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某大桥现浇箱梁模板支架专项施工方案

总体技术管理施工组织设计交底

第七章计算书及相关图纸

建设项目穿越跨越高速公路有关技术要求.pdf一、贝雷架钢管柱架下过水能力计算,设计围堰高程

采用XX省龙岩市水文分局对XX县上游观音桥水文站1958年至2004年观测的水文资料进行水文分析,观音桥集雨面积为F=377km2，

该站枯季10月至第二年2月最大流量频率曲线分析，该时段20年一遇洪水流量QP=5%=181.79m3/s,换算XX大桥的洪水流量:，桥址的集雨面积456km2

QP=5%=
QP=
×181.79=218.9m3/s

该站枯季10月至第二年3月最大流量频率曲线分析，该时段20年一遇洪水流量QP=5%=329.3m3/s,换算XX大桥的洪水流量，桥址的集雨面积456km2

QP=5%=
QP=
×329.20=397.90m3/s

该桥共三跨,河中二个墩为V型梁圆弧结构,在圆弧段设贝雷架模板的支撑难度很大,同时桥墩台面与原河床高程基本一样搭贝雷架也无法行洪导流；因此考虑在第一、二、三跨中非圆弧段的箱梁段设置贝雷架作为施工导流，其中第一跨贝雷架段长9m,导流渠宽7.5m；第二跨贝雷架段21m,导流渠宽18m；第三跨贝雷架段长9m,导流渠宽7.5m。

桥第一跨、第三跨的贝雷架9m，为一跨结构，其中一端利用0#桥承台和3#桥承台基础作为贝雷架管墩基础，另一端底部用C25钢筋砼基础，基础厚1.5m,高2.0m,兼做纵向围堰及贝雷架墩基础，顺水流方向长35m.其中桥底顺直段长23m,上下游各6m做成嗽叭口与横向围堰连接。上部为Φ500的钢管柱支撑贝雷架。（边墩钢管高度1.9米左右，施工时可考虑C25钢筋砼做到贝雷架底。）

桥的第二跨，贝雷架段位于桥中间段，长度21m为三跨结构，四个贝雷架墩结构上相同，底部为C25钢管砼基础。上部为Φ500钢管柱，但中间二个砼墩基础顶面与河床一致长度23m，两端的二个墩的砼基础做法与桥第一、二跨贝雷架墩做法一样。

3、贝雷架下过水能力计算

贝雷架下河床，为便于行洪河道应清理至303.60m左右，行洪时由于河道变窄水流速度加快容易冲刷河床掏空贝雷架基础。因此该段河床清理后，墩基础周边用C20乱毛石砼填平，其余用C20砼护底20cm，其过水断面的宽度根据前述布置为7.5+18+7.5m,河床纵坡1/100，根据曼宁公式Q=
当导流沟过水深1.5m时（即水位为303.80+1.5=305.30m）。

桥第一、三跨中贝雷架的过断面宽度为7.5m过水能力计算

过水面积W=7.5×1.5=11.25㎡,湿周X=1.5+7.5+1.5=10.5m

水力半径R=W/X=11.25/10.5=1.07

流量系数C=
R1/6=
×1.071/6=77.8(砼面n查表得0.013)

过水量Q=
=77.8×11.25×
=90.5m3/s

桥第二跨贝雷架下过水断面宽度为18m,其过水能力计算。

过水面积W=18×1.5=27㎡,湿周X=1.5+18+1.5=21m

水力半径R=W/X=27/21=1.28

流量系数C=
R1/6=
×1.281/6=80.2(砼面n查表得0.013)

过水量Q=
=80.2×27×
=245m3/s

由上述计算可知当过水深1.5m时

桥第二跨21m贝雷架下的过水能力Q=245m3/s能满足10月份至第二年2月,20年一遇洪水的过流要求（QP=5%=218.9m3/s）

桥第一跨、第二跨、第三跨贝雷架下的过水能力Q=2×90.5+245=426m3/s能满足10月份至第二年3月份,20年一遇洪水的过流要求(QP=5%=397.9m3/s）

根据上述导流沟过水能力的计算，作为纵向围堰的钢筋砼贝雷架管柱基础顶高程为303.8+1.5+0.5m=305.80m.

上游围堰采用土石围堰，围堰上下游坡面采用草袋或编织袋装砂土护坡，中间用土夯实，堰顶兼并作施工便道;其宽度根据浇筑砼时需要安放泵车或吊车的要求确定宽度,且最小宽度不小于5m。围堰顶高程为设计洪水位高程加高50cm的安全超高.高程为303.80+1.5+0.5=305.8m.

