【正文】 新建滬寧城際鐵路工程站前I標(biāo)跨經(jīng)五路特大橋62~68門(mén)式墩專(zhuān)項(xiàng)施工方案 計(jì)算書(shū)中鐵四局滬寧城際鐵路站前I標(biāo)項(xiàng)目部二〇〇九年二月93 / 98目 錄一 模板計(jì)算 2 計(jì)算依據(jù) 2 設(shè)計(jì)荷載 2 荷載分項(xiàng)系數(shù) 2 選用材料 2 荷載的計(jì)算 2 蓋梁底模的計(jì)算 2 蓋梁側(cè)模的計(jì)算 2 蓋梁拉桿的計(jì)算 2 蓋梁背肋和分配梁的計(jì)算 2 底模背肋和分配梁的計(jì)算 2 側(cè)模背肋和分配梁的計(jì)算 2 墩柱模板計(jì)算 2 墩柱側(cè)壓力的計(jì)算 2 墩柱模板面板的計(jì)算 2 墩柱模板橫肋的計(jì)算 2 墩柱模板豎肋的計(jì)算 2 2 2 墩柱模板拉桿的計(jì)算 2 墩柱模板連接螺栓的計(jì)算 2 抗剪螺栓的計(jì)算 2 2二 碗扣式支架計(jì)算 2 計(jì)算依據(jù) 2 碗扣支架布置 2 荷載的計(jì)算 2 荷載類(lèi)型 2 荷載取值 2 結(jié)構(gòu)的計(jì)算 2 2 2 2 貝雷梁上方木計(jì)算 2 貝雷梁上工字鋼驗(yàn)算 2三 貝雷梁支架計(jì)算 2 2 2 2 設(shè)計(jì)荷載計(jì)算 2 荷載組合系數(shù) 2 2 2 2 等效截面換算 2 貝雷梁內(nèi)力計(jì)算 2 貝雷梁應(yīng)力和變形計(jì)算 2 2 橫向分配梁的計(jì)算 2 剛管柱的計(jì)算 2 剛管樁的屈曲分析 2 鋼管柱基礎(chǔ)的計(jì)算 2 鋼管樁基礎(chǔ)的計(jì)算 2 地腳螺栓計(jì)算 2四 邊坡錨噴防護(hù)計(jì)算 2 設(shè)計(jì)依據(jù) 2 設(shè)計(jì)荷載 2 選用材料 2 荷載計(jì)算 2 邊坡1：1穩(wěn)定性分析 2 邊坡1： 2 錨噴混凝土厚度計(jì)算 2 錨桿長(zhǎng)度和布置計(jì)算 2 錨桿支護(hù)總體穩(wěn)定性 2五 地錨設(shè)計(jì) 2 設(shè)計(jì)依據(jù) 2 2 選用材料 2 地錨設(shè)計(jì) 2 2 2一 模板計(jì)算 計(jì)算依據(jù)1.《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》（人交版）；2.《材料力學(xué)》（西南交大版）；3.《結(jié)構(gòu)力學(xué)》（高教版）；4.《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ0412000）；5.《竹膠合板模板》（JG／T1562004）；6.《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB500172003）；7.《組合鋼模板技術(shù)規(guī)范》（GB502142001）；8.《預(yù)制混凝土構(gòu)件鋼模板》（JGT30321995）；9.《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB500092001）；10.《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ 1302001）；11.《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》（）；12.《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ0412000）；13.《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB500102002）；14.《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D632007）；15.《地下與基礎(chǔ)工程百問(wèn)》(中國(guó)建筑工業(yè)出版社)。 設(shè)計(jì)荷載① 施工荷載（機(jī)械堆放和混凝土的沖擊力）；② 人群荷載；③ 結(jié)構(gòu)自重；④ 混凝振動(dòng)產(chǎn)生的荷載。 荷載分項(xiàng)系數(shù)根據(jù)《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》表85荷載分項(xiàng)系數(shù)如下所示。①模板；②；③；④；⑤；⑥；⑦。 選用材料，拉桿采用Q235圓鋼；，面板采用6mm厚A3鋼板，豎向小肋采用扁鋼10010mm，橫肋采用槽鋼[10，豎向大肋采用兩根槽鋼[。拉桿采用圓鋼對(duì)拉，所用材料如下所示。① A3鋼板；②16Mn鋼；③槽鋼[10；④槽鋼[；⑤M22螺栓；⑥圓鋼。 