橋蓋梁支架檢算書

1、xx站3號(hào)四線特大橋剛架墩蓋梁支架檢算書一、編制范圍xx鐵路峨米二標(biāo)xx站3號(hào)四線特大橋剛架墩蓋梁。二、編制依據(jù)鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范級(jí)局部修訂條文（TB10002.1-2005）（鐵總建設(shè)【2013】92號(hào)）鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10002.3-2005)（鐵總建設(shè)【2013】52號(hào)）鐵路混凝土梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)規(guī)程（TB10110-2011）混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范（GB50666-2011）鐵路工程施工組織設(shè)計(jì)指南（鐵建設(shè)【2009】226號(hào)）鐵路工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范（Q/CR9004-2015）鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南（鐵建設(shè)【2010】241號(hào)）鐵路混凝土

2、工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（TB10424-2010） 鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（TB10415-2003）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2011）2、工程概況新建xx鐵路xx站3號(hào)四線特大橋?yàn)檎緢?chǎng)道岔橋梁，其2#-5#墩為三柱式剛架墩，下部構(gòu)造設(shè)計(jì)為獨(dú)立樁基承臺(tái)，矩形墩柱，預(yù)應(yīng)力混凝土蓋梁；上部構(gòu)造設(shè)計(jì)為裝配式33m簡(jiǎn)支梁。蓋梁全長(zhǎng)32.2m，寬2.8m，高2.5m，頂部0.8m高度范圍內(nèi)出檐0.2m，最大跨度為9.95m，最大懸臂長(zhǎng)度為2.4m，混凝土方量達(dá)237m3。該段橋址處于低丘溝谷，地勢(shì)起伏較大，表層覆蓋為粉質(zhì)粘土，深度2-5m，地表水系發(fā)育，土質(zhì)含飽和水。如采用滿堂腳手支架，地基

3、換填工程量大，承載力難以保證，墩柱最大高度達(dá)21.5m，腳手架穩(wěn)定性差。且結(jié)構(gòu)為矩形截面墩柱，蓋梁自重大，常規(guī)的抱箍法難以滿足施工要求?？紤]到道岔現(xiàn)澆連續(xù)梁施工中既有的材料設(shè)備與現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況，選定為梁柱式支架體系。3、支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙分析，三柱式蓋梁跨徑組合為2.4m（懸挑）+9.95m+9.95m+2.4m（懸挑），擬定采用貝雷梁作為通長(zhǎng)主梁，在每個(gè)承臺(tái)上設(shè)一組,529mm螺旋鋼管作為立柱支撐。立柱頂設(shè)砂筒（高74cm）用于調(diào)整標(biāo)高和澆筑混凝土后脫模，兩道貝雷梁主梁之間采用,25mm精軋螺紋鋼鎖定，防止貝雷梁向外側(cè)傾覆。蓋梁底模為定型鋼模板，分配梁為I20b工字鋼，擬定間距50cm

4、。每組螺旋鋼管立柱之間設(shè)置穩(wěn)定桁撐，立柱與墩身上預(yù)埋鋼構(gòu)件連接以提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。擬定的支架結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。4、支架結(jié)構(gòu)計(jì)算4.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 鋼材彈性模量E=2.1×105MPa；Q235鋼材抗拉、抗壓設(shè)計(jì)控制強(qiáng)度f=215MPa,抗剪強(qiáng)度fv=125MPa； 鋼筋混凝土容重rc=26kN/m3； 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度安全系數(shù)K=1.3； 主梁及分配梁允許撓度=L/500；圖1 蓋梁支架結(jié)構(gòu)形式（墩身高度為示意，單位：cm）4.2 支架荷載計(jì)算（1）計(jì)算梁體自重恒載一次澆筑帽梁全長(zhǎng)32.2m，墩頂部分共長(zhǎng)3×2.5m=7.5m，兩端懸出梁段為變截面，長(zhǎng)2.4m。a.計(jì)算梁端截面荷載

5、：截面高度h1=1.7m，面積S1=0.8m×3.2m+0.9×2.8m=5.08m2；線荷載q11=5.08m2×26kN/m3=132.08kN/m；b.計(jì)算等截面段荷載：截面高度h2=2.5m，面積S2=0.8m×3.2m+1.7×2.8m=7.32m2；線荷載q12=7.32m2×26kN/m3=190.32kN/m；（2）計(jì)算模板及支架自重恒載模板及支架自重荷載，包括底模板、外側(cè)鋼模板、分配工字鋼、貝雷梁等重量，按3.5kN/m2計(jì)算。模板及支架自重線荷載q2=3.2m×3.5kN/m2=11.2kN/m；（3）施

6、工人員、材料及施工機(jī)具活載參考鐵路混凝土梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)規(guī)程（TB10110-2011）有關(guān)規(guī)定，計(jì)算支承模板的縱、橫梁時(shí)，均布荷載取1.5kN/m2；施工人員、材料及施工機(jī)具活載q3=3.2m×1.5kN/m2=4.8kN/m；（4）振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的沖擊活載q4=3.2m×2.0kN/m2=6.4kN/m；（5）澆筑混凝土?xí)r產(chǎn)生的沖擊活載q5=3.2m×2.0kN/m2=6.4kN/m；4.3 荷載組合根據(jù)鐵路混凝土梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)規(guī)程（TB10110-2011）規(guī)定，支架荷載組合分項(xiàng)系數(shù)為1.2倍恒載+1.4倍活載。由于蓋梁的特殊結(jié)構(gòu)形式，應(yīng)按不同部

