钢管立柱计算【可编辑范本】

30＋５0+30m 连续梁支架(钢管立柱部分）计算书
一、跨西环铁路钢管立柱支架方案介绍
在连续梁主跨跨越西环铁路处设置钢管承重立柱＋纵向贝雷桁架梁（两跨2４m）+横向分配梁的结构模式,支架搭设完成后门洞通行净空为５。

6m(既有线要求最小通行净空5。

６m),整体支架布置详见附图《全跨度碗扣支架及钢管立柱贝雷支架布置立面图》。

1．立柱基础
中间一排设置长度1９ｍ,宽度1.2m,高度１m钢筋混凝土条形基础，基础位于西环铁路路基中心；两侧设置Φ１．20m桩基础，桩顶设置混凝土条形基础（19m*１。

2＊1m)系梁，大里程侧每条条形基础下布置4根桩,间距3.7m，单根桩长12ｍ,采用旋挖钻成孔,小里程侧每条条形基础下布置5根桩，间距２。

85m，单根桩长８m，因承台基坑开挖后,旋挖钻无法施工,此处桩基采用人工挖孔成孔。

条形基础采用C35钢筋混凝土，底层钢筋采用Φ16 ＨRB400钢筋,间距1０cm，侧面及顶面采用Φ1２ HＲB400钢筋网,间距１5ｃm,在钢管立柱对应位置处预埋2cm厚1m＊１m钢板.
2。

钢管立柱
钢管立柱采用Φ６30mm、10mm厚度螺旋钢管，钢管之间采用［10号槽钢连接为整体，立柱底端与基础连接处设置2cｍ厚1m＊1m钢板，立柱顶端设置三拼４0a工字钢横梁。

3.贝雷桁架梁
单幅连续梁布置单层1８排加强贝雷桁架梁并采用90ｃm花窗将两排贝雷片连接为整体，在贝雷桁架梁上横向铺设２0a工字钢分配梁,间距６0cm，工字钢上纵向铺设［10号槽钢,间距60cｍ（详见《中钢管立柱处支架横截
面布置图》)．
4．贝雷桁架梁上碗扣支架
在贝雷桁架梁上布置满堂式碗扣支架,Φ4８×3。

5mm碗扣立杆、横杆、斜撑杆、可调节顶托、１0ｃｍ×15ｃm木方做纵向分配梁，直接铺设在支架顶部的可调节顶托上,纵向分配梁上再铺设横向分配梁,连续箱梁底模板采用竹胶模板,后背10cｍ×１0ｃｍ木方,然后直接铺装在10cm×１5cm方木纵向分配梁上进行连接固定。

根据连续箱梁施工技术要求、荷载重量、荷载分布状况、地基承载力情况等技术指标，通过满堂碗扣支架计算确定，贝雷桁架梁上碗扣钢管布置：立杆横纵间距60cm，横杆间距６0ｃm，支架在桥纵向每300cm间距设置剪刀撑，满足承载力要求，此处不再验算，此处验算钢管立柱支架稳定性。

二、荷载分析
1.施工人员、机械、材料荷载:Ｐ1=2。

5KＮ/m2
2.混凝土冲击及振捣混凝土时产生的荷载:P2=２.5KN／m２
3.梁体钢筋混凝土截面自重荷载：跨西环铁路最大截面高度为２.３５
m,截面积为1２。

52㎡,２4m范围内砼体积300。

48方，总重为：7８12。

4８KN。

其中:
a 翼缘板处：Ｐ31=10．2６KＮ/m2
ｂ腹板处:取最高截面（２.35m）处P32＝61．1ＫN/m2
c 底板处:P33=16．６4ＫN/m2
注：混凝土截面自重以最厚处截面，视作等截面计算。

4.模板、支架自重荷载、贝雷桁架梁上碗扣荷载:P1=2。

15KN/ｍ2
5.贝雷桁架梁自重：单片１2m Ｐ=（4×275+4×2５+４×８0) ×1
０＝1５。

2KN
6。

贝雷桁架梁受力验算
a。

底板及腹板下方:贝雷桁架梁2跨2４m,单跨１2m，视作两等跨连续梁．其上分布均布荷载，翼缘板处荷载由其下方4片贝雷桁架梁承担，腹板及底板处荷载由其下方14片贝雷桁架梁承担,经换算作用在单片贝雷桁架梁上的砼荷载均布荷载为19．3９KN／m.
P３=（７812．48-1０.2６×2.63×2×24)/(2４×14）=19．３９KN/m 单片梁上均布力:
Ｑ布=1。

4（2.5＋2。

5）×9.36/14+（1５．２／1２)×1。

2+1。

2(2.１５×9。

３6/14+19。

3９)＝3１．2KN／m
根据《路桥施工计算手册》中附表2-８可知,中间钢管立柱处弯矩最大,即:
M maｘ＝0.125QL2＝0.125×3１。

2×1２2=561.６ＫN。

ｍ〈Ｍ允=1687。

5KN。

m
满足要求;
中间钢管立柱处剪力最大，即：
Qｍａx＝０.６２5QL=0.６25×31。

2×１2=234ＫN〈Ｑ允=2４5。

２KN 满足要求。

ｂ。

翼缘板下方,计算过程同a,经计算得：
P3＝(１０．２6×２。

63）/2＝1３。

5KN/m
单片梁上均布力:
Ｑ布＝1.4（2．５+2.５)×2.63／2＋(15。

2/12）×1。

2+１。

2(2.15×２．63／2＋１3。

5)＝3０.3１KN/ｍ
根据《路桥施工计算手册》中附表2—8可知,中间钢管立柱处弯矩最大,即:
M max=0.1２5QL2=0。

１25×30。

31×12２＝54５.５8KＮ．m〈 M允=1６87.5ＫＮ。

ｍ
满足要求;
中间钢管立柱处剪力最大,即：
Q max=0.625QL=０。

625×30。

3１×12=22７。

32KN< Q允=245。

2ＫＮ．满足要求。

7.贝雷桁架梁下横向分配梁验算
根据贝雷桁架梁受力分析及计算,中间一排钢管立柱上工字钢受力最大，工字钢有效长度为１6.6m,作用在横梁上的总荷载为:
Ｆ总=（227。

