西平线现浇梁钢管支墩贝雷架支架检算.doc

1、新建铁路西安至平凉线XPS-3标段西平线48m现浇箱梁施工钢管支墩贝雷架组合支架检算书中铁一局西平铁路工程指挥部第二项目部二OO九年十一月 甘肃庆阳一、工程概述我项目部管段内有特大桥7座，其中6座跨泾河，跨泾河主河道采用48m、64m大跨箱梁设计，共计48m箱梁56孔，64m箱梁5孔，为我项目部重点控制工程。大跨分布及桥高情况：61孔箱梁分布在6座桥上，其中，店子沟特大桥48m箱梁4孔（1孔在河道内），杨家河特大桥48m箱梁20孔（2孔在河道内），任家河特大桥48m箱梁12孔（6孔在河道内），长庆桥特大桥48m箱梁6孔（2孔在河道内），蔡家嘴特大桥48m箱梁6孔（3孔在河道内），吊堡子特大桥4

2、8m箱梁8孔，64m箱梁5孔（4孔在河道内）。桥面距地面高度1320m（箱梁高 4.055.15m）。有18孔大跨在泾河主河道上，河道水面宽60120m,水深1.21.5m.48m简支箱梁梁顶面宽4.9m，梁底面宽3.03.3m，梁高4.05m，C55砼238m3，重约620t.拟定：跨主河道现浇箱梁支架采用钢管支墩贝雷架。二、钢管支墩贝雷架支架结构的布置(拟定)钢管支墩材料采用外径426526mm，内径410510mm，壁厚8mm的卷板焊接钢管，钢管支墩高1012m，纵向布置8排，间距如下图所示：3m2.1m3m3m12m6mm12m2.1m6mm49.2m墩中心线墩中心线 48m跨钢管支墩

3、纵向布置尺寸示意图（方案一） 3m2.1m3m3m9m9mm9m2.1m9mm49.2m墩中心线墩中心线 48m跨钢管支墩纵向布置尺寸示意图（方案二） 每排支墩横桥向布设4根，中间2根间距2.3m，两边的间距3.35m，钢管支墩中心距宽度9m;全跨布置8排4根=32根钢管支墩，每排支墩和排距3m的支墩两排间用10#槽钢进行纵横向连接，步距3m，并交叉设置剪刀撑。每排钢管支墩上面担2根40b工字钢，长度10m，上面摆放可调钢楔。在可调楔块上面架设贝雷架，贝雷架每片长3m、高1.5m、重250kg，整跨布置10排,每排15片，计166片(墩两侧增加16片),排距为:1.0m4+1.0m2+1.0m

4、4（构造需要）在贝雷架上横向摆放10#槽钢，间距90cm,长10m，共54根；在槽钢上梁底板范围内纵向铺设1010方木，间距30cm,方木上铺设18mm厚的胶合板作底模。 三、支架检算梁体断面图（依据“48预应力砼简支箱梁施工图”）1、荷载（全桥按梁断面及计算宽度5m考虑）（1）现浇箱梁C55砼自重（断面积取5.3m2计算） q1=5.326=137.8KNm（2）外模B)6#Lp3： q2=17.9KNm（3）内模： q3=2.14H-j .|e KNm（4）胶合板： q4=3.30.0188KN/m3=0.5KNm（5）1010cm方木：q5=120.10.15KN/m3=0.6KNm（6

5、）横向槽钢(10#)q6=545m100100048=0.6KNm（7）砼施工倾倒荷载： q7=4.0KPa5m=20KNm E-FO_N （8）砼施工振捣荷载： q8=2.0KPa5m=10KNm)7Ixz1I9g （9）施工机具人员荷载： q9=2.5KPa5m=12.5KNm （10）风载：（基本风压） q10=0.6KPa5m=3KNm（11）贝雷架： q11=15片3452.5=2.5KNm（12）40b工字钢： P1= 5m16根73.878kg/m=59.1KN（14）钢管支墩：（16根）P2=16212136kgm=522.2KN2、强度和刚度检算 )Gb,NGr （1）胶合板

6、底模（检算略）（2）1010cm方木（检算略） （3）10#槽钢（检算略）（4）贝雷架贝雷架在梁底板下纵向布设3排，单排贝雷架上所受荷载组合：q1q11=207.5KNm1.33 =89.9KNm根据贝雷架产品说明书查得贝雷架力学特征如下：wC R) 惯性矩：I=250497.2104mm4抵抗矩：W=3578.5103mm3承受最大弯矩：M=788.2KNm承受最大剪力：Q=245.2KN.Dw,VH贝雷架间距按中间最大跨度1200cm考虑,按简支梁进行计算 :最大弯矩： （不可）弯曲应力： (不可)最大挠度：（不可）贝雷架在梁底板下纵向布设5排，单排贝雷架上所受荷载组合：q1q11=207

