1、怀集至阳江港高速公路怀集至郁南段一期工程 X2 合同段A 匝道第三联现浇支架计算书编制： 审核： 审批： 中 铁 二 十 局 集 团 有 限 公 司怀阳高速公路 X2 标项目经理部二一八年二月目 录一、工程概况 .1二、箱梁设计情况 .1三、支架布设方案 .3四、计算依据 .4五、荷载计算取值 .51、恒载 52、活载 5六、各构件受力计算 .51、荷载分块 52、荷载计算 63、支架验算 8（1） 竹胶板验算 8（2） 方木验算 9（3） I14 工字钢验算 10（4） 贝雷梁验算： .10（5） I36 工字钢验算： 13（6） 529mm 钢管桩计算 15（7） C30 混凝土独立基础计
2、算 150A 匝道桥第三联支架计算一、工程概况本桥为跨越道路而设，路线纵断较高，最大桥高约 38 米。桥跨设计为(25+30+30)+525+(25+37+25)，上部结构采用预应力混凝土预制小箱梁和预应力混凝土现浇箱梁。桥墩采用柱式墩、墙式墩，桥台采用柱式台；桥墩、桥台基础均采用桩基础。桥跨起点桩号为AK0+602.418，终点桩号 AK0+905.018，中心桩号 AK0+753.718，桥跨全长为 302.6m（包括耳墙）。本桥平面位于圆曲线、缓和曲线、缓和曲线和圆曲线上，纵断面纵坡为 3.95%和 0.5%。二、箱梁设计情况本桥第三联（25+37+25m）于 AK0+862.28 上跨
3、 B2 匝道桥，交叉角度 149，8 号墩至 11 号台，桥位布置见图 1。全桥箱梁高度均为200cm，跨中顶板厚度 25cm，底板厚度 22cm，梁端顶板厚度 45cm，底板厚度 42cm；翼缘板宽度 250cm，翼缘板板端厚度 18cm，翼缘板根部厚度 45cm。腹板高度 113cm，厚度由梁端 80cm 向跨中 45cm 渐变。箱梁细部尺寸见表 1，箱梁横断面见图 2。混凝土强度为 C50，工程量为569.75m。联 编 号端横梁宽 度（cm）中横梁宽 度（cm）腹板渐变段长度（cm）箱梁室数箱梁顶板宽度（cm）箱梁底板宽度（cm）备 注A 匝道第 3 联 100 0 100 1 室 1
4、050 4721图 1 桥位布置图2图 2 箱梁横断面图三、支架布设方案支架顺桥向第 1 跨设置 2 个边墩、1 个中墩，编号、；第2 跨设置 2 个边墩、2 个中墩，编号、；第 3 跨设置 2 个边墩、1 个中墩，编号、。详细布置图 3 如下：图 3 第三联支架布置立面图支架钢管柱横桥向对应中线对称布置 4 根，间距均为 2.7 米。钢管柱上放置双拼 I36a 工字钢横梁，横梁上面布置 321 型贝雷梁。贝雷梁由花窗连接两拼一组或三拼一组，其中三拼一组间距 45cm，两拼个一组间距 90cm。中线处两侧对称放置，由内至外分别为两拼、三拼、两拼，断面共有 6 组 14 片贝雷，每组贝雷间距为
5、90cm，每隔 6 米用103槽钢横向将所有贝雷梁连接为一整体。贝雷上面放置 I14 工字钢分配梁，间距 60cm。工字钢上再放 10*10cm 方木，方木间距在底板下为 25cm，在翼板下间距为 40cm。方木上面放置底模竹胶板，翼板段应搭设钢管架支撑翼板模板，钢管架的搭设应满足规范要求。详细布置图 4 如下：图 4 支架布置横断面四、计算依据1、路桥施工计算手册（人民交通出版社 2001 年 10 月第 1 版）；2、怀阳高速公路怀集至郁南段一期工程两阶段施工图设计文件；3、装配式公路钢桥多用途使用手册（人民交通出版社 2002年 3 月第 1 版）；44、建筑施工扣件式钢管支架安全技术规
6、范JGJ 1302011；5、公路桥涵施工技术规范JTG/T F50-2011；6、公路工程施工安全技术规范JTJ 076-95；7、公路工程质量检验评定标准JTG F80/1-2004。五、荷载计算取值1、恒载（1）梁体混凝土自重取 26KN/m3； （2）竹胶板自重取 0.09KN/m2； （3）木方自重取 6.5KN/m3；（4）扣件式钢管自重取 0.035KN/m；（5）321 型贝雷片自重取 1KN/m（包括连接件等）； （6）I14 工字钢自重 0.1689KN/m，I36a 工字钢自重 0.6003KN/m；（7）外径 529mm、壁厚 10mm 钢管桩自重 1.28KN/m；2
