施工组织设计下载简介

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支架地基可认为由10cm素砼面层、30cm的灰土基层及土地基三部分组成。这里只需验算这3个结构层的承载力即可。

箱梁砼浇筑完毕后，砼、模板、支架自重将通过可调底座作用至地基上。由《支架受力验算》可知，跨中段作用与支架上的荷载最大，单片门架所受压力为63.13KN。

因此，由单个可调底座传递至地基上的荷载为：

景观工程管理流程及施工工艺标准（图文）.docP=63.13/2=31.6KN

支架单个可调底座底面积为S1=140mm×140mm=0.0196m²。

为便于计算，同时考虑下面为灰土垫层，故假设砼垫层为各向同性半无限刚性体。而支架单个可调底座底面积较小，施工过程中砼垫层仅有部分面积承受压力，其破坏主要以剪切破坏为主。

砼垫层的局部承压承载力按下式计算：

式中：γm——材料安全系数，取1.54

β——局部承压时极限强度R的提高系数，按下式采用

其中：Ac——局部承压面积，

Ac=0.14×0.14=0.0196m²

Ad——局部承压的计算底面积，

Ad=（0.14+0.2）=0.1156 m²

R——砼设计抗压强度，取8.5MPa

显然：P=31.6KN ＜N=262.77KN

4、灰土垫层承载力验算

为便于计算、简化受力体系，特进行如下2个假设：

假设1：砼结构层上任一点的反力仅同该点的挠度成正比，而与其他点无关，即砼结构层相当于由互不相联的弹簧组成。

假设2：灰土垫层及地基土认为是均匀的、各向同性的弹性体。

施工过程中荷载通过砼垫层作用于灰土垫层，由假设1及砼垫层承载力计算可知，灰土垫层上相当于存在一个0.34×0.34m（砼垫层局部承压计算底面积Ad）的刚性砼基础，基础下的均布压应力为：p==273.4KPa

灰土垫层中的竖向应力可按下式计算：

式中：αo——应力系数，αo是和的函数，可查表求得；

其中l、b为基础长、宽值，z为应力竖向深度

经查表，求得灰土垫层中不同深度的竖向应力值，见下表：

可见，灰土垫层顶面产生的竖向应力最大，为σz=273.4KPa。

一般6%灰土强度为：［σ］≥700KPa。

显然，σz=273.4KPa＜［σ］≥700KPa

为从最不利状态进行地基土受力验算和便于计算、简化受力体系，特进行如下2个假设：

假设1：砼结构层上任一点的反力仅同该点的挠度成正比，而与其他点无关，即砼结构层相当于由互不相联的弹簧组成。

假设2：支架可调托座底的压力以某一角度θ向下扩散。

砼垫层内的扩散角为45°。灰土垫层内扩散角与上下两个土层的压缩模量比有关，需通过计算求得；因灰土厚度与受压面尺寸比为：0.4/0.34=1.18＞0.5，故灰土垫层内的扩散角为30°。

