邊跨現(xiàn)澆段支架施工設(shè)計(jì)計(jì)算書VIP

1、新立堡跨渾河橋工程邊跨現(xiàn)澆段施工支架計(jì)算單計(jì) 算： 復(fù) 核：項(xiàng)目負(fù)責(zé)：副 部 長：部 長： 中鐵大橋局集團(tuán)第二工程有限公司設(shè)計(jì)事業(yè)部二一二年一月14 / 15文檔可自由編輯打印一、邊跨現(xiàn)澆段簡述邊跨現(xiàn)澆段為C50預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，單箱雙室結(jié)構(gòu)，橋面雙向1.5%橫坡通過調(diào)整主梁腹板高度來形成，其中7#（10#）墩支點(diǎn)處梁高4.35m（梁外側(cè)），6#（11#）墩邊跨直線段梁高2.35m（梁外側(cè)），梁高由中支點(diǎn)向邊支點(diǎn)按1.5次拋物線漸變。主橋橋面全寬40m，分上下行兩幅橋，單幅箱梁頂寬19.99m，懸臂翼緣寬4.6m，箱梁底寬10.8m。箱梁頂板厚0.28m，底板厚在梁高變化范圍內(nèi)按1.5次拋物線

2、由0.9（0.7）m變至0.3m。支點(diǎn)范圍內(nèi)腹板厚0.9m，跨中范圍腹板厚0.5m，中間用局部變厚段過渡。邊跨現(xiàn)澆段全長68m。二、設(shè)計(jì)說明邊跨現(xiàn)澆段支架采用鋼管腳手滿堂支架施工，鋼管腳手架支承在鋼管貝雷梁支架上。滿堂支架使用48，=3.5mm碗扣式鋼管腳手架，下部采用630×8和800×10兩種規(guī)格鋼管柱作為立柱，雙HM588型鋼作分配梁，上面擺放貝雷梁組，鋼管腳手架通過方木支撐在貝雷梁組上。詳見“邊跨現(xiàn)澆段結(jié)構(gòu)圖”圖1. 邊跨現(xiàn)澆段施工支架布置圖（mm）三、設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算荷載：(1)、箱梁砼(q0)重：按26kN/m3考慮；(2)、施工荷載：q1=2.5kN/m2；(

3、3)、振搗荷載：q2=2.0kN/m2（僅在計(jì)算底模時(shí)計(jì)入）；(4)、內(nèi)模自重：q3=1.0kN/m2（僅在計(jì)算底模時(shí)計(jì)入）；(5)、底模、側(cè)模和腳手架自重：q4=2.5kN/m2（僅在計(jì)算底模時(shí)計(jì)入）；四、設(shè)計(jì)驗(yàn)算1、模板計(jì)算箱梁底模采用木模，小肋沿順橋向布置，大肋沿橫橋向布置，小肋使用80mm×100mm方木，大肋使用120mm×150mm方木，模板計(jì)算按三跨連續(xù)梁計(jì)算。面板采用12mm竹膠板。腹板下小肋間距取150mm，底板其余位置小肋間距取250mm，大肋間距取600mm。竹膠板取單位寬度（1cm）計(jì)算：E5×109Pa，=30Mpa，M=，f=，I=1.

4、44×103mm4 100×80mm方木：E9×109Pa，10MPa，W=，150×120mm方木：E9×109Pa，10MPa，W=，1.1 面板（12mm厚竹膠板）驗(yàn)算荷載計(jì)算：腹板處砼荷載：qa=4.5×26=117kN/m2； 其余底板砼荷載：qb=1.5×26=39kN/m2；腹板下荷載：q =( q1+q2+qa)×0.01=1.215kN/m其余底板下荷載：q=( q1+q2+q3+ qb)×0.01=0.445kN/m (1)、腹板位置=11.4(MPa)< ，滿足要求。 (2)、