下游围堰采用土石围堰，围堰的坡面采用编织袋装土护坡，围堰顶宽4.0m,堰顶高程考虑超高0.3m，高程305.60m.

二、贝雷架、钢管架上部结构荷载计算

Q箱=〖16×（0.25+0.25）(顶底板)+1.2×0.70×4(腹板）+1.0×0.25×6(倒角）+0.25×0.25×6(护脚）〗×25KN/㎡÷16=20.7KN/㎡

2、翼板砼自重：Q箱=(0.15+0.5)÷2×25KN/㎡=8.13KN/㎡

3、V型梁自重：QV=(0.7+0.7)×25KN/㎡=35KN/㎡

4、横隔梁自重：Q隔=2.84×25KN/㎡=71.00KN/㎡

5、钢筋自重：Q钢=945.061÷(135×16)=0.45T/㎡=4.5KN/㎡

6、施工荷载：均布荷载Q施=2.5KN/㎡集中荷载P=2.5KN

7、模板及方木支架荷载:Q模=2.0KN/㎡

8、振捣砼时产生的荷载:Q振=2.0KN/㎡

底模板用竹胶模板，侧模板由于建设单位要求采用定制钢模板，此专项方案只对荷载最大的隔梁的竹胶板底模验算。

1、模隔梁处底模横向方木间距地20㎝进行布置，竹胶板在隔梁位置受力最大，进行验算

竹胶板γ=9.0KN/m3［бw］=90.00MPa

E=6.0×103MPah=0.012m长×宽=2.44×1.22

荷载Q:=Q隔+Q钢+Q施+Q振=71+4.5+2.5+2.0=80KN/㎡

计算模式：按5跨连续计算《路桥施工计算手册》P765页

Mmax=0.105ql2=0.105×80×0.22=0.336KN·m

截面特性：A=b×h=1×0.012=0.012㎡

满足要求具有富余度,在模板的其他荷载比较小的部位,可造当加大方木的间距.四、10×10底模横向方木验算。

底模纵向方木间距0.2m,每根承受0.3m宽度范围内荷载，支撑方木底的工字钢或槽钢的跨度为0.8m。

组合I:Q:=［Q箱+Q钢+Q施+Q模+Q振］×0.3

=［20.7+4.5+2.5+2+2］×0.3=9.51KN/㎡

组合II:Q:=［Q箱+Q钢+Q模+Q振］×0.3

=［20.7+4.5+2+2］×0.3=8.76KN/㎡

施工集中荷载P=2.5KN

内力计算，按2跨连续梁计算《路桥施工计算手册》P762

荷载组合I：Mmax=0.125ql2=0.125×9.51×0.82=0.76KN·m

荷载组合II:Mmax=0.125ql2+0.188PL

=0.125×8.76×0.82+0.188×2.5×0.8=1.08KN·m

二组荷载组合中，取Mmax大值验算：

跨中点挠度:fmax=(0.521ql4+0.911Pl3)÷100EI

=0.00046＜［f］=l/400=0.8/400=0.002满足刚度要求

V型梁隔墙段模板底10×10的验算

隔墙、V型梁底模纵向方木间距0.2m,每根承受0.3宽度范围荷载,方木底2根Φ48×3.00支撑,间距0.5m

荷载组合（取较重的隔墙计算）

组合I：Q:=［Q隔+Q钢+Q施+Q模+Q振］×0.3

=［71.0+4.5+2.5+2+2］×0.3=24.6KN/m

组合II：Q:=［Q隔+Q钢+Q模+Q振］×0.3

=［71.0+4.5+2+2］×0.3=23.85KN/m

施工中集中荷载：P=2.5KN

同上述荷载组合I：Mmax=0.125ql2=0.125×24.6×0.52=0.77KN·m

荷载组合II:Mmax=0.125ql2+0.188PL

=0.125×23.85×0.52+0.188×2.5×0.5=0.97KN·m

二组荷载组合中，取Mmax大值验算：

跨中点挠度:fmax=(0.521ql4+0.911Pl3)÷100EI

=0.00014＜［f］=l/400=0.5/400=0.00125满足刚度要求

五、箱梁段扣件钢管架10×10方木楞下[14槽钢验算

箱梁扣件式钢管架立杆顶用顶托起[14槽钢，立杆的间距80×80cm

Q=［Q箱+Q钢+Q施+Q模+Q振］×0.8=［20.7+4.5+2.5+2+2］×0.8=25.36KN/m

槽钢长6m按五跨连续梁查《路桥施工计算手册》

Mmax=0.105ql2=0.105×25.36×0.82＝1.7KN/m

Wx=80.5cm3Wymin=13.0cm3Wymax=31.2cm3

E＝2.1×105MPaIx=563.7cm4Iy=53.2cm4

