48m持续箱梁桥施工满堂支架计算书.docx

1、48m持续箱梁桥施工满堂支架计算书48m持续箱梁桥施工满堂支架计算书1 工程概况1.1项目概况哈尔滨至大连铁路客运专线是为了减缓我国东北铁路运输最忙碌的南北骨干线之一的哈大铁路（哈尔滨至大连）的运输能力紧张状况，实现客货分线运输，形成大能力快速度的客运通道而修建的。新建铁路哈尔滨至大连客运专线线路起讫里程K0+681.9DK933+200，线路正线全长905.8千米，其中辽宁省554.4正线千米，吉林省268.8正线千米，黑龙江省82.5正线千米。中交二公局哈大铁路客运专线工程领导部四分管区内共有6处预应力混凝土持续箱梁，别离位于苇子沟特大桥和火炬特大桥范围内。依照设计图纸，苇子沟特大桥和火炬

2、特大桥共三处主跨48米持续梁采纳满堂支架现浇施工1.2 48m箱梁概述 依照设计图纸，本标段范围内主跨为48m的苇子沟特大桥（1215）、48m火炬特大桥（9295、157160）均采纳碗扣式满堂支架施工，其具体跨径及数量见表1所示。表11 持续梁跨径数量统计表序号所处桥位编号墩号墩高(米)(含托盘高度)跨度(米)桩号及跨越线路1苇子沟特大桥12#15#12#9.5 32+48+32跨越高速联络线，桩号DK635+847DK635+9601311.5 1410.5 1512.0 2火炬特大桥92#95#92#12.5 32+48+32跨越沥青路8，桩号DK639+619DK639+73193#

3、12.0 94#11.0 95#11.5 3火炬特大桥157#160#157#13.5 32+48+32跨越碎石路6，桩号DK641+734DK641+910158#13.0 159#13.0 160#14.0 由表1可知，最大墩身高度为14m，本计算书取支架高度为14m进行计算。依照设计图纸，梁体为单箱单室、等高度箱梁。箱梁顶宽12m，底宽5.4m，高度为3.25m，梁端部份取断面为计算截面，跨中部份采取断面为计算断面。图11 箱梁断面图13 箱梁断面2 桥位处自然条件2.1地形地貌哈大客专沈哈段南起沈阳市北界，沿松辽平原东部穿越辽宁、吉林、黑龙江三省抵达哈尔滨，地形整体呈中间高、南北低，地

4、形较为平坦。沿线可分为辽河、松嫩平原两个主腹地貌单元。辽河平原夹于辽东、辽西山地丘陵间，要紧由辽河及其支流冲洪积而成，地形自北向南缓倾。沈阳至铁岭间地形平坦开阔，高程约5080m，要紧为一级阶地，局部可见二级阶地；铁岭至陶家屯段由剥蚀缓丘与冲洪积平原组成，高程一样在50250m间，地形波状起伏，缓丘与带状河谷冲积平原相间。松嫩平原为松花江及其支流冲洪积形成的平原。本项目所在位置为微丘状剥蚀平原（DK632+750DK652+350）：地形呈宽缓波状起伏，地形较平坦，海拔高程200250m间，向西或西北缓倾斜，坡度25。北北东向线状冲沟较发育，断面多呈“U”字型。本线沿途集镇、村落广布，农田、灌

5、渠纵横，城镇范围厂矿、企业林立，衡宇、人口密集。沿线交通要紧有既有哈大铁路、京哈高速公路和G102国道，多与客专线路并行，县、镇、乡村道路发达，交通便利。2.2气象特点沿线属中温带亚湿润季风气候区，其特点是：四季分明，春天干旱多大风，夏日湿润多降雨，秋季凉爽多早霜，冬季严寒而漫长。年平均气温4.48.4，极端最高温度36.139.8，极端最低温度-39.9-32.8，年平均降雨量481.8682.7mm，年平均蒸发量1226.01781.5mm，平均相对湿度62%65%，年平均风速2.83.9m/s，最大按时风速12.034.0m/s，年平均八级以上大风日数440.5天，最大月平均日较差11.

