兰新铁路主跨80m连续梁现浇支架计算书.docx
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兰新铁路主跨80m连续梁现浇支架计算书
新建兰新铁路第二双线达坂城湿地特大桥
跨G312国道（48+80+48）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G312国道（48+80+48）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8
四、装配式公路钢桥桁架梁10
1、跨中每组间距0.75m，代表梁段9#、10#10
2、每组间距0.75m，代表梁段8#11
3、每组间距0.80m，代表梁段6#11
4、每组间距0.80m，代表梁段4#12
五、横梁13
1、跨度2.0m13
2、跨度2.5m13
六、立柱14
七、基础14
1、钢管间距2.0m，条形基础宽度1.2m14
3、钢管间距2.5m~3.0m，独立基础1.5×1.5m14
3、钢管间距4.0m，独立基础1.2×1.2m14
八、钢管抗风验算14
1、立柱钢管15
2、斜撑钢管16
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48+80+48m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22.2m范围内，每0.6m布置20根立杆
箱梁最大截面面积24.53m2，
最不利荷载设计值432.92kN，平均每根立杆荷载：
N＝432.92/20＝21.6kN＜[N1.2]＝30kN
（2）其余范围内，每0.6m布置14根立杆
箱梁最大截面面积15.36m2，
最不利荷载设计值289.87kN，平均每根立杆荷载：
N＝289.87/14＝20.7kN＜[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22.2m范围内，立杆间距0.3m×0.3m
最大梁高6.65m，混凝土荷载标准值172.9kN/m2，
立杆最大荷载：
N＝0.09×（172.9+12.5）＝16.7kN＜[N1.2]＝30kN
（2）其余范围内，立杆间距0.6m×0.3m
最大梁高约5.50m，混凝土荷载标准值143kN/m2，
立杆最大荷载：
N＝0.18×（143+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0.6×165.1＝99.1kN/m
腹板内侧0.6×41.1＝24.7kN/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0.6×73.9＝44.3kN/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+2.72+3.02+3.32+3.92+4.82+5.72+6.62+7.52）
=410.58m2
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：
=±258.91×7.5/410.58=±4.7kN
腹板处
=±258.91×3.3/410.58=±2.1kN
（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±4.7＝11.45/2.05kN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±2.1=30.09/25.99KN最大值超过[N1.2]0.3%<5%
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
简支18m跨度，
1、跨中每组间距0.75m，代表梁段9#、10#
每排支架混凝土荷载标准值：
14.95kN/m，其他荷载4.64kN/m
弦杆最大轴向压力498.0kN<500kN/m
斜杆最大轴向压力71.4kN<160kN/m
立杆最大轴向压力101.2kN<215kN/m
强度满足要求！
最大挠度38.0mm，挠跨比1/473<1/400
刚度满足要求！
支点反力标准值分别为76.2kN、76.2kN。
2、每组间距0.75m，代表梁段8#
每排支架混凝土荷载标准值：
16.52kN/m，其他荷载4.64kN/m
弦杆最大轴向压力487.6kN<500kN/m
斜杆最大轴向压力95.7kN<160kN/m
立杆最大轴向压力135.4kN<215kN/m
强度满足要求！
最大挠度37.5mm，挠跨比1/480<1/400
刚度满足要求！
支点反力标准值分别为101.4kN、62.4kN。
3、每组间距0.80m，代表梁段6#
每排支架混凝土荷载标准值：
18.05kN/m，其他荷载4.88kN/m
弦杆最大轴向压力378.1kN<500kN/m
斜杆最大轴向压力120.9kN<160kN/m
立杆最大轴向压力182.9kN<215kN/m
强度满足要求！
最大挠度26.8mm，挠跨比1/671<1/400
刚度满足要求！
支点反力标准值分别为136.2kN、40.4kN。
4、每组间距0.80m，代表梁段4#
每排支架混凝土荷载标准值：
21.16kN/m，其他荷载4.88kN/m
弦杆最大轴向压力177.1kN<500kN/m
斜杆最大轴向压力88.2kN<160kN/m
立杆最大轴向压力138.6kN<215kN/m
强度满足要求！
最大挠度12.9mm，挠跨比1/1395<1/400
刚度满足要求！
支点反力标准值分别为103.1kN、21.1kN。
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、跨度2.0m
最大荷载设计值476.7kN/m，
跨中最大弯矩，M=238.4kN·m
弯曲应力σ＝164.0MPa＜f满足要求。
支点反力设计值953.4kN
2、跨度2.5m
最大荷载设计值378.6kN/m，
跨中最大弯矩，M=295.8kN·m
弯曲应力σ＝203.5MPa＜f满足要求。
支点反力设计值946.4kN
六、立柱
立柱最大荷载设计值953.4kN
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953.4kN七、基础
1、钢管间距2.0m，条形基础宽度1.2m
荷载标准值：
408.6kN/m
408.6/1.2=340.5kPa<地基承载力特征值400kPa
3、钢管间距2.5m~3.0m，独立基础1.5×1.5m
荷载标准值：
811.2kN
811.2/（1.5×1.5）=360.5kPa<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：
484.8kN
484.8/（1.2×1.2）=336.7kPa<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2.0m，Ff=1.76×2×9=31.7kN
M（kN.m）N（kN）
75.3+50.4=125.7Mpa
＜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
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