[14槽钢强度及挠度验算

fmax=0.664ql4÷100EI

=0.0006＜［f］=l/400=0.8/400=0.002满足挠度要求

同上述：隔墙段钢管立杆间距40×50

荷载为：q=82.5×0.55=41.25KN.m

内力：Mmax=0.105ql2=0.105×41.25×0.42＝0.693KN/m

小于箱梁段的内力，故[14槽钢强度能满足要求。

钢管架采用Φ48×3mm长6.00的钢管,由于河床面至箱梁底的最大高度过为6.00m,钢管重量方向不需连接整体性好，纵横向采用扣件式钢管连接。

1、墩边V型梁段的钢管架计算。

墩边V型梁段的钢管架、立杆、顺水流方向间距0.8m,垂直水流方向间距离0.5m,步距1.25m

Q:=QV+Q钢+Q施+Q模+Q振=35+4.5+2.5+2.0+2.0=46KN/㎡

每根立杆承受的荷载:46×0.5×0.8=18.4KN

用Φ48×3mm钢管A=424mm2回旋半径：15.9cm

每根立柱承受的应力б=
=
=43.4MPa

长细比λ=L/i=1250/15.9=78.6，查表ф=0.72，支架承受的应力：

б=N/（фA）=18.4/(0.72×424)=60.27MPa＜[б]=140MPa

2、模隔梁段钢管架计算

模隔梁段钢管架立杆，顺水流方向间距0.4m,垂直水流方向0.5m,步距1.25m

荷载组合Q:=Q隔+Q钢+Q施+Q模+Q振=71+4.5+2.5+2.0+2.0=82KN/㎡

每根立杆承受的荷载:84×0.5×0.4=16.4KN

同上述立杆承受的应力:б=
=53.72MPa＜[б]=140MPa

3、跨中箱梁段钢管架计算

跨中箱梁段钢管架立杆，顺水流方向间距0.8m,垂直水流方向间距0.8m.

荷载组合Q:=Q箱+Q钢+Q施+Q模+Q振=20.7+4.5+2.5+2.0+2.0=31.7KN/㎡

每根立杆承受的荷载:31.5×0.8×0.8=20.3KN

同上述立杆承受的应力:б=
=66.49MPa＜[б]=140MPa

4、V型梁现浇砼的侧向压力

V型梁底断面为16×5=80㎡，计划采用吊车上料，浇筑速度30m3/h左右，砼高度方向的上升速度为0.375m/h砼设计初凝时间2.5小时左右,砼对模板的侧向压力.

P=Kγh=1.2×24×0.37×2.5=26.60KN/m2

斜杆的间距为0.8×1.0m，斜杆的压力N=26.6×0.8×1.0÷sin45°=30.1KN

斜杆的应力
满足强度要求。

（侧模固定时用Φ10对拉螺杆，对拉螺杆的间距0.35×0.35m可以抵消一部分的砼侧向压力。）

七、贝雷架顶用I16工字钢验算

工字钢按80cm间距布置,每根受力按宽度0.8m范围计算,支撑I16工字钢的贝雷架片,间距为1.5m.

Q=［Q箱+Q钢+Q施+Q模+Q振］×0.8

=［20.7+4.5+2.5+2+2］×0.8=25.36KN/m

工字钢长6m按4跨连续梁计算内力查《路桥施工计算手册》P765页

Mmax=0.107ql2=0.107×25.36×1.52=5.71KN.M

Ix=1127cm4Wx=140.9cm3A=26.11cm2E＝2.1×105MPa

I16工字钢强度及挠度验算

fmax=0.632ql4÷100EI

=0.0003＜［f］=l/400=1.5/400=0.00363满足挠度要求

1、桥的第二跨贝雷架，按3跨连续梁进行强度验算

箱梁底贝雷架的荷载:Q=［Q箱+Q钢+Q施+Q模+Q振］×1.45

=［20.7+4.5+2.5+2+2］×1.45=46.97KN/m

翼板下贝雷架的荷载:Q=［Q翼+Q钢+Q施+Q模+Q振］×2.00

=［8.13+4.5+2.5+2+2］×2.0=38.26KN/m

因翼板小于箱梁的荷载，只需验算箱梁底贝雷架强度。

I=250500cm4W=3578.5cm3

[M]=788.2KN.m[Q]=245.2KNE=2.1×105MPa

强度计算，按三跨连续梁计算查《路桥施工计算手册》P763页

Mmax=0.100ql2=0.10×46.97×6.752＝214.01KN.m＜[M]=788.2

fmax=0.677ql4÷100EI

=0.677×46.97×6.754÷(100×2.1×105×250500)

