箱梁现浇支架的设计1

匝道桥箱梁现浇支架设计

中港二航局 刘崇敬

摘要：润扬长江大桥世业洲互通匝道桥为预应力连续梁桥，箱梁采用少支点落地钢管支架现浇，本文简要介绍了世业州互通匝道桥箱梁现浇支架设计

主题词：世业州互通 匝道桥箱梁 现浇支架设计

一、 概述

润扬大桥世业州互通立交采用单喇叭A型加环形回转方案，由A、B、C、D、E五个匝道桥组成，其中A匝道为五跨一联共两联单跨41m左右的连续弯梁结构， B匝道为两联单跨跨径在38m和34m左右三跨一联和七跨一联的连续弯梁结构，C匝道共分九联每联三~六跨跨径30~40m左右的连续弯梁结构；D匝道为单跨跨径33m左右的四跨连续弯梁结构； E匝道为单跨跨径在40m左右的五跨连续弯梁结构，全桥共15联74孔。

A、B、D、E匝道为桥面宽8.5m或8.75m、梁高2.1m的单向车道，上部结构为单箱单室的箱形截面弯梁；C匝道第一~第五联梁高2.1m、第六~第九联梁高1.6m，双向双车道，桥面宽15.5~17.6m 宽，上部结构为单箱双室截面弯梁结构。

二、箱梁现浇支架基本结构

工程区域位于长江冲积平原河漫滩地，地表以下20m深度内为淤泥质粘土，其承载力极低。为保证施工质量及安全，经过技术、经济、施工安全比较排除了满堂脚手支架

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的施工工艺，采用少支点钢管支架进行混凝土箱梁现浇施工工艺。

本工程箱梁采用等高结构，路面横坡由箱梁整体扭转形成，所以施工时底模采用在支架贝雷片上按照间距75cm铺设工20型钢、型钢上按照立杆纵横间距75cm安装平均高度1.5m的满膛脚手支架，利用脚手架上、下顶杆调节器进行底模的标高调节。

支架跨中支点钢作用于地面基础上，桥梁墩身处的支点则直接作用于桥梁的承台上，其大体结构如下图所示。 横坡满堂脚手底模系统桥墩中心线 桩基处理钢管立柱底模分配梁贝雷主桁梁钢分配梁墩身跨中中心线支架顶贝雷桁片支架平联支架桩顶桩帽、砂箱桩顶分配梁支架立柱 剪刀斜撑平联支架基础地面 由于预应力连续箱梁跨度较大且平曲线半径较小，所以拟在每跨的跨中设2-3排支点、支架立柱采用φ600-800mm钢管、立柱间设平联和斜撑，顶部设钢分配梁、贝雷桁片、及底模系统。

不同的跨径、截面形式的箱形梁对支架的作用力不同，相应的支点基础、间距以及贝雷桁片布置的形式有所不同，但支架的基本结构不变，支架主要结构类型如下：

1） A、B、D、E 匝道桥共29孔，箱梁底宽3.82m、顶宽8.5m～8.75m、跨径为32.604～41.414m，跨中支点布置3排Φ800㎜钢管立柱、每排2根（33m跨径以下的在中间设置2排桩），在顺桥向布设贝雷架（桁片横桥向设置10片）；

2） C 匝道桥第6～9联共22孔现浇段，箱梁底板宽11.02m、顶宽15.5m、跨径30m，跨中支点设置2排每排3根钢管，纵向铺设贝雷架（桁片横桥向布设13片）。

3） C 匝道桥第1～5联共23孔现浇段，梁高均为2.10m，第1～4联为单箱双室结构，跨径在37.103～39.63m不等，其中第4联含左右幅各三孔，第5联为单箱三室结构共三孔。

