兰新铁路主跨100m连续梁现浇支架计算书再桁架DOC.docx

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新建兰新铁路第二双线达坂城湿地特大桥

跨既有兰新铁路（60+100+60）m连续梁

现浇支架计算书

中铁第五勘察设计院集团有限公司技术研究院

二O一O年九月

新建兰新铁路第二双线达坂城湿地特大桥

跨既有兰新铁路（60+100+60）m连续梁

现浇支架计算书

设计：

复核：

审核：

中铁第五勘察设计院集团有限公司技术研究院

二O一O年九月

目录

一、依据1

二、荷载1

三、碗扣支架1

1、箱内碗扣支架2

2、腹板范围内碗扣支架2

3、翼缘板范围碗扣支架2

4、支架验算2

5、风荷载7

四、装配式公路钢桥桁架梁10

1、简支18m，每组间距1.0m，代表梁段2#10

2、简支18m，每组间距0.75m11

（1）代表梁段3#11

（2）代表梁段5#11

3、简支15m、悬臂3m，每组间距0.75m12

（1）代表梁段5#12

（2）代表梁段6#-7#13

4、简支15m，每组间距0.75m13

（1）代表梁段9#13

（2）代表梁段12#14

5、连续15m+12m，每组间距0.75m15

（1）代表梁段9#15

（2）代表梁段6#16

6、简支12m，每组3排，每组间距0.75m16

五、横梁17

1、129#墩附近17

2、中排18

3、128#墩附近18

六、立柱19

七、基础19

1、钢管间距1.5m，条形基础宽度1.6m19

2、钢管间距2.0m，条形基础宽度1.2m19

3、钢管间距3.0m，独立基础1.5×1.5m19

3、钢管间距4.0m，独立基础1.2×1.2m19

八、钢管抗风验算20

1、立柱钢管20

2、斜撑钢管23

一、依据

1、达坂城湿地特大桥施工图，中铁第一勘察设计院集团公司，

2、兰乌二线60+100+60m连续箱梁构造图

3、建筑结构荷载规范GB50009-2001，中华人民共和国建设部

4、钢结构设计规范GB50017-2003，中华人民共和国建设部

5、铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范，TB10002.3-2005，J462-2005，中华人民共和国铁道部

