支架法现浇箱梁计算书(重型门架)1

第一章 计算说明

一、 计算依据：

１、《铁路混凝土工程施工技术指南》； ２、《客运专线桥梁工程施工技术指南》； ３、《路桥施工计算手册》； ４、《材料力学》； ５、《结构力学》； ６、《钢结构设计与计算》； ７、《地基基础设计施工手册》； ８、本单位同类工程施工经验。 二、工程概况：

武汉至广州客运专线乌龙泉至花都段，位于湖北、湖南、广东三省境内，本管段位于湖南省的岳阳市境内，地形主要为低山及低山间丘陵、谷地地形，地形起伏较大，路线在其间穿越低山、谷地以及稻田、鱼塘、河流和村庄等。

三、地质概况：

本段桥梁工程均处于丘陵地带，丘坡植被发育，表层为第四系全新统坡残积粉质黏土层，呈土黄色、棕黄色，硬塑状；谷间表层为第四系全新统冲洪积粉质黏土层。上部含植物根系，局部含锰铁结核及少量碎石，呈棱角状，成分为板岩。

1

下伏基岩为冷家溪群砂质板岩：

全风化层，呈褐绿色和褐黄色，原岩结构构造被破坏，主要矿物成份为石英粉砂，岩芯呈土柱状及少量块状；

强风化层，呈褐黄色，变余结构，板状构造，裂隙发育，裂隙面见铁锰质浸染，岩芯短柱状及少量碎块状，节理裂隙较发育弱风化层，青灰色，变余结构，板状构造，岩性坚硬，节理发育。岩芯呈短柱状及块状，节理裂隙发育。

本段无岩溶、软土、滑坡、泥石流等不良地质现象。 四、计算内容

本支架检算主要进行纵、横梁、支架稳定性、地基承载力等方面检算。

第二章 底模（小方木）计算

箱梁支架现浇施工底模采用大块钢模板，钢模板下部使用小方木作为纵肋把荷载传递给支架横梁，由于箱梁纵向为变截面和横向的不均匀分布，所以小方木横向非等间距排列，计算时纵向分为跨中部分和梁端部分，横向分为中间部分、腹板部分。采用容许应力计算不考虑荷载分项系数，并且由于木材的非均匀性，所以总体考虑1.3倍安全系数进行计算。

根据《路桥施工计算手册》查得，木材的力学指标取下值（按照红松顺纹计算）：

σ12Μpa，1.3pa，9103pa。

小方木选用截面10×12cm的红松，截面几何特性计算结果如下： W=b〃h2/6=10×122/6=240cm3

I= b〃h2/12=10×123/6=2880cm4

2

一、跨部分

单位：mm

跨中断面图

小方木的刚度较小，根据横梁的排布形式，小方木按照跨度0.9米的简支梁进行计算，计算模式如下：

单位：mm

（一）、中间部分

根据《铁路混凝土工程施工技术指南》和《简明施工计算手册》混凝土竖向荷载分为以下几个部分：

（1）、模板：

3

q12.8kPa

（2）、混凝土

q22600(0.600.56)/215.08KPa

（3）、人群机具：

q3150g/m21.5pa

（4）、倾倒：

q44pa

（5）、振捣：

q52.0pa

（6）、其他荷载：

q6根据实际情况不考虑

1、强度计算：

荷载组合采用1+2+3+4+5+6，所以

q15.082.81.54225.38KPa考虑1.3倍安全系数： q25.381.333Pa

转化为小方木线荷载，按照小方木平均承载： q=33×0.6=19.8KN/m

根据《路桥施工计算手册》查得： M=0.125×q×L2=0.125×19.8×0.92=2KN.M σ=2/240=8.33MPa<σ]= 12Mpa 满足要求

4

Q=0.5*19.8*0.9=9kn/m

τ=Q*S/（IX*b）=1.5*9/(12*10)=0.113MPa<[τ]=1.3 Mpa 满足要求 2、刚度验算：

荷载组合采用1+2+6，所以

q15.082.817.88Pa考虑1.3倍安全系数： q17.881.323.25KPa

转化为的小方木线荷载，按照小方木平均承载： Q=23.25×0.6=14KN/m

根据《路桥施工计算手册》查得：

fMAX=5qL4/384EI=5×14×0.94/(384×9×2880)=4.6mm fMAX/L=0.46/900=1/1957<1/400 满足要求 （二）、腹板部分