因此作用在地基土上的压应力为：

其中：P——箱梁、支架等荷载在单个可调底座上的作用力，KN；

b——灰土受压面几何尺寸，即荷载通过砼垫层按45°扩散角扩散至灰土层顶面的几何尺寸，m；

z——灰土厚度，m；

现场粘土含水量按0.5考虑，故容许承载力为［σ0］=70KPa

显然σ=39.4KPa＜［σ0］=70KPa

三、现浇箱梁跨高速公路门洞受力计算

1）、跨路门洞主梁受力模型的确定

考虑桥梁与徐州西绕城高速公路存在104.6°的交角，主梁顺桥向布设，根据门洞的通车净宽4.5m的要求，经计算主梁的计算跨经为5.5m。

为便于计算，主梁内力计算按照简支梁计算，不考虑支点之外悬臂部分受力后在跨中产生的负弯矩。

确定受力模型后，对主梁进行跨中弯曲应力、支点处剪应力以及挠度进行验算。

2）、荷载的确定及计算

主梁双拼［32a槽钢在整个施工过程中承受箱梁荷载、模板等施工荷载以及型钢自重荷载的竖向作用。为便于计算，上述荷载按照均布荷载考虑。

箱梁自重荷载计算（翼缘板自重较小，计算时只验算6.5m宽的梁体下面的主梁布置）：

根据支架受力验算中可知，跨中箱梁每延米重量为131.976KN

假设主梁布设n1根，则主梁自重荷载为

另外考虑模板、木方及施工荷载4KN/m2

q3=4×6.5=26KN/m

因此主梁承受的荷载为：

均布荷载：q=q1+q2+q3 =132+0.381n1+26=158+0.381n1 KN/m

根据［32a槽钢可得下列参数：

线密度：γ=38.1kg/m

截面惯性矩：I=7600cm4（偏安全地不考虑肋板与翼缘之间倒角部分面积）

弯曲应力最大处的抗弯模量：WH/2==475cm3

作为简支受力体系，主梁跨中承受的弯距最大，故

=×(158+0.381n)×5.5

由σw=≤［σ］w=145MPa

→ 1.25×≤145×10

考虑到箱梁腹板处自重较大，将箱梁的一道腹板（包括两侧倒角）作为单独的荷载来验算箱梁腹板下所需槽钢的数量。

箱梁腹板面积为：1.386m2

q1=1.386×2.6×10 =36KN/m。

假设一道腹板下槽钢布设n2根，则槽钢自重荷载为：

q2=38.1×n2×10×10=0.381n2 KN/m

另外考虑模板、木方及施工荷载4KN/m2：

q3=4×1.25=5KN/m

因此主梁承受的荷载为：

均布荷载：q=q1+q2+q3 =36+0.381n2+5=41+0.381n2 KN/m

采用上述计算式可得n2≥2.9；取n2=4根。安全系数：=1.4

由上可知，槽钢每道腹板下布设4根，采用双拼的形式，间距70cm左右，槽钢布置方向为顺桥向，与西绕城高速斜交。因此箱梁6.5m梁体范围内布设中心间距为70cm，共布设槽钢20根；翼缘板下布设中心间距100cm；共布设槽钢6根。

实际施工时箱梁第一次浇注后产生的主梁底板的纵向线形，产生的挠度为上述计算值的一半，因此能满足施工的要求。

2、门洞支撑体系受力验算

门洞支撑体系采用φ400×10mm的热轧无缝钢管，根据门洞要求5m的通车净空要求，受力验算钢管长度按5m考虑。

φ400×10mm钢管属于薄壁圆筒，在长度较大时，可能会发生失稳性破坏；因此必须对支撑钢管进行强度验算和稳定演算。

根据钢管的截面尺寸可知下列参数：

截面面积A=0.012m2

压杆长度系数μ=2.0（钢管一端固定，一端自由）

根据欧拉公式，压杆截面最小惯性半径为：

因此钢管为大柔度杆，其受力破坏为失稳性破坏。

由主梁受力验算过程可求得：

箱梁自重荷载（包括翼缘板，顺桥向长度按6m考虑）：

6.236m2×6m ×2.6T/m3×10KN/T=972.8KN

双拼［32a槽钢主梁自重荷载：0.381KN/m×6m/根×26根=59.4 KN

I36a工字钢横梁自重荷载：0.6KN/m×11m×2根=13.2 KN

施工荷载：4KN/m2×6×6.5=156 KN

因此门洞支撑体系所受荷载总和F=1201.4KN。由简支静定结构可得支点反力为N=600.7KN，假设门洞中分带侧设置钢管支撑n根，则应满足：

强度验算：σ==＜1.2［σ］=1.2×140MPa=168 MPa

稳定验算：σ==＜1.2［σ］=1.2×140MPa=168 MPa

由此可见，单幅门洞支撑钢管数量应不少于2根。

考虑到工字钢横梁跨径不宜大于4.5 m，因此单个门洞支撑钢管共取6根，中心间距3m，经验算在不考虑门架加密支撑的情况下横梁挠度约3mm左右，能满足要求。

下面验算门式支架的承载力是否满足要求（为确保门洞支撑体系在施工过程中遭受车辆冲撞时仍能安全使用，验算时支点数量不考虑迎车向翼缘板下的门架，但荷载仍将翼缘板重量考虑在内）。根据间距，支撑钢管之间设置3榀支架。

由支撑钢管受力验算过程中可知：

门洞单侧支撑体系所承受的荷载：F=N1=600.7KN；

门洞单侧支撑体系支点数量：n=3+3×2=9个；

每个支点所承受的荷载为：Nj=F/n=600.7/9=66.7KN=6.7T

每片门架的承载力为：［σ］=7.5T＞Nj=6.7T

因此支撑钢管之间的加密门架承载力满足要求。

3、条形基础承载力验算

为防止高速公路路面承载力不均匀以及支撑体系对路面产生局部破坏，在门洞每个支撑体系下设置一条1.2m×0.2m×12m

由于砼条形基础与支撑的接触面较小，因此按局部承压验算砼条基承载强度。显然门架支腿的截面面积远小于钢管桩的截面面积（钢管桩底部焊接有600×600mm的预埋钢板），因此只需验算门架支腿下砼条基承载力是否满足要求即可。由支撑体系受力验算可知，门架单个支腿承受的支点反力为66.7KN/2=33.4KN