C匝道第1～4联跨径大，而第5联跨径稍小但梁段自重大，可采用类似的支架布置

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形式，跨中设3排每排3根立柱（第5联每排4根）。

三、箱梁现浇支架受力验算

3．1 C匝道6-9联支架受力验算 1）、 荷载分析、计算

本工程支架为临时结构，施工时可避开各种不利因素之间的组合，支架受力主要为箱梁混凝土荷载、支架自重荷载、施工人群荷载及横向凤载（不存在动载作用），故在其受力验算时不进行荷载安全系数的组合。

a、混凝土恒载引起支点反力

砼自重r=26KN/m3，根据施工图纸箱梁各截面尺寸计算出荷载及其分布长度，荷载分布如下图所示：

施工荷载q=8.0t/mq1=49.92q2=38.6q3=27.6q4=22.6q3=27.6q2=38.6q1=49.92支座钢管立柱墩柱中心线单跨中心线说明：、图中尺寸单位以m计、均布荷载单位以t/m计。 2、均布荷载为混凝土自重荷载，采用不同分段的截面面积乘以2.6t/m。

由于贝雷片在各桩顶分配梁上均断开设置，每一跨各自，所以各支点反力可按简支梁计算后进行叠加，则混凝土自重引起各支点反力（边跨荷载）：

R11=[22.6×3.×0.24＋27.6×7×(3.5＋2.06)＋38.6×1×(9.06＋0.5)＋0.36×

49.92×（10.06＋0.18）]÷10.42=157.6t

R21=[49.92×0.36×0.18＋38.6×0.86＋27.6×7×（1.36＋3.5）＋3.×22.6×

（8.36＋1.82）]÷10.42=173.67t

跨中荷载引起的支点反力：

R22=（8.75－1.58×2）×22.6÷2=63.167t

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支架两端部墩顶均布荷载引起的支点反力：

R12=49.92×1.22=60.9t

b、施工荷载引起支点反力

满堂脚手底模荷载q1=500㎏/m、I25按底模分配梁横向间距0.75m设置一道则q2=27.9×1/0.75×16.6m=617.52㎏/m

模板自重荷载：侧模、底模均按120.0㎏/㎡（包括侧模支撑）则q31=120×（11.02＋3.2×2）=2.09t/m，内模采用木模，包含支撑体系荷载q32=2.0t/m，故q3= q31 +q32=4.09t/m

贝雷片自重荷载：按17片贝雷横向布设，单片贝雷自重270㎏/3.0m，考虑联结销、支撑架取300㎏/3.0m计，则贝雷片自重荷载q4=1.7t/m。

人员、材料等施工荷载：于施工时作业面大，人员、材料荷载相对很小，为安全取1.0t/m则整个作业面施工荷载为30.0t左右满足施工需要，故取q5=1.0t/m。

所以施工荷载

q施=0.5＋0.617＋2.09＋2.0＋1.7＋1.0=7.907t/m 取q施=8.0 t/m 施工荷载引起的各支点反力计算如下：R13=51.44t、R23=76.68t c、支架各支点总反力

R1=R3=157.6t＋60.9t＋R13=270.0t R2=173.7t＋63.167t＋R23=313.5t 2） 单桩受力分析

a、各支点处荷载横向分布情况分析 a-1. 贝雷桁片顶受力

取长度为1.0m的箱梁进行分析，则荷载分布情况、桁架顶受力见荷载横向分布图所示。由于箱梁腹板下均设置有贝雷桁架，故箱梁翼缘板自重荷载F1、箱梁腹板自重荷载q1均直接作用于桁架顶，验算仅对均布荷载q2按二等跨连续梁对支点受力进行分析，则R边支点=0.375ql、R中支点左=R中支点右=0.625 ql（l为支点间跨径），所以：

F1=[0.15＋0.4]÷2]m翼缘板平均厚度×2.0m翼缘板宽÷2×2.6t/m3=0.715 t； q1=1.6m腹板高度×0.4m腹板厚度×2.6t/m3=1.6t； q2=（0.25＋0.45）m顶底板最大总厚度×2.6 t/m3=1.82 t/m， 故 R1=0.715=R5

R2=1.6＋0.715＋0.375 ql=4.18t/m； R3=1.6＋0.625 ql×2=4.678t/m；

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R4=0.625 ql×2=6.028t/m

a-2. 支架桩顶受力

由于桩顶钢分配梁采用定长约9.0m型钢制作，两段分配梁在中间桩顶断开设置，所以R2、R3将受力直接传递于桩顶部位（即N11=R2=4.18 t/m、N21=R3=4.678 t/m），而R4现可按照简支梁将其荷载对称分布于两侧支撑桩上（即N21= N22=R4/2=3.014 t/m），故仅对荷载R1进行横向分布。