6、铁路桥涵地基和基础设计规范，TB10002.5-2005，J464-2005，中华人民共和国铁道部

7、公路桥涵地基与基础设计规范，JTJ024-85，中华人民共和国交通部

8、建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范，JGJ130-2001，中华人民共和国建设部

9、装配式公路钢桥使用手册

二、荷载

1、箱梁混凝土荷载

混凝土荷载26kN/m3，荷载组合系数1.4

2、施工荷载1kN/m2，计12kN/m，荷载组合系数1.2

3、模板及支撑，荷载组合系数1.2

内外模板设拉杆，标准值：

模板30kN/m，托梁5kN/m，内支撑10kN/m，合计45kN/m

4、碗扣支架自重，荷载组合系数1.2

落地支架：

标准值按4.5kN/m2，设计值为5.4kN/m2。

梁上支架：

垫梁[20标准值0.5kN/m2，设计值为0.6kN/m2；

支架：

标准值按1.5kN/m2，设计值为1.8kN/m2；

合计：

标准值2.0kN/m2，设计值为2.4kN/m2；

5、单层贝雷桁架自重每组标准值按2.5kN/m

6、风荷载，荷载组合系数1.4

最大风速40.7m/s，风压1035Pa。

落地支架：

2~4标准值合计12.5kN/m2

梁上支架：

2~4标准值合计9.7kN/m2

三、碗扣支架

管外径Φ48×3.5mm，层高1.2～0.6m

在步距为1.2m时单根钢管容许承载力[N1.2]=30kN。

1、箱内碗扣支架

最不利工况：

拆除侧模

（1）主墩两侧沿线路54.2m范围内，每0.6m布置26根立杆

箱梁最大截面面积30.37m2，

最不利荷载设计值525.02kN，平均每根立杆荷载：

N＝525.06/26＝20.2kN＜[N1.2]＝30kN

（2）其余范围内，每0.6m布置16根立杆

箱梁最大截面面积17.13m2，

最不利荷载设计值317.48kN，平均每根立杆荷载：

N＝317.48/16＝20.0kN＜[N1.2]＝30kN

2、腹板范围内碗扣支架

最不利工况：

现浇混凝土工况

（1）主墩两侧沿线路54.2m范围内，立杆间距0.3m×0.3m

最大梁高7.85m，混凝土荷载标准值204.1kN/m2，

立杆最大荷载：

N＝0.09×（204.1+12.5）＝19.5kN＜[N1.2]＝30kN

（2）其余范围内，立杆间距0.6m×0.3m

最大梁高约5.5m，混凝土荷载标准值143.0kN/m2，

立杆最大荷载：

N＝0.18×（143.0+12.5）＝28.0kN＜[N1.2]＝30kN

3、翼缘板范围碗扣支架

最不利工况：

现浇混凝土工况

支架立杆间距0.6×0.9m

最不利荷载标准值29.4kN/m2，立杆最大荷载：

N＝0.54×29.4＝15.9kN＜[N1.2]＝30kN

4、支架验算

①现浇混凝土工况

1）计算模型，荷载单位kN/m。

纵向间距0.6m，弹性地基系数K取2.5×104kN/m3。

取1号块与2号块分界面为代表截面

腹板0.6×191.8＝115.1kN/m

腹板内侧0.6×50.5＝30.3kN/m

翼缘0.6×29.4＝17.6kN/m

2）轴力图，单位kN

3）变形图，单位mm

4）地基荷载分布，单位kPa

②拆除侧模工况

1）计算模型，荷载单位kN/m。

纵向间距0.6m，弹性地基系数K取2.5×104kN/m3。

底板范围内0.6×103.2＝61.9kN/m

2）轴力图，单位kN

3）变形图，单位mm

4）地基荷载分布，单位kPa

5、风荷载

基本风荷载取值为1.035kN/m2

风荷载标准值：

高度（m）

（kN/m2）

（kN/m2）

b（m）

（kN/m）

5

1.17

1.0

1.3

1.035

1.574

0.6

0.94

10

1.38

1.0

1.3

1.035

1.857

0.6

1.11

15

1.52

1.0

1.3

1.035

2.045

0.6

1.23

20

1.63

1.0

1.3

1.035

2.193

0.6

1.32

21

1.65

1.0

1.3

1.035

2.220

0.6

1.33

计算模型（kN/m）弯矩（kN.m）

取横向一排脚手架按下式计算：

M为横向风荷载参生的支架的整体弯矩值

NG为支架承受的重力荷载

Xi为各横向支架竖杆的横向距离（距横向中心）

M=362.26kNm

∑Xi2=2×（0.32+0.92+1.52+2.12+2.42+2.72+3.02+3.32+3.92+4.82+5.72+6.62+7.52）

=422.1m2

风荷载产生的NW=

对不同施工工况进行验算

（1）浇筑混凝土工况：

支架由风荷载产生的内力值

翼缘处最外排支架：

=±258.91×7.5/422.1=±4.6kN

腹板处

=±258.91×3.3/422.1=±2.0kN

（1）未浇筑混凝土时

考虑支架自重和风荷载作用下工况：

