支架计算书Word文档格式.docx

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一工程概况

桃子园大桥桥型布置为左幅桥上部结构为（55+100+55）m+（3x25）m预应力混凝土连续梁，左幅桥全长295m，右幅桥为（55+100+55）m预应力混凝土连续梁，右幅桥全长220m。

桥墩下部结构为11号主墩基础采用6根φ1.8m钻孔灌注桩，桩基呈行列式布置：

横向间距4.5m、纵向间距4.5m；

桩底高程147.728m，左右幅桥桩长均为30m；

桥墩基础设计为端承桩基础。

承台为矩形承台，平面尺寸为12.6m×

8.1m。

承台厚3.5m。

墩身采用等截面矩形实体花瓶墩，墩高左幅桥为10.5m，右幅桥为9m，桥墩截面尺寸3×

7.26m，四周设r=0.3m的倒角。

12号主墩基础采用6根φ1.8m钻孔灌注桩，桩基呈行列式布置：

左右幅桥桩长均为30m；

墩身采用等厚度矩形实体花瓶墩，墩高左幅桥为20m，右幅桥为16.5m，单幅墩标准截面3×

7.26m，四周设r=0.3m的倒角。

主桥上部结构为（55＋100＋55）m三跨预应力混凝土变截面连续箱梁，采用分离的上、下行独立的两幅桥，单幅桥采用单箱双室截面，跨中箱梁中心高度为2.5m，支点处箱梁中心梁高6.5m，由距主墩中心2.5m处往跨中方向46.5m段按1.8次抛物线变化。

箱梁根部底板厚80cm，跨中底板厚28cm，箱梁高度以及箱梁底板厚度按1.8次抛物线变化。

箱梁腹板根部厚75cm，跨中厚50cm，箱梁腹板厚度在腹板变化段按直线段渐变，由厚75cm变至至50cm。

箱梁顶板厚度30cm。

箱梁顶宽18.49m，底宽9.786m，顶板悬臂长度外侧2.5m内侧2.4m，悬臂板端部厚18cm，根部厚65cm。

箱梁顶设有2%的单向横坡。

箱梁浇筑分段长度依次为：

12m（0号段）+3×

3.0m+4×

3.5m+5×

4.0m。

0号块箱梁长12m（墩柱中心线两边各6米），设计为单箱双室截面，顶宽18.49m、顶板悬臂长度外侧2.5m内侧2.4m，底宽9.786m，梁高6.5m，底板厚80cm，顶板厚度30cm，腹板厚度75cm，悬臂板端部厚18cm，根部厚65cm，箱梁顶设有2%的单向横坡。