将R1作为支点，在 N1、N2共同作用下N2处位移为零，则：

N31＋N32=R1、3.0m×N31＋8.3m×N32=0，所以N31=1.12 t/m、N32=-0.405 t/m。

故：N1=N3=8.314 t/m 、N2=7.227 t/m、N总=23.885 t/m，

荷载横向分布示意图 N1=8.314/23.885N总=0.349 N总、N2=7.227/23.885 N总=0.303 N总

F1 F1 q1q2q1q2q1底模系统满堂支架工25贝雷主桁梁2H60钢分配梁F1 q1q2q1q2q1F1 R1R2R4R3R4R2R1R1R2R4R3R4R2R12H60钢分配梁N1N2N1说明：、图中尺寸单位以m计；均布荷载单位以t/m计。 2、均布荷载为混凝土自重荷载，采用不同分段的截面面积乘以2.6t/m。 3、本图以第6联第1跨为计算对象，其它各跨与此类似仅在墩位处荷载较 小而已。

b、支架立柱受力

对承台处支架立柱最大受力：

R=0.349×270＋G自=104.82=97.2t （桩取φ600×9mm、长21.5m、重3.0t） 对于跨中支架立柱最大受力：

R=0.349×313＋G自=117.6t=112.2t

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3） 各部位结构受力验算

底模、侧模及内模按规范进行设计验算和施工，此部分在模板设计中予以验算，现仅对支架部分进行受力验算。

a、贝雷架顶底模分配梁I25验算

由于腹板处荷载均直接作用于贝雷片上，而顶、底板荷载较小按照简支则I25跨度小于2.50m(5.3-0.75m的一半，其中0.75为贝雷桁片宽)，所以

q=3×0.7m×2.6t/m3=1.82×3=5.46t/m（箱梁顶板最厚0.25m、底板最厚0.45m） M=ql2/8=4.26t.m<[σ]w=7.17t.m

f=5ql4/384EI=0.25㎝，满足施工规范要求。 b、贝雷片受力分析

对跨度较长、受力较大的部位进行验算，考虑到箱梁断面形式及施工需要贝雷横向取17.0片， 则其跨度L=10.42m、均布荷载q=27.6＋8=35.6t/m（自重荷载偏安全取q2=27.6t/m），查贝雷架特性如下：

高×长 cm×cm 150×300 弦杆截面积 2F〔cm〕 25.48 弦杆惯矩桁片惯矩Ig44Ix〔cm〕 〔cm〕 396.6 250500 桁片允许弯矩kN.m 788.0 桁片允许剪力kN 245.0

故：M=ql2/8=483.0t.m<17.0×0.8×78.8=1071.68t.m，考虑各桁片不均衡受力单片取

0.8倍系数；

f=5ql4/384EI=0.82㎝，满足施工规范要求 c、分配梁验算

桩顶分配梁采用2H60组合而成，如荷载横向分布图所示由于受力贝雷支点均位于桩顶部位而箱梁顶翼缘板、顶底板处荷载较小。

故：q=0.5×（0.2+0.45）×2×2.6=1.96t/m

F1=1.69×（10.42+8.75）÷2=13.7t； 分配梁悬臂受力点悬臂长按3.0m计，则

M=13.7×3=41.0 t.m＜[M]=2610×1.7=44.37t.m

f=pl2/（3EI）=1.3cm，施工时对受力点采取一定的构造措施后能够满足要求。 d、钢管桩受力验算

根据钢结构设计规范按照有侧移多层框架柱对支架进行受力分析，以便选取合理的

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立柱计算长度。

选取计算长度时首先计算出相交于柱子上端和柱子下端的横梁延刚度（IL1/LL1）之和与柱子延刚度之和的比值α1、α2然后查表得出计算系数μ。

对现有φ600×10，φ720×10两种规格的钢管桩立柱进行最大承载力验算，首先对平联结构进行选择，考虑经济、受力性能以及安装要求，平联拟采用如图所示形式的格构柱结构，不考虑平联斜撑的作用则平联杆件特性 I=11503㎝4、rx=18.1cm、A=35.19cm2、最大平联长度8.12m。