6、614.3，最大积雪厚度1730cm，最大季节冻土深度137205cm。详见气象资料汇总表。站 台 名 称四 平公主岭长 春德 惠地理位置海拔高程四平市铁西区公园北街82号（N4331；E12448）长春市绿园区绿园西郊外德惠市建设街新村8委5组海拔高程165.7m200.1m236.8m185.3m代表里程及地点DK580+125DK624+070DK624+070DK678+500DK678+500DK731+000DK731+000DK810+600平 均 气 压(mb)995.9991.4986.8993.2气温(C)年平均6.76.25.74.9极端最高37.336.53839.8最

7、低-34.6-35.5-36.5-39.9最热月平均23.723.523.123.1最冷月平均-13.5-14.4-15.1-16.9最大月平均日较差13.212.912.214.3湿度绝对(mb)平均908.68482最大34.533.633.234.6最小30.232相对(%)平 均65636465最小3022降水量(mm)年平均632.7573.9570.4511年最大778.3861.2821.9728.9年最小448.1368.9329.7270.9月最大361.6485.1443.6299日 最大157.1194.5130.4137.8一次最大及延续时间191.5273.2185.

8、7206.2年平均降水日数97.197.798.790.3蒸发量(mm)年平均12261689.81628.11586.9年最大13921986.61886.71890.8风(m/s)平均风速及主导风向2.8 SSW3.4 SW3.9 SW3.4 SW各季平均风速及主导风向春4.0 SSW4.3 SW4.4 SW4.8 SW夏2.2 SSW2.9 SW2.9 SW2.8 SSW秋2.8 SSW3.3 SW3.9 SW3.5 SW冬2.6 SSW3.1 SW3.7 SW3.1 SW年平均大风日数(8级)28.129.2 SW40.525.8最大风速及其风向定时201228.0SW34.0 WSW

9、瞬时23.0 SW27.4 SW34 SW34 WS雪冻(cm)降雪初终期10月24日 4月19日10月21日 5月1日10月28日 3月28日10月19日4月16日最大积雪厚度22253025最大季节冻土深度148156169182其它平均雾天日数7.5天11.711.916.2平均雷天日数32.7天34.733.935.7土壤最大冻结深度采用值148cm156cm169cm182cm2.3地质条件残积层：要紧散布于新昌图至新公主岭段微丘状剥蚀平原区之微丘上，厚薄不等。（1）粉质粘土（Q4el1）：褐黄色、灰色、棕红色等，土质较均一，厚度115m，硬塑，中等紧缩性，级一般土, 硬塑，0 =1

10、20150kPa。（2）中砂（Q4el5）：浅黄色、褐黄色、浅灰色，厚度14m ，颗粒成份以石英、长石为主，含云母碎屑，均匀，较纯净，稍密中密，潮湿饱和，级松土，稍密，0 =250kPa；中密，0 =300kPa。（3）粗、砾砂（Q4el5）：厚27m，潮湿，稍密中密，级松土, 潮湿饱和，0 =300350kPa。3、荷载及工况分析依照公路桥涵施工技术标准JTJ0412000，支架计算需考虑以下荷载：一、支架、模板自重，分项系数：i=1.2；二、箱梁自重,分项系数：i=1.2；3、施工人员及施工机具运输或堆放的荷载，分项系数：i=1.4；4、倾倒混凝土时产生的竖向荷载，分项系数：i=1.4；五

11、、振捣混凝土时产生的竖向荷载，分项系数：i=1.4；六、风荷载（验算稳固性）；工况一：支架自重模板自重箱梁自重施工人员施工机具运输或堆放的荷载振捣混凝土时产生的竖向荷载倾倒混凝土时产生的竖向荷载工况二：（稳固性验算）：支架自重模板自重风荷载4、荷载计算(1)支架、模板系统自重模板自重按1.5kN/m2计，支架自重按材料重度计(2)箱梁恒载预应力钢筋混凝土自重每方按26kN计算。箱梁为等高度、变截面梁。(3)人员、施工机具设备及材料堆载等施工荷载每平方米按2.5kN操纵设计，(4)倾倒混凝土时产生的竖向荷载每平方米按6.0kN操纵设计，(5)振捣混凝土时产生的竖向荷载每平方米按2.0kN操纵设计

