系桿拱系梁施工支架方案檢算.doc

京杭大運(yùn)河特大橋系桿拱系梁支架施工計(jì)算書一、工程概況我部承建京杭大運(yùn)河特大橋跨繞城高速公路系桿拱橋系梁采用支架法施工,主跨140米,為保證施工期間所跨既有鐵路正常通車，主跨系梁采用貝雷片膺架法施工，設(shè)置臨時(shí)支墩11個(gè)，最大跨度分別為18.74米。二、施工方案介紹 模板采用1.8cm厚竹膠板；縱向上分配梁采用10cm10cm方木，底板下布置間距0.4米，腹板側(cè)面、腹板下和中隔板段底板下布置間距0.3米；底板和腹板下橫向上分配梁采用15cm15cm方木，布置間距都為0.3米和0.6米，立桿采用483.5mm碗扣式支架，步距為1.5米，橫向間距為0.3米、0.6米、0.9米和1.2米四種，縱向間距都為0.3米和0.6米；橫向下分配梁采用15cm15cm方木，布置間距都為0.3米和0.6米；主跨段縱向下分配梁采用雙層貝雷片，橫向連接支撐架采用0.45米、0.9米和1.35三種型號(hào)；主橫梁采用3I56工字鋼；鋼管柱采用Q235鋼管，外徑609mm，壁厚10mm，縱向布置間距為13.72米+12.9米+17.47米+18.74米+16.29米+14.04米+16.52米+17米+12.52米+13.97米，橫向布置間距為2.15米和3.04米，單根長度小于11米；所有臨時(shí)墩均采用1.25 m鉆孔樁基礎(chǔ)，采用C35水下混凝土澆注，每根樁長45.0米，樁徑1.25米，系梁采用C35混凝土澆注。 傳力途徑為：模板 縱向上分配梁 橫向上分配梁 支架 橫向下分配梁 縱向下分配梁(雙層貝雷片) 主橫梁 鋼管柱 系梁（或主墩承臺(tái)) 樁基礎(chǔ)。三、結(jié)構(gòu)檢算 箱梁混凝土豎向荷載取值為q砼=c H，模板荷載取值為q模=2KN/m2，設(shè)備和人員荷載取值為q均=1KN/m2；砼澆注作用于底模沖擊及振搗荷載q沖=q振=2KN/m2；砼澆注作用于側(cè)模沖擊及振搗荷載q沖=4KN/m2；汽車吊上橋施工對(duì)腹板和中隔板下底板產(chǎn)生的荷載q汽=1850KN/4/1.3m/6m=59.295KN/m2，混凝土豎向荷載和模板荷載的荷載分項(xiàng)系數(shù)取為1.2，施工荷載的荷載分項(xiàng)系數(shù)取為1.4。（一）、模板檢算模板采用1.8cm厚竹膠板，由于模板單個(gè)受力單元最長邊為1.2米，1200/15=80100，屬小跨度連續(xù)梁，面板可按三跨連續(xù)梁檢算。模板力學(xué)參數(shù)有：E=7.6GPa，=55MPa，W=bh2/6，I=bh3/12，f=L/400。工況一、受力單元寬0.3米，長0.3米，模板以上砼高3.0米(腹板)。q=(1.2 (3.026+1+2)+1.4(2+2+59.295)0.3=55.744KN/mMmax=qL2/10=55.7440.32/8=0.627KNm= Mmax/W=627/(0.60.0150.015/6)=27.867MPa=55MPa,f=0.677ql4/(100EI) =0.67755.7441030.34/(3847.610910-90.6153/12) =0.6mmf=L/400=300/400=0.75mm強(qiáng)度和剛度滿足要求。工況二、受力單元寬0.4米，長0.6米，模板以上砼高1.04米(端邊底板)。q=(1.2(1.0426+1+4)+1.4(1+2)0.6=25.589KN/mMmax=qL2/10=25.5890.42/8=0.512KNm= Mmax/W=512/(0.60.0150.015/6)=22.756MPa=80MPa,f=0.677ql4/(100EI) =0.67725.5891030.44/(3847.610910-90.6153/12) =0.9mmf=L/400=400/400=1.0mm強(qiáng)度和剛度滿足要求。（二）、上縱向分配梁驗(yàn)算 縱向分配梁采用10cm10cm方木，方木的力學(xué)參數(shù)如下：W=bh2/6=10102/6=166.7cm3,Im=bh3/12=10103/12=833.3cm4,E=10GPa，=9.5MPa，f=l/400。 按簡(jiǎn)直梁均布荷載結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行檢算，計(jì)算跨度為0.6米。 端邊底板和中底板下布置間距0.4米，腹板側(cè)面、腹板下和中隔板下布置間距0.3米。工況一、跨度為0.3米，砼高3.0米(腹板)，布置間距0.3米。q=(1.2(3.026+1+2)+1.4(2+2+59.295)0.3=55.744KN/mMmax=qL2/8=55.7440.32/8=0.627KNm= Mmax /W=627/166.7=3.761MPa=9.5MPa,f=5ql4/(384EI) =555.7441030.34/(3841010833.310-8) =0.06mmf=L/400=300/400=0.75mm強(qiáng)度和剛度滿足要求。工況二、跨度為0.6米，砼高1.04米(端邊底板)，布置間距0.4米。