∠50×5 ∠75×6 ∠50×5 说明： 、本图标注尺寸均以 构式构造柱。支架立柱受力最不利桩直径600mm计； 2、平联采用4∠75X5角钢制作的格 6-9联支架桩位、平联布置图

d-1 对于φ600×10钢管立柱其截面特性I=3.14r3δ=8478 0㎝4 、A=166.8㎝2、r=19.8㎝，平联间距按10.0m则

ΣIl1/Ll1=11503/875+11503/530=34.85 ΣIz1/Lz1=3×84780/1000=84.78×3=254.19

由于各层平联采用相同结构，所以α1=α2=34.85/254.19=0.14、查表得长度系数μ=2.70，计算长度L=2.70×10=27.0m，故λ=2700/19.8=135.0、ψ=0.35，

[N]=ΨA[δ]=0.35×166.8×1.7=99.3t小于设计受力单桩设计受力112.2t，不能满足要求，取平联间距8.0m重新进行演算则

ΣIL1/LL1=3×84780/800=317.5、α1=α2=0.11，查表N=3.0， 计算长度L=3×800=2400㎝、λ=2400/19.8=120、ψ=0.466， [N]= ψA[δ]=132.2t＞112.0t，满足要求。

d-2 对于φ720×10钢管其截面特性I=3.14r3δ=8478 0㎝4 、A=219.8㎝2、r=24.74㎝，平联间距按10.0m设置则

ΣIl1/Ll1=11503/875+11503/530=34.85

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ΣIz1/Lz1=134627/1000×3=403.88，所以α1=α2=0.08

查表得μ=3.2 ，计算长度L=3.2×10=32.0m、λ=3200/r=3200/24.74=130.0、ψ=0.4

[N]= ψA[δ]=0.4×219.8×1.7=149.5t，满足所有支架立柱的受力要求。 e、平联结构验算

如前所述，平联采用4∠75×6制作的格构式构造杆件，其特性 I=1150..0cm4、r=18.1cm、A=35.19，，计算长度取L=8.75m不考虑缀条作用λ=（λ2x+40A/Ax）1/2＞λx，取λ=λx =875/18.1=48.2查表得ψ=0.888，所以：

[N]=0.888×1.7×35.19=54.1t＞2%×118t=2.36t，满足钢结构设计规范关于“平联设计受力大于立柱受力的2%”的要求。

f、支架整体稳定性验算

由于箱梁横坡调整由贝雷顶调节块进行调整，故恒载、施工荷载不产生水平作用力，水平荷载仅为风载。查全国基本风压图知，南京、扬州、无锡区基本风压500Pa，风压力计算公式为：W=K1K2K3K4W0

W0：基本风压500 Pa

K1：属临时工程取0.85，设计风速频率换算系数 K2：风载体系数取1.3 K3：风压高度变化系数取1.13 K4：地形地理条件系数，取1.0 W=1.25×W0=624pa

风力计算：W=W0A=W0×(0.5×1.5+1.0×2.1)×42.0m=74812.5N=7.4t

根据计算知风载较小，且单跨支架桩数量较多，在采取支架上部设置剪刀撑后其抵抗水平力性能能够满足施工要求。

3.2 C匝道1-3联支架受力验算 1）、 荷载分析、计算

a、混凝土自重荷载引起的支点反力

根据箱梁各截面尺寸及其分布长度确定支架荷载分布，计算跨度取最大跨径箱梁的外边缘长度L=41.47m。

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施工荷载q=8.0t/mq1=75.6q2=49.0q3=35.4q4=26.9q3=35.4q2=49.0q1=75.6说明：、图中尺寸单位以m计；均布荷载单位以t/m计。 2、均布荷载混凝土自重荷载采用不同分段的截面面积乘以2.6。

同C匝道6-9联计算相同，砼自重荷载引起支点反力计算如下：

R11=218.3t、R12=130.2t、R21=194.0t、R22=95.4t、R31=190.8t 砼恒载引起的支点反力：R1=338.5t、R2=2.4t、R3=190.8t b、施工荷载支点反力

施工荷载取8t/m则：R13= 61.8t、R23=75.74t、R33=56.76t； 所以各支点反力R总为：

R1总=400.3t、R2总=3.74t、R3总=247.6t

2）、 单桩受力分析

承台上支架桩最大受力R1=0.349×400.3=139.7t、跨中支架单桩最大受力R2=0.349×3.7=127.0t、R3=0.349×247.6=86.4t

