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二龙河大桥现浇箱梁安全专项施工方案

q=1.2(g1板+g2)+1.4(g4+g5+g6)

=(12.22+0.31)*1.2+(2.5+4+2)*1.4=26.936KN/m

q=1.2(g1肋+g2)+1.4(g4+g5+g6)

=(52+0.31)*1.2+(2.5+4+2)*1.4=74.672KN/m

电网检修工程预算编制与计算规定(2015年版) q=1.2(g1板+g2+g3)+1.4(g4+g5+g6)

=(12.22+0.31+0.64)*1.2+(2.5+4+2)*1.4=27.704KN/m

q=1.2(g1板+g2+g3)+1.4(g4+g5+g6)

=(52+0.31+0.64)*1.2+(2.5+4+2)*1.4=75.44KN/m

1、组合钢模板强度及挠度验算

底模板采用组合钢模板，模板厚度4mm，从模板的铺设来看，底模为连续梁结构，混凝土荷载直接作用于底模。底模简化为单位宽度跨径L=30cm等跨连续梁，取三等跨连续梁作为计算模型。取腹板处或横梁处最大荷载组合q=74.3KN/m，模板受力图如下：

查《路桥施工计算手册》，组合钢模板参数为：

容许弯曲应力：[σw]=181Mpa

容许挠度值：1.5mm

弹性模量E=2.1*105Mpa。

I＝bh3/12＝5333mm4

WX＝bh2/6＝1000*42/6＝2667mm3,

Mmax=0.08ql2=0.08*74.3*（0.3）2=0.535KN·m

σ=Mmax/WX=535/2667=20.06Mpa<[σw]=181Mpa（满足要求）

（2）、钢模板最大挠度：

f＝0.677qL4/100EI＝0.677*74.3*3004/（100*2.1*105*5333）

＝0.036mm<1.5㎜

2、方木条强度及挠度计算

取荷载最大处，即腹板处计算，荷载组合：q=74.3KN/m

纵向方木间距30cm,下部纵向立杆间距60cm*90cm,方木条受力线性荷载：q2=0.3*74.3=22.29KN/M，受力示意如下：

松木顺纹弯应力[σw]=12MPa;

弯曲剪应力[τ]=1.9MPa,

横纹局部表面承压应力[σnhw]=2.6MPa,

弹性模量:E＝9*106KPa.

A、则抗弯应力验算：按照三等跨连续梁计算：

Mmax=0.100*ql2=0.100*22.29*（0.9）2=1.8055KN·m

Q=0.6ql=0.6*22.29*0.9=12.037KN,

τ=3Q/2bh=3*12037/(2*100*100)

=1.81MPa<[τ]=1.9MPa抗剪强度满足要求。

线性荷载q=P/L=25.1KN/m,按三等跨连续梁计算，则

=1.32㎜<900/400＝2.25㎜

以上验算知，10㎝*10㎝的松木方条在腹板位置满足受力要求。

3、调节管顶I10工字钢的强度及挠度验算

取荷载最大值，即取腹板处荷载组合：q=74.3KN/m

调节管顶I10工钢（纵桥向）放置于立柱顶托上，立柱间距：30cm*90cm，故工字钢计算长度为90cm,受到方木的传递集中荷载，工字钢所受的荷载为：q=74.3*0.9=66.87KN,I10工字钢自重为11.2kg/m，故工字钢承受荷载q=(66.87+0.112)=66.982KN由于方木的间距很小，为了简化计算，假设工字钢受到均布荷载，为连续梁，按照三等跨连续梁计算，受力示意图如下：