q=(1.2(1.0426+1+4)+1.4(2+2)0.4=17.619KN/mMmax=qL2/8=17.6190.62/8=0.793KNm=Mmax/W=793/166.7=4.757KN/m2=9.5MPa,f=5ql4/(384EI)=517.6191030.64/(3841010833.310-8)=0.4mmf=L/400=600/400=1.5mm強(qiáng)度和剛度滿足要求。（三）、橫向上分配梁驗(yàn)算底板和腹板下橫向分配梁采用15cm15cm方木和10cm10cm方木，15cm15cm方木的力學(xué)參數(shù)如下：W=bh2/6=15152/6=562.5cm3,Im=bh3/12=15153/12=4218.75cm4,E=10GPa，=9.5MPa,f=L/400。 10cm10cm方木，方木的力學(xué)參數(shù)如下： W=bh2/6=10102/6=166.7cm3,Im=bh3/12=10103/12=833.3cm4,E=10GPa， =9.5MPa， f=l/400。按簡(jiǎn)直梁均布荷載結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行檢算，有兩種跨度，分別0.3米和0.9米。 按簡(jiǎn)直梁均布荷載結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行檢算，計(jì)算跨度為 工況一、跨度為0.3米，砼高3.0米（腹板 ），布置間距0.3米，取 10cm10cm方木計(jì)算。q=(1.2(3.026+1+2)+1.4(2+2+59.295)0.3=55.744KN/mMmax=qL2/8=55.7440.32/8=0.627KNm= Mmax /W=627/166.7=3.761MPa=9.5MPa,f=5ql4/(384EI) =555.7441030.34/(3841010833.310-8) =0.06mmf=L/400=300/400=0.75mm強(qiáng)度和剛度滿足要求。工況二、跨度為0.9米，砼有效高度1.04m米（端邊底板），布置間距0.6米，取 15cm15cm方木計(jì)算。q=(1.2(1.0426+1+4)+1.4(2+2)0.6=26.429KN/mMmax=qL2/8=26.4290.92/8=2.676KNm= Mmax/W=2676/562.5=4.757MPa=9.5MPafmax=5ql4/(384EI)=526.4291030.94/(38410104218.7510-8)=0.5mmf=L/400=900/400=2.25mm強(qiáng)度和剛度滿足要求。（四）、碗扣式支架立桿驗(yàn)算 碗扣式支架立桿采用483.5mm鋼管，橫向間距為0.3米、0.6米、0.9米和1.2米四種，縱向間距都為0.6米，步距為1.5米，長細(xì)比（483.5的鋼管）為=L/i=1500/15.78=95,(回轉(zhuǎn)半徑i=)查表可得=0.626，則有N=A=0.626489205=62.753KN。工況一、腹板下立桿檢算取箱梁高3.0m，單箱雙室，腹板下立桿按30cm*30cm布置，取腹板下底板進(jìn)行驗(yàn)算。 q腹=1.2(3.026+1+2)+1.4(2+2+59.295) =185.831KN/m2；由于腹板處立桿布置為30cm30cm，所以：N=185.8310.300.30=16.724KNN=62.753KN。腹板下立桿穩(wěn)定性滿足要求。工況二、底板下立桿檢算取箱梁底板以上有效高度1.04m，單箱單室，底板下立桿按60cm*90cm布置，取端邊底板段底板進(jìn)行驗(yàn)算。q端底=1.2(1.0426+1+4)+1.4(2+2) =44.048KN/m2；由于腹板處立桿布置為60cm90cm，所以：N=P0.600.90=44.0480.600.90=23.786KNN=62.753KN。底板下立桿穩(wěn)定性滿足要求。（三）、橫向下分配梁驗(yàn)算 底板和腹板下橫向分配梁采用15cm15cm方木,方木的力學(xué)參數(shù)如下：W=bh2/6=15152/6=562.5cm3,Im=bh3/12=15153/12=4218.75cm4,E=10GPa，=9.5MPa,f=L/400。按簡(jiǎn)直梁均布荷載結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行檢算，取兩種計(jì)算跨度，分別0.45米和0.9米。 按簡(jiǎn)直梁均布荷載結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行檢算，計(jì)算跨度為 工況一、腹板下，分配梁跨度為0.45米，布置間距0.3米。F腹=16.724KNMmax=F腹L/4=16.7240.452/4=1.881KNm= Mmax /W=1881/562.5=3.344MPa=9.5MPafmax=F腹l3/(48EI)=16.7241030.453/(4810104218.7510-8)=0.07mmf=L/400=450/400=1.125mm強(qiáng)度和剛度滿足要求。工況二、端邊底板下，分配梁跨度為0.9米，布置間距0.6米。