=12.5×0.9×0.6±4.6＝11.35/2.15kN均大于零，支架的稳定性满足要求。

（2）浇筑混凝土时对支架验算：

腹板处

=（143.0+12.5）×0.6×0.3±2.0=29.99/25.99KN均小于[N1.2]＝30kN

浇筑过程中满足要求。

从以上分析可以看出支架考虑风荷载作用下支架稳定性满足要求。

四、装配式公路钢桥桁架梁

1、简支18m，每组间距1.0m，代表梁段2#

每排支架混凝土荷载标准值：

44.66kN/m，其他荷载4.85kN/m

弦杆最大轴向压力235.3kN<500kN/m

斜杆最大轴向压力135.8kN<160kN/m

立杆最大轴向压力216.4kN≈215kN/m

强度满足要求！

混凝土箱梁引起最大净挠度6.4mm，挠跨比1/2812<1/400

刚度满足要求！

支点反力标准值分别为143.6kN、50.8kN。

2、简支18m，每组间距0.75m

（1）代表梁段3#

每排支架混凝土荷载标准值：

32.35kN/m，其他荷载3.64kN/m

弦杆最大轴向压力152.3kN<500kN/m

斜杆最大轴向压力104.6kN<160kN/m

立杆最大轴向压力164.7kN<215kN/m

强度满足要求！

混凝土箱梁引起最大净挠度11.1mm，挠跨比1/1620<1/400

刚度满足要求！

支点反力标准值分别为108kN、10kN。

（2）代表梁段5#

每排支架混凝土荷载标准值：

27.30kN/m，其他荷载3.64kN/m

弦杆最大轴向压力302.6kN<500kN/m

斜杆最大轴向压力145.8kN<160kN/m

立杆最大轴向压力218.9kN≈215kN/m

强度满足要求！

最大挠度21.9mm，挠跨比1/821<1/400

刚度满足要求！

支点反力标准值分别为143.8kN、31.1kN。

3、简支15m、悬臂3m，每组间距0.75m

（1）代表梁段5#

每排支架混凝土荷载标准值：

27.30kN/m，其他荷载3.64kN/m

弦杆最大轴向压力140.7kN<500kN/m

斜杆最大轴向压力93.2kN<160kN/m

立杆最大轴向压力135.8kN<215kN/m

强度满足要求！

最大挠度5.0mm，挠跨比1/600<1/400

刚度满足要求！

支点反力标准值分别为173kN、2.3kN。

（2）代表梁段6#-7#

每排支架混凝土荷载标准值：

25.87kN/m，其他荷载3.64kN/m

弦杆最大轴向压力134.3kN<500kN/m

斜杆最大轴向压力121.6kN<160kN/m

立杆最大轴向压力173.9kN<215kN/m

强度满足要求！

最大挠度6.4mm，挠跨比1/2343<1/400

刚度满足要求！

支点反力标准值分别为213.3kN、15.1kN。

4、简支15m，每组间距0.75m

（1）代表梁段9#

每排支架混凝土荷载标准值：

23.62kN/m，其他荷载3.64kN/m

弦杆最大轴向压力140.7kN<500kN/m

斜杆最大轴向压力93.2kN<160kN/m

立杆最大轴向压力135.8kN<215kN/m

强度满足要求！

最大挠度23.0mm，挠跨比1/652<1/400

刚度满足要求！

支点反力标准值分别为159.0kN、53.4kN。

（2）代表梁段12#

每排支架混凝土荷载标准值：

19.20kN/m，其他荷载3.64kN/m

弦杆最大轴向压力349.3kN<500kN/m

斜杆最大轴向压力134.9kN<160kN/m

立杆最大轴向压力199.4kN<215kN/m

强度满足要求！

最大挠度19.8mm，挠跨比1/757<1/400

刚度满足要求！

支点反力标准值分别为131.7kN、46.2kN。

5、连续15m+12m，每组间距0.75m

（1）代表梁段9#

每排支架混凝土荷载标准值：

23.62kN/m，其他荷载3.64kN/m

弦杆最大轴向压力128.3kN<500kN/m

斜杆最大轴向压力100.5kN<160kN/m

立杆最大轴向压力153.7kN<215kN/m

强度满足要求！

最大挠度4.0mm，挠跨比1/3750<1/400

刚度满足要求！

支点反力标准值分别为10.2kN、210.9kN、9.3kN。

（2）代表梁段6#

每排支架混凝土荷载标准值：

26.34kN/m，其他荷载3.64kN/m

弦杆最大轴向压力128.3kN<500kN/m

斜杆最大轴向压力100.5kN<160kN/m

立杆最大轴向压力153.7kN<215kN/m

强度满足要求！

最大挠度12.7mm，挠跨比1/944<1/400

刚度满足要求！

支点反力标准值分别为-3.7kN、189.0kN、55.5kN。

6、简支12m，每组3排，每组间距0.75m

代表梁段2#

每排支架混凝土荷载标准值：

22.33kN/m，其他荷载3.64kN/m

弦杆最大轴向压力348.8kN<500kN/m

斜杆最大轴向压力140.0kN<160kN/m

立杆最大轴向压力148.3kN<215kN/m

强度满足要求！