二专项施工方案概况

0号块支架采用钢管柱贝雷梁结构。

墩身两侧各设置2排3根钢管柱，靠近墩身处钢管布置在承台上，外侧钢管置于C30砼基础基础或φ120钻孔桩上（12号墩靠中跨侧）。

基础尺寸为3.0×

3.0×

1.0m；

支撑柱顶一次主梁采用2根Ⅰ50b工字钢组合梁，横桥向布置，长18米。

二次分配梁采用14排单层普通型贝雷梁，顺桥向布置。

每两排之间用90cm或135cm跨横撑连接，墩身外侧翼缘板处3排贝雷梁按12米通长布置，墩身处贝雷梁靠墩身布置，多余部分作为操作平台。

贝雷梁上横向布置Ⅰ14工字钢，间距60cm，悬段处设置顶托支架，翼板下搭设盘扣支架。

在纵向铺设Ⅰ14工字钢分配梁，横向铺设10cm×

10cm@20木枋，铺设12mm竹胶模板。

三专项施工工艺及主要施工方法

0号块现浇支架采用钢管贝雷膺架，墩身两侧各设置2排3根钢管柱，靠近墩身处钢管布置在承台上，外侧钢管置于C30砼基础基础或φ120钻孔桩上（12号墩靠中跨侧）。

1.0m。

外侧模用钢模板，内模采用钢管脚手架竹胶模板。

砼采用商品砼，罐车运输，臂架泵输送入模，0号块分两次浇筑，第一次浇筑4.5，底二次浇筑2米。

1）施工工艺流程

2）施工方法

（1）临时基础地基处理

外侧钢管除12号墩靠中跨段采用钻孔灌注桩外，其余采用3.0×

1.0m基础，地基承载力不小于0.25Mpa；

内侧钢管设置承台上。

施工前，先平整施工场地，再进行砼基础和钻孔灌注桩测量放样。

扩大基础必须置于原状土上，保证地基承载力需要，基础周围做好排水处理，周边设置排水沟。

在钢管立柱的对应位置预埋80×

80cm厚度10cm的底座钢板，钢板焊接4根长的φ25钢筋，锚固长度50cm，采用塞焊。

（2）支架安装

钢管质量验收合格后，切割下来制作支撑柱。

钢管接长采用内衬外套钢管对接焊接方式接长，确保支撑柱上下同心。

支架柱采用汽车吊拼装就位、焊接组装。

依次拼装钢管立柱、桁撑，钢管柱上座板采用80×

80cm厚度20cm钢板，钢管柱的上下座板各设4块1cm厚15×

15cm的三角加劲板。

钢管安装时要求横、纵向钢管中心在一条直线上，并保证钢管的垂直度。

支撑柱安装后架设一次主梁（2根Ⅰ50工字钢组合梁）。

横联采用焊接1cm后10×

30cm钢板，达到整体效果，工字钢接长采用1cm厚拼接板搭接焊等强连接。

贝雷梁航姐按设计图逐根组装，每2片为一组，中间设置标准桁撑，以求稳定防侧，然后使用吊车逐根吊装就位。

贝雷梁上设置Ⅰ14工字钢分配梁，间距60cm，悬臂部分搭设顶托，翼板部分搭设盘扣钢管，再铺设Ⅰ14工字钢分配梁，10×

10cm木枋、底模。

（3）支架拆除

待预应力形成后，开始拆除支架。

拆除支架先松顶托，之后拆除模板，拆除Ⅰ14工字钢，将贝雷梁桁架滑移至箱梁外侧—掉下—解开，拆下一次主梁，最后拆除支撑柱。

四支撑架设计验算

（一）施工方案编制依据

1）施工方案编制依据

1）施工设计图；

2）交通部交计发[1998]23号《交通部国防交通储备器材管理规定》的通知（装配式公路钢桥使用手册）；

3）《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ166-2008；

4）《建筑施工模板安全设计规范》JGJ162-2008

5）《钢结构设计规范》GB50017-2003

6）《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

（二）施工方案设计参数

1、钢材弹性模量E=2.1×

105Mpa;

2、Q235钢材抗拉、抗压设计控制强度f=210Mpa,剪切强度fv=125Mpa，贝雷梁桁架的允许压应力及弯应力为f=273Mpa,剪切强度fv=208Mpa；

3、钢筋砼容重rc=26KN/m；

4、结构安全系数K=1.3；

5、二次分配梁允许桡度[ω]=L/500；

6、恒载系数1.2，活载系数1.4；

7、施工人员及机械荷载约100KN；

8、模板重量q=2.5KN/m2。

（三）荷载计算

1、计算梁横截面积

梁段支撑部分标准横断面如下：

2、荷载计算

箱梁全宽B=18.49m，梁高h=6.05m,按0B断面积A=262511cm2，12米长共计315方。

0号块砼为530方，墩顶部分砼220方，悬臂部分砼为310方。

①结构横载q1=1.05rcA=716.7KN/m；

②模板重量q2=2.5B=46.25KN/m；

③支架重量q3=15%q1=107.5KN/m,（暂按以往经验估算）；

④施工人员和机械荷载q4=100/12=8.33KN/m；

设计计算荷载：

q=1.2（q1+q2+q3）+1.4q4=1056.2KN/m，

计算荷载放大系数：

K=1.47

3、荷载分配

经Midas计算结果为：

弯矩：

Mmax=704.1KN.m，Mmin=-1408.3KN.m；

剪力：

Qmax=2112.4KN，Qmin=-2112.4KN;

