支架計(jì)算書剖析

1、萬州區(qū)長(zhǎng)江二橋至密溪溝段消落帶生態(tài)庫岸綜合整治工程（三標(biāo)段）(桃子園大橋)連續(xù)梁0號(hào)塊施工專項(xiàng)方案審 批 人：審 核 人：編 制人：編制單位：蘇州市政園林工程集團(tuán)有限公司編制時(shí)間： 2016年9月目 錄一 工程概況2二 專項(xiàng)施工方案概況3三 專項(xiàng)施工工藝及主要施工方法41）施工工藝流程42）施工方法5四 支撐架設(shè)計(jì)驗(yàn)算6（一）施工方案編制依據(jù)6（二）施工方案設(shè)計(jì)參數(shù)7（三）荷載計(jì)算7（四）內(nèi)力計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8一 工程概況桃子園大橋橋型布置為左幅橋上部結(jié)構(gòu)為（55+100+55）m+（3x25）m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，左幅橋全長(zhǎng)295m，右幅橋?yàn)椋?5+100+55）m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，右幅

2、橋全長(zhǎng)220m。橋墩下部結(jié)構(gòu)為11 號(hào)主墩基礎(chǔ)采用6 根1.8m 鉆孔灌注樁，樁基呈行列式布置：橫向間距4.5m、縱向間距4.5m；樁底高程147.728m，左右幅橋樁長(zhǎng)均為30m；橋墩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為端承樁基礎(chǔ)。承臺(tái)為矩形承臺(tái)，平面尺寸為12.6m8.1m。承臺(tái)厚3.5m。墩身采用等截面矩形實(shí)體花瓶墩，墩高左幅橋?yàn)?0.5m，右幅橋?yàn)?m，橋墩截面尺寸37.26m，四周設(shè)r=0.3m的倒角。12 號(hào)主墩基礎(chǔ)采用6 根1.8m 鉆孔灌注樁，樁基呈行列式布置：橫向間距4.5m、縱向間距4.5m；左右幅橋樁長(zhǎng)均為30m；橋墩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為端承樁基礎(chǔ)。承臺(tái)為矩形承臺(tái)，平面尺寸為12.6m8.1m。承臺(tái)厚3.5

3、m。墩身采用等厚度矩形實(shí)體花瓶墩，墩高左幅橋?yàn)?0m，右幅橋?yàn)?6.5m，單幅墩標(biāo)準(zhǔn)截面37.26m，四周設(shè)r=0.3m 的倒角。主橋上部結(jié)構(gòu)為（5510055）m 三跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁，采用分離的上、下行獨(dú)立的兩幅橋，單幅橋采用單箱雙室截面，跨中箱梁中心高度為2.5m，支點(diǎn)處箱梁中心梁高6.5m，由距主墩中心2.5m 處往跨中方向46.5m 段按1.8 次拋物線變化。箱梁根部底板厚80cm，跨中底板厚28cm，箱梁高度以及箱梁底板厚度按1.8 次拋物線變化。箱梁腹板根部厚75cm，跨中厚50cm，箱梁腹板厚度在腹板變化段按直線段漸變，由厚75cm 變至至50cm。箱梁頂板厚度30c

4、m。箱梁頂寬18.49m，底寬9.786m，頂板懸臂長(zhǎng)度外側(cè)2.5m內(nèi)側(cè)2.4m，懸臂板端部厚18cm，根部厚65cm。箱梁頂設(shè)有2%的單向橫坡。箱梁澆筑分段長(zhǎng)度依次為：12m（0 號(hào)段）+33.0m+43.5m+54.0m。0號(hào)塊箱梁長(zhǎng)12m（墩柱中心線兩邊各6米），設(shè)計(jì)為單箱雙室截面，頂寬18.49m、頂板懸臂長(zhǎng)度外側(cè)2.5m內(nèi)側(cè)2.4m，底寬9.786m，梁高6.5m，底板厚80cm，頂板厚度30cm，腹板厚度75cm，懸臂板端部厚18cm，根部厚65cm，箱梁頂設(shè)有2%的單向橫坡。二 專項(xiàng)施工方案概況0號(hào)塊支架采用鋼管柱貝雷梁結(jié)構(gòu)。墩身兩側(cè)各設(shè)置2排3根鋼管柱，靠近墩身處鋼管布置在承臺(tái)