3） 各部位结构受力验算

a、模板、型钢验算均同C匝道6-9联。。 b、贝雷架受力验算

取最大的跨度L=11.84m，均布荷载q偏安全取q3+8=43.4t/m则

M=1/8ql2=760.5t.m<[M] =17×78.8×0.8=1071t.m f=5ql4/384EI=1.3㎝，满足施工要求。 c 、钢管桩受力验算

如前第一节计算所述，除支点R3处采用φ600mm的钢管立柱外余均采用φ700mm以上的钢管，平联间距均小于10.0m。

3.3 A、B、D、E匝道支架受力验算

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其中A匝道单跨跨径41~42m之间，其受力图式与C匝道1~3联基本相同，如上计算所述，R1=195.7t、R2=206.6t、R3=145.0t

单桩受力分析：由于箱梁底宽为3.82m，故立柱以箱梁纵向中心对称每排按照2根设置、间距为4.2m，则其每排桩的单桩承载力为支点受力的0.5倍。

所以承台处支架立柱最大受力：R1=0.5×195.7=98.0t+6.0t=104.0t 跨中支架钢管立柱最大受力：R2=104.0t+6.0t=110.0t

中点支架钢管立柱最大受力：R3=73.0+6.0=79.0t（式中6.0为钢管桩及平联自重） 雷片选择：对较大跨L=11.84m进行验算，q偏安全取15.6t/m则

M=1/8ql2=273.6t.m

n=M/0.8[M]=4.3片，考虑贝雷稳定性及施工方便取10片，其布设按照2组合

桁片横向均匀分布。

由于B、D匝道与A、E匝道箱梁结构形式基本相同，仅跨径比A、E匝道小一些，其荷载分布亦较A、E匝道支架有利，取D匝道箱梁最大跨的边长L=34.92m为例，则其跨度较A匝道跨径小6.84m(41.766－34.92)，其支架布设按A匝道相同并去掉跨中一排桩，这样支架中跨跨度L=7.m略大于7.243m(A匝道支架中跨)，所以跨中支架受力R2略大于A匝道支架（约增加5t），能够满足要求。

四、支架基础设计

4.1支架基础类型选择

世业洲互通匝道桥址处上覆松散层为全新世和晚更新世冲洪积层，地质条件差且地势低洼，河沟、农田较多，支架设计时借鉴高速公路地基加固的施工经验对粉喷桩、沉管灌注桩、PC静压桩、振沉钢管桩及采用明挖扩大基础进行了技术、经济和质量、安全等全面的比较，最后决定采用满足施工质量、安全且较为经济的沉管灌注桩基础，各类基础技术经济比较如下表所示；

序号 基础比选方案 采用PC管桩 （φ600、A型） 优 点 单桩长35米左右可满足受力要求，施工快捷、环保，预制桩质量容易保证，单桩承载力高。 易于施工且不受场地条件的，工艺成熟，成本低单个群桩基础需近4000元左右，比PC桩经济。 桩长需36米左右，钢管可部分回收缺 点 制造、运输困难，周边地区没有此类桩。价格高，单个基础需近万元。 备注 1 2 采用沉管灌注桩（φ377） 采用打入钢管要现场制作钢筋笼、拌制砼，受力选用基础为群桩基础，要制作桩基承台。 方案 箱梁距地面空间小则无法拔桩不能循环使用，施工工序复杂，单个基3

桩（φ600x8mm） 重复使用，易施工。 10

础不拔出时比PC管桩价格还高，施工困难。 需要大型起重机械吊装循环使用，4 采用扩大基础 地基压实后扩大基础可采用预制板，可循环使用，工艺较简单。 为消除沉降每个基础均需预压，承载力低需要增加支架立柱数量且不确定因素多，存在施工质量、安全隐患。 采用粉喷搅拌5 桩进行地基加固 分喷桩加固地基后再采用第4方案安装支架立柱，施工简单、施工费用低。 粉喷桩加固地基效果有限，无成熟的技术保证，存在施工质量、安全隐患。

