1、 1 / 13互通立交现浇箱梁门洞受力计算书计算人：复核人：2 / 13目录1、计算依据 .22、工程概况 .32.1 总体概况 .32.2 地质情况 .32.3 拟定方案 .32.4、荷载分析及选用材料力学性能 .42.4.1 荷载分析 .42.4.2 荷载组合 .62.4.3 材料力学性能 .62.5、各构件受力检算 .72.5.1 纵梁受力检算 .72.5.2 横梁计算（立柱顶分配梁） .82.5.3 钢管立柱计算 .92.5.4 地基承载力验算 .103、结论及建议 .113 / 131、计算依据建筑结构荷载规范 （GB50009-2012） ；建筑地基基础设计规范 （GB50007-
2、2011） ；混凝土结构设计规范 （GB50010-2010） ；公路桥涵地基与基础设计规范 （JTG D63-2007） ；简明施工计算手册朱国梁等（人民交通出版社）钢结构设计规范 （GB50017-2003）蓬莱至栖霞高速公路工程第四合同段设计文件蓬莱至栖霞高速公路工程第四合同段现浇箱梁施工方案2、工程概况2.1 总体概况中铁 X 局承建的第四合同段起点 K29+508 位于栖霞市大夺沟村小夺沟，终点K39+890.639 位于栖霞市臧家庄镇丰粟村东南 G15（RK47+984.220）处，设单喇叭互通立交与 G15 相接。全长 10.38 公里，管段基本与 S211 省道平行。CK0+5
3、74.811、BK1+214.355 两座丰粟互通立交连续梁并行设计，均都在第二联跨沈海高速公路，CK0+574.811 立交跨径组合采用：4*30+（30+30+32+20）+4*29m，BK1+214.35 立交跨径组合采用：4*30+（32+32+30+21）+4*30m，采用支架现浇施工，为保障正常通行，跨沈海高速及 S211 省道位置设置门洞。按照前期评估要求，门洞垂直沈海高速跨度不小于 8.5m，净高大于 5.5m。40.18沈 阳 海口 新 建 桥 梁7m支 架 条 基 2m10.5图 2-1 新建桥梁和既有道路位置关系图4 / 132.2 地质情况门洞所处位置为沈海高速，路面宽
4、度 12.5m，比要求门洞跨宽度 8.5m 宽4m，因此门洞支架可座在路面范围内，根据沥青混凝土常用设计标准，路面承载力按 10MPa 考虑。2.3 拟定方案拟采用工 40a 工字钢作为主梁，钢管采用 630*10mm 钢管作为立柱，条形基础采用 25m*1m*0.5m，C25 砼。长度是根据斜交角度同时考虑每端长出现浇梁体 2m 计算得出，宽度拟定 1m，厚度 0.5m。支架间距拟定 200cm，布置图如下：10 10门 洞 中 心 线870图 2-2 门洞纵断面图 404040404020520520520桥 梁 中 心 线 12012090404040450 63*1m螺 旋 钢 管C5
5、砼 条 形 基 础.0既 有 道 路 路 面Ia双 排 工 字钢 横 桥 向 设 置工 字 钢顺 桥 向 设 置5 / 13图 2-3 门洞横断面图2.4、荷载分析及选用材料力学性能2.4.1 荷载分析整个支架承受的荷载分为静荷载和动荷载，静荷载主要为混凝土结构自重、模板自重、主梁分配梁自重等，动荷载主要为施工荷载，因支架较低且所处区域及季节较良，不考虑风荷载及雨雪荷载的影响。梁体荷载计算：梁体荷载采用分区法计算，取梁段不利位置，即界面最大处计算。 20105 1773.21820178073.21450404V-:262图 2-4 梁体混凝土重量计算分区图新浇筑混凝土自重取 25kN/m3，
6、如图，各分部混凝土重量如下表。序号区域 面积（） 混凝土重量（KN/m）1 1 0.63 15.752 2 1.68 423 3 0.49 12.254 4 2.16 54梁中部位实心混凝土重量为 45KN，折算成线荷载为 1.5KN/m。因梁体与承重纵梁为 40.18斜交，意味着最大荷载会通过不同纵梁的不同断面，其中部分纵梁会出现通长受力，部分纵梁只有一部分承受荷载，取通长受力的纵梁分析，偏安全考虑，按照通长最大荷载考虑，即 54+1.5=55.5KN/m。内模、外模重量6 / 13外模采用定型钢模板，内模采用竹胶板或钢模板，因模板目前还没做，按照以往经验，取内模外模折算线荷载 10KN/m