7、、活载（1）施工人员、机具、材料及其它临时荷载取 2.5KN/m2；（2）振捣、倾倒混凝土荷载取KN/m 2；六、各构件受力计算1、荷载分块将截面划分为以下几个部分，如图 5 所示。5图 5 荷载分块1#面积 2#面积 3#面积 总面积0.787*2 1.518*2 0.517*2 5.642、荷载计算（1）箱梁自重依据设计图纸，计算 C50 混凝土方量为：=5.64*33+（(5.64+7.92)*1/2+11.97*1）*2=223.62m，钢筋混凝土容重 26KN/m,则 GL=223.62*26=5814.12KN。则各部位换算的面荷载为：GL1=0.787/5.64*5814.12/
8、(11+12+11)/2.50=9.54KN/gL1=9.54KN/*1.3=12.40KN/GL2=1.518/5.64*5814.12/(11+12+11)/1.65=27.89KN/gL2=27.89KN/*1.3=36.26KN/GL3=0.517/5.64*5814.12/(11+12+11)/1.10=14.25KN/gL3=14.25KN/*1.3=18.53KN/（2）模板自重1）内外模板荷载（(23.81-10.50)+11.16）*(11+12+11)*0.0974.88KN，其中23.81 为跨中横断面外轮廓线周长（AutoCAD 查询），10.50 为顶板宽度，11.1
9、6 跨中横断面内轮廓线周长（AutoCAD 查询），竹胶板自重取60.09KN/m2。2）内模 510cm 背愣木方荷载=(11+12+11)/0.3*11.6*0.05*0.1*6.5=42.73KN，木方自重取6.5KN/m3。3）内模钢管荷载=(11+12+11)/0.9*（1.53*3+1.41*2+4.6+4.03+（2.36+2.28）*2）*0.03533.48KN。钢管自重取 0.035KN/m，内模钢管加固详细见图 6。图 6 内模板钢管加固4）侧模竖向 510cm 背愣木方荷载=（(11+12+11)/0.4*1.59）*2*0.05*0.1*6.5=8.78KN5）侧模及
10、翼缘板钢管支架荷载(11+12+11)/0.9*14*1.72*0.03531.84KN。侧模钢管布置为 0.9*0.9m，从布置图得知横断面总共布置 14 根，最长 1.85m，最短 1.59m，取平均长度（1.85+1.59）/2=1.72m。以上 1）-5）汇总Gm74.88+42.73+33.48+8.78+31.84=191.71KN换算的面荷载为：=191.71/(11+12+11)/10.50=0.54KN/gm=0.54*1.3=0.70KN/（取 1.3 的安全系数）7（3）纵向 1010cm 木方荷载纵向方木包含底模板、侧模板、翼缘板及钢管脚手架底托，根据布置图得知总共 5
11、3 根。53*(11+12+11)*0.1*0.1*6.5117.13KN。换算的面荷载为：=117.13/(11+12+11)/10.50=0.33KN/g 木方 =0.33*1.3=0.43KN/（取 1.3 的安全系数）（4）I14 工字钢自重（(11+12+11)/0.6+1）*13.2*0.1689128.57KN换算的面荷载为：=128.57/(11+12+11)/10.50=0.36KN/gI14=0.36*1.3=0.47KN/（取 1.3 的安全系数）（5）贝雷梁自重(11+12+11)*14*1476KN换算的面荷载为:476/(11+12+11)/10.50=1.33KN
12、/g 贝雷 =1.33*1.3=1.73KN/（取 1.3 的安全系数）（6）双拼 I36 工字钢自重4*13.2*0.6003*263.39KN换算的面荷载为：=63.39/(11+12+11)/10.50=0.18KN/gI36=0.18*1.3=0.23KN/（取 1.3 的安全系数）（7）施工荷载施工人员、机具、材料及其它临时荷载取 2.5KN/m2；振捣、倾倒混凝土荷载取KN/m 2；8则施工附加荷载f=2.5+4=6.5KN/m2gf=6.5*1.3=8.45KN/（取 1.3 的安全系数）3、支架验算（1）竹胶板验算竹胶板规格为 1200mm*2400mm*15mm，其截面特性如
