石拱桥支架结构计算书.docx

XX市XX河综合整治市政工程示范段XX桥拱架及贝雷梁支架结构计算书编 制：复 核：审 核：批 准：XX 省 XXXX 有限公司XXXX 河工程项目经理部XXXX 年 X 月 XX 日XX 桥拱架及贝雷梁支架结构设计计算书一、计算依据1、《公路桥涵施工技术规范》( JTJ041-2000 )2、《设计施工图》3、《路桥施工 计 算手册》( 周水 兴等编著 人民 交通出版社)4、《路桥施工手册--桥涵》(交通部第一公路工程总公司编 制)5、《竹编胶 合板 国家标准》 ( GB/T13123-2003 )6、《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024-85)二、工程概况XXXX 河建南桥位置处 XX 河下游该桥设计全长 57.8m ，宽 48.3m 桥的上部构造为单跨正交空腹式拱桥，主拱圈采用 C40 混 凝土预制块砌筑 1.5m 高等截面悬链线无铰拱，拱轴系数 2.24，主 拱净跨径 42 米，失跨比 1/7 ；腹拱圈采用 C30 混凝土预制块砌筑等 截面圆弧拱，腹拱净跨径 3.2 米，失跨比 1/4纵向沿全长设两道 6cm 宽沉降缝，将全桥分为三个等宽结构单元根据现场实际情况，该桥上部结构施工按结构单元分别实施， 每一施工单元桥宽为 16.1m 。

本支架结构设计计算一个施工单元为 对象进行三、支架设计 主拱圈采用分环分段对称砌筑，拱架采用碗扣式钢管搭设 为了保证河道畅通，碗扣式钢管拱架下方跨河支架梁采用贝雷 架施工平 台式承重 结构 贝雷 架支撑结构 纵向 为 12m+9m+12m 、总宽 16.2m 的三跨连续梁，横向由 37 片贝雷梁片采用 专用支撑 架横向连 接而成， 贝雷梁片横向中 距 0.45m 碗扣式钢 管拱架 立杆纵、 横距均 为 0.6m ，横杆步 距为 1.2m 架底设置横向木垫梁，木垫梁截面尺寸100mm X 10mm0，木垫梁与贝 雷梁片采用 U 型螺栓连接架顶采用碗扣架专用可调节托撑拱架顶的主拱圈底模采用15mm厚耐水覆膜竹胶合板，底模下 纵向愣木采用60mm X 80mm木方竖向放置，间距300mm纵向愣木下的横梁采用 100mmX160mm 木方竖向放置， 间距 600mm 横梁支撑于碗扣架专用可调节托撑之上 纵向愣木与木横 梁采用抓钉连接，纵向愣木与木横梁之间的三角形间隙采用硬木楔 调节详见附图四、拱架受力计算(一) 、底模板计算：1、竹胶板技术指标以及力学性能：根据《竹编胶合板国家标准》(GB/T13123-2003 )，现场采用15mm厚光面竹胶板为II类一等品，静弯曲强度三35MPa，弹性模量 E=9.898 X 10 3MPa ；密度取p= 10 KN / m 3 。

底模下纵向方木按中心 间 距 30cm 布 设 取横向 1m 宽板带为计算单元， 模板计算跨径取： l =0.30m则面板截面参数为：惯性矩：『bh3 1000 x 153I = = = 2.8125 x 105 mm 412 12截面抵抗矩：bh2 1000 x152W = = = 0.375 x 105 mm36 62、荷载计算：⑴ 主拱圈砼块砌体自重取24KN/m 3，考虑分环砌筑下环达到强度后的减载作用, 取主拱圈砼块砌体总质量的 70% 为计算荷载, 即主拱圈砼块砌体产生的面荷载：q =24 X 1.5 X 0.7 = 25.2KN/m 2 ；1(2) 竹胶板的自重荷载：q=0.015 X 10=0.15 KN/m 2；2(3) 施工人员活载取： q=2.0 KN/m 2；3(4) 砌筑时产生的施工倾倒、振动等荷载取： q=2.0 KN/m 2；4则取横向 1m 宽板带分析线荷载为：q 二丫 G +Y Q =1.2 X (25.2+0.15)+1.4 X (2.0+2.0)强 G i Q i=36.02KN/mq 二丫 G =1.2 X( 25.2+0.15 ) = 30.42KN/m刚 G i3、受力分析：按三跨 0.30m 连续梁建模计算模板强度及刚度：强度分析：二 0.3242KN - mM 二空二 36.02 % °3max 10 10c = Mmax = 0.3242 x 105 二 o&MPa < t]= 35MPaW 0.375 x 105刚度分析：f _ 0.677ql4 _ 0.677 x 30.42 x 3004fmax _ 100EI _ 100 x 9898 x 2.8125 x 105_ 0.599mm <_ 0.75mm底模板强度、刚度均满足要求。