4.2基础沉管灌注桩试桩

通过查阅相关资料，采用φ377mm沉管灌注桩后单桩设计承载力按照50t考虑，根据《建筑桩基技术规范》有关规定其极限承载力应为设计承载力的2倍以上，所以其极限承载力最小应为1000KN。

为了如实的确定沉管灌注桩基桩的单桩承载力，需要结合本工程实际地质情况进行试桩。

1) 基桩长度确定 a. 基本资料及设计参数

土层编号 1 2-1 2-2 3-1 3-2

土质状况 粘性土 淤泥质亚粘土 亚粘土与粉砂土 粉砂 粉砂 层厚（m） q（qp（kPa） skPa） 1.1 7.4 6.5 11.5 以下 30 20 25 35 55 100 80 90 120 200 Es（Mpa） 10.12 13.24 b. 如上地质资料所示，采用直径377mm沉管灌注桩后根据极限承载力计算公式（施工场区地层平均侧摩阻力为30Kpa，考虑桩端承载力10t）：

P=∑πDqs 得出桩长应在20-25m左右；

2) 基桩试桩 a. 试桩施工

试桩施工从2002年8月1日开始至9月6日结束，桩机配置ZD60型震动锤、沉管长25m，施工时由于振沉困难最终以贯入度控制沉桩深度（振沉2分钟后沉管无明下沉）。

最终施打沉管灌注桩试桩4根，1#桩桩长20m、2#桩桩长19.5m、3#桩桩长16.6m、4#桩桩长16.0m。为确保试桩效果、了解桩身质量试验前对4根试桩进行了小应变检测，

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测试结果为1#桩为断桩。

b. 试验原理

对4根试桩进行破坏性静载试验，利用反力装置采用2000KN千斤顶加载，，竖向位移采用量程为50mm的百分表测量。

c. 试验方法

对4根砼试桩逐根压载，加载装置采用如下图示重物反力梁体系。

d. 试验成果 通过对4根试桩逐级加载直至破坏，后一级加载后沉降为前一级的5倍则理解为桩侧土体已破坏，基桩已达到极限承载力停止加载，加载主要情况如下： 1#桩加载至500KN时累计沉降量为27.3mm、至600KN时累计沉降量为115.4mm； 2#桩加载至600KN时累计沉降量为19.9mm、至700KN时累计沉降量为121.5mm； 3#桩加载至600KN时累计沉降量为10.1mm、至700KN时累计沉降量为83.2mm； 4#桩加载至600KN时累计沉降量为13.7mm、至700KN时累计沉降量为44.7mm； 3) 桩基设计承载力取值

根据静载荷试验结果，单桩的竖向抗压极限承载力为700KN，未达到预期1000KN的要求，故其单桩的竖向承载力设计值为：R = Quk/γ值为：N ≤ R/γ0 = 3 KN 。

桩基未达到初步设计要求主要由于施工机械能力所限不能达到预期的深度所致。 4.3 支架基础桩基设计

根据试桩结果，考虑采用现有施工机械按照沉管贯入度控制基桩承载力，桩长设计为16.0m、桩径377mm、桩顶比地面低30cm为准、桩身采用C20混凝土，成桩后进行低应变动测以检查其桩身质量确保施工安全。

桩身按照构造配筋As=223.3（mm2），实际取用6根Ф12，箍筋也按规范有关构造要求进行配置，桩身结构自身强度按照规范公式：fcA=1116.3(KN)>γoN进行计算能够满

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sp

支架基准桩配重（120t钢筋)次钢梁主钢箱梁千百分表斤顶百分表次钢梁支架地平面试桩基准桩 = 400 KN，单桩的竖向力设计

足施工要求，其具体结构见下图：

沉管灌注桩桩身结构示意图 基础结构示意图 中心线 桩帽 箍 4．4 支架桩基础连接承台的设计

100mm砂浆垫层 根据试桩结果知，由于基桩单桩承载力为3KN远小于支架立柱受力，所以需采用群桩基础，为此在桩顶设计一混凝土承台将其联为整体共同受力。

1) 承台基本结构

根据支架受力计算结合基桩单桩承载力将支架基础承台分为三桩、四桩两种类型，其相应承载力为1092KN、1456KN，考虑施工采用类似的结构因此承台受力验算均按照150t计算，承台平面尺寸及基桩布置间距如下平面图示（单位：㎜）。