根据《铁路混凝土工程施工技术指南》和《路桥施工计算手册》混凝土竖向荷载分为以下几个部分：

（1）、模板：底模和纵肋采用30Kg/m2，内外模和支架均采用75Kg/m2。

q10.430(10.1620.3210.3550.542)75/22.65KPa

（2）、混凝土：

q226002.44/231.72KPa

（3）、人群机具：

q3150g/m21.5pa

5

（4）、倾倒：

q4混凝土厚度大于１米不计

（5）、振捣：

q52.0pa

（6）、其他荷载：q6根据实际情况不考虑 1、强度计算：

荷载组合采用1+2+3+4+5+6，所以

q2.6531.72＋1.5＋237.87KPa考虑1.3倍安全系数： q37.871.349.23Pa

转化为小方木线荷载，按照小方木平均承载： q=49.23×0.4=19.692KN/m 根据《路桥施工计算手册》查得： MMAX=0.125×q×L2=2KN.m σ= MMAX/W=2/240=8.332KN.m 满足要求

QMAX=0.5×q×0.9=0.5×19.6992×0.9=8.851KN

τ=Q*S/（IX*b）=1.5*8.85/(12*10)=0.113MPa<[τ]=1.3 Mpa 满足要求 2、刚度验算：

荷载组合采用1+2+6，所以

q2.6531.7234.37Pa考虑1.3倍安全系数： q34.271.344.68KPa

6

转化为的小方木线荷载，按照小方木平均承载： q=44.68×0.4=17.87KN/m 根据《路桥施工计算手册》查得：

fMAX=5qL4/384EI=5×17.87×0.94/(384×9×2880)=0.58mm fMAX/L=0.58/900=1/1551<1/400 满足要求

二、梁端部分计算

单位：mm

梁端断面图

小方木的刚度较小，根据横梁的排布形式，小方木按照跨度0.6米的简支梁的简支梁进行计算，计算模式如下：

7

单位：mm

（一）、中间部分

根据《铁路混凝土工程施工技术指南》和《路桥施工计算手册》混凝土竖向荷载分为以下几个部分：

（1）、模板：底模和纵肋采用30Kg/m2，内模和支架采用250 Kg/m2。

2ｑ　1(30250)g/m2.8pa

（2）、混凝土：

RA2600(1.221.45)/234.71KPa

（3）、人群机具：

q3150g/m21.5pa

（4）、倾倒：

q44pa

（5）、振捣：

q52.0pa

（6）、其他荷载：

8

q6根据实际情况不考虑

１、强度计算：

荷载组合采用1+2+3+4+5+6，所以

q34.712.81.54245.01考虑1.3倍安全系数： q45.011.358.5KPa

转化为小方木线荷载，按照小方木平均承载： q=5

×0.4=23.4KN/m

根据《路桥施工计算手册》查得

Mmax=0.125×q×l2=0.125×23.4×0.62=1.053KN〃m

σmax= Mmax÷W=1.053÷240=4.38Mpa＜[σ]= 12Mpa

满足要求

Qmax=0.6×q×l=0.6×23.4×0.6=8.424KN

τ= Qmax×S/（Ix×b）= Qmax×bh÷8/（bh÷12×b）= 1.5Qmax/bh=

2

3

1.5×8.424÷(10×12)=0.11Mpa＜[τ]=1.3Mpa 满足要求 2、刚度验算：

荷载组合采用1+2+6，所以

q34.712.837.51KPa考虑1.3倍安全系数： q37.511.348.76KPa

转化为的小方木线荷载，按照小方木平均承载： q=48.8×0.4=19.52KN/m

根据《路桥施工计算手册》查得：

9

fmax=5ql4/(384EI)=5×19.52×0.64÷(384×9×2880)=0.127mm fMAX/L=0.127/900=1/7086<1/400 满足要求 （二）、腹板部分