为便于计算，假设砼条基为各向同性刚性体。而支架单个可调底座底面积较小，施工过程中砼条基仅有部分面积承受压力，其破坏主要以剪切破坏为主。

砼条基的局部承压承载力按下式计算：

式中：γm——材料安全系数，取1.54

β——局部承压时极限强度R的提高系数，按下式采用

其中：Ac——局部承压面积，

Ac=0.14×0.14=0.0196m²

Ad——局部承压的计算底面积，

Ad=(0.14+0.13×2)×(0.14×3)=0.168 m²

R——砼设计抗压强度，C20取11MPa

显然：P=33.4KN ＜N=410KN

在实际施工中为提高砼条基局部承压的抗裂性，在砼条基内布设两层φ12钢筋网片，钢筋间距25cm左右。

四、先张空心板框架式台座受力验算

台座砼采用C30，厚度为6.5cm(面层采用2.5cm水磨石砼)，下面铺设10cm的C25砼垫层和30cm的碎石土垫层。

计算台座内力时，选用20m边板作为荷载(最大荷载)，当钢绞线放张后，梁体跨中拱起，仅两端落于台座上，此时为台座最不利受力状态， 1片20m边梁约重30.4T 、即304KN，现不考虑偏角的影响，假设荷载均匀地通过梁底预埋钢板作用在梁台座上，即Nj=304/4=76KN。

将端头台座视作局部受力构件，台座按未配置钢筋网片来验算该台座能否满足局部承压要求。

根据人民交通出版社出版的«结构设计原理»，构件局部承压时，其强度计算按下式进行

式中：——材料安全系数，取=1.54

——局部承压力，即Nj=76KN

Raj——砼设计抗压强度，C30轴心抗压设计强度取17.5MPa

——局部承压面积

——局部承压时极限强度R的提高系数，按下式采用

——局部承压时计算底面积

参照20m边板（正交角）预埋钢板的几何尺寸（36cm×30cm），可求得 Ac和Ad值。

=0.36×0.3=0.102m2 =0.36×0.5=0.18m2

=1.328×0.102×17.5×105/1.54=154KN≥Nc=Nj=76KN

从安装和周转上考虑，采用钢横梁，详细尺寸见下图。

单个I45a对z轴的惯性矩Iz1=22200cm4。

单块钢板（2.5cm×42cm）对z轴的惯性矩：

Iz2= Iz0+Aa2

=bh3/12+hba2=2.53×42/12+2.5×42×23.752=59281.25 cm4。

考虑肋板的加强作用，则截面惯性矩Iz为

Iz=1.3×2（Iz1+ Iz2）=1.3×2（22200+59281.25）=211851 cm4

钢板的弹性模量Eg=210GPa

20m边板固定横梁受力分析

张拉横梁与丝杠的连接方式可视为铰接。20m梁边板上作用15根钢绞线，张拉时即为15个集中荷载，为便于计算，将其等效为3个集中荷载F1、F2、F3，支座反力为N1、N2（参见《张拉横梁受力图》）。因张拉横梁跨度短而截面高，除计算张拉横梁是否满足梁内正应力强度条件，还需计算弯曲剪应力进行剪应力强度校核。另外，张拉横梁除了要满足强度要求外，还要满足刚度要求，否则张拉横梁受力后产生过大挠度，导致钢绞线预应力损失，从而使有效张拉应力减小。

因固定端横梁跨径较活动横梁大，若固定横梁满足施工要求，则其他横梁亦满足要求。

已知： F1=1124.76KN

F2=562.38KN

F3=1124.76KN

可求得：N1=1380.0KN

N2=1431.9KN

1）、正应力强度验算：

2）、弯曲剪应力强度验算：

一般认为简支梁在集中荷载作用时，跨中的挠度最大，有多个荷载作用时最终挠度可用叠加法求的。

b为集中荷载作用位置至右侧支点的距离

同时该挠度值远小于张拉时伸长值偏差(理论伸长值约24cm，偏差值为14mm)和张拉油表精度引起的误差,故不会对日后的张拉造成影响。

1）、受力体系的简化与选择

预应力筋张拉时，张拉力通过横梁传递作用于承力支架。由于张拉横梁具有很大的刚度，在张拉受力时几乎不产生挠度，故张拉力可视为通过横梁作用于承力支架的中轴线上，横梁与承力支架两者的连接方式可视为铰接，弯矩作用为零，仅产生轴向压力。由上可知，承力支架为轴心受压构件。

2）、承力支架截面尺寸的设计

预制场地采用整体浇筑，因梁槽较短（长度约30m），故可不考虑承力支架的失稳破坏DB52／T 1557-2021标准下载，即将承力支架视为短柱，同时偏安全地不考虑基础砼对承力支架的影响。

经过计算比较，预制20ｍ外边板与20m内边板台座之间的承力支架所受轴向压力Nｊ最大，同时钢绞线配置相同。

单根钢绞线拉力为：1339MPa×140mm=187.46 KN

故NｊMAX＝187.46 KN×15＝2812 KN

C40轴心抗压强度Rｎ＝23.0MPa，纵向钢筋（Ⅱ级）极限抗压强度Rｇ＝340 MPa

现选用纵向钢筋为8Ф16 JGJ 367-2015 住宅室内装饰装修设计规范(完整正版、清晰无水印).pdf，Aｇ＝1608 mm２

截面配筋率：μ＝Aｇ∕A＝1608/（400×400）＝0.01＞0.004，

五、单位工程、分部、分项工程划分表