5、上，外側(cè)鋼管置于C30砼基礎(chǔ)基礎(chǔ)或120鉆孔樁上（12號(hào)墩靠中跨側(cè)）?；A(chǔ)尺寸為3.03.01.0m；支撐柱頂一次主梁采用2根50b工字鋼組合梁，橫橋向布置，長(zhǎng)18米。二次分配梁采用14排單層普通型貝雷梁，順橋向布置。每?jī)膳胖g用90cm或135cm跨橫撐連接，墩身外側(cè)翼緣板處3排貝雷梁按12米通長(zhǎng)布置，墩身處貝雷梁靠墩身布置，多余部分作為操作平臺(tái)。貝雷梁上橫向布置14工字鋼，間距60cm，懸段處設(shè)置頂托支架，翼板下搭設(shè)盤扣支架。在縱向鋪設(shè)14工字鋼分配梁，橫向鋪設(shè)10cm10cm20木枋，鋪設(shè)12mm竹膠模板。三 專項(xiàng)施工工藝及主要施工方法0號(hào)塊現(xiàn)澆支架采用鋼管貝雷膺架，墩身兩側(cè)各設(shè)置2排3

6、根鋼管柱，靠近墩身處鋼管布置在承臺(tái)上，外側(cè)鋼管置于C30砼基礎(chǔ)基礎(chǔ)或120鉆孔樁上（12號(hào)墩靠中跨側(cè)）?；A(chǔ)尺寸為3.03.01.0m。外側(cè)模用鋼模板，內(nèi)模采用鋼管腳手架竹膠模板。砼采用商品砼，罐車運(yùn)輸，臂架泵輸送入模，0號(hào)塊分兩次澆筑，第一次澆筑4.5，底二次澆筑2米。1）施工工藝流程支架基礎(chǔ)施工支架預(yù)壓安裝支架安裝底模綁扎底板、腹板、隔板鋼筋、安裝預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)安裝側(cè)模、橫隔模板下部4.5m砼澆筑、養(yǎng)護(hù)搭設(shè)翼緣板支架、頂板支架安裝翼緣模板、內(nèi)頂板模板、搭設(shè)翼緣板支架檢查驗(yàn)收、澆注砼樁綁扎翼板、頂板鋼筋，安裝預(yù)應(yīng)力管道、搭設(shè)翼緣板支架檢查驗(yàn)收、澆注砼樁上部2.0m砼澆筑、養(yǎng)護(hù)、搭設(shè)翼緣板支架檢查

7、驗(yàn)收、澆注砼樁預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿、封錨、搭設(shè)翼緣板支架檢查驗(yàn)收、澆注砼樁2）施工方法（1）臨時(shí)基礎(chǔ)地基處理外側(cè)鋼管除12號(hào)墩靠中跨段采用鉆孔灌注樁外，其余采用3.03.01.0m基礎(chǔ)，地基承載力不小于0.25Mpa；內(nèi)側(cè)鋼管設(shè)置承臺(tái)上。施工前，先平整施工場(chǎng)地，再進(jìn)行砼基礎(chǔ)和鉆孔灌注樁測(cè)量放樣。擴(kuò)大基礎(chǔ)必須置于原狀土上，保證地基承載力需要，基礎(chǔ)周圍做好排水處理，周邊設(shè)置排水溝。在鋼管立柱的對(duì)應(yīng)位置預(yù)埋8080cm厚度10cm的底座鋼板，鋼板焊接4根長(zhǎng)的25鋼筋，錨固長(zhǎng)度50cm，采用塞焊。（2）支架安裝鋼管質(zhì)量驗(yàn)收合格后，切割下來制作支撐柱。鋼管接長(zhǎng)采用內(nèi)襯外套鋼管對(duì)接焊接方式接長(zhǎng)，確保支撐柱上下

