楊林樞紐立交預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆箱梁墩梁式支架設(shè)計(jì)

劉東升

【摘 要】通過潮惠高速楊林樞紐立交預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆梁支架設(shè)計(jì)及驗(yàn)算實(shí)例，重點(diǎn)介紹貝雷片在現(xiàn)澆支架施工的受力驗(yàn)算的主要思路。

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆連續(xù)梁；支架設(shè)計(jì)；邁達(dá)斯civil2011；建模驗(yàn)算

0.工程簡(jiǎn)介

潮惠高速公路楊林樞紐立交預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁梁高為2m，上部結(jié)構(gòu)采用單箱三室的截面形式，頂板寬度16.25m，底板寬度11.25m，兩側(cè)懸臂個(gè)為2.5m。全梁采用縱向預(yù)應(yīng)力體系，按支架整體現(xiàn)澆施工，施工順序?yàn)椋合葷驳?、腹板，在底、腹板達(dá)到70%的設(shè)計(jì)強(qiáng)度后再澆頂板。本次計(jì)算針對(duì)楊林樞紐立交現(xiàn)澆梁右幅2#-5#墩（如圖）進(jìn)行施工計(jì)算，計(jì)算中鋼筋混凝土容重采用26.5KN/m。

右幅2#-5#墩側(cè)面圖

1.現(xiàn)澆箱梁支架設(shè)計(jì)

鑒于現(xiàn)澆梁處原地面高差較大，且基地軟基較厚，采用滿堂支架，地基處理較難，且安全隱患較大，因此采用鋼管貝雷片支架。

鋼管支架采用條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底部地基處理滿足基地承載力要求?；A(chǔ)采用C25混凝土澆筑，長(zhǎng)度為16.1m，寬為2m，高為1m。

條形基礎(chǔ)上預(yù)埋1.2cm厚鋼板，與鋼管支架焊接，是鋼管牢牢的固定在條形基礎(chǔ)上。鋼管直徑D=529mm，高度5m-17m不等，529鋼管的橫向間距為2.5，2.7，2.2，2.2，2.7，2.5m。鋼管與鋼管之間采用[14槽鋼作橫向連接在一起，從而增加鋼管的整體穩(wěn)定性。

鋼管頂部采用雙拼I32工字鋼為橫梁，連接方式為焊接，橫梁上縱向鋪設(shè)7組貝雷梁作為主要的縱向抗彎承重構(gòu)件，貝雷梁的縱向跨度為：10.5m，10.5m，3m，10.5m，9m，10.5m，3m，10.5m，9m，10.5m，橫向間距為2.5，2.7，2.2，2.2，2.7，2.5m。貝雷梁上部為[10槽鋼，間距墩頂橫梁下為20cm，其他位置為45cm。[10槽鋼上鋪10cm×10cm方木，間距為80cm，橋墩處方木間距為40cm；方木上方滿鋪厚1.8cm竹膠板。翼緣部分采用碗扣支架，碗扣架縱向間距為90cm，橫向間距為90cm，頂托上方采用兩層方木，方木上方滿鋪竹膠板。

2.預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆箱梁施工驗(yàn)算

2.1計(jì)算原則

（1）滿足結(jié)構(gòu)受力的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的要求。

（2）考慮結(jié)構(gòu)的安全性。

（3）計(jì)算的模型盡量符合實(shí)際的力學(xué)模型。

2.2材料的選擇

（1）箱梁的底模、側(cè)模采用竹膠板，竹膠板下墊10cm×10cm方木。

（2）貝雷片上部分配梁采用10槽鋼慣性矩 I=198cm4，截面模量 W=39.7cm3，E=200Gpa 截面積 A=12.748cm2，型鋼自重：10.007kg/m。