3２×2×2+234×２×14)=7641。

２８KN
根据结构布置,作用力主要集中在7个支点处,采用三拼40a工字钢为横梁,按照均布荷载计算，换算均布力为:46０。

3KN/m。

按照简支梁考虑,跨度为2.６８ｍ。

则最大弯矩为:M mａx＝0。

125×460。

3×2。

６8×2。

68＝413.25KＮ。

ｍ
最大剪力为:Q max＝０。

5×４６0。

３×２.68＝61６.802KN
查型钢表得I4０a截面特性：d=10。

5mｍ,I=21714cm4,W=1085cm3,ｓ＝63１cm3,E=２。

1×105MPa。

（按三拼计算）
抗弯强度:σ＝M／Ｗ=413。

25／3×1０８5×103=126。

9ＭＰa＜[σ]=1４5MPa,满足要求。

抗剪强度：τ=QS／2dI=616802×631×103／（３×1０．5×21７14×１０４）＝56。

9ＭPａ＜［τ]＝8５MＰａ，满足要求。

8。

钢管立柱受力计算,钢管立柱选用Φ６30,壁厚１0mm的A３钢材，根据整体受力分析，中排钢管立柱受力最大，长度按8m计算:
A=3.14＊（０．3152—0。

30５2）=19468mm2
ｉ=1/2*(630２+61０２)1／2＝４３9
λ=ｌ/ｉ=8０00/439=１８．22
查Ψ=０.9５２,
由,Ｆ总=（227.32×2×4+234×２×14)=７６41。

28KN
抗压强度验算：σ=F/ Ａ=764128０／194６８=3９２.5MPa
单排共7根钢管立柱,每根承受392。

5/7＝56。

0７Mｐa<[σ]=14０MPａ，满足要求。

稳定性验算: σ＝Ｆ/ΨA=67832１９/0.952/19468=412。

２9MPa
单排共7根钢管立柱,每根承受412。

２9／7=58。

８９Mpa<［σ]=１４0MP ａ,满足要求。

9。

地基承载力验算
钢管立柱下设置条形钢筋混凝土基础，尺寸为19m×１．2m×１m,与地基接触面积为１9×1.2=２2。

８㎡，承受压应力为:
σ=7641。

2８/2２。

8=33５。

14kpa
中间一排钢管立柱基础在路基基床底层上,地基系数要求大于150MPa，根据文献《路基系数与容许承载力的探讨》中经验公式换算：
σ地=０.０024Ｋ3０＋0。

０15＝0.002４×1500００＋0。

０１5＝360kpa
地基承载力为:３60kpa,满足要求。

查《路桥施工计算手册》“碎石土的容许承载力”表11-1８可得中密碎石土的承载力为５0０—８00kpa，满足要求。

考虑路基实际的安全性，需
对该处路基进行详细检测，合格后进行条形基础施工。

两侧2排钢管立柱基础位于西环铁路路基以外，基础位置为粉质粘土，查《路桥施工计算手册》表11—15可得粘性土的承载力为140kpa，小于335.１4kpa，所以地基需要处理．结合现场实际,大里程侧条形基础下设置4根Φ１.20m桩基础，桩长12m，间距3.7m,小里程侧条形基础下设置５根Φ1。

2０m桩基础,桩长８m，间距2。

８５m。

根据桥梁计算手册，
单桩承载力Ｒa=Ｑsｋ+Q pk=ｕｐ∑ｑsiaｌi+qｐaＡp
Qｓk－单桩总侧阻力特征值
Q pk－单桩总端阻力特征值
ｕp-桩身周长
qｓｉａ-桩侧第ｉ层土的侧阻力特征值
l i—桩穿越第i层土的厚度
根据基础受力情况,其单桩总端阻力较小，因此只考虑单桩总侧阻力特征值。

地质情况描述如下，(根据《龙沐湾大道上跨西环铁路高架桥工程施工图设计,第五册》中对地质描述及实验，管桩穿越地层液性指数小于0。

5，查询《路桥施工计算手册》表11-5８“)地层0—９m，为粉质粘土,qｓiａ取６0kpa,9—12ｍ，为粉细砂,qｓｉa取3５kpａ．
大里程侧：Ra=1。

2*3．１4(６0*9+35＊３）*4=９7２1KN,根据计算，该单排桩基础施工过程中受力为7641KＮ〈９７2１KＮ。

满足受力要求。

小里程侧:Rａ=１。

2＊3．1４＊6０*8＊5=904３KN,根据计算,该单排桩基础施工过程中受力为76４1KN<９043KN。

满足受力要求。

结论：通过上述计算复核审核，支架受力满足结构受力和施工安全要求。

计算: 复核: 审核:。