7、(内外模总重 30t)纵横梁重量（工 40a 工字钢，每端挑出 50cm）纵梁单根 9.5m 长，单根重量为 9.5*67.13=637.74kg，考虑纵梁按照 60cm 间距均布，则需要根数为 21/0.6+1=36 根，总重量为 36*637.74=22958.64kg横梁为钢管顶端分配梁，采用双拼 45a 工字钢，单根长度 24m，共两根，重量为：24*2*2*67.13=6444.48kg施工人员、材料及机具等施工荷载（取 2.5kPa）倾倒混凝土产生的冲击荷载（取 2kPa）振捣混凝土产生的荷载（取 2kPa）2.4.2 荷载组合荷载组合 I（用于强度计算）：1.231.456Iq荷
8、载组合 II（用于刚度计算）：.2I2.4.3 材料力学性能40a 工字钢：=截面特性:=截面惯性矩 Ix=21714.0762(cm4) 截面惯性矩 Iy=659.9021(cm4)截面抵抗矩 Wx=1085.7039(cm3) 截面抵抗矩 Wy=92.9440(cm3)回转半径 ix=15.8837(cm) 回转半径 iy=2.7690(cm)截面形心 x0=-0.0000(cm) 截面形心 y0=0.0000(cm)截面面积 A =86.0677(cm2)线密度 =67.1328(kg/m) =力学特性=弹性模量 E=206*10e3(N/mm2)抗拉、抗压、和抗弯强度设计值 f=215
9、(N/mm2)抗剪强度设计值 fv=125(N/mm2)7 / 13 630mm*10mm 钢管=截面特性:=截面惯性矩 Ix= Iy =9772.6699(cm4)截面抵抗矩 Wx= Wy=310.2456(cm3)回转半径 ix= iy=22.2387(cm)截面形心 x0= y0=0.0001(cm)截面面积 A =19.7603(cm2)线密度 =15.4131(kg/m)=力学特性=弹性模量 E=206*10e3(N/mm2)抗拉、抗压、和抗弯强度设计值 f=215(N/mm2)抗剪强度设计值 fv=125(N/mm2)双拼 45a 工字钢=截面特性:=截面惯性矩 Ix=64481.
10、0508(cm4) 截面惯性矩 Iy=13229.4443(cm4)截面抵抗矩 Wx=2865.8245(cm3) 截面抵抗矩 Wy=881.9630(cm3)回转半径 ix=17.7444(cm) 回转半径 iy=8.0374(cm)截面形心 x0=7.5000(cm) 截面形心 y0=-0.0000(cm)截面面积 A =204.7901(cm2)线密度 =159.7363(kg/m)力学性能同 45a 工字钢。 C25 砼根据混凝土结构设计规范（GB 50010-2010）4.1 条：混凝土强度设计值（N/mm 2）混 凝 土 强 度 等 级强度种类C15 C20 C25 C30 C35
11、 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80fc7.2 9.6 11.9 14.3 16.7 19.1 21.1 23.1 25.3 27.5 29.7 31.8 33.8 35.98 / 13ft0.911.101.271.431.571.711.801.891.962.042.092.142.182.222.5、各构件受力检算2.5.1 纵梁受力检算纵梁所受上部荷载组合 q1=1.2*（55.5+10+0.67*3 ） +1.4*（2+2+2.5 ）*2=99.21KN/m；q2=1.2*（55.5+10+0.67*3 ）=81.01KN/m.纵梁按照 60cm