13、下：w=bh2/6=1.2*0.0152/6=4.510-5m；I=bh3/12=1.2*0.0153/12=3.3810-7m4最不利位置位于区，对其竹胶板进行简算计算跨径为 25-10=15cm，为简化计算按简支梁进行简算。q=gL2+gf+gm=36.26+8.45+0.70=45.41KN/跨中弯矩 M1/2=qbl2/8=45.41*1.2*0.152/8=0.15KNm 应力计算：=M1/2/w=0.15KNm/（4.510 -5m）=3.33MPa=9.5MPa 挠度计算：f1/2=5q*b*l4/384EI=5*45.41*1.2*0.154/(384*6.5*103MPa*3
14、.3810-7m4)=0.163mmf=150/400=0.375mm所以木模板满足要求。（2）方木验算纵梁方木规格为 10cm10cm，其截面特性如下：w=bh2/6=0.1*0.12/6=1.6710-4mI=bh3/12=0.1*0.13/12=8.3310-6m4纵梁自重=0.1*0.1*0.6*6.5KN/m 3/(0.6*0.25)=0.26KN/g 纵 =0.26*1.3=0.34KN/（取 1.3 的安全系数）9最不利位置位于区，对其进行简算。q 组 =gL2+gf+gm+g 纵 =36.26+8.45+0.70+0.34=45.75跨中弯矩：M1/2=qbl 2/8=45.7
15、5*0.15*0.62/8=0.31KNm；应力计算：=M1/2/w=0.31KNm/（1.6710 -4m）=1.86MPa=9.5MPa；挠度计算：f1/2=5q*b*l 4/（384EI）=5*45.75*0.15*0.6 4/（384*6.5*103MPa*8.8310-6m4） =0.20mmf=600/400=1.5mm所以方木纵梁满足要求。（3）I14 工字钢验算I14 工字钢间距为 60cm，贝雷梁间距 45cm，工字钢截面特性为：I=712cm4，W=102cm 3最不利位置位于区，对其工字钢进行简算。q 组 =gL2+gf+gm+g 纵 +gI14=36.26+8.45+0
16、.70+0.43+0.36=46.20KN/跨中弯矩：M1/2=qbl 2/8=46.20*0.6*0.452/8=0.70KNm；应力计算：=M1/2/w=0.70KNm/10210 -6m=6.86MPa=140MPa；挠度计算：f1/2=5q*b*l 4/384EI=5*46.20*0.6*0.454/384*2*105MPa*71210-8m4=0.01mmf=450/400=1.125mm所以 I14 工字钢满足要求。（4）贝雷梁验算：1）贝雷桁架单元杆件性能102）贝雷桁架容许内力表3）贝雷桁架几何特性注：贝雷桁架挠度计算经验公式当桁架节数为奇数时：f max=d(n2-1)/8当
17、桁架节数为偶数时：f max=dn2/8式中：n桁架节数d常数，对单层桁架 d=0.3556cm；对双层桁架 d=0.1717cm。q1=12.40*2.5/2+(0.70+0.43+0.47+1.73)*10.5/14+8.45*10.5/14= 24.34KN/m 11q2=36.26*1.649/3+(0.70+0.43+0.47+1.73)*10.5/14+8.45*10.5/14=28.77KN/m q3=18.53*1.10/2+(0.70+0.43+0.47+1.73)*10.5/14+8.45*10.5/14=19.03KN/m对中跨 12m区翼缘板下贝雷梁进行简算弯矩计算：M
18、1/2q 1l2/824.34*12 2/8438.12KNmM=788.2KNm剪力计算：Qq 1l/224.34*12/2146.04KNQ=245.24KN挠度计算：f1/2=5q1l4/384EI=5*24.34*124/（384*2*10 5MPa*250497.210-8m4）=13.12mmf=12000/400=30mm所以贝雷梁满足要求。对中跨 12m区腹板下贝雷梁进行简算跨中弯矩计算：M1/2q 2l2/828.77*12 2/8517.86KNmM=788.2KNm剪力计算：Qq 2l/228.77*12/2172.62KNQ=245.24KN挠度计算：f1/2=5q2l
19、4/384EI=5*28.77*124/（384*2*10 5MPa*250497.210-8m4）=15.5mmf=12000/400=30mm所以贝雷梁满足要求。对区底板下贝雷梁进行简算12跨中弯矩计算：M1/2q 3l2/819.03*12 2/8342.54KNmM=788.2KNm剪力计算：Qq 3l/219.03*12/2114.18KNQ=245.24KN挠度计算：f1/2=5q3l4/384EI=5*19.03*124/（384*2*10 5MPa*250497.210-8m4）=10.26mmf=12000/400=30mm所以贝雷梁满足要求（5）I36 工字钢验算：最不利位