工字钢截面特性同上。

A、工钢抗弯应力和抗剪应力验算：

查连续梁受均布荷载表有：

Mmax＝0.100ql2=0.1*66.982*0.32=0.603KN·m

Qmax＝0.600qL=0.600*66.982*0.3=12.057KN

σ=Mmax/W=0.603*103/49=12.3Mpa<[σ]=145Mpa

τ＝Qmax*S/Ib=12057*28.2/245/68=20.41Pa<[τ]=85MPa（满足要求）

C、工字钢挠度验算：

=0.07㎜

底板下调节管顶工字钢满足受力要求。

本桥调节杆采用50型、60型、78型，可调高度分别为35cm、45cm、55cm。

50型允许荷载为58KN，60型允许荷载为49KN、78型允许荷载为46KN。采用78型允许荷载进行检算。

托顶承受荷载为：横梁处P=0.6*0.6*74.672=26.882KN<[P]=46KN

或：底板处P=0.6*0.9*26.936=14.545KN<[P]=46KN

或：腹板处P=0.3*0.9*（75.44*0.65+27.704*0.35）=15.858KN<[P]=46KN

结论：顶托符合施工要求。

（1）、直径Φ48mm、壁厚2.8mm钢管特性

A、钢材弯曲容许应力:[σ]=215MPa

B、截面面积：Amin=397.6mm2

C、回转半径：I=16.01mm

D、容许承载力；[P]=27.62KN

直径Φ48mm、壁厚3.5mm钢管立杆容许荷载：[P]=33.1KN；

直径Φ48mm、壁厚3.0mm钢管立杆容许荷载：[P]=29.2KN；

则直径Φ48mm、壁厚2.8mm钢管容许荷载:

（2）、立杆承受荷载计算

A、箱室底板下：钢管纵横间距60cm*90cm

P=06*0.9*27.704=14.96KN

B、横梁下：钢管纵横间距60cm*60cm

P=0.6*0.6*75.44=27.158KN<[P]＝27.62KN

C、腹板下：钢管纵横间距60cm*90cm，腹板厚65cm

P=0.3*0.9*（75.44*0.65+27.704*0.35）=15.858KN<[P]＝27.62KN

通过以上计算，立杆承受最大荷载为横梁下P=27.158KN，小于容许荷载[P]=27.62KN，满足要求。

步距L=1.2m，计算长度L0=1.2+2*0.3=1.8m

λ=L0/I=1800/16.01=112

取横梁下最大受力荷载：P=27.158KN

P/φA=27158/(0.502*397.6)=136.07MPa<[σ]=215Mpa

A、翼板钢筋混凝土自重g1=(0.15+0.45)*2.5*26/2=19.5KN/m

B、施工人员及材料机具重量（包括模板自重）g2=2.5KN/m

C、倾倒混凝土的冲击荷载g3=4KN/m

D、混凝土灌注振捣g4=2KN/m

q=1.2g1+1.4(g2+g3+g4)=1.2*19.5+(2.5+4+2)*1.4=35.3KN/m

翼板钢管间距为60cm*90cm,则

单根立杆受力:P=0.6*0.9*35.3=19.062KN

查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.7得：直角、旋转扣件抗滑承载力设计值[R]=8KN,现翼板的每根立杆都有2个以上扣件,即8*2=16KN＞13.238KN,翼板位置支架稳定性满足要求.

其余位置的扣件抗滑计算

查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.7得：直角、旋转扣件抗滑承载力设计值[R]=8KN。每根立杆直接受力扣件数：N/[R]=13.238/8=1.66个，取2个，符合要求。

结论：满堂钢管支架的在正常段纵向间距取0.9m、横向间距取0.6m，横梁位置纵向间距取0.6m、横向间距取0.6m，立杆步距为1.2m，验算通过，可安全使用。

侧模板受到荷载为新浇混凝土对侧模的压力和倾倒混凝土产生的压力进行组合。

(1)、新浇混凝土对侧模的压力

查《公路施工手册（桥涵）》，新浇砼侧压力按下式公式取最小值：

p=0.22yctβ1β2V0.5

式中：yc—砼的重力密度，取26KN/m3；

t—新浇砼的初凝时间，根据试验，得：t＝4h；

V—砼的浇筑速度，取2.5m/h；

H—侧压力计算位置处至新浇砼顶面总高度，本项目最大取第一次浇注高度1.4m；

β1—外加剂影响修正系数，本项目掺加外掺剂，取1.2；

β2—砼坍落度影响修正系数，取1.15；

根据公式计算得侧压力值：

p＝0.22*26*4*2.50.5*1.2*1.15＝49.9KN/㎡。

p=ycH=26*1.4=36.4KN/㎡。

故计算取p=49.9KN/㎡

(2)、倾倒混凝土产生的压力

倾倒混凝土为了便于安全考虑，取侧压力等于水平压力，查《公路施工手册（桥涵）》得p=4KN/m2。面板为受弯构件，按三等跨连续梁验算侧板其强度及刚度。

由于侧模面板受压力成三角形布置，最大压力为底端，最大压力为:

p＝1.2*49.9+1.4*4＝65.48KN/m2，

容许弯曲应力：[σw]=181Mpa

容许挠度值：1.5mm

弹性模量E=2.1*105Mpa。

I＝bh3/12＝5333mm4

WX＝bh2/6＝1000*42/6＝2667mm3,

Mmax=0.08ql2=0.08*65.48*（0.3）2=0.472KN·m

σ=Mmax/WX=472/2667=17.7Mpa<[σw]=181Mpa（满足要求）

f＝0.677qL4/100EI＝0.677*65.48*3004/（100*2.1*105*5333）

＝0.032mm<1.5㎜侧面板满足要求。

由于纵向三角架支撑间距为0.9m，方木竖向间距为30cm,最不利受力为最底一根侧方木，荷载组合为：

线荷载计算值q=0.3*（1.2*49.9+1.4*4）=19.644KN/m,

方木取三等跨连续梁计算，最低一根方木受力示意图如下：

松木顺纹弯应力[σw]=12MPa;

