营口民生路大桥主梁现浇支架计算书.docx

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营口民生路大桥主梁现浇支架计算书

营口民生路大桥主梁现浇支架计算书

一、概述：

民生路大桥跨越人工湖部分主桥长136.5m，桥面总宽主桥35.0m。

主桥为两跨单弯塔双索面斜拉桥，主跨76m，背跨为60.5m，主桥采用墩塔梁固结的结构体系。

主梁截面采用双实心边主梁大悬臂截面（π形梁），主梁中心高1.90m，顶板宽35.0m，悬臂长3.25m，实心梁宽3.0m，实心梁间顶板厚0.28m。

背跨部分梁段由于配重的需要而增设底板形成箱形截面。

主梁采用双向预应力。

纵横向预应力采用高强钢绞线。

主跨梁上索距6m，背跨梁上索距3.8m，每对斜拉索与主梁相交处均设0.3m厚的预应力混凝土横梁。

主梁按设计要求全断面一次浇注完成，主梁在长度方向上共分成十五个块段，0#块长14.9m，2#～7#块由边墩向主塔方向施工。

二、计算说明：

1、分别计算中纵梁、前上横梁和边纵梁受力，并求出纵梁前后吊挂反力及前上横梁支点反力。

2、检算分配梁受力能否满足要求，并求出各支点反力。

3、计算钢管桩受力。

4、计算临时支撑受力。

5、计算钻孔桩基础受力。

6、计算假定：

a、主梁边梁及边翼缘砼及模板重量通过边纵梁传至钢管桩顶分配梁。

b、主梁中间砼及模板重量通过吊挂分别传至前一节段已施工完的主梁和前上横梁上

7、荷载分解图（参见结构计算部分）

三、设计荷载：

计算施工支架时，主要考虑下列荷载，并进行荷载组合。

（1）新浇砼的自重q1；

（2）模板荷载q2；

（3）纵梁自重q3；

（4）施工荷载q4；

（5）内模支撑及调高钢管脚手架q5。

四、计算施工支架的强度及刚度要求

验算施工支架的刚度时，其变形值不得超过下列数值：

支架受载后挠曲的杆件（纵梁），其弹性挠度为相应结构跨度的1／400；

前上横梁预留拱度考虑下列因素：

（1）前上横梁承受吊挂荷载时的弹性变形；

（2）加载后由销与销孔间存在设计间隙，受载后两者的相对位移引起的的非弹性变形（又称错孔挠度）。

五、计算荷载：

1、砼自重荷载q1

砼自重按γ=26KN/m3计算，所以q1=26×面积（S）。

2、模板荷载q2

根据施工设计图腹板底模板q2＝1.4KN/m2,其余q2＝1KN/m2，背跨箱梁内外模板均以此计算。

3、纵梁自重q3

贝雷梁纵梁自重单层按q3＝1KN/m（考虑支撑架的影响），有加强弦杆的按

1.53KN/m计算；双层q3＝2KN/m，有加强弦杆的按2.53KN/m计算。

4、施工荷载q4

施工荷载按q4＝1.5KN/m2。

5、内模支撑及调高钢管脚手架q5

由于钢管脚手架搭设高度均≤3m,取q5=1KN/m2。

六、结构计算：

本施工支架计算选取二个较为不利施工节段分别检算结构受力，分别为：

施工N3#块段和施工S1#块段时。

1、施工N3#块段支架计算

荷载分解图如下:

