40+56+40m支架法连续梁支架及门洞计算书.docx

附件4：支架及门洞结构受力分析验算书一、工程概况辽河2#特大桥40+56+4OnI连续梁(DK549+989.6),桥址位于山东省邹城市大束镇匡庄村境内，该连续梁全长137.7m,与东西走向的S342岚济线(省道)斜交，斜交角度H6o0,(大里程方向右角)。桥梁从S342省道上部跨越，公路上部连续梁孔跨距公路路面7.5m左右。本段线路为直线地段，桥梁设计二期恒载为120KNm140KN°梁体为单箱单室、变高度、变截面结构；箱梁顶宽12.0m,箱梁底宽6.7mo顶板厚度40cm,腹板厚度4880cm,底板厚度40-80cm;梁体计算跨度为40+56+40m,中支点处梁高4.35m,跨中IonI直线段及边跨17.75m直线段梁高为3.05m,边支座中心线至梁端0.75m,边支座横桥向中心距5.6m,中支座横桥向中心距5.9m。全联在端支点、中支点及跨中共设5个横隔板，隔板设有孔洞(孔洞尺寸：高义宽=120CmXI50cm),供检查人员通过。本连续梁设计采用满堂支架现浇施工。跨S342省道部位预留两个宽X高二5.0X4.5m交通门洞。二、计算依据1 .铁路桥涵设计基本规范(TB10002.1-2005)2 .铁路桥涵施工规范(TB10203-2002)3 .建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJI30-2001)4 .铁路工程抗震设计规范(GB50111-2006)5 .铁路桥涵地基和基础设计规范(TB10002.5-2005)6 .工程设计图纸及地质资料。7 .公路桥涵施工手册及其他有关的现行国家及地方强制性规范和标准。8 .路桥施工计算手册（2001）.人民交通出版社9 .钢结构设计规范（GB50017-2003）三、支架材料要求根据施工单位的施工技术条件，采用满堂碗扣式支架。钢管规格为48X3.5mm,有产品合格证。钢管的端部切口应平整，禁止使用有明显变形、裂纹和严重绣蚀的钢管。扣件应按现行国家标准钢管支架扣件（GB15831）的规定选用，且与钢管管径相配套的可锻铸铁扣件，严禁使用不合格的扣件。新扣件应有出厂合格证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证，当对扣件质量有怀疑时，应按现行国家标准钢管支架扣件（GB15831）的规定抽样检测。旧扣件使用前应进行质量检查,有裂缝、变形、锈蚀的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换。支架材料及施工必须满足建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJI30-2001）的规定。所有钢材均为A3钢，所有木材均为红松，根据路桥施工计算手册P176-P177规定，A3钢材容许应力分别为：抗拉、抗压轴向力。=140MPa、弯曲应力ow=145MPa、剪应力=85MPa、E=2.1×IO5MPao红松顺纹容许弯应力。w=12MPa.E=0.9×10,MPao四、支架布置和验算(一)支架布置采用满堂碗扣式支架，顺桥向间距均为0.6m,中支座6m及边支座3m范围内，支架顺桥向间距为0.3m,横桥向箱梁腹板下18m范围内，支架间距为0.3m,共6排，其余位置横桥向间距均为0.6m。支架搭设联系横杆步距为12m,支架搭设宽度较梁每边宽15m,共15m宽。每根立杆下端均设定C20混凝土垫层，厚20Omnb用以扩散支架底托应力。立杆顶端安装可调式U形支托，先在支托内安装纵向方木(12CmX14cm),长4m,间距为0.3m,再按设计间距和标高安装横向方木(12CnIX14cm),长4m,间距为06n,其上安装底模板。