中交四公局钢箱梁支架计算书分解.docx

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中交四公局钢箱梁支架计算书分解

东二环跨线桥钢箱梁吊装

专项施工方案计算书

1、工程概况

1.1工程简介

本工程位于呼和浩特市南二环东延伸段与南二环相交处，桥梁起桥桩号KO+261.000,终桥桩号K1+116.000,桥梁总长855.0m,桥梁范围内最大纵坡3.5%，桥梁总面积22230.0㎡。

桥梁横向分A、B两幅布置，中间中央分隔带留2m空档。

上部结构为预应力钢筋混凝土连续箱梁、连续钢箱梁及简支钢箱梁。

按与线路交叉情况依次分为：

跨腾飞路、跨东二环地道及跨鄂尔多斯东街钢箱梁。

本桥斜交角度为正交。

A幅桥桥梁跨径布置为5×30m+50m+4×30m+3×30m+2×25m+（38+58+54）m+3×25m+50m+4×30m，B幅桥桥梁跨径布置为5×30m+50m+4×30m+3×30m+2×25m+（54+58+38）m+3×25m+50m+4×30m，30m和25m标准跨径均采用预应力混凝土连续箱梁（简支变连续结构），跨腾飞路、鄂尔多斯东街采用50m单跨简支钢箱梁，跨南二环地道采用三跨连续钢箱梁。

本桥斜角角度为正交。

1.2施工平面图（见图1.2-1）

东二环跨线桥平面布置图图1.2-1

1.3主要工程数量

东二环跨线桥钢箱梁工程数量表表1.3-1

序号

施工部位

孔跨布置

单跨重量

t

钢箱梁数量

联（跨）

单联（跨）合计

t

备注

1

跨腾飞路

1×50m

331.3

2

662.6

2

跨东二环地道

38+58+54m

965.0

2

1930.0

3

跨鄂尔多斯东街

1×50m

331.3

2

662.6

合计：

3255.2

2、总体施工方案

2.1总体吊装方案

考虑到运输、架设各种因素影响，钢箱梁采取在工厂分节段加工，经验收合格后采用汽车陆地运输至施工现场拼装成型。

总体拼装方案如下：

钢梁分段运至施工现场后，采用吊车将钢梁分段吊装到现场搭设的临时支架上进行拼装作业；根据各联钢箱梁在加工方案中分段最大重量和拼装时最大起重高度，钢梁拼装临时支架采用钢管立柱支架进行搭设，钢箱梁节段吊装选用260t履带吊吊装。

钢梁拼装时均采用全断面焊接进行连接。

2.2钢箱梁节段划分方案

结合现场实际情况及钢结构设计特点，同时经过与设计单位沟通，最终确定了钢箱梁节段划分。

钢箱梁节段划分如下（见下图）：

图2.2-11-50m钢箱梁横向分块图

图2.2-21-50m钢箱梁节块分布图

图2.2-338+58+54m钢箱梁横向分块图

图2.2-438+58+54m钢箱梁节块分布图

2.3钢箱梁分段参数及拟用吊车类型

节段重量见图2.2-2及2.2-4，主要指标及吊车选用类型见下表（表2.3-1）。

钢箱梁分段的主要技术指标及采用吊车类型（单幅）表2.3-1

钢梁编号

跨腾飞路

跨地道

跨鄂尔多斯东街

分段数量（个）

12

39

12

吊装钩数（钩）

12

39

12

最大分段重量（t）

68.6

68.7

68.6

总重量（t）

331.3

965

331.3

拟采用吊车类型

260t履带吊

260t履带吊

260t履带吊

分段最大起升高度

6m

12m

6m

3、设计计算依据

3.1、基础资料

（1）施工图及设计文件

3.2、主要技术标准

《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）；

3.3、主要参考工具书

（1）《实用土木工程手册》（第三版），杨文渊编，人民交通出版社出版；

（2）《基础工程施工手册》，基础工程施工手册编写组编著，中国计划出版社出版；

（3）《钢结构设计规范》GB50017-2003；

（4）《建筑施工起重吊装安全技术规范》JGJ276-2012

4、支架设计计算

4.1、钢箱梁临时支架计算

4.1.1、支架结构形式

（1）支架采用φ529mm钢管立柱支撑体系由下至上为:

图4.1-1钢箱梁临时支墩结构形式图

图4.1-2临时支墩预埋钢板图

临时支墩下部设50cm厚C30混凝土基础，基础内预埋500×500×14mm预埋钢板，间距同立柱钢管并与立柱钢管底部钢板焊接；临时支墩立柱采用直径400mm壁厚10mm钢管，每个临时支墩设置6根钢管立柱，间距如上图所示；钢管立柱上部焊接500×500×15mm钢板，其上采用双拼32b型工字钢设置纵、横梁，连接处全部采用焊接；临时支墩各立柱之间采用14#槽钢焊接，同时上下层连接件之间采用14#槽钢焊接斜撑，横梁挑臂部位亦采用14#槽钢焊接斜撑，斜撑角度在45°-60°间；横梁上部设置小立柱，用于承受上部荷载，在每个纵梁上各设置双向千斤顶一个，用于调整平面、里面位置。

4.1.2、支架计算过程

（1）φ400mm钢管立柱检算

根据临时支墩布置及受力情况分析，1-50m单跨钢箱梁II-4节段为最不利节段，节段荷载68.6t，单根立柱承受的荷载为11.4t；工字钢及上部支撑计算荷载按2t计，人员机具荷载按2t计。

