软基地段现浇支架施工箱梁受力验算

摘要：通过计算选定支架的布置、支架的间距、地基的处理的深度和方法。

关键词：软基；大吨位箱梁；支架受力验算；地基承载力验算

1、工程概况

吕临支线Ⅱ标跨太佳高速公路大桥上部结构为单箱单室预应力混凝土连续梁，其中边跨现浇段梁长12.5米，梁高4.5m，箱梁顶板宽12.27m，底板宽6.8m。桥面横坡在2%。箱梁采用三向预应力体系，纵向预应力钢束设置采用фj15.24钢绞线，Rby=1860Mpa，金属波纹管制孔。边跨箱梁总重500T，需采用支架现浇。

边跨箱梁原地面以下50cm均为流塑状淤泥质土，地基承载力只有50KPa，地基的处理是此项工程的重点。

2、满堂脚手支架受力验算

2.1 荷载

2.1.1梁体自重

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/（含内模为组合木模）

2.1.3施工人员、材料

q3＝2.5 KN/(验算底模板、棱木)

q3＝1.5 KN/（验算支撑棱木的梁）

q3＝1.0 KN/（验算支架）

2.1.4砼振捣荷载

q4＝2.0 KN/

2.2支架检算

2.2.1立杆顶荷载（计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立杆自重

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

2.2.2立杆检算

碗扣支架允许承载力

横杆步距：60cm 立杆［N］=40KN

横杆步距：30cm 立杆［N］=50KN

检算结果见下表：

梁段 项目 柱顶荷载

（KN/） 支架间距步距 a*b*h （cm） 柱顶内力

（KN） 立杆自重

（KN）

柱底内力

（KN）

边跨直线段（4.25～12.5m）段梁段 47.4 60*60*60 17.1 1.2 18.3

2.3侧模板系统

侧模板采用15cm厚竹胶板，力学性能：［σ］=70MPaE=5.0*103 MPa

2.3.1 水平荷载计算

（1）新浇混凝土对模板的侧压力。

混凝土浇筑速度V=1m/h，混凝土初凝时间t0=10h，

侧压力P=0.22γt0K1K2V1/2=0.22*24*10*1.2*1.15*1=72.9KN/

P=γH=24*3.05=73.2KN/取二者较小值，P=72.9KN/

（2）振捣荷载：q=4.0KN/

（3）有效压头高度h=P/γ=72.9/24=3.04m，侧压力分布图如下

2.3.2模板检算

棱木间距15cm，即模板跨度15cm，

荷载组合q=72.9+4=76.9 KN/

M=1/10*76.9*0.152=0.173KN•m

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

强度满足要求。

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

刚度满足要求。

2.3.3棱木检算

截面尺寸：10cm*10cm 材质：马尾松

力学性能：［σw］=12.0MPa E=9.0*103 MPa

q=76.9 *0.15=11.5KN/m

横向支撑间距：60cm棱木跨度即为60cm

M=11.5 *0.6*0.6/10=0.41 KN•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 材质：马尾松

力学性能：［σw］=12.0MPa E=9.0*103 MPa

支承棱木的梁的跨度为60cm

q=76.9*0.6=46.1 KN/m

M=1/10*46.1*0.62=1.7KN•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横向水平支撑计算

N1纵向间距0.6m，

N1=76.9*0.3*0.6=13.8KN＜［N］=30KN

N2纵向间距0.6m，

N2=62.6*0.6*0.6=22.5KN＜［N］=30KN

N3纵向间距0.6m，

N3=48.2*0.6*0.6=17.4KN＜［N］=30KN

N4纵向间距1.2m，

N4=33.9*1.2*0.9=24.4KN＜［N］=30KN

3、地基承载力计算

连续梁支架地基采用用含石量在60%以上的砂砾石换填，换填厚度0.8m，顶面浇筑20cm后C20砼。

3.1换填层顶面承载力验算

为确保安全，假设所有立杆都达到40KN进行地基承载设计。

集中荷载传至换填层顶面面积

A=0.6*0.6=0.36m2

σ=40/0.36 =111KPa＜［σ0］=200 KPa

换填层为砂砾石，[σ0]最小值为200KPa，显然σ

3.2换填层底承载力验算

换填层计算宽度b=b0+2Htanθ=0.6+2×0.8×tan30=1.52m>0.6m

集中荷载传至换填层底面积为

A=（0.6+2×0.8×tan30）×（0.6+2×0.8×tan30）

=1.52*1.52

=2.3

换填层底压应力：σ=σz+γH=40/2.3+20×0.8=33KPa

由于基底土层为粉质粘土，[σ0]最小值为100KPa，显然σ

4、结束语

支架加载前必须按照规范要求设置捎地杆和剪刀撑。换填按照填筑要求必须分层压实，压实度经检测合格后再硬化，换填宽度按梁宽两边各长出2米。

经堆载预压检验，支架整体弹性变形最大为1cm，非弹性变形最大2.5cm。根据实测值和设计挠度施工完成的箱梁。完全满足设计和规范要求，为以后的大吨位箱梁在软基地段采用支架施工提供了实践经验