(二)支架验算1.荷载计算(1)箱梁自重：梁底宽6.7m,取单位节段1m,箱梁底总面积为6.7m2,箱梁税总重量G=Yv=S1=26X13.91(截面积)×1-361.66kN,每平方米的重量为361.66÷6.7=53.98kNm2=5.4tm2(2)模板自重：竹胶板容重7.5kN厚18mm,每平方米的重量为：外模板：1X(6.7+2×4.35+2×2.65)×0.018×0.75÷6.7=0.042tm2内模板：1X(6.7+2×4.35)×0.018×0.75÷6.7=0.031tm2(3)方木自重：方木容重7.5kN每平方米的重量为：内楞方木：(6.7÷0.3×1×0.12×0.14)XO.75÷6.7=0.042tm2外楞方木：(1÷0.6×6.7×0.12×0.14)XO.75÷6.7=0.021tm2(4)支架自重：支架重量O.0384kNm,每平方米的重量为：立杆：(1÷0.6)X(6.7÷0.6+6)×9×0.00384÷6.7=0.148tm2横杆：1÷06><6.7+(6.7÷0.6+6)×1×(9÷1.2)×0.00384÷6.7=0.122tm2考虑扣件的重量和箱梁内支架重量，支架高度均取9m。取2.5kN/m:(5)施工荷载:每平方米的总重量：5. 4+0.073÷0.063+0.27+0.25+0.2+0.2=6.41tm22 .碗扣支架立杆抗压强度验算荷载按13倍的系数考虑，则每平方米的重量为6.41X13=83t。对于碗扣支架钢管(48r,壁厚3.5mm),容许抗压强度。=68KN,根据以往施工经验，单根钢管按小于40KN(4t)进行复核。支架采用多功能碗扣式支架，沿桥纵向步距60cm,横向步距60cm,每根立杆受正向压力为：8.3X0.6X0.6=2.9t,小于碗扣式支架立杆允许承载力4.Ot,满足要求。3 .支架稳定性验算对于碗扣支架钢管(48mm,壁厚3.5mrn),中间横杆间距支2m,I=JI(D,-d,)/64=(4.8,-4.I4)/64=12.18cm,根据欧拉公式：Per=JI2EI/(UH)2=2×2.1×105×12.18/(1×1.2)2=175kN>29kN满足稳定性要求4 .模板强度、刚度验算方木间距、跨度按30cm><60cm排列，计算荷载q=8.3t?竹胶板模板抗弯截面系数：%=加/6=O.6x().O182/6=3.24x1O-573惯性矩.1o=力312=0.6X0.0183/12=0.2916×106w3板承受线荷载：q=0.6x&3=4.98rn=49.8KNm板跨中弯矩：M=q12/S=4.98×0.32/8=0.()561m弯拉应力：=M!Wxo=0.056/(3.24×105)=7.3MPa<=5MPa(厂家提供标准)竹胶板弹性模量：E=7.9×W4MPa挠度：=5/4/384E/=5×49.8×0.34/(384×7.9×IO6×0.2916×106=0.00224m=0.08/400<0.3/400模板强度和刚度都满足要求。5 .大、小横杆验算(1)小横杆纵向方木(12cm×14cm),长4m,间距为0.3m。I=bh312=12×14312=2744cm4W=bh26=12×1426=392cm3Q总=8.3X9.8=81.34kNm2M=q总I8=8134×0.3×0.628=1.09kNm=MW=1.09/392×10=2.70MPa<1=12MPa,强度满足要求。8=5q总17384£1=5*81.34×0.3×0.67384X0.9×10,X2744×IO8=0.17mm1=0.17/0.6×103=0.11400<0.3/400,刚度满足要求。