8、同心。支架柱采用汽車吊拼裝就位、焊接組裝。依次拼裝鋼管立柱、桁撐，鋼管柱上座板采用8080cm厚度20cm鋼板，鋼管柱的上下座板各設(shè)4塊1cm厚1515cm的三角加勁板。鋼管安裝時(shí)要求橫、縱向鋼管中心在一條直線上，并保證鋼管的垂直度。支撐柱安裝后架設(shè)一次主梁（2根50工字鋼組合梁）。橫聯(lián)采用焊接1cm后1030cm鋼板，達(dá)到整體效果，工字鋼接長(zhǎng)采用1cm厚拼接板搭接焊等強(qiáng)連接。貝雷梁航姐按設(shè)計(jì)圖逐根組裝，每2片為一組，中間設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)桁撐，以求穩(wěn)定防側(cè)，然后使用吊車逐根吊裝就位。貝雷梁上設(shè)置14工字鋼分配梁，間距60cm，懸臂部分搭設(shè)頂托，翼板部分搭設(shè)盤扣鋼管，再鋪設(shè)14工字鋼分配梁，1010cm

9、木枋、底模。(3)支架拆除待預(yù)應(yīng)力形成后，開始拆除支架。拆除支架先松頂托，之后拆除模板，拆除14工字鋼，將貝雷梁桁架滑移至箱梁外側(cè)掉下解開，拆下一次主梁，最后拆除支撐柱。四 支撐架設(shè)計(jì)驗(yàn)算（一）施工方案編制依據(jù)1）施工方案編制依據(jù)1) 施工設(shè)計(jì)圖；2）交通部交計(jì)發(fā)199823號(hào)交通部國防交通儲(chǔ)備器材管理規(guī)定的通知（裝配式公路鋼橋使用手冊(cè)）；3）建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范JGJ166-2008；4）建筑施工模板安全設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ162-20085）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-20036）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2010（二）施工方案設(shè)計(jì)參數(shù)1、鋼材彈性模量E=2.1105

10、Mpa;2、Q235鋼材抗拉、抗壓設(shè)計(jì)控制強(qiáng)度f=210 Mpa,剪切強(qiáng)度fv=125 Mpa，貝雷梁桁架的允許壓應(yīng)力及彎應(yīng)力為f=273 Mpa,剪切強(qiáng)度fv=208 Mpa；3、鋼筋砼容重rc=26KN/m；4、結(jié)構(gòu)安全系數(shù)K=1.3；5、二次分配梁允許橈度=L/500；6、恒載系數(shù)1.2，活載系數(shù)1.4；7、施工人員及機(jī)械荷載約100KN；8、模板重量q=2.5KN/m2。（三）荷載計(jì)算1、計(jì)算梁橫截面積梁段支撐部分標(biāo)準(zhǔn)橫斷面如下：2、荷載計(jì)算箱梁全寬B=18.49m，梁高h(yuǎn)=6.05m,按0B斷面積A=262511cm2，12米長(zhǎng)共計(jì)315方。0號(hào)塊砼為530方，墩頂部分砼220方，懸

11、臂部分砼為310方。結(jié)構(gòu)橫載q1=1.05rcA=716.7 KN/m；模板重量q2=2.5B=46.25 KN/m；支架重量q3=15%q1=107.5 KN/m,(暫按以往經(jīng)驗(yàn)估算)；施工人員和機(jī)械荷載q4=100/12=8.33 KN/m；設(shè)計(jì)計(jì)算荷載：q=1.2（q1+q2+q3）+1.4q4=1056.2 KN/m，計(jì)算荷載放大系數(shù)：K=1.473、荷載分配經(jīng)Midas計(jì)算結(jié)果為：彎矩：Mmax=704.1 KN.m，Mmin=-1408.3 KN.m；剪力：Qmax=2112.4 KN，Qmin=-2112.4 KN;支點(diǎn)反力：RA=RD=2165.2 KN，RB=RC=4172

