内蒙绥满25标跨铁路现浇箱梁施工计算书.docx
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内蒙绥满25标跨铁路现浇箱梁施工计算书
绥满国道高速公路上跨铁路箱梁
现浇支架设计计算书
计算:
毛洺
复核:
牛子民
中铁四局集团二公司内蒙绥满国道博牙高速公路
项目经理部第二十五合同段
2010年04
1、设计依据1
2、工程概况1
3、箱梁现浇支架施工方案1
4.1、翼板支架结构计算2
4.2、底板支架结构计算13
4.3、纵向主承重梁受力验算30
4.4、边支墩受力验算34
4.5、中支墩受力验算44
4.6、基础系梁受力验算50
5、滨洲铁路段支架结构计算54
5.1、翼板支架结构计算54
5.2、底板支架结构计算54
5.3、纵向贝雷梁检算54
5.4、支墩受力验算58
5.5、基础系梁计算63
5.6、独立扩大基础计算67
6、贝雷纵梁支点处加强处理67
7、非跨铁路段落地满堂碗扣支架结构计算68
7.1、翼板支架结构计算68
7.2、普通段底板支架结构计算69
7.3、暗箱梁段底板支架结构计算76
1、设计依据
1.1、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
1.2、《竹编胶合板》(GB/T13123-2003)
1.3《木结构设计规范》(GB50009-2001)
1.4、《钢结构设计规范》(GB50009-2001)
1.5、《建筑地基基础设计规范》(GB50009-2001)
1.6、《混凝土结构设计规范》(GB50009-2001)
1.7、绥满国道主干线博克图至牙克石段高速公路设计文件
2、工程概况
牙克石西互通立交桥跨铁路部分桥孔布置为主线桥(50.15+46.5+50.15)m,D匝道桥(50.15+48+50.15)m预应力砼连续梁,主线桥长146.8m、D匝道桥长148.3m。
主线桥梁体为单箱双室,D匝道桥梁体为单箱单室,均为等高度,等截面箱梁。
箱梁梁高2.9m,主线桥箱梁顶板宽12.8m,顶板厚25cm,局部45cm,底板厚22cm~42cm变化,腹板厚由50cm渐变为70cm。
D匝道桥梁宽8.5m,顶板厚25cm,局部45cm,底板厚22cm~42cm变化,腹板厚由50cm渐变为70cm。
箱梁为C50砼,梁体砼设计为连续灌注,现场拟采用两次分层灌注箱梁,首先施工底板及腹板,然后施工顶板。
3、箱梁现浇支架施工方案
上跨大雁铁路部分箱梁长36m、上跨滨州铁路部分箱梁长24m,与既有铁路交角41度,均位于箱梁普通段,采用钢管支墩承托贝雷梁架空铁路运营通道,本跨其余采用碗扣满堂支架。
采用贝雷梁结合碗扣式脚手架作为现浇支架纵向承重结构,大雁铁路段在横桥向布置22排单层不加强贝雷梁,滨州铁路段在横桥向布置22排单层加强贝雷梁,在外腹板下布置3片贝雷梁,内腹板下布置4片贝雷梁,间距0.3m,在其余部分贝雷片间距0.9m,贝雷梁间采用连接件在横桥向连成整体。
在贝雷片纵梁上每隔90cm横向布置一根I10工字钢,其上布置碗扣式脚手架,脚手架上横向布置100×150mm方木,横向方木上布置纵向100×150mm方木,方木上布置δ=15mm的竹胶合板。
跨滨州铁路边支墩及跨大雁铁路中支墩贝雷梁下横向用HN588型钢将上部荷载传至钢管立柱,其余支墩贝雷梁下横向用HN500型钢将上部荷载传至钢管立柱每个托架支点横向布置7--13根φ600×8mm钢管立柱,边支墩立柱支与120cm(宽)×80cm(高)钢筋混凝土系梁上,基础为φ100cm钻孔桩基础,中支墩立柱支与220cm(宽)×100cm(高)钢筋混凝土条基上。
主线桥地质情况:
标高646.7--643.1处为亚粘土,σ=180kpaτ=65kpa;标高643.1--641.4处为粉砂,σ=150kpaτ=35kpa;标高641.4--631.3处为圆砾土,σ=500kpaτ=120kpa;4、大雁铁路段支架结构计算
绥满国道穿越大雁铁路四股道,与线路交角410,贝雷梁托架长36m,拟拆除大雁铁路二线轨道,设置托架基础,采用两跨16.5m+19.5m连续梁,其中边支墩设置在基坑围护结构的系梁及独立明挖扩大基础上,中支墩设置在条形明挖扩大基础上,采用允许应力法计算.