5、其余底板位置=11.6(MPa)< ，滿足要求。1.2 小肋（100mm×80mm方木）驗(yàn)算由支架布置圖易知，小肋受力最不利位置在靠近7#（10#）墩附近，此處腹板高度最大，為4.5m，同時(shí)頂?shù)装搴穸群瓦_(dá)到最大，為1.5m。將箱梁頂板加底板與腹板位置的混凝土重?fù)Q算為小肋線荷載有：腹板下荷載： kN/m其余底板下荷載： kN/m直接取最大線荷載17.55kN/m驗(yàn)算小肋。荷載集度 kN/m。小肋計(jì)算跨度即為大肋間距。=4.9(MPa)< ，滿足要求。1.3 大肋驗(yàn)算大肋橫橋向布置，腳手架橫橋向間距有300、600、900mm三種。其中300mm間距是在腹板下，其余均在非腹板

6、位置的底板下。(1)、腹板位置：由于腹板位置小肋間距為150mm，所以按最不利擺法，大肋取如下計(jì)算模型：圖2：腹板位置大肋計(jì)算模型集中力P=ql=18.23×600=10938N，滿足要求(2)、中間底板位置：由于此位置小肋間距為250mm，所以按最不利擺法，大肋取如下計(jì)算模型：圖3：其余底板位置大肋計(jì)算模型集中力P=ql=9.75+(2+2.5+1)×0.25×600=6675N根據(jù)有限元模型建模計(jì)算得到：圖4：其余底板位置大肋應(yīng)力計(jì)算結(jié)果最大應(yīng)力5.9MPa，滿足要求。圖5：其余底板位置大肋變形計(jì)算結(jié)果 最大變形0.734mm，滿足要求。2、腳手架驗(yàn)算箱梁截面

7、下布置鋼管腳手架，綜合考慮取順橋向鋼管腳手架間距為600mm；橫橋向腹板下腳手架間距為300mm，中間底板下腳手架間距為600900mm。據(jù)建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范進(jìn)行驗(yàn)算。碗扣式滿堂支架是組裝構(gòu)件，單根碗扣在承載力允許范圍內(nèi)就不會(huì)失穩(wěn)，因此以軸心受壓的單根立桿進(jìn)行驗(yàn)算：公式：梁體及圍擋水平風(fēng)荷載計(jì)算：k = 0.7z·s·0式中：k風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）；z風(fēng)壓高度變化系數(shù)，按建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范附錄D規(guī)定采用1.0；s風(fēng)荷載體型系數(shù)，按建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范4.3.2采用；懸掛密目式安全立網(wǎng)的支撐架體型系數(shù)：s=1.3 ，為

8、密目式安全立網(wǎng)擋風(fēng)系數(shù)，可取0.8，實(shí)體取1.0；0基本風(fēng)壓（kN/m2），按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)定采用0.55；梁體風(fēng)荷載Wk梁 = 0.7z·s·Wo=0.7×1.0×1.3×1.0×0.55=0.5kN/m2圍擋風(fēng)荷載Wk圍 = 0.7z·s·Wo·=0.7×1.0×1.3×0.8×0.55=0.40kN/m2腳手架采用外徑48mm，壁厚3.5mm鋼管，A4.893cm2，慣性半徑i=1.576cm橫桿步距為120cm，立桿計(jì)算長度l0=h+2a=1

9、20+2×29=178，其中a為立桿伸出頂層水平桿長度。鋼管長細(xì)比L/i=178/1.576=112.9<=250取113；查表得:2.1 不組合風(fēng)荷載：腹板處：在鋼管腳手架支承范圍內(nèi)腹板最厚處在中支點(diǎn)附近，約在700900mm漸變段中點(diǎn)處，腹板高度為43314500mm漸變。估算的腹板下鋼管最大軸力：單根鋼管軸力為20.7+0.6×(2.5+2)=23.4kN。荷載組合下：N= 其余底板處：在鋼管腳手架支承范圍內(nèi)底板最厚處在中支點(diǎn)附近，在700900mm漸變段處，取平均值800mm，頂板厚度為480600mm漸變，取平均值540mm，估算的鋼管最大軸力：單根鋼管軸力