7、位分別對(duì)荷載進(jìn)行組合計(jì)算。（1）懸出段長(zhǎng)2.4m，為變化線性荷載，計(jì)算梁端截面荷載組合：Q1=1.2×(132.08+11.2)+1.4×(4.8+6.4+6.4)=196.6kN/m；（2）墩頂部分段混凝土自重荷載由墩柱分擔(dān)，其余荷載由支架分擔(dān)，計(jì)算墩頂截面荷載組合：Q2=1.2×11.2+1.4×(4.8+6.4+6.4)=38.1kN/m；（3）等截面段跨度9.95m，計(jì)算截面荷載組合：Q3=1.2×(190.32+11.2)+1.4×(4.8+6.4+6.4)=266.5kN/m；計(jì)算荷載比較結(jié)構(gòu)自重放大系數(shù)K=1.4。4.4

8、 內(nèi)力計(jì)算及結(jié)構(gòu)驗(yàn)算結(jié)構(gòu)共采用2排螺旋鋼管立柱，每排6根，間距為4.9m+8.45m+5.1m+8.45m+4.9m，兩端外懸臂長(zhǎng)度1.7m。每側(cè)支撐架荷載示意圖如圖2-a所示，立柱支撐視為鉸支撐，采用清華大學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器軟件進(jìn)行計(jì)算，求出貝雷主梁結(jié)構(gòu)支撐點(diǎn)反力、剪力、彎矩見圖2所示。（1） 螺旋管支撐柱根據(jù)圖2-b支點(diǎn)反力結(jié)果判定，支撐柱R2分擔(dān)的荷載最大814.05kN，故以此柱作為計(jì)算對(duì)象。 支撐柱幾何參數(shù)最高墩柱為4-1#墩21.5m，則支撐柱的計(jì)算高度為h=21.5+0.5-0.12-0.2-3-0.74=16.94m。立柱采用直徑,529mm、壁厚t=10mm的螺旋鋼管，其截面特

9、性為：Ix=54919cm4，A=163cm2，iX=18.36cm；支撐柱按兩端鉸接結(jié)構(gòu)計(jì)算，自由受壓系數(shù)=1，長(zhǎng)細(xì)比=h/i=92.27，屬于短桿受壓，折減系數(shù)=0.645。 強(qiáng)度檢算支撐柱的允許支撐能力：R=fA=2260.4kN，安全儲(chǔ)備系數(shù)K=2.781.3，滿足要求（安全度偏大，材料浪費(fèi)，應(yīng)縮減，但利用現(xiàn)有材料，不增加另購費(fèi)用）。 壓縮量（沉降量）=4.03mm，支架在調(diào)整標(biāo)高時(shí)應(yīng)考慮此沉降量。（2）貝雷梁主梁圖2 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算根據(jù)圖2計(jì)算圖所示結(jié)果，貝雷主梁的最大內(nèi)力為：最大負(fù)彎矩Mmin=-630.95kN·m，最大正彎矩Mmax=571.12kN·m；最大

10、剪力FS=574.88kN。貝雷梁為普通非加強(qiáng)型，其幾何特性為：橫截面慣性矩I=250479cm4，面積矩W=3579cm3。貝雷梁強(qiáng)度指標(biāo)見表1。 計(jì)算所需貝雷梁數(shù)量由表1可知，三排單層貝雷梁容許剪力為698.9kN，容許彎矩為2246.2kN·m，滿足要求。故擬定每側(cè)采用三排單層貝雷梁，兩側(cè)共六排。表1 貝雷梁強(qiáng)度指標(biāo) 容許內(nèi)/應(yīng)力型號(hào)彎矩(kN·m)剪力(kN)拉壓應(yīng)力(MPa)剪應(yīng)力(MPa)單排單層788.2245.2273208雙排單層1576.4490.5三排單層2246.4689.9 驗(yàn)算彎曲拉壓應(yīng)力單排貝雷梁的面積矩W=3579cm3，三排貝雷梁合計(jì)面積矩

11、W=10737cm3。最大彎曲拉壓應(yīng)力： =58.8MPa，遠(yuǎn)低于f=273MPa，安全儲(chǔ)備系數(shù)K=4.64，滿足要求。 驗(yàn)算彎曲撓度利用位移相似比例法，驗(yàn)算外懸臂端（L=1.7m）與8.45m跨最大彎矩處的撓度。a.外懸臂端（M=-154kN·m）下?lián)隙燃僭O(shè)梁上作用單位力q=1，則單位力彎矩圖如圖3-a所示。單位荷載作用下的最大彎矩 =-14450；最大撓度 =0.00007。由 得到， =0.07mm，遠(yuǎn)小于L/500=3.4mm，滿足要求。b. 8.45m跨最大正彎矩（M=571.12kN·m）處最大撓度假設(shè)梁上作用單位力q=1，則單位力彎矩圖如圖3-b所示。單位荷載作用下的最大彎矩 =89253；最大撓度 =0.004。由 得到， =2.6mm，小于L/500=16.9mm，滿足要求。 a b圖3 單位荷載作用下內(nèi)力計(jì)算簡(jiǎn)圖（3）I20b分配梁I20b分配梁間距50cm，計(jì)算跨度2.8m,按簡(jiǎn)支梁計(jì)算。其截面特性為：Ix=2500cm4，A=39.578cm2，Wx=250cm3，Ix/Sx=16.9cm,d=9mm。單根工字鋼總荷載Q=266.5kN/m×0.5m=133.25kN；單根工字鋼線荷載q=133.25kN/2.8m=47.6kN/m。 內(nèi)力計(jì)算線荷載作用下跨中最大彎矩M=46.6kN&#