门洞支架技术方案附详细计算书.docx

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门洞支架技术方案附详细计算书

XXX门洞支架施工方案

一、工程简况

XXX高架桥跨越XXX段主线桥跨径布置为30＋40＋30m预应力混凝土箱梁，主梁顶面设2％的双向横坡。

主梁采用单箱三室断面等高度连续梁，梁高2.3m，边腹板为斜腹板，斜率1.47∶1.箱梁顶板宽度25.3m，底板宽度16.0m，悬臂长度3.65m，悬臂板根部厚65cm，端部厚20cm，箱梁内顶板厚度25cm，底板厚度23cm，腹板厚度42～90cm。

XXX处新建箱梁底标高为30.480米，原有混凝土路面标高为25.59米，净空高度为4.9米。

二、门洞支架施工方案

根据上级部门要求，XXX施工期间保证XXX南北方向车辆畅通，结合XXX净空高度只有4.9米的实际情况，施工中，拟在40m跨中部27.2米段采取门洞支架施工。

门洞布置型式2.7+5.2×4+2.7米，减去1.2米混凝土防撞墙宽度，实际门洞净宽布置为1.5米（人行道）+4米（车行道）×4+1.5米（人行道），即双向4车道，保证车辆通行。

考虑施工支架占有高度，门洞限高为3.8米。

三、支架验算

1、荷载计算

（1）施工人员、施工料具运输、堆放荷载：

；倾倒混凝土时产生的冲击荷载：

；振捣混凝土产生的荷载：

。

荷载系数取值：

静载系数：

，活载系数：

。

（2）混凝土箱梁一般截面顶板厚25cm，底板厚度为23cm，箱室底板下钢筋混凝土自重：

，（从保守方面计算，该处梁高增加10cm以考虑内模及其支架重量），综合分析荷载，箱室底板中间处的荷载为：

（3）腹板处钢筋混凝土自重（从保守考虑腹板处按加厚10cm计算）：

综合分析荷载，腹板下的荷载为：

为安全起见，斜底板下方荷载同腹板下亦取q=80.9kN/m2。

2、模板及方木验算

箱梁底模、侧模和内膜均采用δ＝15mm的竹胶板。

竹胶板容许应力[σ0]=60MPa,弹性模量E=6×103MPa。

纵向方木采用A-1东北落叶松，截面尺寸为10cm×15cm。

截面参数和材料力学性能指标：

W=bh2/6=10×152/6=375cm3

I=bh3/12=10×153/12=2813cm4

横向方木采用A-1东北落叶松，截面尺寸为7cm×10cm。

截面参数和材料力学性能指标：

W=bh2/6=7×102/6=117cm3

I=bh3/12=7×103/12=583mm4

考虑到现场材料不同批，为安全起见，方木的力学性能指标按《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）中的A-3类木材，顺纹弯矩为12.0MPa，并按湿材乘0.9的折减系数取值，则[σ0]＝12×0.9＝10.8MPa,E=9×103×0.9=8.1×103MPa。

纵横向方木布置：

纵向方木间距一般截面为90cm，在腹板下为60cm。

横向方木间距一般为30cm，在腹板和端、中横隔梁下为20cm。

（1）模板检算

腹板下模板检算

底模采用δ＝15mm的竹胶板,直接搁置于间距L=20cm的7×10cm横向方木上，按连续梁考虑,取单位长度（1.0米）板宽进行计算。

荷载组合:

竹胶板（δ＝15mm）截面参数及材料力学性能指标:

W=bh2/6=100×1.52/6=37.5cm3

I=bh3/12=100×1.53/12=28.125cm4

承载力检算：

强度：

Mmax＝ql2/10＝80.9×0.2×0.2/10＝0.32KN·m

σmax＝Mmax/W＝0.32×103/37.5×10-6＝8.5MPa＜[σ0]=60MPa满足要求

刚度：

f＝ql4/（150EI）＝80.9×103×0.24/（150×6×109×28.125×10-8）

＝0.45mm＜[f0]＝200/400＝0.5mm满足要求

底板下模板检算

底模采用δ＝15mm的竹胶板,直接搁置于间距L=30cm的7×10cm横向方木上，按连续梁考虑,取单位长度（1.0米）板宽进行计算。

荷载组合:

竹胶板（δ＝15mm）截面参数及材料力学性能指标:

