满堂支架受力计算

宿州市三八路市政工程－新汴河大桥

现浇箱梁支架设计计算书

一.工程概况

1、地理位置

三八路位于宿州市西部，向北跨越戚家沟及新汴河，向南与合徐（合肥－徐州）高速公路宿州市出口相连，承担大量的城市交通和一定的过境交通，设计道路为城市主干道新汴河桥位于三八路上，跨越新汴河。

2、设计结构形式与尺寸

本桥主桥为双幅35m+45m+45m+35m四跨预应力混凝土等高度连续箱梁。桥面设置1.5%横坡，横坡通过箱梁腹板变高度来实现。箱梁梁高2.36~2.54米，单幅箱梁顶板宽16米，底板宽为11米，箱梁顶、底板厚分别为0.25、0.20米，腹板厚为0.45米，两侧悬臂长均为2.5米，全联仅在桥墩支点截面处设置端、中横梁。箱梁采用纵向、横向预应力混凝土结构。全桥箱梁C50钢筋砼3748.16M3，下部构造为桩柱式墩。

3、气象条件

区域位于季风暖湿带半湿润气候和季风亚热带湿润气候区，区内雨量充沛，年内分布不均，6月至9月降雨量较大，洪峰多出现在7～8月份，11月至翌年2月降水量最小。

4、地形、地质条件

场地区域构造单元为中期淮地台淮河台拗淮北陷褶断带宿州凹断褶束，区域地层单元为皖北地区两淮分区淮北小区。场地位于宿州市三八路以北新汴河上，桥梁南北走向跨越新汴河，在地貌上属于淮北冲积平原。本场地所在地形比较平坦，场地地表标高为23.21米~26.84米，覆盖层为第四系，基岩埋深大于80米。根据本次勘探结果，勘探深度范围共分10层土，以亚粘土夹粉沙层为主。

二.支架设计方案

（一）、上部结构荷载：

根据箱梁尺寸计算得，箱梁钢筋砼的自重为2.7t/m2（中部）和6.2t/m2（横隔梁部）。

1. 钢筋砼的重量：

2.7 t/m2（中部）

钢筋砼的重量： 6.2 t/m2（横隔梁部）

2. 模板支架自重：0.25 t/m2

3. 施工荷载：0.2 t/m2

4. 振捣时的荷载：0.4 t/m2

5. 倾倒砼时的荷载：0.2 t/m2

则中部：（1+2+3）+4+5=2.7+0.25+0.2+0.4+0.2=3.85t/m2=37.73KPa

横隔梁部：（1+2+3）+4+5=6.2+0.25+0.2+0.4+0.2=7.35t/m2=72.03KPa

（二）．钢管支架的布置、受力计算

1、支架基础处理

（1）原地面的处理

对于河岸附近，先将地势大致整平，将表层耕殖土清除，然后碾压密实，对于地势低洼、沉积淤泥处，要将淤泥挖除后回填，分层碾压密实，上两层15cm厚5％石灰改善土，并做2％的双向横坡，压实度达到95％以上。灰土顶做一层10cm厚C20砼封层，隔绝地表水防止侵入支架地基。

要求：处理后的地基承载力>400KPa，表面平整、排水顺畅。

（2）水中支架基础

拟采用Φ600mm钢管桩打入河床。4米一排，钢管桩上用I40工字钢焊接连接，上置贝雷片。

要求：钢管桩入土深度不小于6米，工字钢顶面水平，贝雷顶面坡度一致。

2、水中支架基础设计

（1）贝雷荷载验算

①贝雷端部须设置在坚实的地面上，根据现场地形和1#、3#墩承台挖深，按1：

0.5放坡（未考虑设置台阶），贝雷端部距承台基坑坡顶线退2.5米。经计算，贝雷端部距1#、3#墩各15米，故贝雷单道总长15+45*2+15=120米。

②荷载：箱梁、支架及施工荷载共计37.73KPa；贝雷每片重270Kg，加上销子、连接件等，每片按350Kg计，每片长3米，自重荷载=0.35/3*9.8=1.15KN/M。

每排间距按3米，故贝雷承受荷载=37.73*3+1.15=115KN/M。

受力简图如下：

③Q＝7.047KN/m，L＝4m，贝雷的截面参数W=3570cm3

贝雷最大允许弯矩＝273MPa*3570cm3＝974.61KNm

跨中最大弯矩M max=0.08*QL2=0.08*115*4*4＝147.2KNm

安全系数K＝974.6/147.2＝6.6，满足使用要求。

（2）钢管桩顶部工字钢验算(双排I40)

箱梁、支架及施工荷载共计37.73KPa，7排贝雷荷载=（0.35*7*4*9.8）/11/4=2.18KPa。

Q＝（37.73+2.18）*4 =159.64 KN/m，L＝4m，双排I40截面参数W=1085.7*2=2171.4cm3 最大允许弯矩＝273MPa*2171.4cm3=592.79KNM

最大弯矩M max=0.08*ql2=0.08*159.64*42=204.34KNM

安全系数K=592.79/204.34=2.9

（3）钢管桩

钢管桩纵向间距4米，横向间距1.2米，每根桩承受荷载=3.85*4*1.2*9.8=181.1KN，图纸提供土质极限摩阻力=50~60KPa，Φ600mm钢管桩外周长=3.14*0.6=1.884m，入土按6m计，总面积=1.884*6=11.3m2，单根钢管桩承受荷能力=11.3 m2*50K Pa =565KN，故安全系数K=565/181.1=3.12。

3、脚手架设计

拟采用Φ48mm,壁厚3mm的轮扣式或碗扣式脚手架进行满堂搭设。

（1）中部上部结构荷载按3.85t/m2计，立杆间距0.9 *0.6m间隔布置，则每区格面积：A1=0.9*0.6=0.54m2，每根立杆承受荷载p=0.54*3.85=2.08t=20.37KN。

（2）端部上部结构荷载按7.35t/m2计，立杆间距0.45*0.9m间隔布置，则每区格面积：A1=0.45*0.9=0.405m2，每根立杆承受荷载p=0.405*7.35=2.97 t =29.17KN。

（3）竖向每隔h=1.2m,设纵横向钢管，根据《材料手册》及脚手架使用说明书，当横杆步距为1.2m时，每根立杆允许承受最大竖向荷载[p]= 30KN,p＜[p]，满足要求。