4.1、翼板支架结构计算
(1)、底模板计算:
、竹胶板技术指标以及力学性能:
根据《竹编胶合板》(GB/T13123-2003)查得,15mm厚光面竹胶板厚型Ⅱ类一等品,静弯曲强度≥50MPa,弹性模量E≥5×103MPa;密度取。
由于翼板处方木按中心间距45cm纵向布设,实际计算考虑方木实体宽度10cm,即模板计算跨径取:
L=35cm;取1m宽模板进行计算.
又模板单位宽(1m)面板截面参数:
惯性矩:
截面抵抗矩:
、荷载计算:
a.钢筋砼自重取26KN/m3,
砼产生的面荷载标准值:
q1=[(0.2+0.45)/2]*26=8.45KN/m2;
b.模板自重产生的荷载标准值:
q2=0.015*10=0.15KN/m2;
c.施工人员及机具荷载:
q3=2.5KN/m2;
d.振捣砼产生的荷载:
q4=2.0KN/m2;
则取1m宽分析线荷载为:
q强=(8.45+0.15)+(2.5+2.0)=13.1KN/m
q刚=8.45+0.15=8.6KN/m
、计算模型:
按0.35m+0.10m+0.35m三跨连续梁建模计算模板强度及刚度
④、计算结果:
强度分析:
,满足要求
刚度分析:
翼板处模板强度、刚度均满足要求。
(2)、翼板处底模下方木检算:
竹胶板下纵向方木采用100×100mm的东北落叶松方木,横向间距45cm,其下方木横向布置,纵向间距90cm
、方木技术指标以及力学性能:
查《路桥设计计算手册》得,东北落叶松,顺纹弯应力[σw]=14.5N/mm2弯曲剪应力[τ]=2.3MPaE=10000N/mm2
依最大三跨0.9m连续梁计算方木强度及挠度:
又方木的截面参数:
惯性矩:
截面抵抗矩:
、荷载计算:
由上一节模板分析可知转递到方木的线荷载如下
q强=17.04×0.45=5.9KN/m
q刚=8.6×0.45=3.87KN/m
、计算模型:
由于方木下面分配梁按0.9m间距布置,故方木建模按三跨0.90m连续梁分析如下:
④、计算结果:
强度分析:
,满足要求
刚度分析:
方木的强度、刚度均满足要求。
(3)、100×150方木分配梁检算:
其100×100方木下横向布置100×150方木,纵向间距90cm,方木置于钢管顶托上,钢管横向间距90cm。
、100×150方木技术指标以及力学性能:
方木下分配梁统一采用100×150方木。
计算按照最大跨距为0.9m的三跨连续梁荷载计算。
100×150方木技术指标:
E=1×104N/mm2I=2.8×107mm4W=3.75×105mm3
fm=14.5N/mm2
、荷载计算:
由前面模板分析可知转递到100×150方木的线荷载如下
q强=13.1×0.9=15.34KN/m
q刚=8.6×0.9=8.06KN/m
、计算模型:
由于翼板处100×150方木下面钢管支撑横向间距0.9m布置,按三跨0.9m连续梁建模如下:
④、计算结果:
强度分析:
,满足要求
刚度分析:
100×150方木的强度、刚度均满足要求。
(4)、碗扣架检算:
①荷载计算
翼缘混凝土下采用碗扣支架,间距90×90cm,由100×150方木分配梁检算得
R1=R4=5.6KNR2=R3=15.3KN
②计算模型
③计算结果:
根据《桥涵》中对碗扣支架分析可知,当横杆步距为0.6m时,单根立杆稳定允许荷载设计值为40KN;
所以有立杆在翼板承受的荷载为:
Rmax=15.5KN<[N]=40KN
故碗扣支架在翼板处满足要求。
4.2、底板支架结构计算