最大挠度14.8mm，挠跨比1/810<1/400

刚度满足要求！

支点反力标准值分别为131.7kN、68.5kN。

五、横梁

工32b

S=426.1cm3，Vmax＝120×11626×11.5/426.1/100=376kN

腹板两侧无加劲肋时，h0=290mm，i=3.3mm，λ=88，φ=0.635，Rmax＝516kN

腹板两侧设加劲肋h0=290mm，截面如下：

I=193.7cm4，A=51.6cm2，i=19.3mm，λ=15，φ=0.98，

Rmax＝0.98×5160×205/1000=1036kN

1、129#墩附近

横梁上部荷载标准值（单位：

kN/m）

按连续梁计算弯矩分布图：

（单位：

kNm）

最大弯矩183kNm

按简支梁计算弯矩分布图：

（单位：

kNm）

最大弯矩278kNm，弯曲应力191Mpa

按连续梁计算支反力分布图：

（单位：

kN）

支反力设计值依次为457kN、1123kN、829kN、917kN、913kN、674kN、716kN、701kN、479kN、463kN……

支反力标准值依次为327kN、803kN、592kN、655kN、653kN、481kN、512kN、502kN、342kN、332kN……

按简支梁计算支反力分布图：

（单位：

kN）

支反力设计值依次为557kN、990kN、887kN、902kN、878kN、724kN、699kN、669kN、516kN、411kN……

支反力标准值依次为398kN、708kN、634kN、644kN、628kN、518kN、500kN、478kN、369kN、294kN……

2、中排

最大荷载标准值：

518.1kN/m，设计值725.4kN/m，跨度1.5m

跨中最大弯矩，M=204.0kN·m

弯曲应力σ＝140.4MPa＜f满足要求。

支点反力标准值777.2kN，设计值1088kN

3、128#墩附近

最大荷载标准值：

422.0kN/m，设计值590.8kN/m，跨度1.5m

跨中最大弯矩，M=166.2kN·m

弯曲应力σ＝114.3MPa＜f满足要求。

支点反力标准值633.0kN，设计值886.2kN

六、立柱

立柱最大荷载标准值802kN，设计值1123kN

立柱计算高度12000mm

钢管外径Φ529×10mm，

截面面积A＝163.05cm2，截面惯性矩I＝54919cm4，截面模量W＝2076cm3，

回转半径i＝18.35cm

长细比λ＝12000/183.5＝65.4，稳定系数ψ＝0.777

单柱极限承载力：

Nj＝0.777×215×16305/1000＝2723kN

立柱最大荷载设计值1123kN

七、基础

1、钢管间距1.5m，条形基础宽度1.6m

荷载标准值：

575kN/m

575/1.6=359kPa<地基承载力特征值400kPa

2、钢管间距2.0m，条形基础宽度1.2m

荷载标准值：

385kN/m

385/1.2=321kPa<地基承载力特征值400kPa

3、钢管间距3.0m，独立基础1.5×1.5m

荷载标准值：

621kN

621/（1.5×1.5）=276kPa<地基承载力特征值400kPa

3、钢管间距4.0m，独立基础1.2×1.2m

荷载标准值：

327kN

327/（1.2×1.2）=227kPa<地基承载力特征值400kPa

基础承载力满足要求。

八、钢管抗风验算

钢管顶横梁以上支架高度按9m计，中心距离地面按15m计，钢管高度按10.5m计，抗风斜撑每立柱一根。

单排立柱风荷载标准值：

kPa；

风荷载设计值：

W=1.76kPa

1、立柱钢管

钢管外径Φ529×10mm，

截面面积A＝163.05cm2，截面惯性矩I＝94919cm4，截面模量W＝2076cm3，

回转半径i＝18.35cm

长细比λ＝1200/18.35＝65.2，稳定系数ψ＝0.777

5703996N

钢管顶风荷载水平力：

1）钢管立柱间距1.5m，Ff=1.76×1.5×9=23.76kN

M（kN.m）N（kN）

88.6+62.7=151.4Mpa

＜f=215MPa

2）钢管立柱间距2.0m，Ff=1.76×2×9=31.7kN

M（kN.m）N（kN）

77.4+50.6=128.0Mpa

＜f=215MPa

3）钢管立柱间距3.0m，Ff=1.76×3×9=47.5kN

M（kN.m）N（kN）

62.3+74.0=136.3Mpa

＜f=215MPa

4）钢管立柱间距4m，Ff=1.76×4×9=63.4kN

M（kN.m）N（kN）

32.8+94.3=127.2

＜f=215MPa

2、斜撑钢管

钢管外径Φ180×5mm，

截面面积A＝27.49cm2，截面惯性矩I＝1053cm4，截面模量W＝117cm3，

回转半径i＝6.19cm

长细比λ＝707/6.19＝114，稳定系数ψ＝0.47

单根斜撑最大轴力188.3kN，

188.3×1000/（0.47×2749）＝145.7Mpa