12、KN。（四）內(nèi)力計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、鋼管支撐柱根據(jù)荷載計(jì)算的支點(diǎn)反力結(jié)果判定，縱向鋼管支撐柱RB（或RC）點(diǎn)的分擔(dān)荷載最大。故以此為計(jì)算設(shè)計(jì)對(duì)象?？v向鋼管支撐柱RB及RC點(diǎn)的橫斷面支撐結(jié)構(gòu)如圖。橫向每個(gè)支撐點(diǎn)布置3根600、壁厚10mm鋼管柱。鋼管柱按等面積荷載布置，為設(shè)計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)便，以受載最大的RB及RC截面支撐點(diǎn)為基準(zhǔn)計(jì)算。將橫截面面積分三等分，每根支撐柱置于對(duì)應(yīng)面積重心位置，實(shí)現(xiàn)等面積荷載分配布置法，每一支撐柱分擔(dān)的標(biāo)準(zhǔn)橫斷面積為8.75m2,對(duì)應(yīng)分擔(dān)的最大計(jì)算荷載為R=1391KN。支架最大高度為23米，模板、分配工字鋼及貝雷梁的總高度為2.5米，支撐柱受壓桿高度為20.5米。（1）鋼管柱

13、幾何參數(shù)鋼管柱直徑600、壁厚10mm鋼管，其截面特性為：Ix=80634cm4,A=185.26cm2,ix=41.725cm;長(zhǎng)細(xì)比=49.13150，滿足要求，屬于短壓桿，折減系數(shù)=0.86。支撐柱按兩端鉸接結(jié)構(gòu)設(shè)置，自由受壓系數(shù)=1。（2）強(qiáng)度簡(jiǎn)算允許支撐能力R= fvA=3341KN，安全系數(shù)K=2.4，滿足要求。（3）壓縮量h=Rh/EA=1391=7.3mm。（4）擴(kuò)大基礎(chǔ)計(jì)算基底應(yīng)力計(jì)算單根鋼管樁上部荷載176.51.1=194.2t，擴(kuò)大基礎(chǔ)自重為（330.6+1.51.50.4）2.4=11.88t，鋼管樁及平聯(lián)自重為0.12821+0.06143=3.42t。地基承受的總

14、荷載為194.2+11.88+3.42209.5t，基底應(yīng)力：，為保證支架安全，因此要求地基承載力不小于0.25MPa。若地基承載力小于0.25MPa。支架基礎(chǔ)大小應(yīng)作適度調(diào)整?；A(chǔ)抗沖切計(jì)算應(yīng)計(jì)算兩個(gè)地方的抗沖切能力，一是計(jì)算鋼管樁底部與基礎(chǔ)頂面交界處基礎(chǔ)的抗沖切能力，二是計(jì)算基礎(chǔ)變階處的抗沖切能力。計(jì)算基礎(chǔ)的抗沖切能力時(shí)，應(yīng)扣除相應(yīng)砼的自重。砼的抗剪強(qiáng)度一般按抗拉強(qiáng)度值的0.7倍考慮。A、柱與基礎(chǔ)頂交界處的抗沖切能力作用在基礎(chǔ)頂面的荷載F=194.2+3.42=197.6t=1976KN，擴(kuò)散角45。參照2002版建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范，交界面C30砼可承受的沖切力：，基礎(chǔ)頂面滿足抗沖切要求

15、！B、基礎(chǔ)變階處的抗沖切能力基礎(chǔ)變階處的荷載計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮變階頂面的砼，F(xiàn)=1976+1.51.50.424=1998kN，擴(kuò)散角45。，基礎(chǔ)變階處滿足抗沖切要求！基底抗彎計(jì)算基底的壓應(yīng)力為0.23MPa，將基礎(chǔ)倒置，計(jì)算模型簡(jiǎn)化為懸臂梁，如下圖：計(jì)算懸臂端根部的最大應(yīng)力為：C30素砼的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為1.43MPa，因此基礎(chǔ)素砼即滿足抗彎要求！考慮到基礎(chǔ)砼性能可能較差，存在離析，厚度不夠等情況，要求基礎(chǔ)底板構(gòu)造性雙向配筋，鋼筋型號(hào)根據(jù)工地現(xiàn)場(chǎng)廢舊材料確定，暫且按1030cm配筋。遇軟硬不均地基時(shí)，為防止基礎(chǔ)裂斷，要求基礎(chǔ)底板及頂板雙向構(gòu)造性配筋。2、一次主梁由于縱向鋼管支撐柱RB（或RC）點(diǎn)