7、.5KNm1.35 =54KNm.Dw,VH贝雷架间距按中间最大跨度1200cm考虑,按简支梁进行计算 :最大弯矩： （不可）弯曲应力： (可)最大挠度：（不可）贝雷架在梁底板下纵向布设5排，单排贝雷架上所受荷载组合：q1q11=207.5KNm1.35 =54KNm.Dw,VH贝雷架间距按中间最大跨度900cm考虑,按简支梁进行计算 :最大弯矩： （可）弯曲应力： (可)最大挠度：（可）（5）40b工字钢根据贝雷架受力简图，计算得各排支墩上工字钢中间5m范围受力为：第一排207.53.694=766.5KN, 第八排207.53.694=766.5KN,第二排207.57.57=1570.8

8、KN, 第七排207.57.57=1570.8KN,第三排207.55.194=1077.8KN, 第六排207.55.194=1077.8KN,第四排207.56.042=1253.7KN, 第五排207.56.042=1253.7KN,根据以上数据得：第二，七排工字钢上横向5m范围所受荷载（最大）为：207.57.571.3=2042KN第一，八排工字钢上横向5m范围所受荷载（最小）为：207.53.6941.3=996.5KN40b工字钢力学特征如下：wC R) 惯性矩：I=22800104mm4抵抗矩：W=1140103mm3取第二，七排工字钢上横向5m范围所受荷载（最大）为2042K

9、N（均布荷载为408.4KN/M）,.Dw,VH工字钢下支墩间距(每排5根)：中间200cm，外侧250cm考虑,按2跨连续梁进行计算 : BBA2m2m0. 5m0.5m2.5mq=408.4KN/m40b工字钢受力简图2. 5m支墩A支座反力（最大）：1.876408.4=766.2KN支墩B支座反力（较小）：1.562408.4=637.9KN最大弯矩： 弯曲应力： （满足）最大挠度：（满足要求）最大剪力：最大剪应力： （可）取第二，七排工字钢上横向5m范围所受荷载（最大）为2042KN（均布荷载为408.4KN/M）, 工字钢下支墩间距(每排4根)：中间300cm，外侧300cm考虑,

10、按3跨连续梁进行计算 : A3m1m1m3mq=408.4KN/m40b工字钢受力简图3mA支墩A支座反力：（32+1）408.4=1021KN最大弯矩： 弯曲应力： （满足）最大挠度：（满足要求）最大剪力：最大剪应力： （可）3、稳定性计算 DtFQv A 已知钢管采用426（外径）6.0mm，钢管上下每3m设纵横联系杆,钢管支墩高15m，按两端铰接=1，回转半径 钢管截面积A=7916.8mm2,单根钢管支墩所受荷载（按较大1个计算）：1021KN=l/i=15000/148.5=101 CxF-Z7 sp=102 属中柔度杆，则用经验公式计算临界力：cr=a-b=304-1.12101=

11、191MPa 实际=N/A= 10210007916.8=129MPacr=191MPa（实际应力小于临界应力，稳定性满足） 另外，根据钢结构设计规范附录C的C-1查得：稳定系数=0.637r 0, 3 N/(A)= 1021000（0.637916.8）=204.7MPa=205MPa b-18 s (稳定性符合要求) 4、地基承载力算 * fc-gAj 设定每个钢管支墩底焊接60060020mm钢板，下面设置直径125cm桩基或直径150cm桩基。每排按5根支墩布置，中间单根钢管支墩所受荷载最大的为：766.2KN1.3=589.4KN该单根支墩对砼基础产生的压应力为：1=589400（6

12、00600）=1.6MPaC25砼基础对基地产生的压应力为：2=589400（3.141596252）=480KPa采用直径150cm桩基对基地产生的压应力为：(2)=589400（3.141597502）=334KPa每排按4根支墩布置，中间单根钢管支墩所受荷载最大的为：1021KN1.3=785.4KN该单根支墩对砼基础产生的压应力为：1=785400（600600）=2.2MPaC25砼基础对基地产生的压应力为：2=785400（3.141596252）=640KPa采用直径150cm桩基对基地产生的压应力为：(2)=785400（3.141597502）=444KPa结论:根据以上验算

13、得知,支架按下列要求搭设: 1、钢管支墩材料采用外径426526mm，内径410510mm，壁厚8mm的卷板焊接钢管；2、钢管支墩高1012m，纵向布置8排，考虑施工及成本,每排支墩横桥向布设4根，中间2根间距3m，两边的间距3.0m，间距布置如支墩受力间图。3、钢管支墩纵向中心距宽度9m（见方案二图）;全跨布置8排4根=32根钢管支墩，每排支墩和排距3m的支墩两排间用10#槽钢进行纵横向连接，步距3m，并交叉设置剪刀撑。4、每排钢管支墩上面担2根40b工字钢，长度12m，上面摆放可调钢楔。5、在可调楔块上面架设贝雷架，贝雷架每片长3m、高1.5m、重250kg，整跨布置10排,每排15片，计166片(墩两侧增加16片),排距为:1.0m4+1.0m2+1.0m4（构造需要）6、在贝雷架上横向摆放10#槽钢，间距90cm,长10m，共54根；在槽钢上梁底板范围内纵向铺设1010方木，间距30cm,方木上铺设18mm厚的胶合板作底模。 7、每个钢管支墩底焊接65065020mm钢板，下面设置直径150cm桩基，基底承载力必须达到500KPa(安全系数为1.13),根据泾河实际情况桩长应在810m，并保证桩底坐落在坚硬的岩层（基底承载力必须达到500KPa）上面