W=bh2/6=100×1.52/6=37.5cm3

I=bh3/12=100×1.53/12=28.125cm4

承载力检算：

强度：

Mmax＝ql2/10＝27.2×0.3×0.3/10＝0.24KN·m

σmax＝Mmax/W＝0.24×103/37.5×10-6＝6.4MPa＜[σ0]=60MPa满足要求

刚度：

f＝ql4/（150EI）＝0.24×103×0.34/（150×6×109×28.125×10-8）

＝0.71mm＜[f0]＝300/400＝0.75mm满足要求

（2）、横向方木检算

横向方木搁置于间距60cm的纵向方木上,横向方木规格为7cm×10cm,横向方木亦按连续梁考虑。

腹板下横向方木检算

荷载组合:

q1=80.9×0.2=16.18kN/m

承载力计算:

强度:

Mmax＝ql2/10＝16.18×0.62/10＝0.6KN·m

σmax＝Mmax/W＝0.6×103/117×10-6＝5.1MPa＜[σ0]=10.8MPa

满足要求

刚度:

荷载:

q=80.9×0.2=16.18kN/m

f＝ql4/（150EI）＝16.18×0.64/（150×8.1×109×583×10-8）＝0.3mm＜[f0]＝600/400＝1.5mm满足要求

底板下横向方木检算

荷载组合:

q1=27.2×0.3=8.16kN/m

承载力计算:

强度:

Mmax＝ql2/10＝8.16×0.92/10＝0.7KN·m

σmax＝Mmax/W＝0.7×103/117×10-6＝6.0MPa＜[σ0]=10.8MPa满足要求

刚度:

荷载:

q=27.2×0.3=8.16kN/m

f＝ql4/（150EI）＝8.16×0.94/（150×8.1×109×583×10-8）＝0.8mm＜[f0]＝900/400＝2.25mm满足要求

（3）纵向方木检算

纵向方木规格为10×15cm，腹板和端、中横隔梁下立杆纵向间距为60cm，一般底板处为纵向间距为90cm。

纵向方木按简支梁考虑，计算跨径分别为60cm和90cm。

腹板下纵向方木检算

荷载组合：

横向方木所传递给纵向方木的集中力为：

P=16.18×0.6=9.7kN

承载力计算：

强度：

最不利情况下的力学模型为：

支座反力R＝9.7×3/2=14.55KN

最大跨中弯距Mmax＝14.55×0.3-9.7×0.2＝2.4KN.m

σmax＝Mmax/W＝2.4×103/375×10-6＝6.4MPa＜[σ0]=10.8MPa满足要求

刚度：

按最大支座反力布载模式计算：

集中荷载:

P=9.7×3=29.1kN

f＝Pl3/（48EI）＝29.1×103×0.63/（48×8.1×109×2813×10-8）＝0.6mm＜[f0]＝600/400＝1.5mm满足要求

底板下纵向方木检算

荷载组合：

横向方木所传递给纵向方木的集中力为：

P=8.16×0.9=7.3kN

承载力计算：

强度：

最不利情况下的力学模型为：

支座反力R＝7.3×3/2=11KN

最大跨中弯距Mmax＝11×0.45-7.3×0.3＝2.8KN.m

σmax＝Mmax/W＝2.8×103/375×10-6＝7.5MPa＜[σ0]=10.8MPa满足要求

刚度：

按最大支座反力布载模式计算：

集中荷载:

P=7.3×3=21.9kN

f＝Pl3/（48EI）＝21.9×103×0.93/（48×8.1×109×2813×10-8）＝1.5mm＜[f0]＝900/400＝2.25mm满足要求

3、脚手架验算

（1）立杆受力验算

箱梁腹板下支架为60cm×60cm设置，步距为60cm；一般底板下支架为90cm×90cm设置，步距为120cm，根据网格划分，每根立杆为四个网格共用，对每个网格的承载贡献为1/4，固每根立杆的承载面积为：