20、置位于区，验算第 2 跨 12m 范围内工字钢。I36a 工字钢，A=76.480cm 2，I x =15800cm4，W=875cm 3q2=38.73*4/2.7*12=688.53KN/m荷载计算1）箱梁混凝土荷载5.6612261765.92KN，其中：5.66 为跨中箱梁面积（AutoCAD 查询）。2）内外模板荷载（(23.81-10.50)+11.16）*12*0.0926.43KN，其中 23.81 为跨中横断面外轮廓线周长（AutoCAD 查询），10.50 为顶板宽度，11.16跨中横断面内轮廓线周长（AutoCAD 查询）3）纵向 1010cm 木方荷载纵向方木包含底模板
21、、侧模板、翼缘板及钢管脚手架底托，根据布置图得知总共 53 根。1353120.10.16.541.34KN。4）内模 510cm 背愣木方荷载=12/0.311.160.050.16.5=14.51KN5)内模钢管荷载=12/0.9*（1.53*3+1.41*2+4.6+4.03+（2.36+2.28）*2）*0.03511.82KN。6)侧模竖向 510cm 背愣木方荷载=（12/0.41.59）20.050.16.5=3.10KN7)侧模及翼缘板钢管支架荷载12/0.9141.720.03511.24KN。侧模钢管布置为 0.9*0.9m，从布置图得知横断面总共布置 14 根，最长 1.
22、85m，最短 1.59m，取平均长度（1.85+1.59）/2=1.72m。8)I14 工字钢荷载（12/0.6+1）13.20.168946.82KN。9)贝雷梁荷载12141168KN。10)混凝土倾倒、振捣荷载1210.54504KN。11)施工人员、机具、材料及其它临时荷载1210.52.5315KN。上述荷载合计（1765.92+26.43+41.34+15.08+11.82+3.10+11.24+46.82+168+504+315）*1.3=3781.38KN。（取 1.3 的安全系数）均布荷载 q3781.38/4/13.271.62KN/m。弯矩计算 M71.622.7 2/8
23、65.26KNm，其中 2.7 为工字钢跨14度，详见布置图。抗弯计算 M/W71.62*10 3/87581.85Mpa145Mpa挠度计算：f=5ql4/384EI=5*71.62*1.3*2.74/(384*2.1*1011*15800*10-8)1.94mm(2700/400)6.75mm所以 I36 工字钢满足要求。（6）529mm 钢管桩计算贝雷纵梁以上荷载3781.38KN工字钢荷载413.20.6003*1.341.2KN（取 1.3 的安全系数）上述荷载合计3781.38+41.23822.58KN钢管桩回转半径 r0.529/4(1+(0.509/0.529) 2)0.18
24、4m钢管桩长细比 122/0.184119.6稳定系数 0.651-(0.651-0.583)/106.40.6075，查路桥施工计算手册P790 页 a 类截面轴心受压构件稳定系数。单根钢管桩可承受最大压力14010 60.6075(3.14/4(0.5292-0.5092)/10001386KN。单根钢管桩轴向压力 N=3822.58/2/4=477.82KN1386KN所以 529mm 钢管桩满足要求。（7）C30 混凝土独立基础计算1）钢管桩自重荷载4*22*1.28*1.3146.43KN。（取 1.3 的安全系数）152）单个混凝土条形基础自重荷载11.1*1.2*0.8*2.6*1.336.02KN（取 1.3 的安全系数）3）地基所承受压力3822.58/2+146.43+36.022093.74KN4）所需的地基承载力2093.74/1.2/11.1157.19Kpa结论：根据以上计算结果可知，当基础尺寸为 1.20.8m，且在最不利的情况下,基底承载力达到 157.19Kpa，受力可以满足施工安全需要。施工时按照 220Kpa 来控制地基承载力，在做条形基础前必须做触探试验。