支点反力：

RA=RD=2165.2KN，RB=RC=4172KN。

（四）内力计算及结构设计

1、钢管支撑柱

根据荷载计算的支点反力结果判定，纵向钢管支撑柱RB（或RC）点的分担荷载最大。

故以此为计算设计对象。

纵向钢管支撑柱RB及RC点的横断面支撑结构如图。

横向每个支撑点布置3根φ600、壁厚10mm钢管柱。

钢管柱按等面积荷载布置，为设计计算简便，以受载最大的RB及RC截面支撑点为基准计算。

将横截面面积分三等分，每根支撑柱置于对应面积重心位置，实现等面积荷载分配布置法，每一支撑柱分担的标准横断面积为8.75m2,对应分担的最大计算荷载为R=1391KN。

支架最大高度为23米，模板、分配工字钢及贝雷梁的总高度为2.5米，支撑柱受压杆高度为20.5米。

（1）钢管柱几何参数

钢管柱直径φ600、壁厚10mm钢管，其截面特性为：

Ix=80634cm4,A=185.26cm2,ix=41.725cm;

长细比λ=49.13<

150，满足要求，属于短压杆，折减系数ψ=0.86。

支撑柱按两端铰接结构设置，自由受压系数μ=1。

（2）强度简算

允许支撑能力[R]=ψfvA=3341KN，安全系数K=2.4，满足要求。

（3）压缩量

△h=Rh/EA=1391=7.3mm。

（4）扩大基础计算

①基底应力计算

单根钢管桩上部荷载176.5×

1.1=194.2t，扩大基础自重为（3×

3×

0.6+1.5×

1.5×

0.4）×

2.4=11.88t，钢管桩及平联自重为0.128×

21+0.061×

4×

3=3.42t。

地基承受的总荷载为194.2+11.88+3.42≈209.5t，基底应力：

，

为保证支架安全，因此要求地基承载力不小于0.25MPa。

若地基承载力小于0.25MPa。

支架基础大小应作适度调整。

②基础抗冲切计算

应计算两个地方的抗冲切能力，一是计算钢管桩底部与基础顶面交界处基础的抗冲切能力，二是计算基础变阶处的抗冲切能力。

计算基础的抗冲切能力时，应扣除相应砼的自重。

砼的抗剪强度一般按抗拉强度值的0.7倍考虑。

A、柱与基础顶交界处的抗冲切能力

作用在基础顶面的荷载F=194.2+3.42=197.6t=1976KN，扩散角45°

。

参照2002版《建筑地基基础设计规范》，交界面C30砼可承受的冲切力：

，基础顶面满足抗冲切要求！

B、基础变阶处的抗冲切能力

基础变阶处的荷载计算时，应考虑变阶顶面的砼，F=1976+1.5×

0.4×

24=1998kN，扩散角45°

，基础变阶处满足抗冲切要求！

③基底抗弯计算

基底的压应力为0.23MPa，将基础倒置，计算模型简化为悬臂梁，如下图：

计算悬臂端根部的最大应力为：

C30素砼的抗拉强度设计值为1.43MPa，因此基础素砼即满足抗弯要求！

考虑到基础砼性能可能较差，存在离析，厚度不够等情况，要求基础底板构造性双向配筋，钢筋型号根据工地现场废旧材料确定，暂且按φ10@30cm配筋。

遇软硬不均地基时，为防止基础裂断，要求基础底板及顶板双向构造性配筋。

2、一次主梁

由于纵向钢管支撑柱RB（或RC）点支撑分担荷载最大，横向主梁在此处分担的荷载也最大，经Midas软件计算，最大内力为：

最大负弯矩Mmin=-571.8KN.m；

最大正弯矩Mmax=152.7KN.m：

最大剪切内力Tmax=743.2KN。

一次主梁选用Ⅰ50b工字钢，材质Q235。

其几何特性：

横截面积A=129.25cm2,横截面惯性距Ix=48556cm4,Ix/Sx=42.3cm，d=14mm。

工字钢水平放置。

①求所需Ⅰ50b工字钢数量

假设需要n跟。

以最大负弯矩Mmin=571.8KN.m为控制值，采用允许应力法求所需根数n。

由公式σ=kMmaxYmax/nIx≤f得到：

