軟基地段現澆支架施工箱梁受力驗算

摘要：通過計算選定支架的布置、支架的間距、地基的處理的深度和方法。

關鍵詞：軟基；大噸位箱梁；支架受力驗算；地基承載力驗算

1、工程概況

呂臨支線Ⅱ標跨太佳高速公路大橋上部結構為單箱單室預應力混凝土連續梁，其中邊跨現澆段梁長12.5米，梁高4.5m，箱梁頂板寬12.27m，底板寬6.8m。橋面橫坡在2%。箱梁采用三向預應力體系，縱向預應力鋼束設置采用фj15.24鋼絞線，Rby=1860Mpa，金屬波紋管制孔。邊跨箱梁總重500T，需采用支架現澆。

邊跨箱梁原地面以下50cm均為流塑狀淤泥質土，地基承載力只有50KPa，地基的處理是此項工程的重點。

2、滿堂腳手支架受力驗算

2.1 荷載

2.1.1梁體自重

A=6.8*4.5-3.5*5.8+1.2*0.4*2+0.6*0.3*2=10.76㎡

q1＝10.76*26/6.8=41.1 KN/㎡

2.1.2模板自重

q2＝2.5 KN/㎡（含內模為組合木模）

2.1.3施工人員、材料

q3＝2.5 KN/㎡(驗算底模板、棱木)

q3＝1.5 KN/㎡（驗算支撐棱木的梁）

q3＝1.0 KN/㎡（驗算支架）

2.1.4砼振搗荷載

q4＝2.0 KN/㎡

2.2支架檢算

2.2.1立桿頂荷載（計入棱木及支承梁自重）

q=41.1+2.5+2+1+1/0.2*0.1*0.1*10+1/0.6*0.15*0.1*10=47.4KN/㎡

2.2.2立桿自重

支架高度按3.6m計算 P=6.2*3.6+（3.6/0.6+1）*2*2.82+7.5+8.5=47.3㎏

2.2.2立桿檢算

碗扣支架允許承載力

橫桿步距：60cm 立桿［N］=40KN

橫桿步距：30cm 立桿［N］=50KN

檢算結果見下表：

梁段 項目 柱頂荷載

（KN/㎡）支架間距步距 a*b*h （cm）柱頂內力

（KN）立桿自重

（KN）

柱底內力

（KN）

邊跨直線段（4.25～12.5m）段梁段47.460*60*6017.11.218.3

2.3側模板系統

側模板采用15cm厚竹膠板，力學性能：［σ］=70MPaE=5.0*103 MPa

2.3.1 水平荷載計算

（1）新澆混凝土對模板的側壓力。

混凝土澆筑速度V=1m/h，混凝土初凝時間t0=10h，

側壓力P=0.22γt0K1K2V1/2=0.22*24*10*1.2*1.15*1=72.9KN/㎡

P=γH=24*3.05=73.2KN/㎡取二者較小值，P=72.9KN/㎡

（2）振搗荷載：q=4.0KN/㎡

（3）有效壓頭高度h=P/γ=72.9/24=3.04m，側壓力分布圖如下

2.3.2模板檢算

棱木間距15cm，即模板跨度15cm，

荷載組合q=72.9+4=76.9 KN/㎡

M=1/10*76.9*0.152=0.173KN#8226;m

σ=0.173/（1/6*100*1.52）=4.6MPa＜［σ］=70 MPa

強度滿足要求。

f=qL4/128EI=76.9*0.15*153/（128*1/12*100*1.53*5.0*103）=0.22mm＜［f］=L/400=0.38mm

剛度滿足要求。

2.3.3棱木檢算

截面尺寸：10cm*10cm 材質：馬尾松

力學性能：［σw］=12.0MPa E=9.0*103 MPa

q=76.9 *0.15=11.5KN/m

橫向支撐間距：60cm棱木跨度即為60cm

M=11.5 *0.6*0.6/10=0.41 KN#8226;m

σw=0.41/（1/6*10*10*10）=2.5 MPa＜［σw］=12.0MPa

f= qL4/128EI =11.5*0.6*603/（128*1/12*10*103*9*103 MPa）

=0.16mm＜［f］=1.5mm

2.3.4支承棱木的梁

截面尺寸：10cm*15cm 材質：馬尾松

力學性能：［σw］=12.0MPa E=9.0*103 MPa

支承棱木的梁的跨度為60cm

q=76.9*0.6=46.1 KN/m

M=1/10*46.1*0.62=1.7KN#8226;m

σw=1.7/（1/6*10*152）=4.5 MPa＜［σw］=12.0MPa

f=46.1*0.6*603/（128*1/12*10*153*9.0*103）=0.2mm＜［f］= 2.3mm

2.3.5橫向水平支撐計算

N1縱向間距0.6m，

N1=76.9*0.3*0.6=13.8KN＜［N］=30KN

N2縱向間距0.6m，

N2=62.6*0.6*0.6=22.5KN＜［N］=30KN

N3縱向間距0.6m，

N3=48.2*0.6*0.6=17.4KN＜［N］=30KN

N4縱向間距1.2m，

N4=33.9*1.2*0.9=24.4KN＜［N］=30KN

3、地基承載力計算

連續梁支架地基采用用含石量在60%以上的砂礫石換填，換填厚度0.8m，頂面澆筑20cm后C20砼。

3.1換填層頂面承載力驗算

為確保安全，假設所有立桿都達到40KN進行地基承載設計。

集中荷載傳至換填層頂面面積

A=0.6*0.6=0.36m2

σ=40/0.36 =111KPa＜［σ0］=200 KPa

換填層為砂礫石，[σ0]最小值為200KPa，顯然σ<[σ0]，所以承載力能夠滿足要求。

3.2換填層底承載力驗算

換填層計算寬度b=b0+2Htanθ=0.6+2×0.8×tan30=1.52m>0.6m

集中荷載傳至換填層底面積為

A=（0.6+2×0.8×tan30）×（0.6+2×0.8×tan30）

=1.52*1.52

=2.3㎡

換填層底壓應力：σ=σz+γH=40/2.3+20×0.8=33KPa<[σ0]=100KPa

由于基底土層為粉質粘土，[σ0]最小值為100KPa，顯然σ<[σ0]，所以承載力能夠滿足要求。

4、結束語

支架加載前必須按照規范要求設置捎地桿和剪刀撐。換填按照填筑要求必須分層壓實，壓實度經檢測合格后再硬化，換填寬度按梁寬兩邊各長出2米。

經堆載預壓檢驗，支架整體彈性變形最大為1cm，非彈性變形最大2.5cm。根據實測值和設計撓度施工完成的箱梁。完全滿足設計和規范要求，為以后的大噸位箱梁在軟基地段采用支架施工提供了實踐經驗