彩田立交桥混凝土箱梁边跨拆除大力神支架计算书.docx
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彩田立交桥混凝土箱梁边跨拆除大力神支架计算书
深圳市岗厦北综合交通枢纽工程
岗厦北综合枢纽工程既有彩田立交桥上部结构拆除碗扣支架计算书
编制：
复核：
审核：
中国中铁股份有限公司
二〇一七年四月
目录
1、编制依据-1-
2、工程概况-1-
3、设计参数及材料强度-3-
3.1、设计参数-3-
3.2、材料设计强度-3-
4、荷载取值及荷载组合-4-
4.1、荷载类型-4-
4.2、荷载组合-4-
4.2.1、桥梁自重-4-
4.2.2、风载-4-
5、结构计算-4-
5.1、结构模型-4-
5.2、载荷加载-5-
5.3、结果分析-7-
5.3.1、刚度分析-7-
5.3.2、强度要求-12-
5.3.3、整体稳定性-16-
5.3.4、基础验算-17-
1、编制依据
（1）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/F50-2011）；
（2）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；
（3）《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ166-2016）；
（4）《路桥施工计算手册》（人民交通出版社2001.5）；
2、工程概况
深圳市岗厦北综合交通枢纽位于深圳市福田区，是地铁10号线、11号线、14号线换乘车站。
深南彩田立交桥建于1992年，位于深南大道与彩田路交叉口处。
深南大道东西走向，红线宽度200m，为双向12车道（8主4辅），路中绿化带宽12m。
彩田路南北走向，彩田桥双6车道，深南大道至福华路段，双向8车道（含公交车道），深南大道以北，主线双向6车道。
立交桥上跨深南大道，桥下为待建的岗厦北交通枢纽，深南彩田立交施工平面布置见图2.1-1，与待建的岗厦北交通枢纽平面关系见图2.1-2所示。
图21既有彩田立交桥施工平面布置图
如下为既有桥梁拆除的碗扣支架搭设图整体布置图如下所示：
图22碗扣支架的整体布置图
北侧碗扣支架的布置图如下所示：
图23北侧碗扣支架布置图
南侧碗扣支架布置图如下所示：
图24南侧碗扣支架布置图
碗扣支架如上述两种结构形式。
3、设计参数及材料强度
碗扣支架采用钢管φ48×3.0搭设。
3.1、设计参数
表4.1-1材料设计参数表
序号
材料
规格
截面积（mm2）
惯性矩I
（mm4）
截面矩W
（mm3）
弹性模量
（MPa）
备注
1
钢管
φ48×3.0mm
4.24×102
1.078×105
4.49×103
2.06×105
3.2、材料设计强度
表4.2-1钢材设计强度值（N/mm2）
钢材
抗拉、抗压、抗弯
抗剪
容许扰度值
型号
厚度或直径（mm）
Q235
≤16
215
125
L/400
＞16-40
205
120
＞40-60
200
115
4、荷载取值及荷载组合
4.1、荷载类型
（1）碗扣支架自重，由于建模时未转扣、方木等，因此自重考虑1.1的系数；
（2）拆除桥梁自重（考虑不均匀，在结果中考虑1.5的拆除桥梁的不均匀系数）；
（3）风载
4.2、荷载组合
4.2.1、桥梁自重
将桥梁自重简化为均分在每个碗口支架上的重力，由于第6跨、第5跨分别跟第1跨、第2跨对称。
故对第1跨、第2跨进行验算。
4.2.2、风载
查询《建筑结构荷载规范》GB50009-2012深圳地区的基本风压0.45KN/m2。
风压标准值：
式中：
高度Z处的风振系数取值1.1；
风载体型系数，按照密集多管排列取值1.4；
风压高度变化系数，按照10m高度，密集城市市区C取值0.65；
基本风压，取值0.45KN/m2。
因此风压标准值为
=0.45KN/m2。
5、结构计算
5.1、结构模型
第1跨桥梁碗扣支架模型如下所示：
图51-1满堂碗扣支架
第2跨桥梁碗扣支架模型如下所示：
图52-2满堂碗扣支架
5.2、载荷加载
风载加载：
图53风载
拆除桥梁载荷：
图54拆除桥梁载荷
5.3、结果分析
5.3.1、刚度分析
第1跨强力碗扣支架的整体位移如下所示：
图55在无风载的Z方向的变形
图56在风载的Z方向的变形
图57无风载y方向变形
图58有风载的y方向变形
图59无风载的X方向变形
图510风载下的x方向变形
无风载的情况，结构Z方向变形0.68mm，y方向变形0.04mm，x方向变形0.16mm;
有风载的情况，结构Z方向变形0.68mm，y方向变形0.16mm，x方向变形0.16mm;
最大位移为0.68mm<600mm÷400=1.25mm，满足钢结构设计要求。
第2跨桥梁碗扣支架的整体位移如下所示：
图510在无风载的Z方向的变形
图511在风载的Z方向的变形
图512无风载y方向变形
图513有风载的y方向变形
图514无风载的X方向变形
图515风载下的x方向变形
无风载的情况，结构Z方向变形0.63mm，y方向变形0.04mm，x方向变形0.17mm;
有风载的情况，结构Z方向变形0.63mm，y方向变形0.14mm，x方向变形0.17mm;
最大位移为0.63mm<600mm÷400=1.25mm，满足钢结构设计要求。
5.3.2、强度要求
第1跨桥梁下的支架强度分析如下所示：
图516无风载的组合应力
图517有风载的组合应力
图518无风载的剪切应力
图519风载的剪切应力
无风载的组合应力为45.9MPa＜215MPa；有风载下的组合应力为46MPa＜215MPa；无风载的最大剪切应力为0.26MPa＜125MPa；有风载下的最大剪切应力为0.28MPa＜125MPa；因此强度满足设计要求。
第2跨桥梁下的支架强度分析如下所示：
图520无风载的组合应力
图521有风载的组合应力
图522无风载的剪切应力
图523风载的剪切应力
无风载的组合应力为34.8MPa＜215MPa；有风载下的组合应力为34.9MPa＜215MPa；无风载的最大剪切应力为0.30MPa＜125MPa；有风载下的最大剪切应力为0.30MPa＜125MPa；因此强度满足设计要求。
5.3.3、整体稳定性
对两组碗扣支架做屈服分析：
图524屈曲分析
对结构屈服稳定性计算可知，最小的屈服稳定系数为6.68。
5.3.4、基础验算
支架基础承受钢梁重量、机具荷载和钢管重量。
分析得，单根钢管传递至混凝土面最大荷载为：
28+0.5=28.5KN，现场混凝土基础采用C20混凝土，厚100mm，钢管立杆底托截面为12㎝×12㎝。
基础表面受压：
28.5/（0.12*0.12）=1979.16Kpa，混凝土支撑面满足要求。
据既有地铁2号线条件限制，外部荷载对其应力不大于100Kpa；
第1跨混凝土基础为长18m×宽9m×厚0.1m；混凝土基础直接承受第1跨长度按18m计，重约9360KN，支架重约140KN。
第2跨混凝土基础为长23m×宽9m×厚0.1m；混凝土基础直接承受第2跨长度按23m计，重约13650KN，支架重约280KN。
所以两跨地基承载力分别为：
σ1=N/A=（18*9*0.1*25+9360+140）/（18*9）=58.74Kpa＜[f]=100Kpa，
σ2=N/A=（23*9*0.1*25+13650+280）/（23*9）=67.37Kpa＜[f]=100Kpa，
地基承载力符合要求。
经以上计算，本桥碗扣支架符合要求。
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