图1（单位:

mm）

1）中纵梁受力计算

（a）施工N3#块时中纵梁状态如下图所示：

图2（单位:

mm）

荷载汇总表表1

中纵梁编号

砼面积（m*m）

砼荷载q1（KN/m）

模板荷载q2

（KN/m）

中纵梁自重q3

（KN/m）

施工荷载q4

（KN/m）

脚手架荷载q5（KN/m）

中纵梁荷载q（KN/m）

顶板

隔板

顶板

隔板

顶板

隔板

顶板

隔板

z1

0.459

2.78

11.93

72.28

1.58

1

2.36

1.58

0

18.45

77.22

z2

0.448

3.02

11.65

78.52

1.60

1

2.40

1.60

0

18.25

83.52

z3

0.469

3.08

12.19

80.08

1.68

1

2.51

1.68

0

19.06

85.27

z4

0.469

3.08

12.19

80.08

1.68

1

2.51

1.68

0

19.06

85.27

z5

0.448

3.02

11.65

78.52

1.60

1

2.40

1.60

0

18.25

83.52

z6

0.448

3.02

11.65

78.52

1.60

1

2.40

1.60

0

18.25

83.52

（b）中纵梁受力简图如下:

图3（单位:

mm）

（c）计算结果

结果汇总表表2

中纵梁编号

最大弯距（KN.m）

最大剪力（KN）

最大变形（mm）

R1（KN）

R2（KN）

z1

598.50

137.70

27.80

139.02

124.30

z2

602.00

138.50

28.00

139.82

125.01

z3

626.00

144.00

30.60

145.29

129.86

z4

626.00

144.00

30.60

145.29

129.86

z5

602.00

138.50

28.00

139.82

125.01

z6

602.00

138.50

28.00

139.82

125.01

中纵梁为单排单层不加强贝雷梁，由贝雷梁使用手册查得：

容许弯距为788.2KN-m；容许剪力为245.2KN。

容许变形为L/400＝38.3mm，从计算结果看均能满足要求。

2）前上横梁计算

（a）施工N3#块时前上横梁状态如下图所示

图4（单位:

mm）

中纵梁计算结果（表1）中的R1即为前上横梁吊挂的力。

（b）前上横梁受力简图如下:

图5（单位:

mm）

（c）计算结果

结果汇总表表3

最大弯距（KN.m）

最大剪力（KN）

最大变形（mm）

R1（KN）

R2（KN）

6842.00

871.50

27.00

874.47

871.65

前上横梁为端部加强四排单层，中间部分为四排双层加强贝雷梁，由贝雷梁使用手册查得：

容许弯距为13500KN-m；容许剪力为981KN。

容许变形为L/400＝63.8mm。

表中的最大变形仅为前上横梁的弹性变形，由于前上横梁的跨度较大，所以需要计算非弹性变形，公式为：

fmax=dn2/8,

其中常数d＝1.717mm，n为贝雷梁节数，本计算取n=8，所以fmax=dn2/8＝13.7mm,总变形为27.00+13.7＝40.7mm。

从计算结果看均能满足要求。

3）边纵梁受力计算

（a）施工N3#块时边纵梁状态如下图所示：

图6（单位:

mm）

荷载汇总表表4

边纵梁编号

砼面积（m*m）

砼荷载q1（KN/m）

模板荷载q2

（KN/m）

边纵梁自重q3

（KN/m）

施工荷载q4

（KN/m）

脚手架荷载q5（KN/m）

边纵梁荷载q（KN/m）

顶板

隔板

顶板

隔板

顶板

隔板

顶板

隔板

b1

0.556

2.14

14.46

55.64

1.23

1

1.84

1.23

0

19.74

59.70

b2

1.21

1.56

31.46

40.56

0.90

1

1.35

0.30

0

35.01

43.81

b3

1.17

30.42

0.95

1

1.01

0

33.38

b4

0.778

20.23

0.63

1

0.68

22.53

b5

1.17

30.42

0.95

1

1.01

33.38

b6

1.17

30.42

1.26

1

1.35

34.03

b7

0.393

10.22

1.47

1

1.58

14.26

b8

0.452

11.75

2.66

1

2.85

18.26

（b）边纵梁受力简图如下:

图7（单位:

mm）

其中R前为前上横梁支腿传给边纵梁的力，由于设计的支腿处分配梁的刚度足够大，所以能将前上横梁支腿反力平均分到5组（b2～b6）边纵梁上。

即R前=R1（表三）/5=874.47/5=174.89KN

结果汇总表表5

边纵梁编号

最大弯距（KN.m）

最大剪力（KN）

最大变形（mm）

R1（KN）

R2（KN）

R3（KN）

b1

333.7

140.7

9.2

98.71

177.66

0

b2

402.5

251.8

9.5

132.92

478.44

4.3

b3

469.6

237.2

8.6

124.37

460.5

5.58

b4

375.6

203.4

5

79.96

368.38

11.91

b5

469.6

237.2

8.6

124.37

460.5

5.58

b6

477.6

243.3

9.1

128.14

468.32

5.04

b7

203.4

93.3

5.4

63.69

123.34

0

b8

270.1

117.1

7.3

81.98

152.14

0

从结算结果分析，编号为b2～b6的边纵梁在分配梁处支反力R2比较大，所以此处的贝雷梁必须加焊竖杆（2[14a）加强,以满足支撑需要。

4）分配梁（N1）计算

根据主梁荷载分解图及边纵梁受力计算得反力Ri（取最不利5#临时墩顶分配梁计算），分别加于分配梁N1上，

Ri为表五中R2对应的边纵梁数值，如下表所示。

表6

边纵梁编号

b1

b2

b3

b4

b5

b6

b7

b8

R2

177.66

478.44

460.5

368.38

460.5

468.32

123.34

152.14

桩顶分配梁受力如图:

图8（单位:

mm）

计算得

R1=1419.52KNR2=1269.76KNMmax=414.0KN-mQmax=675.7KN

分配梁为2I56a，

2I56a几何特性：

W=4684cm3，I=131180cm4；A=270cm2；S=2737.6

σ=Mmax/W=414.0×1000/4684=88.4Mpa（可）

τ=QmaxS/Id=56.4MPa（可）

fmax=4.2mm

2、施工S1#块段支架计算

荷载分解图见（图1）:

1）中纵梁受力计算

（a）施工S1#块中纵梁状态如下图所示：

图9（单位:

mm）

荷载汇总参见（表2）:

（b）中纵梁受力简图如下:

图10（单位:

mm）

结果汇总表表7

中纵梁编号

最大弯距（KN.m）

最大剪力（KN）

最大变形（mm）

R1（KN）

R2（KN）

z1

621.50

148.70

29.70

151.40

135.20

z2

624.90

149.20

29.90

151.93

135.90

z3

650.00

155.20

31.10

157.94

141.18

z4

650.00

155.20

31.10

157.94

141.18

z5

624.90

149.20

29.90

151.93

135.90

z6

624.90

149.20

29.90

151.93

135.90

中纵梁为单排单层不加强贝雷梁，由贝雷梁使用手册查得：

容许弯距为788.2KN-m；容许剪力为245.2KN。

容许变形为L/400＝38.3mm，从计算结果看均能满足要求。

2）前上横梁计算

（a）前上横梁受力参见图4

中纵梁结算结果（表5）中的R1即为前上横梁吊挂的力。

（b）前上横梁受力简图如下:

图11（单位:

mm）

结果汇总表表8

最大弯距（KN.m）

最大剪力（KN）

最大变形（mm）

R1（KN）

R2（KN）

7423.8

944.2

28.3

948.48

945.66

前上横梁为端部加强四排单层，中间部分为四排双层加强贝雷梁，由贝雷梁使用手册查得：

容许弯距为13500KN-m；容许剪力为981KN。

容许变形为L/400＝63.8mm。

表中的最大变形仅为前上横梁的弹性变形，由于前上横梁的跨度较大，所以需要计算非弹性变形，公式为：

fmax=dn2/8,其中常数

d＝1.717mm，n为贝雷梁节数，本计算取n=8，所以fmax=dn2/8＝13.7mm,

总变形为30.9+13.7＝44.6mm。

从计算结果看均能满足要求。

3）边纵梁受力计算

（a）施工S1#块边纵梁状态如下图所示：

图12（单位:

mm）

荷载汇总参见（表2）:

