础相对应的管桩最大反力

，基础自重及上部土重标准值:

Gk=γm×b×l×d=20×1.6×1.6×0.5=25.6kN，

基底平均反力标准值

要求扩大基础地基承载力不得小于200kPa。

8.2、水中插打钢管桩入土深度计算

根据地质报告钻孔柱状图（图8.1）数据可知，河床面顶层有0.6m～4.8m厚杂填土，其下层为27.4m～35.2m厚的淤泥质粉质，桩侧土摩阻力标准值

。

以受力较大的06#支墩6-4#管桩为例，其单桩承载力设计值为55t，根据《港口工程桩基规范》单桩承载力设计值

确定管桩入土深度

，单桩承载力分项系数

取1.5，进行桩长统计时考虑1.2的荷载分项系数。

图8.1钻孔柱状图