弯曲剪应力[τ]=1.9MPa,

横纹局部表面承压应力[σnhw]=2.6MPa,

弹性模量:E＝9*106KPa.

A、则抗弯应力验算：为了安全意见，方木按照三等跨连续梁计算：

Mmax=0.100*QL2=0.100*19.644*0.92=1.591KN·m

Q=0.6ql=0.6*19.644*0.9=10.61KN,

τ=3Q/2bh=3*10.61*103/(2*100*100)

=1.592MPa<[τ]=1.9MPa,

线性荷载q=19.644KN/m,按三等跨连续梁计算，则

=1.16㎜<900/400=2.25㎜

以上验算知，10㎝*10㎝的松木方条满足受力要求。

本桥位原土有部分软土覆盖层，地质情况较差。根据地质情况换填130～200cm砂性土，回填土采用外运好土，要求用18t以上振动压路机进行分层压实，压实遍数不少于6次/每层，要求压实度在>95%。经试验确定地基满足计算荷载要求的220KPa后，在其上浇筑15cm厚C20砼。在处理完成后的地基上搭设支架。

C20砼受压容许应力为[δ]=11.0Mpa

单根立杆最大受荷载（取腹板处）：q=40.12KN

立杆垫板20*20cm，A=0.2*0.2=0.04m2

则δ=40.12/0.04=1003Kpa=1Mpa<[δ]=11.0Mpa

（2）、回填土及下卧淤泥质土承载力计算：

根据岩土资料，淤泥质土最小[σ]=0.025MPa

淤泥质土埋深均在回填土面1.5m以下，加上地基处理结构层0.15m(C20砼15cm)，埋深按1.7m计算，计算时采用最大梁体自重，考虑施工荷载系数1.3，通过立杆和地基结构层、回填土层均匀作用于箱梁垂直投影面上。

已知梁宽16.75m,半幅箱梁长140m：面积2345m2,砼1534m3,施工荷载系数1.3。则：

σmax=1534*26*1.3/2345=22.11KN/m2=0.022MPa<[σ]=0.025MPa

结论：支架下基底淤泥质土承载力能满足要求，换填土承载力大于220Kpa即满足承载力要求。

跨河平台位于现浇箱梁第3跨，平台上支架搭设与普通位置一致，只对支架下贝雷架、工字钢横梁和钢管柱及钢筋砼基础进行计算。

（1）、钢筋混凝土自重此种荷载主要来源于梁体，属均布荷载，直接作用于底模和侧模。根据箱梁结构图可得：

腹板处：g1肋=1*2*26=52.0KN/m

箱室底板处：g1板=(0.25+0.22)*1*26=12.22KN/m

（2）、施工人员及材料机具重量g2=2.5KN/m

（3）、倾倒混凝土的冲击荷载g3=4KN/m

（4）、混凝土灌注振捣g4=2KN/m

（5）、工字钢以上的支架及模板为g5=1KN/m

腹板处：q=1.2g1肋+1.4(g2+g3+g4)=1.2*52+(2.5+4+2)*1.4=74.3KN/m

底板下：q=1.2*12.22+(2.5+4+2)*1.4=26.564KN/m

跨河门洞受力情况为：砼及施工荷载→扣件钢管支架→贝雷架→工字钢横梁→钢管柱→砼基础。

计算采取最不利荷载，因最大荷载组合是在腹板下，通过对比腹板、底板和翼板位置荷载情况，最不利为腹板处荷载，以腹板作为计算。

腹板位置荷载q=74.3+q5=75.3KN/m,

贝雷片间距为45cm，故化成线均布荷载为：

腹板处：q=75.3*0.45m=33.885KNm

贝雷片自重为2.75KN/m，由于支架钢管集中力间距为0.9m，每个竖杆受到集中力为P=0.9*（33.885+2.75*2）=35.447KN。

由于集中力间距很小，故可以认为贝雷架承受线均布荷载，均布荷载为q=25.20KN/m，受力示意图如下：

贝雷片按单跨简支梁计算，

[M]＝788.2KN.m[Q]＝245.2KNI=250497cm4

E=2.1*105MPa

Mmax=0.125ql2=0.125*35.447*12.192=658.41KN.m<[M]＝788.2KN.m

f=5qL4/（384EI）=5*25.2*12194/(384*2.1*105*250497*104)