16、支撐分擔(dān)荷載最大，橫向主梁在此處分擔(dān)的荷載也最大，經(jīng)Midas軟件計(jì)算，最大內(nèi)力為：最大負(fù)彎矩Mmin=-571.8KN.m；最大正彎矩Mmax=152.7KN.m：最大剪切內(nèi)力Tmax=743.2KN。一次主梁選用50b工字鋼，材質(zhì)Q235。其幾何特性：橫截面積A=129.25cm2,橫截面慣性距Ix=48556cm4,Ix/Sx=42.3cm，d=14mm。工字鋼水平放置。求所需50b工字鋼數(shù)量假設(shè)需要n跟。以最大負(fù)彎矩Mmin=571.8KN.m為控制值，采用允許應(yīng)力法求所需根數(shù)n。由公式=kMmaxYmax/nIxf得到：nIx=72830cm4,所需根數(shù)n=1.5根，選用2根50b工

17、字鋼。驗(yàn)算剪應(yīng)力最大截面剪應(yīng)力：max=Tmax/nd(Ix/Sx)=62.7Mpafv=125MPa，滿足要求。驗(yàn)算擾度a、外懸臂端（Mmax=-571.8KN.m）下擾度（L=385cm）由力法可得：在q=1狀態(tài)下，M1=-ql2/2=-7411250, 1=ql4/8EI=0.09。由/Mmax=1/ M1，=1 Mmax/ M1=6.9mm，小于L/500=7.7mm。滿足要求。b、跨中最大正彎矩（Mmax=152.7KN.m）最大擾度（L=251cm）由力法可得：在q=1狀態(tài)下，M1=ql2/8=787500, 1=5ql4/384EI=0.003。由/Mmax=1/ M1，=1 M

18、max/ M1=0.6mm，小于L/500=5mm。滿足要求。3、貝雷梁計(jì)算（1）貝雷梁的物理參數(shù)型號(hào)幾何特征容許內(nèi)力單排單層不加強(qiáng)型Ix（cm4）W（cm3）彎矩（KN.m）剪力（KN）抗壓應(yīng)力f(Mpa)剪應(yīng)力fv(Mpa)250497.23578.5788.2245.2273208（2）計(jì)算所需貝雷桁架梁數(shù)量根據(jù)荷載分布簡(jiǎn)圖計(jì)算得到各個(gè)支撐點(diǎn)分擔(dān)荷載為：RA=RD=2165.2 KN，RB=RC=4172 KN，根據(jù)支撐架布置，RA及RD支點(diǎn)的貝雷桁架承載能力每片為310KN，RB及RC的貝雷桁架承載能力每片為620KN。A及D點(diǎn)需要貝雷桁架梁：n=7片。B及C點(diǎn)需要貝雷桁架梁：n=7片

19、。在實(shí)際布置中，考慮外側(cè)翼緣板下外懸臂較大以及兩片橫向連接形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，實(shí)際按14片布置。（3）驗(yàn)算貝雷桁架整體抗彎能力經(jīng)計(jì)算，貝雷桁架截面最大彎矩為RB及RC支撐處的柱頂負(fù)彎矩，為Mmax=1408.3KN.m。14排貝雷桁桁架的總抗彎能力為：M抗=14M1=14788.2=11034.8KN.m，遠(yuǎn)大于荷載最大彎矩，滿足要求（4）抗剪切能力驗(yàn)算經(jīng)計(jì)算，貝雷桁架截面最大剪力Tmax=2112.4KN, 14排貝雷桁桁架的抗剪允許應(yīng)力=14Tmax，滿足要求。（5）驗(yàn)算最大擾度驗(yàn)算向下彎曲擾度，向下最大彎矩Mmax=704.1KN.m。由力法可得：在q=1狀態(tài)下，M1=-ql2/8=20000, 1=5ql4/384EI=0.