根据《铁路混凝土工程施工技术指南》和《路桥施工计算手册》混凝土竖向荷载分为以下几个部分：

（1）、模板：底模和纵肋采用30Kg/m2，内外模和支架均采用75Kg/m2。

q1(0.430(9.4520.611.3290.542)75)/21.9KPa

（2）、混凝土：

q226003.68/247.84Pa

（3）、人群机具：

q3150g/m21.5pa

（4）、倾倒：

q4混凝土厚度大于１米不计

（5）、振捣：

q52.0pa

（6）、其他荷载：

q6根据实际情况不考虑

强度计算：

荷载组合采用1+2+3+4+5+6，所以

q1.947.84＋1.5＋253.24KPa考虑1.3倍安全系数： q53.241.369.2KPa

10

转化为小方木线荷载，按照小方木平均承载： q=69.2×0.4=27.68KN/m

根据《路桥施工计算手册》查得：

Mmax=0.125〃q〃l2=0.125×27.68×0.62=1.256KN〃m

σmax= Mmax÷W=1.256÷240=5.23Mpa＜[σ]= 12Mpa

满足要求

Qmax=0.5〃q〃l=0.5×27.68×0.6=8.304KN

τ= Qmax×S/（Ix×b）= Qmax×bh÷8/（bh÷12×b）= 1.5Qmax/bh=

2

3

1.5×8.304÷(12×10)=0.104 Mpa＜[τ]=1.3Mpa 满足要求 ２、刚度验算：

荷载组合采用1+2+6，所以

q1.947.8449.74KPa考虑1.3倍安全系数： q49.741.364.66/m

转化为的小方木线荷载，按照小方木平均承载： q=64.7×0.4=26.96KN/m

根据《路桥施工计算手册》查得：

fmax=5ql4/(384EI)=5×26.96×0.64÷(384×9×2880)=0.175mm fMAX/L=0.175/900=1/5142<1/400 满足要求

总结以上的计算结果得：

小方木选用截面10×12cm的红松。

11

第四章 横梁计算

箱梁支架现浇施工底模采用刚模板，横梁采用I10a的做成，长度每根12米。

根据《路桥施工计算手册》查得，钢材的力学指标取下值：

σ145Μpa，85pa，2.1105pa。

横梁选用I10a号槽钢，设计受力参数为： W=49cm3，I=245cm4，S=28.52 cm3，d=0.45cm 一、跨中部分计算

单位：mm

跨中断面图

（一）、中间部分

根据《铁路混凝土工程施工技术指南》和《路桥施工计算手册》混凝土竖向荷载分为以下几个部分：

（1）、模板：底模和横梁采用50Kg/m2，内模和支架采用250Kg/m2。

q1(50250)Kg/m23Kpa

12

（2）、混凝土：

q22600(0.600.56)/215.08KPa

（3）、人群机具：

q3150kg/m21.5Kpa

（4）、倾倒：

q44Kpa

（5）、振捣：

q52.0Kpa

（6）、其他荷载：

q6根据实际情况不考虑

根据纵梁的布置形式，中间部分横肋采用4×0.9米连续梁模式进行计算，计算图式如下：

单位：mm 1、 强度计算：

荷载组合采用1+2+3+4+5+6，所以

13

q15.08+3+1.5+4+225.58KPa考虑1.3倍安全系数： q25.581.333.25KPa

转化为沿桥梁纵向1000mm间距横梁的线荷载： Q=33.25×1.0=33.25KN/m 根据《路桥施工计算手册》查得： Mmax=0.1〃q〃l2=0.125×33.25×0.92=2.69KN〃m

σmax= Mmax÷W=2.69÷49=48.3Mpa＜[σW]= 145Mpa

满足要求

Qmax=1.1〃q〃l=0.5×30×0.9=29.7KN

τ= Qmax×S/（Ix×b）= 29.7×28.52÷(0.7×245)=49.4 Mpa＜[τW]=85Mpa

满足要求 2、 刚度计算：

荷载组合采用1+2+6，所以

q15.08318.08KPa考虑1.3倍安全系数： q18.081.323.5KPa

转化为沿桥梁纵向900mm间距横梁的线荷载： Q=23.5×1.0=23.5 KN/m 根据《路桥施工计算手册》查得

fmax=0.677ql4/(100EI)=0.677×23.5×0.94÷(100×2.1×245)=0.21mm fmax/l=0.21/1000=1/4762〈1/400 满足要求 （二）、腹板部分