=1.94mm<12190/400=30.5mm

Qmax=0.5ql=0.5*35.447*12.19=215.97KN<[Q]＝245.2KN

结论:通过计算,贝雷梁腹板下采用间距为45cm、箱室处60cm、翼板处90cm单排单层贝雷片，结构安全,其受力状况符合要求。

3、横梁验算（两片36a工字钢焊接）

支墩横梁（两片36a工字钢焊接）直接承受贝雷架纵梁传递下来的荷载P，根据支座反力取值P，即P=25.2*12.19/2=153.56KN，间距为60cm，钢管柱中心间距为2.5m,受力图如下：

I36a工字钢截面特性：

[αw]=145MPa

E=2.1*105MPa

Mmax=0.100ql2=0.100*153.56*2.52/2=48KN·m

f=0.677qL4/（100EI）

=0.62mm<2500/400=6.25mm

Qmax=0.6ql=0.6*153.564*2.5/2=115KN

τ=QS/（Ib）=115*508.8/15760/0.136=27.4MPa<[τ]=85MPa

故两片I36a工字钢满足要求。

4、钢管柱验算（φ300*6mm)

（1）荷载分析：按箱梁标准箱室断面计算

A、箱梁砼重g1：g1=A*1*γ=10.53m2*1*26KN/m3=273.78KN/m

B、施工机具及人员荷载g2：g2=2.5KN/m2*16.75=41.875KN/m

C、砼振捣荷载g3：g3=2.0KN/m2*16.75=33.5KN/m

D、模板及木枋重g4：g4=0.8KN/m2*16.75=13.4KN/m

E、倾倒混凝土产生的荷载g5：g5=2KN/m2*16.75=33.5KN/m

F、钢管扣件重g6：g6=16.75*2*0.512=8.576KN/m

按6m的支架高度计算钢管自重荷载（含配件、剪刀撑及水平拉杆等），φ48*3.5钢管单位重为4.36kg/m，加配件乘以系数2.0,则单根立杆自重为6m*4.36kg/m*2*9.8N/1000=0.512KN。根据钢管支架设计图，钢管布置数量为2根/m2。

G、在长30m范围内按0.6及0.9m间距布设了38*5片3m长贝雷片，重g7=38*15m长*275Kg/m*9.8/1000/30m=51.205KN/m

H、I36a工字钢重g8

g8=（4根*30m*59.9Kg/m）*9.8/1000/30=2.35KN/m

则计算荷载G=1.2*(g1+g4+g6+g7+g8)+1.4*(g2+g3+g5)=571.98KN/m

根据设计图,2个支墩24根φ300x6mm钢管柱承担现浇箱梁纵向12.19m长的计算荷载及纵横梁、钢管自重(钢管长5m)，分配到每个钢管桩的荷载为：

P=(571.98KN/m*12.19+24根*5m长*43.503Kg/m*9.8/1000)/24根=292.5KN

依以上计算取P=292.5KN，作为单根钢管桩受力验算，单独将一根钢管桩当作下端固结，上端限制水平的一种计算模式，钢管桩直径为φ300mm*6mm，受力计算如下：

δ=6mm钢管，长度按L=500cm计，

i=0.104mλ=l/i=5/0.104=48

查《脚手架安全技术规范》得：φ=0.858

ΔCD=140Mpa*0.858=120.12Mpa

钢管可承受的轴向压力为

P=ΔCD*A=120.12*103*0.0055413=665.62KN＞P=292.5KN。

5、钢筋砼基础的验算：

C20砼受压容许应力为[δ]=11.0Mpa

JJF(闽) 1115-2020 蠕动泵校准规范.pdf基础面积为：1.0m×30=30㎡

δ=N/A=(571.98*12.2+24*5*43.503*9.8/1000)/2/30

=0.118Mpa<[δ]=11.0Mpa

C20砼基础满足要求。

条形砼基础重：g=1*30*26=780KN

基础面积为：A=1.0m×30=30㎡

2020二建《水利实务》考点速记手册HQ砼基础以上传递压力：δ=0.118Mpa

则地基受压力为：δ地=118+780*1.2/30=149.2Kpa

基槽开挖后，触探试验，承载力大于150Kpa即满足要求。