泗许特大桥门洞方案及脚手架计算书_精品文档Word文档格式.doc

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1、概况

跨泗许立交特大桥（40+64+40）m位于宿州市埇桥区，梁底宽3.4米，顶宽4.9米，梁高变化在3m~5m之间，宿淮铁路于DK020+795处上跨泗许高速公路而建，高速公路目前在该段基层已施工完成，桥位处于地势开阔平坦，交通条件便利。

该桥在上跨泗许高速公路时设计为三跨连续箱梁，满堂支架现浇。

边跨孔40米，主跨跨64米，现浇采用普通钢管脚手架，为确保在建泗许高速公路正常施工，在高速公路路基宽度范围内留设门洞，左右幅各设置门洞一个，门洞宽度按路面沥青混凝土摊铺机通过为原则，门洞设置宽度7米，门洞的限制高度均为5.5米。

2、工期安排：

目前连续箱梁段钻孔桩已全部完成，正在进行下部结构承台、墩身的施工。

计划开始施工上部结构连续箱梁在2010年3月25日，完工日期2010年6月25日，总工期3个月。

3、总体施工方案

本工程施工协调主要牵涉到在建泗许高速公路相关单位，施工范围不涉及其它的交通管理部门协调问题，施工时，跨高速公路设置双向门洞行车道2个，门洞限高5米，净宽7米。

场外设置减速带、标示牌，夜间指示灯等安全防护用具。

门洞支架采用钢管桩加组合H型钢分配梁搭设，非门洞处采用满堂落地式脚手架现浇，混凝土浇注前采用袋装砂进行预压，预压荷载根据设计要求进行施工。

4、基础处理

门洞基础采用C30混凝土基础，在基础顶部配置钢筋网片，基础底部采用双层油毛毡隔离，并在基础混凝土顶面预埋钢管桩立柱底座板。

非钢管支架基础在高速公路范围，采用满堂支架浇注，钢管脚手管底部支撑在25#槽钢上，保护目前的路面基层部分。

非跨高速公路部分满堂支架基础需要进行处理，施工前将原地面找平，场地平整后用18吨压路机压实，后铺筑一层15cm厚级配碎石层压实后（软弱地段换填垫片石和灰土），再浇筑一层15cm厚C20混凝土垫层硬化处理。

5、门洞设置及交通组织

1）门洞设置在高速公路左右幅，每幅设置一个门洞，门洞净尺寸B（宽）xH（高）=7.0mx5.5m和B（宽）xH（高）=7.0mx5.5m。

2）安全设施：

目前高速公路正在建设之中，车流流量主要来自施工车辆，在考虑安全设施防护时在主要考虑施工的车辆。

在洞口前后各200米处设置减速带，并设置限高杆，在门洞前后各1000m范围设置限速标识牌和安全警示牌。

夜间照明及警示灯等装置在门洞口设置，所示警示牌均要有夜间反光装置。

6、基坑开挖施工

跨泗许高速公路特大桥31#、32#墩位于高速公路路基两侧，基坑开挖深度在3.7米，原地地面标高+25.2m，基坑开挖底标高在+21.5m左右，基坑开挖在该处采用25#槽钢，单根长度10米，利用振动锤逐根打入，形成垂直支护，对角采用水平支撑围囹支撑。

7、门洞支架设计方案

门洞部分采用钢管桩基础，浇注混凝土扩大条形基础，钢管桩直径600mm，壁厚16mm，单根钢管立柱顶横桥向设置H700组合型钢，与钢管顶封端板采用三角劲板焊接牢固，纵桥向也布置H700组合型钢。

下图为钢管支撑部分梁体模板图。

8、门洞结构设置力学安全性验算

门洞立柱采用φ609X16钢管，立柱间距2.25米，顺桥向主梁布置H700型钢，钢管顶横桥向分配梁为H700组合型钢，高速公路与宿淮铁路立交平面夹角50度。

8.1各材料截面性能特征：

（一）、φ609*16钢管截面特性

1、钢管截面积:

A=1/4π（D2-d2）=π/4*（60.92-57.72）=298.074cm2

2、钢管的回转半径:

ix=20.973cm

3、单位重：

g=234Kg/m

4、抗扭系数Wt=8611.973cm3

5、轴惯性矩Ix=[（D/2）^2-（D/2-t）^2]*3.142=131117.298cm4

6、截面抵抗矩Wx=0.0982*[（D^4-（DN）^4]/D=4305.9cm3

（二）、H700组合钢梁截面特性

1、截面积

A=1.8*70*2+66.4*1.6*2=464.5cm2

2、轴惯性矩Ix=2*1.6*66.43/12+2*70*1.8*33.292+（忽略）

=357340.4cm4；

3、截面抵抗矩Wx=IX/34.1=357340.4/34.1=10479.2cm3

4、单位重：

g=364.6Kg/m

（三）、I32a截面特性

1、截面积:

A=67.12cm2

ix=12.85cm

g=52.69Kg/m

4、轴惯性矩Ix=11080cm4

6、截面抵抗矩Wx=692.5cm3

8.2荷载取值情况：

荷载取值：

最不利荷载处梁截面尺寸如下，顶底板厚按800mm计算，腹板处腹板厚600mm，梁高按为3500mm代入计算：

1）根据设计图纸混凝土容重为N1=26KN/m3，

2）模板考虑自重按N2=0.75KN/m2，

3）、施工人员施工料具行走或堆放荷载N3=2.5KN/m2，

4）、混凝土振捣时产生荷载N4=2KN/m2，

5）、混凝土倾倒产生的冲击荷载取N5=2.0KN/m2，

腹板与底板处每平米荷载值：

腹板处砼自重N1腹=26X3.5=91KN/m2，底板处混凝土自重N1底=26X0.8=20.8KN/m2。

P=1.2X（91+0.75）+1.4x（2.5+2+2）=119.2KN/m2

底板处每平方米承受荷载为:

P=1.2X（20.8+0.75）+1.4x（2.5+2+2）=35KN/m2

腹板处线荷载q=119.2x0.6+0.55*35=90.8kN/m。

按腹板处最大弯矩Mmax=1/8*qL2=0.125*119.2*（8/COS40）2=1238KN.m。

8.3验算跨门洞组合主型钢（L=8/COS40=10.443m）:

W=1238x1000/170=7281cm3。

选H700组合型钢，W=10479.2cm3＞7281cm3，可以满足要求。

计算腹板下型钢挠度：

ω=5ql4/（384EI）=5*90.8*104434/（384*2.10*105*357340.4*104）=18.7mm

允许挠度［f］=l/500=10443/400=26mm

挠度满足要求。

8.4钢管立柱顶横桥向分配梁计算

翼缘板与顶底板处均按800mm毫米混凝土计算，腹板宽度600mm以内按3500mm高厚度计算荷载，各处线荷载计算如下：

边跨线荷载：

Q1（顶底板、翼缘板处）=37.36X0.5X10.443=195KN/m

Q2（腹板处）=q=121.6x0.5X10.443=635kN/m

简化计算简图，受力简图如下：

经过计算，得到弯矩和剪力图如下：

荷载计算简图（KN\m）

弯矩图（KN.m）

剪力图（KN）

最大弯矩Mmax=136.38KN.m

按此布置需要的材料截面抗弯模量W=136.38x1000/170=802cm3.

选2I32a工字钢，W=2x469.4=938.8＞802cm3

满足要求。

计算最大截面处剪力产生的应力：

最大剪力：

Qmax=490.28+195.25=685.53KN：

Sx=400.5cm3,I=11080cm4

满足要求。

中间跨立柱顶横向分配梁荷载如下：

最大计算荷载处，荷载分布宽度B=0.5*（7+5）/COS40=15.7*0.5m，各处线荷载计算如下：

Q1（顶底板、翼缘板处）=37.36X15.7*0.5=293.3KN/m

Q2（腹板处）=q=121.6x15.7*0.5=954.5kN/m

最大弯矩Mmax=205.1KN.m

按此布置需要的材料截面抗弯模量W=205.1x1000/170=1206cm3.

选H700组合型钢，W=10479.2cm3＞1206cm3

Qmax=736.22+287.93=1024.2KN：

腹板处A=66.4*1.6*2=212.5cm2

8.5钢管立柱验算：

柱顶受到荷载为轴向力P=2408.8KN立柱计算长度L0=5.0m，由于是旧管。

乘以0.75折简系数。

查规范，φ=0.90

求稳定σ1＝N*1000/（φA*0.75）=89.8MPa

σ1=89.8/0.75=120Mpa＜164Mpa满足要求

（Q235钢管容许应力205*80%=164Mpa，80%为旧管折减系数）

9、非门洞处满堂钢管支架体系及模板结构设计

本工程支架体系分两部分，一部分为跨门洞少支点型钢式支架，另一部分为满堂式钢管式脚手架支撑体系。

从目前原地面和设计标高可知，高管脚手架搭设最高点在边跨处，高度达8米。

9.1、最不利荷载分析：

梁最不利荷载分布在31#、32#墩，该分布3米范围内梁高5米，荷载集中在墩顶，支架计算时忽略该点；

满堂支架体系分直线段和非直线段两部分。

非直线段最不利荷载：

取31#墩某截面，取梁相临截面（14#截面）为最不利荷载。

梁高取4800mm，腹板厚取值800mm，顶底板厚度合计320+650=970mm。

直线段最不利荷载：

选取30#墩边梁3#—4#截面处截面参数计算，梁高取3000mm，腹板厚取值600mm，顶底板厚度合计450+500=950mm。

9.2、荷载取值：

恒载取1.2安全分项系数，活载取1.4安全分项系数，不考虑风荷载。

（1-5项根据公路桥涵施工技术规范取值）

6）、钢管支撑杆自重荷载构配件取值如下；

根据按照<

建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范>

JBJ130—2001中规定

直角扣件：

按每个主节点处二个，每个自重：

13.2N/个；

旋转扣件：

按剪刀撑每个扣接点一个，每个自重：

14.6N/个；

对接扣件：

按每6.5m长的钢管一个，每个自重：

18.4N/个；

横向水平杆每个主节点一根，取2.2m长；

钢管尺寸：

φ48×

3.5mm，每米自重：

38.4N/m。

扣件式钢管支架自重（按8m高度计算）

a、立杆自重（采用￠48*3.5mm钢管单位重量为3.84kg/m）

q立=0.0384KN/m*8m=0.307（KN/根）

q水平杆自重：

=6*2.2*0.0384=0.507（KN/根）

b、可调托座

q托=0.045KN/m*1个=0.045（KN/根）

c、扣件自重

直角扣件