12、，(6)风荷载风压计算WK1K2K3W0 （Pa），式中：W0大体风压值(Pa)，W0V102/1.6，V10为10米高度处的设计风速，取V1034m/s，那么W0722.5Pa；K1风载体型系数，取1.3；K2风压高度转变系数，20m以下高度处取1.0；K3地形、地理条件系数，属于一样平坦空旷取1.0；因此，风压W1.31.01.0722.5939.25Pa，转化为风荷载，那么q0.94KN/m2。五、结构计算分析依照箱梁构造及截面特点，结合现场实际施工需要，拟采纳WDJ型483.5mmA3碗扣脚手架，支架系统由下而上依次为：地基基础、底托、48碗扣钢管支架、顶托、横梁、纵梁、模板。支架立柱

13、纵桥向间距墩顶周围7m（4.55m）间距0.6m，跨中范围内间距0.9m。横桥向腹板下间距0.3m，箱室下0.6m，翼板下0.9m。钢管支架顶部设顶托和工12.6横梁，横梁上设纵梁采纳12cm12cm方木，间距为30cm。钢管支架设置纵、横向水平杆，水平杆步高为120cm，在纵桥向设置剪子撑，剪子撑按300cm间距布置，横桥向布置斜撑，斜撑按500cm间距布置。满堂支架具体布置见以下图:图51 满堂支架断面图表5-1 箱梁荷载合计部位模板系统自重kN/m2施工荷载kN/m2振捣混凝土时产生的竖向荷载kN/m2振捣混凝土时产生的竖向荷载kN/m2梁体砼自重kN/m2荷载组合后合计kN/m2箱室腹

14、板翼板箱室腹板翼板跨 中1.52.56.02.026.187.117.6554.12121.0229.28梁 端1.52.56.02.039.4587.117.6569.4121.0229.28关于483.5mm钢管，截面积A4.89102mm2，抗弯模量W5.078103mm3，回转半径r15.78mm，每延米重量3.84kg。支架顶部横梁采纳工12.6型钢，A18.1cm2，W77.5cm3，I488cm4，每延米重量14.21kg。横梁上设纵梁采纳采纳12cm12cm方木。5.1梁端位置处小钢管支架计算（断面）梁端位置处钢管纵向间距0.6m，横桥向腹板下立柱间距0.3m，底板下为0.6m

15、，翼板下为0.9m。钢管支架顶部设顶托和工12.6横梁，横梁上设纵梁采纳12cm12cm方木，间距为30cm，那么计算如下：横梁计算：腹板下：qL2/8W（121.020.63002）（877500）11MPa140MPa，知足要求。= QS/Ib=10892（1095）20MPa85MPa，知足要求。f5qL4/384EI0.1mmfL/400=0.75mm，知足要求。底板下：qL2/8W（69.40.66002）（877500）24.2MPa140MPa，知足要求。 = QS/Ib=12492（1095）23MPa85MPa，知足要求。f5qL4/384EI0.1mmfL/400=1.5m

16、m，知足要求。翼板下：qL2/8W（29.280.69002）（877500）23MPa140MPa，知足要求。 = QS/Ib=7906（1095）15MPa85MPa，知足要求。f5qL4/384EI0.2mmfL/400=2.25mm，知足要求。立杆计算：查建筑工程脚手架有效手册得，碗扣式构件设计荷载：当横杆步距为1.2m时，单根立杆许诺荷载Pmax33.6KN。腹板下：N121.020.30.621.78kNN33.6kN，知足要求。底板下：N69.40.60.624.98kNN33.6kN，知足要求。翼板下：N29.280.60.915.81kNN33.6kN，知足要求。5.2标准断