荷載的計(jì)算砼采用拌和站集中拌和，罐車(chē)運(yùn)輸，根據(jù)混凝土攪拌站生產(chǎn)能力可知，混凝土攪拌站每日共生產(chǎn)1500m3混凝土， 混凝土。模板計(jì)算時(shí)，考慮混凝土不是均勻延整個(gè)梁截面澆筑，為安全考慮混凝土澆筑的速度設(shè)為2m/h，入模的溫度為15℃。按照《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》表82。采用內(nèi)部振搗器振搗時(shí)，且當(dāng)混凝土速度在6m/h以下時(shí)側(cè)模的最大壓力按下式計(jì)算： （11）當(dāng)時(shí)： （12）當(dāng)時(shí)： （13）式中： ——新澆筑混凝土對(duì)側(cè)面的最大壓力，kPa； h ——有效壓頭高度，m；T ——混凝土入模時(shí)的溫度℃；k ——外加劑影響修正系數(shù)，不加時(shí)k＝1，加入緩凝外加劑時(shí)，k＝；v ——混凝土的澆筑速度，m/h；H ——混凝土澆筑層的高度，m； ——混凝土的容重，kN/m3。根據(jù)公式112和13，混凝土入模時(shí)的溫度為15℃、澆筑混凝土的速度為2m/h，混凝土側(cè)壓力計(jì)算過(guò)程如下所示。V/T＝2/15≈，模板最大側(cè)壓力按照公式11計(jì)算，根據(jù)《跨經(jīng)五路特大橋》設(shè)計(jì)圖紙，（包括了鋼絞線(xiàn)）則鋼筋含量（體積含量）＝（103）≈＝%，由于門(mén)式墩采用的是C40混凝土，根據(jù)建筑機(jī)械化《鋼筋混凝土的容重分析》表1可知，鋼筋混凝土的容重γ＝，為偏于安全計(jì)算γ＝26kN/m3，其計(jì)算過(guò)程如下所示。h＝+2/15≈Pm1＝26＝由《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》表82，采用泵送混凝土澆筑時(shí)。計(jì)算公式如下式14所示。 （14）式中： ——新澆筑混凝土對(duì)側(cè)面的最大壓力，kPa；v ——混凝土澆筑速度，m/h。本橋采用泵送混凝土澆筑，則混凝土的最大側(cè)壓力計(jì)算如下所示。由于本橋采用的是泵送混凝土并且用內(nèi)部振搗器振搗。則混凝土的最大側(cè)壓力為Pmax＝Pm1 +Pm2＝+＝，其壓力分布圖如下圖11所示。圖11 混凝土側(cè)壓力計(jì)算分布圖 單位：cm根據(jù)《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》表82規(guī)定，振搗混凝土?xí)r，對(duì)側(cè)面模板的壓力按Pm3＝4kPa計(jì)。由于竹膠板上背肋（1010cm方木）布置間距均為25cm，分配方木（1510cm方木）間距為60cm。側(cè)模采用直徑為22mm的Q235鋼筋做拉桿，側(cè)模的拉桿布置示意圖如下圖12所示。圖12 側(cè)模拉桿布置示意圖 底板自重：采用15mm厚的竹膠板做模板， KN/m3，則模板的自重為p1＝＝；鋼筋混凝土的重力：混凝土的容重采用26kN/m3，由《跨經(jīng)五路特大橋》設(shè)計(jì)圖紙可知。H＝，p2＝26＝ KN/m2；根據(jù)《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》表81規(guī)定，水平振動(dòng)荷載p3＝2KN/m2；根據(jù)《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》表81規(guī)定，施工人員、施工料具運(yùn)輸、堆放荷載均布荷載可取p4＝，另外集中荷載F＝；根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTJ021—89）~，在計(jì)算模板時(shí)，由于風(fēng)力對(duì)模板有利，因此計(jì)算模板時(shí)忽略風(fēng)壓的影響。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 500092006 ）。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB500092006 ）。Sk＝urso （15）式中：Sk——雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；ur——屋面積雪分布系數(shù)；So——基本雪壓(kN/m2)。，按照矩形分布的雪堆。雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算過(guò)程如下所示。Sk＝urso＝2＝荷載累加如下所示：集中荷載：P＝F＝＝3kN；總豎向荷載：py＝p1+p2+p3+p4+Sk＝+ +2++≈；總的水平荷載：Px＝pm1+pm2+pm3＝++4≈。 