14

根据《铁路混凝土工程施工技术指南》和《路桥施工计算手册》混凝土竖向荷载分为以下几个部分：

（1）、模板：内外模和支架均采用75Kg/m2。

q1(10.1620.3210.3550.542)75/22.6KPa

（2）、混凝土：

q226002.44/231.72KPa

（3）、人群机具：

q3150kg/m21.5Kpa

（4）、倾倒：

q4混凝土厚度大于1米不计

（5）、振捣：

q52.0Kpa

（6）、其他荷载：

q6根据实际情况不考虑

根据纵梁的布置形式，腹板部分横梁采用0.6米3跨连续梁模式进行计算，计算图式如下：

15

１、强度计算：

荷载组合采用1+2+3+4+5+6，所以

q2.631.721.5237.82KPa考虑1.3倍安全系数：q37.821.349.17KPa

转化为沿桥梁纵向1000mm间距横梁的线荷载： q=49.17×1.0=49.17KN/m

根据《路桥施工计算手册》查得： Mmax=0.1〃q〃l2=0.1×49.17×0.62=1.77KN〃m

max= Mmax÷W=1.77÷49=36Mpa＜[σw]= 145Mpa

满足要求

Qmax=1.1〃q〃l=1.1×49.17×0.6=32.45KN

= Qmax×S/（Ix×b） =32.45×28.52÷(0.7×247)=

53.5 Mpa＜[τw]=85Mpa 满足要求 ２、刚度验算：

16

单位：mm

στ

荷载组合采用1+2+6，所以

q2.631.7234.32KPa考虑1.3倍安全系数： q34.321.344.62KPa

转化为沿桥梁纵向1000mm间距横梁的线荷载： q=44.62×1.0=44.62KN/m

根据《路桥施工计算手册》查得：

fmax=5ql4/(384EI)=5×44.62×0.64÷(384×2.1×247)=1.44mm fmax/l=1.44/1000=1/4629〈1/400 满足要求

二、梁端部分计算

单位：mm

梁端断面图

（一）、中间部分

根据《铁路混凝土工程施工技术指南》和《路桥施工计算手册》混凝土竖向荷载分为以下几个部分：

17

（1）、模板：底模和横梁采用50Kg/m2，内模和支架采用250Kg/m2

q1(50250)kg/m23Kpa

（2）、混凝土：

q22600(1.221.45)/234.71KPa

（3）、人群机具：

q3150kg/m21.5Kpa

（4）、倾倒：

q44Kpa

（5）、振捣：

q52.0Kpa

（6）、其他荷载：

q6根据实际情况不考虑

根据纵梁的布置形式，中间部分横肋采用4×0.9米连续梁模式进行计算，计算图式如下：

18

单位：mm

1、 强度计算：

荷载组合采用1+2+3+4+5+6，所以

q34.7131.54245.21KPa考虑1.3倍安全系数： q45.211.358.77KPa

转化为沿桥梁纵向500mm间距横梁的线荷载： q=58.77×0.5=29.385KN/m 根据《路桥施工计算手册》查得： Mmax=0.1〃q〃l2=0.1×29.385×0.92=2.38KN〃m

σmax= Mmax÷W=2.38÷49=4.8Mpa＜[σw]= 145Mpa

Qmax=0.5〃q〃l=1.1×29.385×0.9=29.1KN

τ= Qmax×S/（Ix×b）=29.1×28.52÷(245×0.45)=7.5Mpa＜[τw]=1.3Mpa

满足要求 ２、刚度验算：

荷载组合采用1+2+6，所以

q34.71337.71KPa考虑1.3倍安全系数： q37.711.349.023KPa

转化为沿桥梁纵向500mm间距横梁的线荷载： Q=49.023×0.5=24.5KN/m 根据《路桥施工技术手册》查得：

fmax=0.632ql4/(100EI)=0.632×24.5×0.94÷(100×2.1×245)=0.1mm fmax/l=0.1/1000=1/10000〈1/400