腹板下：

0.6×0.6×4×1/4=0.36㎡

一般底板下：

0.9×0.9×4×1/4=0.81㎡

那么每根立杆承受荷载为：

腹板下：

80.9×0.36=29.1kN<40kN满足要求

一般底板下：

27.2×0.81=22.0kN<30kN满足要求

4、横向I20a工字钢验算

I20a工字钢截面参数为：

A=35.5cm2,Ix=2370cm4,Sx=136.1cm3，Wx=237cm3,h=20cm，b=10cm。

（1）强度计算

抗弯强度计算

最不利情况下I20a工字钢所受力学形式为

I20a工字钢所受最大弯矩应力为：

满足要求

抗剪强度计算

每个工字钢所承受的最大剪力（取腹板处最不利荷载进行计算）为：

满足要求

腹板局部承压强度

满足要求

（2）刚度计算

满足要求

（3）整体稳定性计算

满足要求

（4）局部稳定验算

受压翼缘板局部稳定

I20a工字钢

满足要求

腹板的局部稳定

I20a工字钢

满足要求

5、纵向双H型钢验算

H型钢截面参数为：

A=164.4cm2,Ix=71400cm4,Sx=1549.9cm3，Wx=2926.2cm3,h=48.8cm，b=30cm，d=12.5mm，t=16.5mm。

（1）强度计算

抗弯强度计算

最不利情况下每个I20工字钢对双H型钢的作用力为

2×29.1=58.2kN

双H型钢每一跨度上最多作用9个I20a工字钢

双H型钢所受的最大弯矩如图为340.4kN·m：

H型钢所受的最大弯曲应力为：

满足要求

抗剪强度计算

每个H型钢所承受的最大剪力（取腹板处最不利荷载进行计算）为：

满足要求

腹板局部承压强度

满足要求

（2）刚度计算

满足要求

（3）整体稳定性计算

满足要求

（4）局部稳定验算

受压翼缘板局部稳定

H型钢

满足要求

腹板的局部稳定

H型钢

满足要求

6、横向双I40a工字钢验算

I40a工字钢截面参数为：

A=86.1cm2,Ix=21720cm4,Sx=631.2cm3，Wx=1090cm3,h=40cm，b=14.2cm。

（1）强度计算

抗弯强度计算

最不利情况下每个双H型钢对I40a双工字钢的作用力为

58.2×9=523.8kN

最不利情况下I40a双工字钢所受的最大弯矩的力学形式为：

I40a工字钢所受的最大弯曲应力为：

满足要求

抗剪强度计算

每个工字钢所承受的最大剪力（取腹板处最不利荷载进行计算）为：

满足要求

腹板局部承压强度

满足要求

（2）刚度计算

满足要求

（3）整体稳定性计算

满足要求

（4）局部稳定验算

受压翼缘板局部稳定

I40a工字钢

满足要求

腹板的局部稳定

I40a工字钢

满足要求

7、Φ630钢管桩验算

（1）Φ630钢管桩截面参数为：

A=232.981cm2。

（2）最不利情况下每个I40a双工字钢对钢管桩的作用力为：

523.8×19=9952.2kN

每个钢管桩所承受的力为9952.2÷15=663.5kN

为安全考虑，取钢构件及脚手架方木等重量为箱梁重的20%

每个钢管桩所承受的折算力为663.5×1.2=796.2kN

钢管桩所受的压应力为：

满足要求

（3）稳定性验算

钢管桩的长细比为：

按焊接钢管b类截面查表得

满足要求

8、混凝土基础验算

由于钢管桩底部设置80cm×80cm钢板，所以混凝土基础所受压力为

满足要求

四、支架拆除

（1）拆除顺序：

护栏→脚手板→脚手架→型钢→钢管桩→混凝土基础；

（2）拆除前应先拆除脚手架上杂物及地面障碍物；

（3）拆除作业必须由上而下逐层拆除，严禁上下同时作业；

（4）拆除过程中，凡已松开连接的杆、配件应及时拆除运走，避免误扶、误靠；

（5）拆下的杆件及型钢应以安全方式吊走或运出，严禁向下抛掷。

五、安全措施

1、门洞支架行车方向第一个分路口设置前方施工及限高公示牌，前150～200米处设限高杆（3.8米）。

2、门洞支架前150米开始设置车辆导流设施，并每隔50米设置一道减速带。

3、门洞支架下方搭设管棚并挂设安全防护网，防止施工杂物坠落伤及行人、车。

4、门洞支架钢筋混凝土基础防挡墙顺桥向宽度为1.2米，高度0.8米，确保门洞支架施工期间的安全。

5、门洞支架及限高杆均按要求设置反光贴及警示灯。

6、门洞支架进、出口各设置一名交通协管员。

XXX高架桥项目经理部

二○○九年八月二十一日