二) 、底模下拱架顶纵梁检算：1、纵梁技术指标以及力学性能：取纵向 0.3m 宽板带的三 跨 0.6m 连续梁计算 纵梁强 度及挠度：拱架顶纵梁采用60 X 80mm的方木60 X 80mm的方木为针叶材, A-2 类，方木的力学性能指标按"公路桥涵钢结构及木结构设计规范 "中的 A-2 类木材并按湿材乘 0.9 的折减系数取值，则：[w] = 13 X 0.9=11.7 MPaE = 10 X103 X0.9 = 9 X103MPa纵梁的截面参数：惯性矩：bh3 60 x803I - - - 2.56 x 106 mm412 12截面抵抗矩：2、荷载计算：bh2 60 x802W - - - 0.64 x 105 mm36 6(1) 主拱圈砼块砌体自重取 24KN/m 3，为简化计算，将沿拱轴线均布的主拱圈砼块砌体自重荷载偏安全的折算为水平分布的均 布荷载，考虑分环砌筑下环达到强度后的减载作用 , 取主拱圈砼块砌体总质量的 70%为计算荷载,即主拱圈砼块砌体产生的线荷载：45.2q = x 24 x 1.5 x 0.3 x 0.7 = 8.14KN / m21 42(2) 竹胶板和纵梁木方自重荷载：q2 = 10 X0.015 X0.3 + 6 X0.06 X0.08 = 0.074 KN/m⑶ 施工人员活载取：q3 = 2.0 X 0.3 = 0.6 KN/m ；(4) 砌筑时产生的施工倾倒、振动等荷载取：q = 2.0 X0.3 = 0.6 KN/m 2；4则计算单元线荷载为：=Y GGi+Y i=1.2 X (8.14+0.075)+1.4 X (0.6+0.6)=11.54KN/m°刚=丫 GGi =1-2 X( 8-14+0.075)二 9-86KN/m3、受力分析：由于支撑纵梁的拱架顶横梁按 0.6m 间距布置，故 按三跨 0.60m连续梁分析如下：6(.ri强度分析：Mmaxql2 = 11-54 X103 X °@ = 4.154 x102 N • mM 4.154 x 105 「］c = max = = 6.49MPa < In」=11.7MPaW 0.64 x 105刚度分析10 100.677 ql 4max 100 El0.677 x 9.86x 6004 「］ l= =0.38mm< Lf」二 二 1.5mm100 x 9 x 103 x 2.56 x 106 400拱架顶纵梁的强度、刚度均满足要求。

最大支座反力分析：R = (0.617 + 0.583) q 1 = (0.617 + 0.583) x 11.54 x 0.6 = 8.31KN强 max 强R = (0.617 + 0.583)q l = (0.617 + 0.583) x 9.86 x 0.6 = 7.10KN刚 max 刚(三) 、拱架顶横梁检算：横梁下拱架顶支撑顶托间距为0.6m正交均布故取跨距为0.6m 的三等跨连续梁作为拱架顶横梁计算模型1、材料技术指标以及力学性能：拱架顶横梁统一采用100 X 160方木，其技术指标按：针叶材， A-2 类，方木的力学性能指标按"公路桥涵钢结构及木 结构设计规范"中的 A-2 类木材并按湿材乘 0.9 的折减系数取值， 则：[w]= 13 X 0.9 = 11.7 MPaE = 10 X103X0.9 = 9 X103 MPa纵梁的截面参数：惯性矩：截面抵抗矩bh3 100x1603= =34.133 x 106 mm 412 bh2 11200 x1602V = = = 4.266 x 105 mm 36 62、荷载计算：由前面拱架顶纵梁计算分析可知传递到拱架顶横梁的集中荷 载为:P = 8.31 KN 沿横梁轴线间距 0.3m 均布； 强P = 7.10 KN 沿横梁轴线间距 0.3m 均布 刚横梁上的自重线荷载为：q 强=q 刚=12 X 6 X 0-1 X °・16 = °・115 KN/m3、受力分析：拱架顶横梁为 0.6m 三等跨连续梁， 计算简图如下：强度分析：M = 0.213P l + 0.117q 12max 强 强=0.213 x 8.31 x 0.6 + 0.117 x 0.115 x 0.62 = 1.07KN - mM 1.07 x 106 「］ 一o = max = = 2.51MPa < In」=11.7MPaW 4.266 x 105满足要求刚度分析：1.615P l3 0.99q l 4 f = m + 刚_max 100 EI 100 EI1.615x 7.1x 6003 0.99x 0.115x 6004 + 100 x 9 x 106 x 34.133 x 106 100 x 9 x 103 x 34.133 x 106=0.56 mm “」=400=1.5mm拱架顶横梁的强度、刚度均满足要求。

最大支座反力分析： 拱架顶横梁上的支座反力由跨中集中荷载、支座处集中荷载 梁自重均布荷载三部分荷载效应所产生反力的叠加，故：R = (0.675 + 0.625)P + P +(0.617 + 0.583) q 1max 强 强 强= (0.675+0.625)x8.31+8.31+(0.617+0.583)x0.115x0.6= 19.20KNR = (0.675 + 0.625)P + P +(0.617 + 0.583)q 1 刚 刚 刚 刚= (0.675 + 0.625) x 7.1+ 7.1+ (0.617 +0.583)x0.115x0.6=16.4KN(四) 、碗扣架验算1、计算参数选用碗扣支撑架立杆横距和纵距均取 0.6m ，横杆步距取 1.2m ，立 杆计算高度偏安全取最大搭设高度 5.7m 根据《桥 涵》 手册，碗扣 支撑架 自重按 0.04KN/m 计；当横 杆 步距为 1.2m 时， 取单根立 杆稳定 允许荷载 设计值 为 [N]=30KN 2、荷载计算 由拱架顶横梁计算分析结果，主拱圈和拱架上部结构传给一根 碗扣支撑架立杆的最大荷载为：P = R = 19.20 KNmax max一根碗扣支撑架立杆承受的自重荷载为：P = 1.2 X 1.1 X( 0.6 X 2 X 6 + 5.7 ) X 0.04 = 0.68 KN自其中：1.2 为荷载分项系数，1.1 为考虑斜撑等非计算杆件自 重荷载的系数。

3、立杆稳定验算一根碗扣支撑架立杆上的全部荷载为：N = P + P = 19.20 + 0.6。