10、為18.8+0.6×(2.5+2+1)=22.1kN。荷載組合下：N= ，滿足要求。2.2 組合風(fēng)荷載：腹板處：中間底板處： ，滿足要求。2.3 在風(fēng)荷載作用下，斜桿扣件強(qiáng)度計(jì)算圖6：斜桿扣件受力圖示其中，h=1.2m，Lx=0.9m，風(fēng)荷載轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)荷載：W1=（Wk梁+Wk圍）·S格·，W=Wk圍·S格·S格=1.2×0.9m2；=1.4，可變荷載安全系數(shù)。W1=（0.50+0.40）×1.2×0.9×1.4=1.35kN；W=0.40×1.2×0.9×1.4=0.6kN

11、依據(jù)力的平行四邊形關(guān)系：Ws1=；Ws=鋼管扣件抗滑移承載力按建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范5.6.4-3條公式計(jì)算：即：8 kN> Ws1+3 ×Ws=1.69+3×0.75=3.94kN，合格。3、鋼管貝雷梁支架驗(yàn)算鋼管貝雷梁支架采用MIDAS/CIVIL 2006建立整體模型計(jì)算，計(jì)算整體模型如下：圖7：支架整體模型模型中各構(gòu)件材質(zhì)規(guī)格及布置形式見“邊跨現(xiàn)澆段結(jié)構(gòu)圖”。箱梁混凝土荷載、模板和腳手架自重及施工荷載（q0+q1+q4+q5）轉(zhuǎn)化為線荷載，加在貝雷梁上弦上，具體為：圖8：貝雷片分組示意圖（1） 腹板下布置四片貝雷梁作為腹板組。腹板組線荷載值隨箱梁

12、腹板高度厚度變化取20.0743.41kN/m不等；（2） 其余底板位置布置三片貝雷梁，作為底板組。底板組線荷載值隨箱梁腹板厚度變化取20.8744.52kN/m不等；（3） 翼緣下布置二組共四片貝雷梁，作為兩個(gè)翼緣組，其中靠近腹板的翼緣組線荷載取19.20kN/m，遠(yuǎn)離腹板的翼緣組線荷載為12.28kN/m； 計(jì)算中考慮底模及其他施工器械重量，結(jié)構(gòu)自重取1.1倍增大系數(shù)?；炷梁奢d考慮整體換算線荷載時(shí)產(chǎn)生誤差及箱梁本身的橫橋向變高，取1.05倍增大系數(shù)，結(jié)構(gòu)計(jì)算中混凝土荷載產(chǎn)生的總反力和為3324t，與估計(jì)值吻合，說明建模荷載加載較合理。結(jié)構(gòu)驗(yàn)算按照容許應(yīng)力法進(jìn)行，貝雷梁容許應(yīng)力取210MP

13、a，豎桿容許軸力取210kN，斜桿容許軸力取171.5kN。Q235鋼材容許正應(yīng)力取140MPa。3.1、鋼管立柱驗(yàn)算。在施加的荷載下，鋼管立柱反力如下圖：圖9：鋼管立柱反力結(jié)果（t）（1）立柱穩(wěn)定性驗(yàn)算最大反力出現(xiàn)在6#（11#）墩承臺(tái)上的立柱，為170.2t，此立柱規(guī)格為800×10，回轉(zhuǎn)半徑，截面積。打入的立柱規(guī)格為630×8，回轉(zhuǎn)半徑，截面積，最大反力91.8t。立柱在地面以上長度。立柱計(jì)算長度依據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范5.8.4條計(jì)算，有：對(duì)于630×8立柱，地基土水平抗力系數(shù)比例系數(shù)m取5.0；立柱在地面以下長度；故打入立柱計(jì)算長度；7、10#墩承臺(tái)上的63

14、0×8鋼管立柱長細(xì)比；查表得:6、11#墩承臺(tái)上的800×10鋼管立柱長細(xì)比；查表得:對(duì)于打入630×8鋼管立柱長細(xì)比；查表得:對(duì)于800×10立柱， ，滿足要求。對(duì)于承臺(tái)上的630×8立柱， ，滿足要求。對(duì)于打入630×8立柱， ，滿足要求。（2）立柱打入深度驗(yàn)算 對(duì)于630×8立柱，周長U=1.979m，打入深度以15.3m計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)院提供地質(zhì)資料，打入樁范圍內(nèi)土層參數(shù)如下表：表1：6-7#墩地層參數(shù)表6-7#墩參數(shù)填土層淤泥質(zhì)土礫砂層圓礫層層厚9.350.62.23.15樁側(cè)摩阻力（kPa）452080120表2：1