17、面位置处小钢管支架计算（断面）该位置处钢管纵向间距0.9m，底板下横向间距0.6m，腹板下0.3m，翼板下0.9m，顶部设顶托和工12.6横杆，横梁上设纵梁采纳12cm12cm方木，间距为30cm，那么计算如下：横梁计算：腹板下：qL2/8W（121.020.93002）（877500）15.81MPa140MPa，知足要求。= QS/Ib=16338（1095）30MPa85MPa，知足要求。f5qL4/384EI0.2mmfL/400=0.75mm，知足要求。底板下：qL2/8W（54.120.96002）（877500）28.28MPa140MPa，知足要求。 = QS/Ib=14612

18、（1095）27MPa85MPa，知足要求。f5qL4/384EI0.2mmfL/400=1.5mm，知足要求。翼板下：qL2/8W（29.280.99002）（877500）34.43MPa140MPa，知足要求。 = QS/Ib=11858（1095）21.76MPa85MPa，知足要求。f5qL4/384EI0.25mmfL/400=2.25mm，知足要求。立杆计算：查建筑工程脚手架有效手册得，碗扣式构件设计荷载：当横杆步距为1.2m时，单根立杆许诺荷载Pmax33.6KN。腹板下N121.020.30.932.68kNN33.6kN底板下N54.120.60.929.22kNN33.6

19、kN翼板下N29.280.90.923.72kNN33.6kN，都可知足要求。5.3支架整体稳固性验算1）横向抗倾覆稳固性验算：风力作用计算风荷载：取单位（1m）长度计算（顺桥向）风压计算WK1K2K3W0 （Pa），式中：W0大体风压值(Pa)，W0V102/1.6，V10为10米高度处的设计风速，取V1034m/s，那么W0722.5Pa；K1风载体型系数，取1.3；K2风压高度转变系数，20m以下高度处取1.0；K3地形、地理条件系数，属于一样平坦空旷取1.0；因此，风压W1.31.01.0722.5939.25Pa，关于箱梁范围（H1高度内），W1939.25Pa关于支架范围（H2高度

20、内），W20.5W469.625PaF1H11W13.251939.25=3.053KN作用点距离地面高度：h1H2+H1/2=15.625mF2H21W2141469.625=6.575KN作用点距离地面高度：h2H2/2=7m稳固性验算横向按整体计算，以背风面支架底部A为转点风力产生的力矩：MF= F1h1+F2h23.05315.625+6.5757=93.73KN.m验算支架稳固性时，支架在搭设完成、模板立好未浇筑混凝土时为最不利情形，现在竖向荷载仅考虑外模和支架自重。模板自重取1.0kN/m2，那么P模=1.013.4=13.4kN/m支架自重P支架15KN/m竖向荷载产生的力矩：M

21、P0= P总 B/2=28.46.7190.28 KN.m考虑30施工不平稳荷载系数（横向偏心）那么：MPMP0/1.3=146.37KN.mKP= MP/ MF=146.37/93.731.561.3 知足要求。2）纵向抗倾覆稳固性验算：依照路桥施工计算手册纵向风压为70横向风压，迎风面积也比横向小，因此支架无需验算纵向稳固性。5.4地基承载力验算由以上计算可知立杆受力Nmax32.68KN。支架持力层为粉质粘土0150KPa翼板和底板下碗扣支架底托支撑在406015cm混凝土垫块上=N/A=29.22/(0.40.6)=122KPa0150KPa 知足要求。腹板下碗扣支架底托支撑在1606

22、015cm混凝土垫块上=N/A=32.684/(1.60.6)=136KPa0150KPa 知足要求。六、支架预压为了保证支架系统的平安性，在进行箱梁混凝土浇注之前，须在超重情形下逐级进行支架预压。预压可采纳沙袋、水箱或钢筋堆载的方式进行。加载的位置应与箱梁结构相对应，腹板、底板和翼板位置处加载应不同。加载时严格观测，并记录观测数据。加载时采取逐次增重的方式。按设计重量的80、100和110逐级加载。严禁一次加载至110。7、支架变形计算支架变形包括弹性变形、非弹性变形和基础紧缩沉降变形等三项，其中弹性变形、基础紧缩沉降变形和自重挠度变形能够通过计算取得，非弹性变形要紧由支撑体系间隙在钢箱梁荷