15mm竹胶板下纵向设100×150mm方木,腹板下间距30cm,空腔下间距45cm,其下设横向100×150mm方木,间距90cm,横向方木下设碗扣式脚手架,脚手架落在10#工字钢分配梁上,工字钢分配梁横向设置,90cm一道,工字钢分配梁下为纵向贝雷梁。
(1)、底模计算:
15mm竹胶板下纵向设100×150mm方木,腹板下间距30cm,空腔下间距45cm
、竹胶板技术指标以及力学性能:
静弯曲强度≥50MPa,弹性模量E≥5×103MPa;密度:
。
又模板单位宽(1m)面板截面参数:
惯性矩:
截面抵抗矩:
、荷载计算:
钢筋砼自重取26KN/m3,
a.腹板处砼产生的面荷载标准值:
q1=2.9*26=75.4KN/m2;
空腔处砼产生的面荷载标准值:
q1=0.47*26=12.22KN/m2;
b.模板自重产生的荷载标准值:
q2=0.015*10=0.15KN/m2;
c.施工人员及设备荷载标准值:
q3=2.5KN/m2;
d.振捣砼产生的荷载标准值:
q4=2.0KN/m2;
则取1m宽胶合板线荷载为
腹板处
q强1=(75.4+0.15)+(2.5+2.0)=80.05KN/m
q刚1=75.4+0.15=75.55KN/m
空腔处
q强2=(12.22+0.15)+(2.5+2.0)=16.87KN/m
q刚2=12.22+0.15=12.37KN/m
、计算模型:
④、计算结果:
强度分析:
,满足要求
刚度分析:
实腹板处模板强度、刚度均满足要求。
(2)、底模下100×150mm纵向方木检算:
竹胶板下纵向方木采用100×150mm的东北落叶松方木,腹板下横向间距30cm,空腔下横向间距45cm,其下设100×150mm的东北落叶松方木,横向布置,纵向间距90cm.
、方木技术指标以及力学性能:
又方木的截面参数:
惯性矩:
截面抵抗矩:
、荷载计算:
腹板处
q强1=80.05×0.3=24.02KN/m
q刚1=75.55×0.3=22.67KN/m
空腔处
q强2=16.87×0.45=7.59KN/m
q刚2=12.37×0.45=5.57KN/m
取腹板处方木的线荷载q强1=24.02KN/m进行结构计算
、计算模型:
④、计算结果:
组合应力图
剪应力图
变形图
,
满足要求
(3)、底模下100×150mm横向方木检算:
100×150mm的纵向方木下横向方木采用100×150mm的东北落叶松方木,底板下纵向间距90cm,下设碗扣支架.
、方木技术指标以及力学性能:
又方木的截面参数:
惯性矩:
截面抵抗矩:
、荷载计算:
腹板处
q强1=80.05×0.9=72.05KN/m
q刚1=75.55×0.9=68KN/m
空腔处
q强2=16.87×0.9=15.2KN/m
q刚2=12.37×0.9=11.13KN/m
、计算模型:
④、计算结果:
强度分析:
组合应力图
剪应力图
变形图
支反力图
,
满足要求
故其方木的强度、刚度均满足要求。
(4)、底板下碗扣支架计算
碗扣支架高2.4米,横杆步距0.6米,立杆纵向间距0.9米,横向间距2×0.3m+5×0.6m+2×0.3m+5×0.6m+2×0.3m.
、碗扣支架技术指标以及力学性能:
E=2.1×105MPa
、荷载分析
由上节对100*150mmm计算得:
R1=R17=6.2KNR2=R16=23.7KNR3=R
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