（b）边纵梁受力简图如下:

图13（单位:

mm）

其中R前为前上横梁支腿传给边纵梁的力，由于设计的支腿处分配梁的刚度足够大，所以能将前上横梁支腿反力平均分到5组（b2～b6）边纵梁上，即R前=R1（表三）/5=948.48/5=189.70KN

结果汇总表表9

边纵梁编号

最大弯距（KN.m）

最大剪力（KN）

最大变形（mm）

R1（KN）

R2（KN）

b1

382.2

131.2

10.9

145.38

144.98

b2

516.5

232.04

13.9

217.52

446.18

b3

480.1

219.9

12.8

203.78

432.96

b4

289.3

206.6

7.3

131.6

361.37

b5

480.1

219.9

12.8

203.78

432.96

b6

491.4

223.7

13.1

208.04

437.18

b7

320.3

110

9.1

122.4

124.3

b8

330.5

113.4

9.4

126.19

128.06

从结算结果分析，编号为b2～b6的边纵梁在分配梁处支反力R2比较大，所以此处的贝雷梁必须加焊竖杆（2[14a）加强,以满足支撑需要。

4）分配梁（N2）计算

根据主梁荷载分解图及边纵梁受力计算得反力Ri，分别加于分配梁N2上，Ri为表9中R1对应的边纵梁数值，如下表所示。

表10

边纵梁编号

b1

b2

b3

b4

b5

b6

b7

b8

R2

145.38

217.52

203.78

131.6

203.78

208.04

122.4

126.19

桩顶分配梁受力如图:

图14（单位:

mm）

经比较得知分配梁N2的荷载小于分配梁N1的荷载，而两分配梁的类型相同，所以分配梁N2能满足受力需要。

3．分配梁的计算

因为分配梁N1、N2前面已经计算，所以此处只要计算分配梁N3～分配梁N5，

1）分配梁N3计算

经分析，在施工N7＃块时分配梁N3受力最不利，此时中纵梁受力简图如下：

图15（单位:

mm）

结果汇总表表11

中纵梁编号

最大弯距（KN.m）

最大剪力（KN）

最大变形（mm）

R1（KN）

R2（KN）

z1

104.80

113.50

1.80

113.52

25.82

z2

106.50

119.40

1.80

119.42

26.04

z3

110.30

122.70

1.90

122.73

26.55

z4

110.30

122.70

1.90

122.73

26.55

z5

106.50

119.40

1.80

119.42

26.04

z6

106.50

119.40

1.80

119.42

26.04

其中对应中纵梁支反力R1便是传给分配梁N3的力，分配梁受力图示如下：

图16（单位:

mm）

计算得

R1=200.21KNR2=517.03KNMmax=368.9KN-mQmax=278.2KN

分配梁为2I56a，

2I56a几何特性：

W=4684cm3，I=131180cm4；A=270cm2；S=2737.6

σ=Mmax/W=368.9×1000/4684=78.8Mpa（可）

τ=QmaxS/Id=23.2MPa（可）

fmax=7.0mm

2）分配梁N4计算

经分析，在施工0＃块时分配梁N4受力最不利，荷载分解图如下：

图17（单位:

mm）

荷载汇总表表12

中纵梁编号

砼面积（m*m）

砼荷载q1（KN/m）

模板荷载q2

（KN/m）

中纵梁自重q3

（KN/m）

施工荷载q4

（KN/m）

脚手架荷载q5（KN/m）

中纵梁荷载q（KN/m）

顶板

隔板

顶板

隔板

顶板

隔板

顶板

隔板

z1

0.375

2.34

9.75

60.84

1.58

1

2.36

1.58

0

16.26

65.78

z2

0.448

3.02

11.65

78.52

1.60

1

2.40

1.60

0

18.25

83.52

z3

0.469

3.08

12.19

80.08

1.68

1

2.51

1.68

0

19.06

85.27

z4

0.469

3.08

12.19

80.08

1.68

1

2.51

1.68

0

19.06

85.27

z5

0.448

3.02

11.65

78.52

1.60

1

2.40

1.60

0

18.25

83.52

z6

0.448

3.02

11.65

78.52

1.60

1

2.40

1.60

0

18.25

83.52

此时中纵梁受力简图如下：

图18（单位:

mm）

结果汇总表表13

中纵梁编号

最大弯距（KN.m）

最大剪力（KN）

最大变形（mm）

R1（KN）

R2（KN）

R3（KN）

z1

283.70

175.80

1.80

58.28

351.66

58.28

z2

344.70

214.80

2.20

69.60

429.54

69.60

z3

354.60

220.80

2.20

71.75

441.55

71.75

z4

354.60

220.80

2.20

71.75

441.55

71.75

z5

344.70

214.80

2.20

69.60

429.54

69.60

z6

344.70

214.80

2.20

69.60

429.54

69.60

其中对应中纵梁支反力R2便是传给分配梁N4的力，分配梁受力图示如下:

图19（单位:

mm）

计算得

R1=914.16KNR2=1073.55KNR3=1071.34KN

Mmax=235.7KN-mQmax=535.7KN

分配梁为2I45a，

2I45a几何特性：

W=2860cm3，I=64480cm4；A=204cm2；S=1672.8

σ=Mmax/W=235.7×1000/2680=87.9Mpa（可）

τ=QmaxS/Id=60.4MPa（可）

fmax=1.7mm

3）分配梁（N5）计算

在施工S7＃块时分配梁N5受力最不利，荷载分解图如下：

图20（单位:

mm）

荷载汇总表表14

中纵梁编号

砼面积（m*m）

砼荷载q1（KN/m）

模板荷载q2

（KN/m）

中纵梁自重q3

（KN/m）

施工荷载q4

（KN/m）

脚手架荷载q5（KN/m）

中纵梁荷载q（KN/m）

顶、底板

隔板

顶、底板

隔板

顶、底板

隔板

顶、底板

隔板

z1

0.54

1.36

14.09

35.36

0.78

1.00

1.16

0.78

0.00

17.80

38.30

z2

0.45

1.52

11.65

39.52

0.80

1.00

1.20

0.80

0.00

15.45

42.52

z3

0.45

1.52

11.65

39.52

0.80

1.00

1.20

0.80

0.00

15.45

42.52

z4

0.45

1.52

11.65

39.52

0.80

1.00

1.20

0.80

0.00

15.45

42.52

z5

0.45

1.52

11.65

39.52

0.80

1.00

1.20

0.80

0.00

15.45

42.52

z6

0.47

1.54

12.19

40.04

0.84

1.00

1.26

0.84

0.00

16.13

43.13

z7

0.49

1.60

12.74

41.60

0.88

1.00

1.31

0.88

0.00

16.80

44.79

z8

0.47

1.54

12.19

40.04

0.84

1.00

1.26

0.80

0.00

16.09

43.13

z9

0.45

1.52

11.65

39.52

0.80

1.00

1.20

0.80

0.00

15.45

42.52

z10

0.45

1.52

11.65

39.52

0.80

1.00

1.20

0.80

0.00

15.45

42.52

z11

0.45

1.52

11.65

39.52

0.80

1.00

1.20

0.80

0.00

15.45

42.52

z12

0.45

1.52

11.65

39.52

0.80

1.00

1.20

0.80

0.00

15.45

42.52

z13

0.45

1.52

11.65

39.52

0.80

1.00

1.20

0.80

0.00

15.45

42.52

此时中纵梁受力简图如下：

图21（单位:

mm）

结果汇总表表15

中纵梁编号

最大弯距（KN.m）

最大剪力（KN）

最大变形（mm）

R1（KN）

R2（KN）

z1

196.00

122.60