12、 间距均布，最不利荷载位置底宽为 2m，即有 3.3 根工字钢共同受力，取 3 根，则单根工字钢受力为：99.21/3=33.07KN/m 和 81.01/3=27KN/m.按简支梁受力模型简化，则最大弯矩： 22max13.079.134.8Mql KNm最大应力：215Mpa9max42.1035.857MpaW需对纵梁间距进行调整，不利位置由 5 根共同受力，则间距为 40cm。q1=1.2*（55.5+10+0.67*5 ）+1.4*（2+2+2.5）*2=100.82KN/m；q2=1.2*（55.5+10+0.67*5 ）=82.62KN/m.则单根工字钢受力为：100.82/5=
13、20.16KN/m 和 82.62/5=16.52KN/m.则最大弯矩： 22max10.168.5.078Mql KNm最大应力：215Mpa9max2.7106.785MpaW满足要求。最大挠度：=2.75mm4 42max 885516.270.27538.0.1ql mEI 外露模板构件允许最大挠度为：l/400=9.1/400=0.023m=23mm9 / 13=27.5mm23mm。max挠度超限，需对纵梁进行调整，改为工 45a 工字钢；结构参数如下：型钢型号：RZ_I45a=截面特性:=截面惯性矩 Ix=32240.5313(cm4)截面抵抗矩 Wx=1432.9125(cm3
14、)回转半径 ix=17.7444(cm)截面形心 x0=-0.0000(cm)-截面惯性矩 Iy=854.9985(cm4)截面抵抗矩 Wy=113.9998(cm3)回转半径 iy=2.8896(cm)截面形心 y0=-0.0000(cm)-截面面积 A =102.3951(cm2)线密度 =79.8681(kg/m)截面每延米外表面积=1.4112(m2/m)=力学特性=弹性模量 E=206*10e3(N/mm2)抗拉、抗压、和抗弯强度设计值 f=215(N/mm2)抗剪强度设计值 fv=125(N/mm2)纵梁单根 9.5m 长，单根重量为 9.5*79.87=758.77kg，纵梁按照
15、 40cm 间距均布，则需要根数为 21/0.4+1=53 根，总重量为 53*758.77=40214.81kg则纵梁所受上部荷载组合 q1=1.2*（55.5+10+0.8*5）+1.4*（2+2+2.5 ）*2=101.6KN/m；q2=1.2*（55.5+10+0.8*5 ） =83.4KN/m.则单根工字钢受力为：101.6/5=20.32KN/m 和 83.4/5=16.68KN/m.10 / 1322max10.38.719.58Mql KNm最大应力：215Mpa9max2.51034.743MpaW满足要求。最大挠度：=18.7mm4 42max 885516.70.1738
16、.0320.5ql mEI 外露模板构件允许最大挠度为：l/400=9.1/400=0.023m=23mm=18.7mm23mm。max挠度满足要求。即纵梁选用工 45a 工字钢强度及刚度均能满足要求2.5.2 横梁计算（立柱顶分配梁）立柱顶分配梁采用工 45a 双拼工字钢，按两跨连续梁模型计算，上部荷载等效为均布荷载。考虑纵梁按照 40cm 间距均布，则需要根数为 21/0.4+1=53 根，总重量为53*758.77=40214.81kg上部静荷载总和为：（门洞之间全部荷载）G1=（15.75*2+42*2+12.25*2+54）*8.7+10*8.7+402.14=2176.94KN等效为线荷载：G 1/2/21=51.83KN/m横梁自重：15.97KN/m则静荷载之和为：51.83+15.97=67.8KN/m动荷载之和为：（2+2+2.5）*9.1*10.5=621.08KN等效线性荷载：621.08/2/21=14.79KN/m荷载组合：q 1=1.2*67.8+1.4*14.79=102.07KN/mq2=1.2*67.8=81.36KN/m最大弯矩： 2 2max10.7.01.7.54.6Ml KNm
