1、莆永高速A3标 悬空支架施工方案1229福建省莆田至永定(闽粤界)高速公路永春至永定泉州段A3合同段悬空支架施工方案(剪力销)编制:审核:批准:中铁十局二公司莆永高速A3合同段项目部2011年 12月29日目 录1、编制依据及原则 11.1编制依据 11.2编制原则 12、工程概况 13、总体施工方案 23.1支承平台布置 33.2计算依据及采用程序 33.3计算参数 43.4计算结果 64、结论 8 1、编制依据及原则1.1编制依据(1)福建省莆田至永定高速公路泉州段A3标两阶段施工图设计。(2)公路工程技术标准(JTG B01-2003)。(3)公路工程质量检验评定标注(JTGF80/1-
2、2004)。(4)公路桥涵施工技术规范(JTJ 041-2000)。(5)当地的水文、气象及本项目的地质资料。(6)福建省高速公路施工标准化管理指南。1.2编制原则(1)本着“安全第一、质量至上”的原则。(2)充分考虑施工不利因素,加快施工进度,保证节点工期。(3)多年来本单位在相似工程上使用的先进经验和施工方法。2、工程概况炉内大桥右幅桥梁起讫桩号: K11+705.3K11+830.5,桥长125.2m。左幅起讫桩号:ZK11+699.5ZK11+823.5,桥长124m。全桥上部构造采用预应力混凝土T梁,先简支后结构连续(刚构)体,右线桥跨组合:430,全桥共1联,下部结构采用柱式墩,钻
3、孔灌注桩基础,墩柱直径均为1.50m,墩柱最高20.5m,桩基直径1.80m,最长19m。左线桥跨组合:430,全桥共1联,下部结构采用柱式墩,钻孔灌注桩基础,墩柱直径均为1.50m,墩柱最高22m,桩基直径1.80m,最长19m。西溪大桥右幅桥梁起讫桩号: K16+727.3K17+135.5,桥长408.2m。左幅起讫桩号:ZK16+679.3ZK17+098.7,桥长419.4m。全桥上部构造采用预应力混凝土T梁,先简支后结构连续(刚构)体,右线桥跨组合:4*40+3*40+3*40m,全桥共3联,下部结构采用柱式墩及薄壁实心墩,钻孔灌注桩基础,1#、5#、6#、7#、8#、9#墩墩柱直
4、径1.80m,墩柱最高27.3m,桩基直径2.0m,最长29m;2#、3#、4#墩采用薄壁实心墩,墩柱最高43.7m;左线桥跨组合采用4*40+4*40+3*30m,全桥共3联。下部结构采用柱式墩及薄壁实心墩,钻孔灌注桩基础,1#、2#、5#、6#、7#、8#、9#、10#墩墩柱直径1.8m,墩柱最高33.5m。当铺大桥右幅桥梁起讫桩号: K19+733.5K19+980.5,桥长247.0m。左幅起讫桩号:ZK19+801.5ZK20+018.5,桥长217m。全桥上部构造采用预应力混凝土T梁,先简支后结构连续(刚构)体,右线桥跨组合:430+430m,全桥共2联,下部结构采用柱式墩,钻孔灌
5、注桩基础,1#、2#、7#墩墩柱直径1.50m,墩柱最高18.9m,桩基直径1.80m,最长20m;3#、4#、5#、6#墩墩柱直径1.80m,墩柱最高30.5m;左线桥跨组合采用330+430m,全桥共2联。下部结构采用柱式墩,钻孔灌注桩基础,1#、2#、3#、6#墩墩柱直径1.50m,墩柱最高18.7m。3、总体施工方案莆永高速A3合同段桥梁大部采用双柱式墩身,且部分墩高较高,采用满堂支架施工盖梁耗时长、占用大量钢管扣件等周转材料、不经济,并且施工风险高,拟采用在墩柱上预留孔穿钢棒搭设支承平台施工。本标段盖梁尺寸分别为2.4m1.7m10.9m(宽高长)、2.2m1.5m10.9m(宽高长
6、)、2.2m1.5m10.8m(宽高长)、2.0m1.3m10.8m(宽高长)。考虑最不利情况,采用西溪大桥左线8#墩盖梁作为计算模型。盖梁简图如下:3.1支承平台布置盖梁施工支承平台采用在两墩柱上各穿一根2.4m长10cm钢棒,上面采用墩柱两侧各一根12m长45b工字钢做横向主梁,搭设施工平台的方式。主梁上面安放一排每根3.5m长 的16槽钢,间距为50cm作为分布梁。分布梁上铺设盖梁底模。传力途径为:盖梁底模分布梁(16槽钢)横向主梁(45b工字钢)支点10cm钢棒。如下图:3.2计算依据及采用程序本计算书采用的规范如下:1、公路桥涵施工技术规范(JTG/T F50-2011)2、钢结构设
7、计规范(GB 50017-2003)3、建筑结构荷载规范(GB50009-2001)4、建筑施工扣件式钢管支架安全技术规范(JGJ130-2001)5、其他现行相关规范、规程3.3计算参数1、主要材料(1)16a槽钢截面面积为:A=2195mm2截面抵抗矩:W=108.3103mm3截面惯性矩:I=866.2104mm4弹性模量E=2.1105Mpa钢材采用Q235钢,抗拉、抗压、抗弯强度设计值=215Mpa。(2)45b工字钢横向主梁采用2根45b工字钢,横向间距为180cm。截面面积为:A=11140mm2,X轴惯性矩为:IX=33759104mm4,X轴抗弯截面模量为:WX=1500.4
8、103mm3,钢材采用Q235钢,抗拉、抗压、抗弯强度设计值=215Mpa。(3)钢棒钢棒采用100mm高强钢棒(A45),截面面积为:A=3.14502=7850mm2,惯性矩为:I=d4/32=3.141004/32=981.25104 mm4截面模量为:W=d3/32=3.14*1003/32=9.8125104 mm3抗剪强度设计值=125Mpa。2、设计荷载(1)砼自重砼自重统一取170cm梁高为计算荷载,砼设计方量:V=49.51m3,钢筋砼按27KN/m3计算,砼自重:G=49.5127=1336.77KN盖梁长10.9m,均布每延米荷载:q1=1336.77/10.9=122.