=0.0014M＜［f］=l/400=6.75/400=0.0169M满足挠度要求

2、第一跨和第三跨的贝雷架，按一跨简支梁的强度验算

荷载同上述Q=46.97KN.m(只验算箱梁下贝雷架)

强度计算，按单跨简支梁计算跨度为8m,查《路桥施工计算手册》P741页

Mmax=0.125ql2=0.125×46.97×82＝375.76KN.m＜[M]=788.2

fmax=5ql4÷384EI

=0.00483M＜［f］=l/400=8/400=0.02M满足挠度要求

九、贝雷架下双支I32a梁验算

双支I32a梁底部支撑的Φ500管柱间距2.5m,按8跨连续梁计算

荷载按最大荷载的跨中支座验算（近似均布荷载计算）

Q:=［Q箱+Q钢+Q施+Q模+Q振］×6.375

=［20.7+4.5+2.5+2+2］×6.375=202.09KN/m

Ix=11080cm4WX=692.5cm3A=67.12cm2E＝2.1×105MPa

双支I32a梁的强度及挠度验算

Mmax=0.079ql2=0.079×202.09×2.52=99.78KN.m

Qmax=0.606ql=0.606×202.09×2.5=306.17KN

max
满足抗剪强度要求

本工程采用Φ500钢管支墩，外径为530mm，厚度δ为6mm，钢管墩的间距为2.5m,每排9根钢管墩，钢管的高度为3.9m,计算跨度按6.375m计算.

由双支I32a五跨连续梁计算查《路桥施工计算手册》得中墩压力Pmax=0.606QL=0.606×221.9×2.5=336.1KN

长细比：
=3.9×103/1.82×102=21.0

十一、钢筋砼基础强度验算

钢管墩中承受荷载最大值为336.1KN（根据上述已计算）

钢管墩顶底板焊60×60×1cm的钢板，钢管自重略去不计：则砼的局部承压
能满足强度要求

扣件式满堂架砼基础承载力验算

扣件钢管架立杆，单根承受荷载最大值V型梁其值为18.4KN（已前述）

扣件式立杆底端套下托，下托钢板10×10cm，则砼的局部承压

桥的第二跨贝雷架管墩最大荷载为中墩荷载总和为3550.40KN

砼墩底尺寸为23×2.5㎡

第一、三跨的贝雷架为简支梁其钢管墩荷载总和为2028.80KN

扣件钢管架底板10㎝厚C15砼垫层用30㎝厚C25钢筋砼,钢筋Φ12间距20×20，底板的地基承载力应力按45°角传递

由上述计算地基承载力最大值为67.7KPa，现有河床由于地质条件不一致，施工时必须清除软弱层换填砂砾30～50cm.局部软弱采用C20毛石砼，保证承载力不小于200KPa方可实施。

结构本身需要的预拱度，根据设计说明箱梁直线段的跨中预拱度为在拱跨中值f拱=1.00cm

贝雷架最大挠度根据计算δ1=fmax=0.48cm

模板在荷载作用下非弹性压缩δ2

δ2=A1+A2+A3+A4+A5+A6=1.7cm

A1：贝雷架与I16分配梁接触面，取0.2cm；

A2：分配梁与木楔接触面，取0.3cm；

A3：木楔与木楔接触面，取0.3cm；

A4：方木与模板接触面，取0.3cm；

A5：贝雷架与钢立柱接触面，取0.3cm；

A6：立柱与砼基础接触面，取0.3cm；

地基的沉降量：条形基础沉降量按经验取值δ3=5mm左右，以预压观测资料为准δ4。

NB／T 25066-2017标准下载f=f拱+δ1=1.0+0.48=1.48cm

A：f二次拋物线分布：

B：非弹性变形：y2=1.7+0.5=2.2

:贝雷架的预拱度:y=y1+y2

模板在荷载作用下的非弹性压缩δ2,从拱模板至基础6个接触面;模板与方木、方木与槽钢、槽钢与顶托、顶托与钢管、钢管与底托、底托与地基：δ2=6×0.3=1.8㎝

(冀)12J1 工程做法地基的沉降量,板式基础的沉降量按经验取值δ3=5mm,以预压观测资料为准

钢管架高度0.5至6m,依经验值6m不接单杆，弹性变形0.5cm左右，根据杆长呈线性分布

y=δ2+δ3+δ杆=1.8+0.5+δ杆=2.3+δ杆