箍中心线沉管灌注桩 箍支架钢管立柱77（下）（上）箍77（下）（上）100mm砂浆垫层 三桩承台立面结构 三桩承台平面结构

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φ18@150φ18@1503773507502,200750350中心线800750350四桩承台立面结构 四桩承台平面结构

2） 三桩承台结构受力验算 a. 基本参数：

a-1. 三桩承台（结构见下图）基桩直径d=377（mm）、桩列间距Sa=700（mm）、桩行间距Sb=1212（mm）承台边缘至桩中心距离Sc=400（mm）、承台根部高度H=650（mm）、承台端部高度h=650（mm）；

a-2. 桩中心最小间距3.71d为1400（mm）（d—圆桩直径或方桩边长），竖向力设计值按照每桩35tz则F =1500（kN）；

a-3. 承台混凝土强度等级为C20则fc=10.0（N/mm） 、fcm=11.0（N/mm） 、ft=1.10（N/mm）；

a-4. I级钢筋强度设计值fy=310（N/mm）、纵筋合力点至近边距离as=76（mm）； a-5. 由于立柱为800mm的圆形截面，折算成正方形截面柱则柱子高度

hc=0.8×800=0（mm） （X方向）、柱子宽度bc=800×0.8=0（mm） （Y方向）。

b. 承台受弯计算： b-1. 基桩竖向力设计值

承台轴心竖向受力 N =（F+G）/n = 500（kN）（桩基规范5.1.1-1） b-2 . X轴方向柱边的弯矩设计值 （绕X轴） 柱上边缘计算宽度AU：Sb / 3 – Sc = 4 ≤ 0.5 Bc = 320

AU = a = 2200（mm）

柱下边缘计算宽度AD：AD = 2[Sc +（Sb – Bc / 2）Sa / Sb] = 1830 （mm）

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3507502,200柱上边缘：MxctU =（N2 + N3）×（Sb / 3 – Bc / 2）=84.0KN.M 柱下边缘：Mxctd=N1×(2Sb/3-Bc/2)=244.0(KN.M)

AsyU=492.0(mm)

相对受压区高度٤=0.011、配筋率p=0.04% 最小配筋率pmin=0.15%、Asmin=2415(mm2)

AsyD=1450(mm2)

相对受压区高度ζ=0.04、配筋率p=0.14%， 最小配筋率pmin=0.15%、Asmin=1785(mm2)。

2号筋 Asy = Max{AsyU，AsyD}×Sqrt（Sa 2 + Sb 2）/ Sb= 2 ×○ 1239 (mm2)

b-3. Y轴方向柱边的弯矩设计值：（绕Y轴）

Myct = Max{N2，N3}×（Sa-Hc/2）= 190.00（kN·M）

1号Asx筋 = 1082（mm2） ○

相对受压区高度 δ=0.026 配筋率 ρ = 0.09% 最小配筋率 ρmin = 0.15% Asmin = 1962 （mm2）

根据以上计算结果选取承台配筋为7根直径20mm的I级钢，实配面积为2200mm2>Asmin。

c. 承台抗冲切验算

c-1.柱抗冲切验算 （承台规范4.2.1-2） 作用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值： F1 = F = 1500（KN）

三桩三角形柱下承台受柱冲切的承载力按下列公式计算：

γ0× F1≤[α0x（2bc + a0y2）+（α0y1 +α0y2）（hc+a0x）] × ft ×h0 =2,803,490 (N) ≥ F1 = 1,500,000 (N), 满足要求。

c-2. 底部角桩抗冲切验算 （桩基规范5.6.7-5）

作用于角桩顶的竖向压力设计值： N1 = N1=3,000（N）

承台受角桩冲切的承载力按下列公式计算：

γ0× N1≤α12（2c2+a12）×tg（θ2/2）×ft×h0 =603,980 (N)≥N1=3,000 (N) ，满足要求。 c-3. 顶部角桩抗冲切验算（近似计算） 作用于角桩顶的竖向压力设计值：