15、0-11#墩地層參數(shù)表10-11#墩參數(shù)填土層淤泥質(zhì)土礫砂層圓礫層層厚6.550.55.92.35樁側(cè)摩阻力（kPa）452080120對(duì)于6、7#墩附近鋼管立柱，樁側(cè)摩阻力為：>918kN對(duì)于10、11#墩附近鋼管立柱，樁側(cè)摩阻力為：>918kN3.2、鋼管聯(lián)結(jié)系驗(yàn)算。鋼管聯(lián)結(jié)系使用 20a型鋼結(jié)構(gòu)。聯(lián)結(jié)系應(yīng)力情況如下圖：圖10：鋼管立柱聯(lián)結(jié)系應(yīng)力圖(MPa) 最大組合應(yīng)力為66.7MPa，滿足要求。3.3、斜撐驗(yàn)算分配梁3的斜撐使用377×6鋼管，截面面積，回轉(zhuǎn)半徑。斜撐軸力如下圖：圖11：斜撐軸力圖(kN)斜撐最大軸力為690kN，斜撐計(jì)算長度取4m。斜撐細(xì)比；查表

16、得:。3.4、分配梁驗(yàn)算。分配梁規(guī)格均為2H588，分配梁4直接擺放在鋼管立柱頂，在雙排樁樁頂分配梁13擺在分配梁4上，其余位置也直接擺在鋼管立柱頂。分配梁13的應(yīng)力情況如下圖：圖12：分配梁1應(yīng)力圖(MPa)最大組合應(yīng)力為138.8MPa，滿足要求。圖13：分配梁2應(yīng)力圖(MPa)最大組合應(yīng)力為84.1MPa，滿足要求。圖14：分配梁3應(yīng)力圖(MPa)最大組合應(yīng)力為75.5MPa，滿足要求。分配梁1最大應(yīng)力最大，故變形最大。變形情況如下圖：圖15：分配梁1位移圖(mm) 最大位移為13.6mm。此處立柱變形為2.0mm，故分配梁1最大變形為11.6mm。分配梁4應(yīng)力情況如下圖：圖16：分配梁

17、4應(yīng)力圖(MPa)最大組合應(yīng)力為114.5MPa，滿足要求。分配梁4變形情況如下圖圖17：分配梁4位移圖(mm) 最大位移為3.3mm。此處立柱變形為2.0mm，故分配梁1最大變形為1.3mm。3.5、貝雷梁驗(yàn)算。（1）標(biāo)準(zhǔn)貝雷梁驗(yàn)算標(biāo)準(zhǔn)貝雷梁應(yīng)力狀況如下：圖18：貝雷梁應(yīng)力圖（邊腹板下）(MPa)最大組合應(yīng)力為189.1MPa，滿足要求。標(biāo)準(zhǔn)貝雷梁豎桿軸力狀況如下：圖19：貝雷梁豎桿軸力圖（邊腹板下）(kN)最大軸力為154.2kN，滿足要求。標(biāo)準(zhǔn)貝雷梁斜桿軸力狀況如下：圖20：貝雷梁斜桿軸力圖（邊腹板下）(kN)最大軸力為113.2kN，滿足要求。（2）新制貝雷片驗(yàn)算新制貝雷片采用210和28制成，其應(yīng)力狀況如下圖：圖21：新制貝雷片應(yīng)力圖(MPa)最大組合應(yīng)力為89.1MPa，滿足要求。（3）加強(qiáng)立柱驗(yàn)算新制加強(qiáng)立柱采用210制成，其應(yīng)力狀況如下圖：圖22：加強(qiáng)立柱應(yīng)力圖(MPa)最大組合應(yīng)力為62.4MPa，滿足要求。3.6、貝雷梁頂方木分配梁驗(yàn)算貝雷梁頂方木規(guī)格為150×120mm，其結(jié)構(gòu)參數(shù)同前。在腹板位置，其受力狀況如下：圖23：貝雷梁頂方木腹板位置受力圖示 集中力取單根鋼管的軸力23.4kN。在其他底板位置，其受力狀況如下：圖24：貝雷梁