蓋梁底模的計(jì)算采用15mm的竹膠板做底模，竹膠板下背肋為1010cm方木且布置間距均為30cm，背肋下面分配方木為1510cm方木且間距為60cm。＝py＝≈。在計(jì)算時(shí)，考慮到模板的連續(xù)性，則按照連續(xù)梁（三跨連續(xù)梁）進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖13所示。圖13 模板計(jì)算簡(jiǎn)圖根據(jù)《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》表813考慮模板連續(xù)性的最大彎矩公式計(jì)算，其計(jì)算過(guò)程如下所示。Mmax＝qL2/10＝≈由于選用的是15mm厚的竹膠板，計(jì)算長(zhǎng)度按照60cm考慮，其截面抵抗矩w＝bh2/6，其計(jì)算過(guò)程如下所示。w＝bh2/6＝600152/6＝22500mm3σ＝Mmax/w＝105/22500≈通過(guò)以上計(jì)算，σ＝[σ]＝50MPa，其中50MPa為安徽省林產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站混凝土模板用竹膠合板物理力學(xué)指標(biāo)中（竹膠板在濕狀、橫向的容許應(yīng)力）靜曲強(qiáng)度最小值，則底板模板的強(qiáng)度滿(mǎn)足使用要求。根據(jù)《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》表813考慮模板連續(xù)性剛度驗(yàn)算公式w＝qL4/（128EI），其計(jì)算過(guò)程如下所示。由安徽省林產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站混凝土模板用竹膠合板物理力學(xué)指標(biāo)中（竹膠板在濕狀、橫向的彈性模量）查得彈性模量最小40000MPa。根據(jù)竹膠板的截面形狀，則慣性矩I＝bh3/12＝600153/12＝168750mm4，撓度計(jì)算如下所示。以上計(jì)算結(jié)果表明w＝[w]＝L/400＝300/400＝，則底板模板的剛度滿(mǎn)足使用的要求。 蓋梁側(cè)模的計(jì)算側(cè)模背肋的間距為30cm，分配梁的間距為60cm。在計(jì)算時(shí)，由于模板的連續(xù)性，則按照連續(xù)梁（三跨連續(xù)梁）進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖13所示。＝px＝≈。則彎矩的計(jì)算過(guò)程如下所示。Mmax＝qL2/10＝≈＝22500mm3，則應(yīng)力計(jì)算過(guò)程如下所示。σ＝Mmax/w＝105/22500＝通過(guò)以上計(jì)算σ＝[σ]＝50MPa，其中50MPa為安徽省林產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站混凝土模板用竹膠合板物理力學(xué)指標(biāo)中（竹膠板在濕狀、橫向的容許應(yīng)力）靜曲強(qiáng)度最小值，則側(cè)模模板強(qiáng)度滿(mǎn)足施工使用的要求。， I＝168750mm4，則撓度計(jì)算過(guò)程如下所示。通過(guò)以上計(jì)算數(shù)據(jù)w＝[w]＝L/400＝300/400＝，則側(cè)模模板的剛度滿(mǎn)足使用要求。 蓋梁拉桿的計(jì)算由于側(cè)模采用的鋼筋做拉桿平衡混凝土的側(cè)壓力，因此采用Q235直徑為22mm的圓鋼做拉桿。豎直方向間距為120cm，水平方向間距為180cm，整個(gè)拉桿成梅花形布置，拉桿布置圖如下圖14所示。圖14 拉桿布置示意圖 單位：cm從圖14可知，拉桿作用的最大面積A＝，則拉桿所受的力計(jì)算如下所示。 ，px＝ KN/m2，N拉＝px＝≈53KN，拉桿考慮到螺絲口削弱拉桿的截面面積，因此面積折減85%，則拉桿應(yīng)力計(jì)算如下所示。通過(guò)計(jì)算最大應(yīng)力σ＝[σ]＝205MPa，其中205 MPa是根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》查Q235圓鋼的容許拉應(yīng)力。則拉桿的強(qiáng)度滿(mǎn)足使用的要求。根據(jù)圖11可知，應(yīng)力在沿垂直方向在減少，這樣越向上拉桿所受的力就越小，因此這樣布置拉桿就越偏于安全。為保障側(cè)模的穩(wěn)定性，在圖14中側(cè)模頂部每隔5m布置一個(gè)橫撐防止模板向內(nèi)傾倒。 蓋梁背肋和分配梁的計(jì)算 底模背肋和分配梁的計(jì)算背肋采用的是1010cm的方木，方木在底板時(shí)承受最大荷載。