19

满足要求 （二）、腹板部分

根据《铁路混凝土工程施工技术指南》和《路桥施工计算手册》混凝土竖向荷载分为以下几个部分：

（1）、模板：底模和横梁采用50Kg/m2，内外模和支架均采用75Kg/m2。

q1(0.450(9.4520.611.3290.542)75)/21.965KPa

（2）、混凝土：

q226003.68/247.84KPa

（3）、人群机具：

q3150kg/m21.5Kpa

（4）、倾倒：

q4混凝土厚度大于1米不计

（5）、振捣： q52.0Kpa （6）、其他荷载：

q6根据实际情况不考虑

根据纵梁的布置形式，腹板部分横梁采用3×0.6米连续梁模式进行计算，计算图式如下：

20

单位：mm

１、强度计算：

荷载组合采用1+2+3+4+5+6，所以

q1.96547.841.5253.31KN/m考虑1.3倍安全系数： q53.311.369.3KPa

转化为沿桥梁纵向500mm间距横梁的线荷载： q=69.3×0.5=34.7KN/m

根据《路桥施工计算手册》查得： Mmax=0.1〃q〃l2=0.1×34.7×0.62=1.25KN〃m

σmax= Mmax÷W=1.25÷49=25.5Mpa＜[σW]= 145Mpa

满足要求

Qmax=1.1〃q〃l=0.5×34.7×0.6=22.9KN

τ= Qmax×S/（Ix×b）= 22.9×28.52÷(245×0.45)=59.2Mpa＜[τW]=85Mpa

满足要求 ２、刚度计验算：

21

荷载组合采用1+2+6，所以

q1.96547.8449.8KPa考虑1.3倍安全系数： q49.81.364.75KPa

转化为沿桥梁纵向500mm间距横梁的线荷载： q=64.75×0.5=32.4KN/m

根据《路桥施工计算手册》查得：

fmax=5ql4/(384EI)=5×32.4×0.64÷(384×2.1×245)=0.11mm fmax/l=0.11/1000=1/9091〈1/400 满足要求

总结以上的计算结果得： 横梁选用10号I字钢。

第五章 支架、地基检算计算

1、立杆检算 荷载： 跨中部分：

1、中间25.38Kpa 承受面积200×90cm 受力2×0.9×25.38=45.684KN 2、腹板 37.87Kpa 承受面积200×60cm 受力2×0.6×37.87=45.44KN 梁端部分：

1、中间 45.01Kpa 承受面积145×90cm 受力1.45×0.9×45.01=58.73KN 2、腹板53.24Kpa承受面积145×60cm 受力1.45×0.6×53.24=46.32KN

由于箱梁纵向为变截面和横向的不均匀分布，所以计算时纵向分为中间部分和加厚端部分，横向分为中间部分、腹板部分和翼板部分，根据门

22

架承载力试验可知允许承载力为75KN，最大承载力为150KN，现场施工时门架间采用脚手钢管连接成为整体，稳定性能够满足使用要求。

稳定性检算，单杆最大受力：58.73/2=29.4kN

钢管采用Φ57 厚2.5mm

A=*0.057/4-*（0.057-0.0025）/4=2.2*10m Ix=Iy=*[0.057-（0.057-0.0025）] /64=8.5*10

ly=

zxA4

4

-8

2

2

-42

=(8.5*10/0.00022)=0.0196=19mm

3

-81/2

λy=μl/ly=1*1.9*10/19=100 查表:φ=0.638

[σst]=0.638*215=137.2MPa σ=29.4/0.00022=133.5MPa 合格

2、地基承载力计算

支架底部采用尺寸为15×60×140厘米的C25混凝土预制板基础。 砼的自重：0.15×0.6×1.4×2600=327.6kg，G1=3.27kN 支架在12米时，方木、工字和钢门架总量计100kg，G2=1kN N=G1+G2=60.67+4.27=65.03KN 地基应力计算：

σmax=Nmax/A=65.03/0.6×1.4=77.4Kpa

σmin=Nmin/A=（47.92+4.27）/（0.6×1.4）=62.13Kpa

考虑雨水等因素对地基的影响，处理后的低基承载力要求达到150Kpa以上。对于泥浆池和墩台的基坑要做重点处理，以保证整个地基均匀，避免支架使用过程中出现不均匀沉降。

23