计算荷载：

1.2×恒载+1.4×活载=1.2×（11.4+2）×10+1.4×2×10=188.8KN。

依据相关数据得知临时支墩的最大高度为5.5m。

构件参数：

螺旋焊钢管：

mm

净截面面积：

A=122.522cm2

计算长度：

l=5.5m

构件的回转半径：

lx=13.793cm

竖向压力设计值为N=215KN

容许长细比：

①强度验算

构件截面最大厚度为10mm，根据GB50017-2003表3.4.1-1,f=215.00N/mm2

根据公式5.1.1-1进行计算

=N/A=188.8×103/（122.522×102）=15.4＜

=215N/mm2

强度满足

根据公式5.1.2-2进行计算

=l0/i=550×2/13.793=79.8＜【

】=150

长细比满足

根据GB50017-2003表5.1.2-1中属于a类截面，查附录C得稳定系数=0.783

根据公式：

5.1.2-1

N/（

*A）=188.8×103/（0.783×122.522×102）=19.7＜

=215N/mm2

整体稳定满足

②支架基础计算

支架基础承受，钢梁重量和支架钢管重量。

由工况分析得，单根钢管传递至混凝土面最大荷载为N=188.8+5.3=194.1KN。

基础表面受压：

P1=194.1/（0.5×0.5）=776.4Kpa,混凝土支承面强度满足要求。

③地基承载力要求计算

混凝土自重N=3×7.5×0.5×26=293KN

P2=（194.1×6+293）/（3×7.5）=64.8KN

地基承载力满足64.8KN即可

4.2、起重设备计算过程

（1）起重机的最小起重量计算

起重机最小起重量Qmin=Q1+Q2=69+3=72t

其中：

Q1为起重构件重量；Q2为索具重量，选值为3t；

因此起重设备最小起重量为72t。

（2）起重机的起升高度计算

起重机的起升高度H=h1+h2+h3+h4=5.5+0.2+2.6+14=22.3m。

其中：

h1-从停机面算起至安装支座表面的高度，5.5m；

h2-安装间隙（选取0.2m）；

h3-构件吊起后底面至绑扎点的距离，取梁高2.6m；

h4-索具高度，自绑扎点至吊钩中心距离，索具与构件水平角＞70°，取荷载最重、节段最长段并根据吊点布置计算h4值为14m（见附图4.2-1）。

图4.2-1吊索布置与吊索高度示意图

（3）起重机臂杆长度计算

臂杆仰角计算

α=arctg（h/（f+g））1/2=arctg（22.3/（3.665+1））=78.2°

起重机臂杆长度L=h/sinα+（f+g）/cosα

=22.3/sin78.2°+（3.665+1）/cos78.2°

=45.6m

式中：

h-构件提升高度；

f-构件边缘至吊具中心之间距离,按1/2梁宽取值，3.665m；

g-臂杆轴线与安装好构件的水平距离，取1m（见图4.2-2）

图4.2-2吊索布置与吊索高度示意图

吊装作业拟选用260t履带吊，根据260t履带吊外形尺寸、吊臂仰角及长度计算起重半径。

R=L0+Lcosα=4+45.6×cos78.2°=13.3m

式中：

L0根据外形图及图示比例取4m。

图4.2-3260t履带吊外形尺寸图

根据计算结果，臂长45.6m，工作半径13.3m，查下表（表4.2-1260t履带吊起重性能表）得知臂长48m，工作半径14m起重量为75t。

因此选用260t履带吊吊装能力满足要求。

表4.2-1260t履带吊起重性能表

4.3、吊索计算

吊索采用6×37型钢丝绳，采用单根吊装。

吊索与构件水平面交角取70°，钢梁靠支座位置处加强（单侧约7t），单个吊点位置处计算荷载通过计算按19t考虑。

钢丝绳内力T=19×10÷sin70°=202.2KN。

光面钢丝绳选择容许拉应力为1700N/mm2。

根据钢丝绳内力及容许拉应力推算钢丝绳截面面积，安全系数取10，计算过程如下：

S=10×202.2×1000/1700=1189.4mm2。

因此钢丝绳应选择直径60.5mm、钢丝直径2.8mm6×37光面钢丝绳，截面面积为1366.28。

1366.28mm2＞1189.4mm2。

吊索安全性能满足要求。

4.4、吊耳安全性计算

吊耳选用下图（图4.4-1）所示,钢板材质Q235b，允许拉应力

=113MPa。

表4.4-1吊耳布置形式图

单个吊耳最大受力19t，动载组合系数K规范取值1.65，考虑到吊装安全计算取值2。

竖向荷载FV=G×2=19×10×2=380KN

吊耳面积A=（2×110-90）×2×20+（2×150-90）×30=11500mm2。

耳板强度按最大合力检算，即：

=N/A=380×1000/（11500×10-6）=33.0MPa＜【

】=113MPa。

强度满足要求。

焊缝面积A=330×2×10+300×2×10+270×2×10=17400mm2。

=N/A=380×1000/（17400×10-6）=21.8MPa＜【

】×0.7=79.1MPa。

4.5、吊装施工地基承载力要求计算

经查吊车性能表260t履带吊整机重量270t（含配重），最大起重荷载72t，吊车履带宽度1.2m，长度8.39m。

地基承载力要求：

（270+72）×10/（1.2×8.39×2）=170Kpa。

因此吊车行走区域地基承载力要求在170Kpa以上。