（3）貝雷片參數(shù)：

銷子為30 鉻錳鈦鋼，插銷為彈簧鋼，桁片、加強(qiáng)弦桿、縱橫梁及支撐架材質(zhì)為16 錳鋼。

16 錳鋼的拉應(yīng)力、壓應(yīng)力及彎曲應(yīng)力：1.3*210=273MPa。

16 錳鋼的剪應(yīng)力：1.3*120=156MPa。

（4）鋼管樁縱梁采用32a雙拼工字鋼：慣性矩 I=11080cm4，截面模量 W=692cm3，E=200Gpa截面積 A=67cm2，型鋼自重：52.7kg/m。

（5）鋼管采用D=529mm，壁厚0.6cm，型鋼自重：77.89kg/m。

2.3荷載取值

（1）現(xiàn)澆梁混凝土容重26.5KN/m3；計(jì)算時(shí)考慮結(jié)構(gòu)自重。

（2）荷載組合思路：按照混凝土截面及槽鋼間距計(jì)算不同位置的荷載組合值，墩頂對(duì)應(yīng)部分荷載值按照實(shí)腹計(jì)算并加載。

（3）荷載組合值：

2.4支架上部結(jié)構(gòu)受力模型的建立

邁達(dá)斯civil2011建立整體模型：

2.5荷載組合設(shè)計(jì)

荷載取值考慮到墩柱在底、腹板達(dá)到70%的設(shè)計(jì)強(qiáng)度后澆頂板時(shí)也參與受力所以荷載組合組合值采用1.0倍恒載。

通過建模計(jì)算

（1）結(jié)構(gòu)的整體受力狀態(tài)。

通過建模驗(yàn)算最不利位置為：墩柱位置的貝雷片（見下圖）

（2）10[槽鋼的受力驗(yàn)算。

10[槽鋼間距為0.45cm，墩頂處間距為20cm

10[槽鋼彎曲應(yīng)力圖：

彎曲應(yīng)力為：5.90×104KN/m2=59MPa<215MPa

10[槽鋼剪應(yīng)力圖：

剪應(yīng)力為：2.13×104KN/m2=21.3MPa<125MPa

（3）貝雷片的驗(yàn)算。

貝雷片采用90花架連接，共用七組，間距為2.5，2.7，2.2，2.2，2.7，2.5m。

貝雷片彎曲應(yīng)力圖：

彎曲應(yīng)力為：2.68×105KN/m2=268MPa<273MPa

在受力最不利的部位進(jìn)行弦桿加強(qiáng)

（4）32工字鋼的驗(yàn)算。

鋼管樁上部橫梁為雙拼32工字鋼，間距為：10.5，10.5，3，10.5，9，10.5，3，10.5，9，10.5。

32工字鋼彎曲應(yīng)力圖：

彎曲應(yīng)力為：9.7×104KN/m2=97MPa<215MPa

剪應(yīng)力圖：

剪應(yīng)力為：6.64×105KN/m2=66.4MPa<125MPa

（5）529鋼管的驗(yàn)算。

鋼管橫向間距為2.5，2.7，2.2，2.2，2.7，2.5m，縱向間距10.5，10.5，3，10.5，9，10.5，3，10.5，9，10.5

529鋼管的組合應(yīng)力圖：

組合應(yīng)力為：8.21×104KN/m2=82.1MPa<215MPa

529鋼管的剪切應(yīng)力圖：

1.26×103KN/m2=1.26MPa<125MPa

529鋼管的縱向位移：

縱向最大位移為：2.13mm

529鋼管的橫向位移：

縱向最大位移為：0.5mm

（6）支點(diǎn)反力及地基承載力：

條形基礎(chǔ)混凝土采用C25混凝土，基礎(chǔ)處理要求進(jìn)行動(dòng)力觸探，地基承載力大于設(shè)計(jì)承載力。

3.結(jié)論

此結(jié)構(gòu)受力明確合理，采用鋼管貝雷片支架能夠減少地基處理帶來的困難，尤其在雨季施工，鋼管支架能夠更好的適用于墩柱原地面高差相對(duì)較大的現(xiàn)澆梁，滿足施工要求。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

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[3]江正榮.建筑施工計(jì)算手冊(cè)（第二版），中國(guó)建筑出版社.

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