nIx=72830cm4,所需根数n=1.5根，选用2根Ⅰ50b工字钢。

②验算剪应力

最大截面剪应力：

τmax=Tmax/nd（Ix/Sx）=62.7Mpa＜fv=125MPa，满足要求。

③验算扰度ω

a、外悬臂端（Mmax=-571.8KN.m）下扰度（L=385cm）

由力法可得：

在q=1状态下，M1=-ql2/2=-,ω1=ql4/8EI=0.09。

由ω/Mmax=ω1/M1，ω=ω1Mmax/M1=6.9mm，小于L/500=7.7mm。

满足要求。

b、跨中最大正弯矩（Mmax=152.7KN.m）最大扰度（L=251cm）

在q=1状态下，M1=ql2/8=787500,ω1=5ql4/384EI=0.003。

由ω/Mmax=ω1/M1，ω=ω1Mmax/M1=0.6mm，小于L/500=5mm。

3、贝雷梁计算

（1）贝雷梁的物理参数

型号

几何特征

容许内力

单排单层不加强型

Ix（cm4）

W（cm3）

弯矩（KN.m）

剪力（KN）

抗压应力f（Mpa）

剪应力fv（Mpa）

250497.2

3578.5

788.2

245.2

273

208

（2）计算所需贝雷桁架梁数量

根据荷载分布简图计算得到各个支撑点分担荷载为：

RA=RD=2165.2KN，RB=RC=4172KN，根据支撑架布置，RA及RD支点的贝雷桁架承载能力每片为310KN，RB及RC的贝雷桁架承载能力每片为620KN。

A及D点需要贝雷桁架梁：

n=7片。

B及C点需要贝雷桁架梁：

在实际布置中，考虑外侧翼缘板下外悬臂较大以及两片横向连接形成稳定结构，实际按14片布置。

（3）验算贝雷桁架整体抗弯能力

经计算，贝雷桁架截面最大弯矩为RB及RC支撑处的柱顶负弯矩，为Mmax=1408.3KN.m。

14排贝雷桁桁架的总抗弯能力为：

M抗=14M1=14×

788.2=11034.8KN.m，远大于荷载最大弯矩，满足要求

（4）抗剪切能力验算

经计算，贝雷桁架截面最大剪力Tmax=2112.4KN,14排贝雷桁桁架的抗剪允许应力[τ]=14×

245.2=3432.8KN.m＞Tmax，满足要求。

（5）验算最大扰度ω

验算向下弯曲扰度，向下最大弯矩Mmax=704.1KN.m。

在q=1状态下，M1=-ql2/8=20000,ω1=5ql4/384EI=0.0063。

由ω/Mmax=ω1/M1，ω=ω1Mmax/M1=2.2mm，小于L/500=8mm。

（6）贝雷桁架梁的布置

横断面全幅宽度共计14片贝雷桁架梁，按等面积布置。

3、贝雷梁上横向分配梁

贝雷桁架梁上横向分配梁采用Ⅰ14工字钢，间距60cm，最大支撑跨度135cm，每根工字钢承担的荷载Q=0.6×

1056.2=634KN。

Ⅰ14工字钢几何特征：

横截面积A=21.5cm2，横截面积惯性矩Ix=712cm4。

经Midas计算，Ⅰ14工字钢最大弯矩Mmax=6.5KN.m,最大剪力Tmax=39.9KN。

①验算弯曲应力

最大弯曲应力：

σ=MmaxYmax/Ix=73.03MPa＜f=210Mpa，满足要求。

最大剪切应力：

τ=Tmax/A=3.02Mpa＜fv=125Mpa，满足要求。

a、外悬臂端（Mmax=-1KN.m）下扰度（L=85cm）

在q=1状态下，M1=-ql2/2=-361250,ω1=ql4/8EI=0.04。

由ω/Mmax=ω1/M1，ω=ω1Mmax/M1=0.1mm，小于L/500=1.7mm。

b、跨中最大正弯矩（Mmax=6.5KN.m）最大扰度（L=135cm）

在q=1状态下，M1=ql2/8=227813,ω1=5ql4/384EI=0.029。

由ω/Mmax=ω1/M1，ω=ω1Mmax/M1=0.8mm，小于L/500=2.7mm。

（五）结论

以上验算结果均满足相关规范要求，设计方案安全可行。