9、64kN/m(2)组合钢模板及连接件1.0 kN/m2,侧模和底模每延米共计5.8m2, q2=5.8kN/m(3)16a槽钢3.5m长 16槽钢间距0.5m,每延米2根共计7米,合计:q3=70.1723=1.2061kN/m(4)45b工字钢共2根,当根长12米,共重:21287.45kg=2098.8kgq4=20.99KN(5)施工荷载小型机具、堆放荷载:q5=2.5 KPa振捣混凝土产生的荷载:q6=2 KPa荷载组合及施工阶段盖梁自重及支架自重均按恒载考虑组合系数1.2,施工荷载按活载考虑组合系数1.4。3、受力模型(1) 16a槽钢分布梁计算模型:16a槽钢分布梁直接承受底模以上
10、的自重,16a槽钢分布在圆柱两侧的45b工字钢上,两工字钢主梁紧贴圆柱,间距按圆柱直径180cm,故16a槽钢分布梁计算跨径为180cm,盖梁底宽为240cm,分布梁两端各悬臂55cm,悬臂有利跨中受力,不计悬臂部分,按简支梁计算,实际偏安全,如下图(2)工字钢主梁计算模型:工字钢主梁承受由每根双槽钢分布梁传来的重力,按均布荷载考虑,两根工字钢各承受一半的力,工字钢搭在两圆柱预埋的钢棒上,故工字钢计算跨径为两圆柱中心的间距,取为6.7m,按两端外伸悬臂计算。如下图(3)钢棒计算模型钢棒为悬臂结构模型,工字钢紧贴圆柱,故只考虑钢棒受剪,4个支点抗剪截面分担承受上面传来的重力。3.4计算结果(1)
11、16a槽钢分布梁计算荷载q=1.2(q1+q2)+1.4(q5+q6)=1.2(122.64+5.8)+1.4(2.5+2)=160.428KN/m16a槽钢分布梁布设间距0.5m,单根承受0.5160.428=80.21KN,盖梁底宽2.4m则单根槽钢均布荷载q=80.21/2.4=33.42KN/m计算跨径1.8m跨中弯矩:M=1/8ql2=0.12533.421.82=13.54KN.m=M/W=13.54/108.3103mm3=125MPa【215MPa】挠度:f=5ql4/384EI=533.421.84/(3842.1866.2)=0.00251mf=l0/400=1.8/400
12、=0.0045m (满足要求)。(2)45b工字主横梁计算荷载:q=1.2(q1+q2+q3)+1.4(q5+q6)=1.2(122.64+5.8+1.21)+1.4(2.5+2)=161.88KN/m45工字钢设两根,单根承受q=0.5161.88=80.94KN/M计算跨径6.7m跨中弯矩:M=1/2qlx(1-a/x)(1+2a/l)-x/l=1/280.946.75.45(1-2.1/5.45)(1+22.1/6.7)-5.45/6.7=275.70KN.m=M/W=275.70/1500.4103mm3=183.75MPa【215MPa】跨中挠度:f=ql4(5-24a2/l2)/3
13、84EI=80.946.74(5-242.12/6.72)/(3842.133759)= 0.0163m=16.3mmf=l/400=6.7/400=16.75mm悬臂端点挠度:f=qal3(6a2/l2+3a3/l3-1)/24EI=80.942.16.73(62.12/6.72+3.52.13/6.73-1)/(242.133759)=-0.0091m(3)钢棒计算荷载:q=1.2(q1+q2+q3)+1.4(q5+q6)=1.2(122.64+5.8+1.21)+1.4(2.5+2)=161.88KN/mQ=(161.8810.9+20.99)/4=446.37KN=Q/A=446.37103/7850=56.86MPa=125Mpa4、结论综合以上计算得知,此支架方案能满足盖梁施工受力要求。
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