23、载作用下紧缩造成的。弹性变形：依照广义虎克定律L=PL/EA5mm为支架最大弹性变形量。非弹性变形：即模板、分派梁、型钢、小钢管支架等构件之间的接头处，在施工进程中，由于接头间的装配间隙被紧缩而产生的变形，此部份的变形一样无法精准计算，依照施工体会，本工程按一个接头1mm计算。合计有5个接头，共计h2=5mm。基础紧缩沉降变形：采纳单向应力分层总和法计算地基沉降量：式中S地基总沉降量（cm）hi第i层土的厚度（cm），土的分层厚度宜不大于基础宽度（短边或直径）的0.4倍；、别离为第i层土受到平均自重应力和平均最终应力（）紧缩稳固时上的孔隙比；n地基紧缩范围内所划分的土层数ms沉降计算体会系数，

24、按地域建筑体会确信因此，合计最大变形值为f=5+5+10八、排除支架变形阻碍的方法支撑体系的非弹性变形在安装时应尽可能减少间隙，并用薄钢板垫实所有间隙。支架系统搭设完成后采纳堆载预压并进行承载实验，以排除非弹性变形。依照计算值，设置支架预拱值，最大需预举高20mm。九、门洞计算全线共有3处跨线门洞，别离跨工业大道、沥青路和高速路引线，均采纳大钢管支架方案。从下到上依次所用材料为：钢管60014mm、垫梁、沙桶、2H600300型钢、工55c型钢、工20a型钢。桥梁轴线与工业大道斜交角度为38，设两个车辆通行孔；与沥青路斜交角度为54，设一个车辆通行孔；与高速路引线斜交角度为58，设两个车辆通行

25、孔。9.1工业大道门洞计算门洞采纳大钢管加型钢的形式，从下到上依次所用材料为：钢管60014mm、垫梁、沙桶、2H600300型钢、工55c型钢、工20a型钢。分派梁（工20a）：梁端位置处（分派梁间距0.6m）：成立分派梁模型得Mmax=-8.39KNm，Qmax=47.34kN，知足要求，知足要求。最大挠度，知足要求标准断面处（分派梁间距0.9m）：成立分派梁模型得Mmax=-12.61KNm，Qmax=68.01kN，知足要求。，知足要求。最大挠度，知足要求。将分派梁所受各反力作为荷载加于工55c型钢之上，成立纵梁、横梁及钢管组成的整体结构模型如下： 由分析结果，可得以下数据：纵梁（工5

26、5c型钢）Mmax=971.91/4=242.98kNm， ，知足要求Qmax=651.328/4=162.832kN，知足要求fmax=0.0172ml/400=0.0225m，知足要求横梁（2H6003001220）Mmax=860.33kNm，Qmax=779.535kN，知足要求。知足要求。关于13m的横梁：，知足要求关于7.5m的横梁：，知足要求关于16m的横梁：，知足要求关于25m的横梁：，知足要求钢管支架稳固性计算一、整体稳固性风荷载计算模板风压计算WK1K2K3W0（Pa），式中：W0大体风压值(Pa)，W0V102/1.6，V10为10m高度处的设计风速，取连年最大按时风速V

27、1034.0m/s，那么W0722.5Pa；K1风载体形系数，取1.3；K2风压高度转变系数，20m以下取1.0；K3地形、地理条件系数，平坦空旷地域取1.0；因此，风压W1.31.01.0722.5939.25Pa迎风面积：3.2533=107.25m2 风力：939.25107.25=.56N=101kN分派梁迎风面积：1.533=49.5m2风力：939.2549.5=46.5kN钢管及剪子撑由风压转化为风荷载，取q1.0kN/m2，施加于钢管之上。关于斜撑及平联的最大轴力Nmax=114.41kN ，知足要求二、钢管稳固性钢管（60014mm）：取最不利荷载Nmax=2572.642KN，M=5.9147KN.m；Mmax=114.81KN.m，N=42.83KN进行计算：假设钢管下端固定，上端自由，那么取=2，那么由i=286.4mm，l暂取8m计算，得：，查表可得压杆稳固系数=0.828，因此，知足要求。,知足要求。9.2沥青路门洞计算门洞采纳大