＝≈，根據(jù)《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》查松木的容重為6kN/m3，方木的自重為q2＝rA＝6＝，＝q2＝＝ kN/m，則總的荷載q＝+＝。按均布荷載作用下的簡(jiǎn)支梁進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖15所示，把作用在方木范圍內(nèi)的混凝土體積轉(zhuǎn)化線(xiàn)荷載加載在方木上，其計(jì)算過(guò)程如16所示。 圖15簡(jiǎn)支梁計(jì)算簡(jiǎn)圖 Wy＝I/(b/2)＝106/＝104m3 (16)則應(yīng)力σ＝[σ]＝，《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》表86查紅松的容許彎曲應(yīng)力。剪力：F＝qL/2＝27. 968≈，則剪應(yīng)力計(jì)算如下所示。根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知應(yīng)力τ＝[τ]＝，《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》表86查紅松的容許剪應(yīng)力。由于σ＝，τ＝，則背肋的強(qiáng)度滿(mǎn)足使用的要求。根據(jù)《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》表86可知紅松的彈性模量E＝10103MPa，根據(jù)《材料力學(xué)》撓度計(jì)算公式，撓度計(jì)算如下所示。撓度驗(yàn)算：通過(guò)上式計(jì)算，f＝104m≈L/400＝600/400＝，則背肋的剛度滿(mǎn)足使用要求。15cm方木驗(yàn)算按均布荷載作用下的簡(jiǎn)支梁進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖16所示，把作用在方木范圍內(nèi)的混凝土體積轉(zhuǎn)化線(xiàn)荷載加載在方木上，其計(jì)算過(guò)程如下所示。 圖16 簡(jiǎn)支梁計(jì)算簡(jiǎn)圖模板的背肋的間距為30cm，分配梁的間距為60cm。根據(jù)上面計(jì)算可知，1010cm的方木的自重為q＝ kN/m，＝+≈，按照影響線(xiàn)加載方法找出最不利加載位置如圖16所示。根據(jù)《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》查松木的容重為6kN/m3，1015cm方木的自重為q2＝rA＝6＝，＝q2＝＝。背肋傳下來(lái)的荷載對(duì)彎矩影響計(jì)算如下所示。M1＝FL/4＝≈自重荷載對(duì)彎矩影響計(jì)算如下所示。M2＝qL2/8＝＝Mmax＝M1 +M2＝+≈應(yīng)力計(jì)算如下所示。Wy＝I/(b/2)＝105/＝104m3 則應(yīng)力σ＝[σ]＝，《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》查紅松的容許彎曲應(yīng)力。背肋傳下來(lái)的荷載對(duì)剪力影響計(jì)算如下所示。剪力：F1＝N/2＝≈自重荷載對(duì)剪力的影響計(jì)算如下所示。剪力：F2＝qL /2＝≈Fmax＝ F1 +F2＝+＝ kN則剪應(yīng)力計(jì)算如下所示。則應(yīng)力τ＝[τ]＝，《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》表86查紅松的容許剪應(yīng)力。根據(jù)《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》表86可知紅松的彈性模量E＝10103MPa，根據(jù)《材料力學(xué)》可知，撓度計(jì)算如下所示。背肋傳下來(lái)的荷載對(duì)撓度影響計(jì)算如下所示。撓度驗(yàn)算：自重荷載對(duì)撓度影響計(jì)算如下所示。撓度驗(yàn)算：通過(guò)上式計(jì)算，fmax＝104mL/400＝＝103,則支架上分配梁的剛度滿(mǎn)足要求。 側(cè)模背肋和分配梁的計(jì)算背肋采用的是1010cm的方木，方木在側(cè)模時(shí)承受最大荷載。＝≈。按均布荷載的簡(jiǎn)支梁進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖17所示，把作用在方木范圍內(nèi)的混凝土體積轉(zhuǎn)化線(xiàn)荷載加載在方木上，其計(jì)算過(guò)程如17所示。 圖17簡(jiǎn)支梁計(jì)算簡(jiǎn)圖 Wy＝I/(b/2)＝106/＝104m3 （1