(2)大横杆横向方木(12cm×14cm),长4m,间距为0.3Ino由于大横杆与小横杆之间的每个节点下部都有一根钢管立柱支撑，因此大横杆只在交点处受压，弯矩及变形无需计算。6 .碗扣节点承载力验算立杆承受大横杆传递来的荷载：Pc=q总12=8134×0.6×0.6/2=14.6kNQb=60kN节点承载力满足要求。7 .基础验算立杆下端均设定刚性C20混凝土垫层，厚200mm,扩散角为0=45°。地基承载力标准值按fgk=260kN)2计算,脚手架地基承载力调整系数：kc=0.5o每根立杆受正向压力为：8.3×0.6×0.6=2.9t,有效受压面积S=(0.6+02tan450×2)2=1m2p=2.9X9.8/(1X1)=28.42kNm2fg=260X0.5=130kNm2地基承载力满足要求。8、内模支撑验算a.荷载计算(1)箱梁自重：取端部顶板最厚处梁体单位节段进行计算，梁底计算宽度取5.5m,单位节段长hn,箱梁底总面积为5.5痛，箱梁险总重量G=v=S-1=26X4.36(截面积)×>113.36kN,每平方米的重量为113.36÷5.5=20.61kNm2=2.1tm2(2)模板自重：竹胶板容重7.5kN厚15mm,每平方米的重量为：内模顶模：1×5.5×0.015×0.75÷5.5=0.011tm2(3)顶模支撑桁架：槽钢+联系杆组合件按每平方米的重量为O.05t)2计算(4)施工荷载：取2.5kNk(5)倾倒与振捣荷载：取2kN12(6)其他荷载(张拉施工)：取2kNm2每平方米的总重量：2.1+0.011+0.05+0.25+0.2÷0.2=2.811tm2b.碗扣支架承载力验算荷载按12倍的系数考虑，则每平方米的重量为2.811X12=3.37t0支架采用多功能碗扣式支架，按沿桥纵向步距60cm,横向步距60cm计算。每根立杆受正向压力为：3.37X0.6×0.6=1.21t,安全系数按1.3考虑,则每根立杆受正向压力为：121X13=1583小于碗扣式支架立杆允许承载力4.Ot,符合要求。c.碗扣节点承载力验算立杆承受上部桁架传递来的荷载：Pc=q总17/2=1.21×9.8×0.6×0.6/2=2.13kNQ1=60kN节点承载力满足要求。d.支架稳定性验算对于碗扣支架钢管(48mm,壁厚3.5mm),中间横杆步距0.6m,I=(D1-d,)/64=(4.81-4.I4)/64=12.18cm,根据欧拉公式：Per=2EI/(H)2=2×2.1×105×12.18/(1×0.6)2=222.75kN>15.8kN符合稳定性要求。(三)门洞布置及验算1门洞布置跨S342省道设置机动车门洞2个,门洞净宽5m,高4.5m。沿262#墩至263#墩设置钢管门柱。门柱下部为钢筋混凝土条形扩大基础，扩大基础顶面预埋16nm厚钢板，门柱与钢板之间焊接，焊接方式为围焊，四周设加劲缀板；门柱上设置工字钢纵梁。门柱钢管采用热轧无缝钢管，直径35Imnb壁厚16mm,计算长度4.5m。门洞立柱设三排，每排间距1m,每根立柱上部设封口钢板，钢板厚16mmo每排门柱上设一道32b号工字钢横梁（横桥向），横梁上根据支架横桥向排距依次布设63b号工钢纵梁，其上铺放12CrnX14cm枕木搭设满堂支架。所有型钢间连接点均点焊加固，各向型钢横纵梁间设联系杆，提高传力体系整体性。门洞顶部应搭设不透水防护棚，保证下部行车及行人安全。具体形式见门洞结构布置图。各种钢管及型钢必须是有生产资质的厂家生产，质量标准要满足相关规范要求。使用前要逐件进行外观和质量检查，决不允许有裂痕、变形或锈蚀等缺陷的构件使用。2.门洞验算(1)跨S342省道交通门洞，净宽5m,斜宽56n,高4.5m,跨越门洞纵梁为63b号工字钢，纵梁最大间距0.9m,最小间距0.3m。纵梁：I=98171cE=2.1×IO5MPa,W=3117c