F腹=23.786KNMmax=F腹L/4=23.7860.92/4=4.817KNm= Mmax /W=4817/562.5=8.563MPa=9.5MPa fmax=F腹l3/(48EI)=23.7861030.93/(4810104218.7510-8)=0.9mmf=L/400=900/400=2.25mm強(qiáng)度和剛度滿足要求。（五）、18.74米門洞縱向分配梁檢算采用雙層單排貝雷片進(jìn)行施工，取其材料常數(shù)有：M=3004KNm,Q=490.4KN,E=2.0105MPa,I=2003976cm4，W=14314cm3,G=2KN/m考慮到組裝的貝雷梁施工使用時(shí)非彈性變形較大，則對(duì)腹板下和中隔板下貝雷梁的橫向布置最大間距為0.225米，對(duì)端邊底板下貝雷梁的橫向布置最大間距為0.9米，對(duì)中底板下貝雷梁的橫向布置最大間距為1.35米，取跨中荷載進(jìn)行檢算。 工況一、腹板下貝雷梁檢算 每排按有效砼高3米，有效間距0.225米，最大跨度為18.21m檢算。q=(1.2(326+1+2)+1.4(2+2+59.295)0.225+1.22=44.208KN/m 工況二、端邊底板下貝雷梁檢算 每排按有效砼高1.04米，有效間距0.9米，最大跨度為18.21m檢算。q=(1.2(1.0426+1+4)+1.4(2+2)0.9+1.22=42.043KN/m強(qiáng)度和剛度均滿足要求。 工況三、中底板下貝雷梁檢算 每排按有效砼高0.62米，有效間距1.35米，最大跨度為18.21m檢算。q=(1.2(0.6226+1+4)+1.4(2+2)1.35+1.22=44.174KN/m強(qiáng)度和剛度均滿足要求。（六）、主橫梁檢算門洞處主橫梁采用3I56工字鋼，力學(xué)參數(shù)：G=3.2KN/m,W=7020cm3,Im=196578cm4，E=2.061011Pa，=215MPa,f=l/400。取最大跨度段臨時(shí)墩柱為檢算對(duì)象，參照計(jì)算簡(jiǎn)圖按簡(jiǎn)支梁進(jìn)行檢算。 F1=(1.2(0.6226+1+4)+1.4(2+2)1.35+1.22)(16.52+17)/2+1.23.21.35 =745.547KN F2=(1.2(326+1+2)+1.4(2+2)0.45+1.22)(16.52+17)/2+1.23.20.45+1.41850/2/4 =1142.02KNRmax=R5(F1(0.45+0.45+0.9)+F2(0.45+0.9+0.59)/2.15+(F10.66+F2(0.66+0.58+0.66+0.58+0.45+0.66+0.58+0.45+0.22)/2.15=(745.547(0.45+0.45+0.9)+1142.02(0.45+0.9+0.59)/2.15+(745.5470.66+1142.02(0.66+0.58+0.66+0.58+0.45+0.66+0.58+0.45+0.22)/2.15 =4717.587KN(中間鋼管柱）Mmax(F1(0.58+0.45+0.22+0.24)+F2(0.24+0.24+0.22+0.24+0.22+0.45)(0.66+0.58)/2.15-F10.58 =(745.547(0.58+0.45+0.22+0.24)+1142.02(0.24+0.24+0.22+0.24+0.22+0.45)(0.66+0.58)/2.15-745.5470.58 =1268.7KNm=Mmax/W1268700/7020=181MPa=215MPa強(qiáng)度和剛度滿足要求。（七）、臨時(shí)支墩檢算1、貝雷梁臨時(shí)墩檢算4#、5#和6#臨時(shí)墩采用三排四層貝雷梁搭設(shè)，檢算貝雷梁的最大剪切力。力學(xué)參數(shù)：G=12KN/m,Q=2942.4KN,取4#臨時(shí)墩檢算為檢算對(duì)象：F3#4#max=44.208KN/m17.47m/2 =386.157KNF4#5#=44.208KN/m18.74m/2 =414.229KNF4#=386.157KN+414.229KN+1.212KN/m0.225m =803.626KNQ=2942.4KN臨時(shí)墩強(qiáng)度剛度滿足要求 2、鋼管臨時(shí)墩檢算 臨時(shí)支墩采用Q235鋼管，外徑609mm，壁厚16mm，每米重233.9Kg，截面積A=297.9cm2, 回轉(zhuǎn)半徑i=21cm, 壓桿的長細(xì)比=l0/I, l0取為11.0m,則=l0/i=52.4, 則壓桿的承載力折減系數(shù)取值為0.843，壓桿穩(wěn)定的允許應(yīng)力=,單根鋼管的允許承載力: P=A=0.843297.910-4215106=5399.3KN根據(jù)單根主橫梁檢算結(jié)果，單根立桿的最大壓力為:Pmax=4717.587KN+1.22.339KN/m11m=4748.462KN所以立柱的穩(wěn)定性滿足要求。（八）、基礎(chǔ)檢算1、擴(kuò)大基礎(chǔ)檢算4#、5#和6#臨時(shí)墩采用擴(kuò)大基礎(chǔ)C35擴(kuò)大基礎(chǔ)，臨時(shí)支墩寬1米，長33米，基礎(chǔ)寬3米，高0.5