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N1=Max｛N2，N3｝=3,000（N）

承台受角桩冲切的承载力按下列公式计算：

γ0×N1≤α11（2c11+a11）×tg（θ1/2）×ft×h0 =658,243 (N) ≥ N1= 3,000 (N) , 满足要求。 d. 承台斜截面受剪承载力计算

d-1. X方向（上边）斜截面受剪承载力计算： （桩基规范5.6.8-1） Vx= N2+N3=728,000（N）

承台斜截面受剪承载力按下列公式计算： γ0×Vx≤βy×fc×b0x×h0

=2,525,600 (N)≥Vx =728,000 (N),满足要求。

d-2. X方向（下边）斜截面受剪承载力计算： （桩基规范5.6.8-1） Vx=N1=3,000（N）

承台斜截面受剪承载力按下列公式计算： γ0×Vx≤βy×fc×b0x×h0

=1,420,638 (N)≥Vx=3,000 (N),满足要求。

d-3. Y方向斜截面受剪承载力计算： （桩基规范5.6.8-1） Vy=Max{N2，N3}=3,000 (N)

承台斜截面受剪承载力按下列公式计算： γ0×Vy≤βx×fc×b0y×h0

=1,981,781 (N)≥Vy =3,000 (N),满足要求。

d-4. 承台局部受压承载力计算： （承台规范4.4.2-1） 承台的局部受压承载力按下列公式计算：γ0 × F1 ≤ 0.95β× fc × A1 柱下局部受压承载力计算：局部荷载设计值 F1 = F = 1500,000 (N)

混凝土局部受压面积A1 = Bc × Hc = 409600（㎜）

承台在柱下局部受压时的计算底面积按下列公式计算：

Ab =（bx + 2c）(by + 2c)= 11,673,600(N) ≥ F1 = 1500,000 (N)，满足要求。 桩局部受压承载力计算：局部荷载设计值F1 = 3,000 (N) 混凝土局部受压面积: A1 = π × d^2/4 = 111628 (㎜) 非矩形承台在角桩局部受压时的计算底面积按下列公式计算：

Ab = 2bp × Sc=1,0,960 (N) ≥ F1 = 3,000 (N)，满足要求。

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e. 基础沉降量计算

桩基最终沉降量计算应用公式 S = Ψ·Ψe·S ，

S = Ψ·Ψe·S ，= 7.91（mm）

3） 四桩承台结构受力验算

四桩承台基本结构与三桩承台类似，经验算能够承受竖向150t的受力要求，最大理论沉降量为5.83 mm 。

4．6 各匝道桥支架基础选择 1） 6~9联箱梁支架设计

根据以上计算得，跨中支架单桩最大受力为118.0t，大于三桩承台桩基的设计承载力109.2t，所以采用四桩承台基础，钢管立柱若采用采用直径600mm、壁厚10mm钢管则平联间距必须小于8.0m，大于此规格钢管则平联可采用10m 的间距。

2） 1~3联箱梁支架设计

由以上计算可知，中间支架立柱单柱受力分别为90.0t、134.0t，与其相适应分别采用三桩承台和四桩承台基础，除三桩承台上可安装直径600mm的钢管桩外其余均须安装直径700mm以上的钢管桩，平联间距可采用10m。

3） A、B、D、E联箱梁支架基础选择

如上计算知A匝道支架单根立柱受力为79.0t、110.0t，选用三桩承台基础其承载力略小于110t（三桩承载力为109t），但相差百分比小于5%，作为临时工程能够满足施工要求（E匝道与A匝道结构相同）。

由于B、D匝道与A、E匝道箱梁结构形式基本相同，仅跨径比A、E匝道小一些，其荷载分布亦较A、E匝道支架有利，取D匝道箱梁最大跨的边长L=34.92m为例，则其跨度较A匝道跨径小6.84m(41.766－34.92)，其支架布设按A匝道相同并去掉跨中一排桩，这样支架中跨跨度L=7.m略大于7.243m(A匝道支架中跨)，所以跨中支架受力R2略大于A匝道支架（大于5t左右），所以除其支架基础桩位置与A、E匝道不同外其余支架桩类型、贝雷、分配梁及平联均可按A匝道设置施工要求进行设计、施工，钢管立柱可采用直径600mm以上所有的钢管桩，施工时平联间距与其相适应采用8.0m或10.0m。

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