系杆拱系梁施工支架方案检算.doc

京杭大运河特大桥系杆拱系梁支架施工计算书一、工程概况我部承建京杭大运河特大桥跨绕城高速公路系杆拱桥系梁采用支架法施工,主跨140米,为保证施工期间所跨既有铁路正常通车，主跨系梁采用贝雷片膺架法施工，设置临时支墩11个，最大跨度分别为18.74米。二、施工方案介绍 模板采用1.8cm厚竹胶板；纵向上分配梁采用10cm10cm方木，底板下布置间距0.4米，腹板侧面、腹板下和中隔板段底板下布置间距0.3米；底板和腹板下横向上分配梁采用15cm15cm方木，布置间距都为0.3米和0.6米，立杆采用483.5mm碗扣式支架，步距为1.5米，横向间距为0.3米、0.6米、0.9米和1.2米四种，纵向间距都为0.3米和0.6米；横向下分配梁采用15cm15cm方木，布置间距都为0.3米和0.6米；主跨段纵向下分配梁采用双层贝雷片，横向连接支撑架采用0.45米、0.9米和1.35三种型号；主横梁采用3I56工字钢；钢管柱采用Q235钢管，外径609mm，壁厚10mm，纵向布置间距为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，横向布置间距为2.15米和3.04米，单根长度小于11米；所有临时墩均采用1.25 m钻孔桩基础，采用C35水下混凝土浇注，每根桩长45.0米，桩径1.25米，系梁采用C35混凝土浇注。 传力途径为：模板 纵向上分配梁 横向上分配梁 支架 横向下分配梁 纵向下分配梁(双层贝雷片) 主横梁 钢管柱 系梁（或主墩承台) 桩基础。三、结构检算 箱梁混凝土竖向荷载取值为q砼=c H，模板荷载取值为q模=2KN/m2，设备和人员荷载取值为q均=1KN/m2；砼浇注作用于底模冲击及振捣荷载q冲=q振=2KN/m2；砼浇注作用于侧模冲击及振捣荷载q冲=4KN/m2；汽车吊上桥施工对腹板和中隔板下底板产生的荷载q汽=1850KN/4/1.3m/6m=59.295KN/m2，混凝土竖向荷载和模板荷载的荷载分项系数取为1.2，施工荷载的荷载分项系数取为1.4。（一）、模板检算模板采用1.8cm厚竹胶板，由于模板单个受力单元最长边为1.2米，1200/15=80100，属小跨度连续梁，面板可按三跨连续梁检算。模板力学参数有：E=7.6GPa，=55MPa，W=bh2/6，I=bh3/12，f=L/400。工况一、受力单元宽0.3米，长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强度和刚度满足要求。工况二、受力单元宽0.4米，长0.6米，模板以上砼高1.04米(端边底板)。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强度和刚度满足要求。（二）、上纵向分配梁验算 纵向分配梁采用10cm10cm方木，方木的力学参数如下：W=bh2/6=10102/6=166.7cm3,Im=bh3/12=10103/12=833.3cm4,E=10GPa，=9.5MPa，f=l/400。 按简直梁均布荷载结构分别进行检算，计算跨度为0.6米。 端边底板和中底板下布置间距0.4米，腹板侧面、腹板下和中隔板下布置间距0.3米。工况一、跨度为0.3米，砼高3.0米(腹板)，布置间距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强度和刚度满足要求。工况二、跨度为0.6米，砼高1.04米(端边底板)，布置间距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强度和刚度满足要求。（三）、横向上分配梁验算底板和腹板下横向分配梁采用15cm15cm方木和10cm10cm方木，15cm15cm方木的力学参数如下：W=bh2/6=15152/6=562.5cm3,Im=bh3/12=15153/12=4218.75cm4,E=10GPa，=9.5MPa,f=L/400。 10cm10cm方木，方木的力学参数如下： W=bh2/6=10102/6=166.7cm3,Im=bh3/12=10103/12=833.3cm4,E=10GPa， =9.5MPa， f=l/400。按简直梁均布荷载结构分别进行检算，有两种跨度，分别0.3米和0.9米。 按简直梁均布荷载结构分别进行检算，计算跨度为 工况一、跨度为0.3米，砼高3.0米（腹板 ），布置间距0.3米，取 10cm10cm方木计算。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强度和刚度满足要求。工况二、跨度为0.9米，砼有效高度1.04m米（端边底板），布置间距0.6米，取 15cm15cm方木计算。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强度和刚度满足要求。（四）、碗扣式支架立杆验算 碗扣式支架立杆采用483.5mm钢管，横向间距为0.3米、0.6米、0.9米和1.2米四种，纵向间距都为0.6米，步距为1.5米，长细比（483.5的钢管）为=L/i=1500/15.78=95,(回转半径i=)查表可得=0.626，则有N=A=0.626489205=62.753KN。工况一、腹板下立杆检算取箱梁高3.0m，单箱双室，腹板下立杆按30cm*30cm布置，取腹板下底板进行验算。 q腹=1.2(3.026+1+2)+1.4(2+2+59.295) =185.831KN/m2；由于腹板处立杆布置为30cm30cm，所以：N=185.8310.300.30=16.724KNN=62.753KN。腹板下立杆稳定性满足要求。工况二、底板下立杆检算取箱梁底板以上有效高度1.04m，单箱单室，底板下立杆按60cm*90cm布置，取端边底板段底板进行验算。q端底=1.2(1.0426+1+4)+1.4(2+2) =44.048KN/m2；由于腹板处立杆布置为60cm90cm，所以：N=P0.600.90=44.0480.600.90=23.786KNN=62.753KN。底板下立杆稳定性满足要求。（三）、横向下分配梁验算 底板和腹板下横向分配梁采用15cm15cm方木,方木的力学参数如下：W=bh2/6=15152/6=562.5cm3,Im=bh3/12=15153/12=4218.75cm4,E=10GPa，=9.5MPa,f=L/400。按简直梁均布荷载结构分别进行检算，取两种计算跨度，分别0.45米和0.9米。 按简直梁均布荷载结构分别进行检算，计算跨度为 工况一、腹板下，分配梁跨度为0.45米，布置间距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强度和刚度满足要求。工况二、端边底板下，分配梁跨度为0.9米，布置间距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强度和刚度满足要求。（五）、18.74米门洞纵向分配梁检算采用双层单排贝雷片进行施工，取其材料常数有：M=3004KNm,Q=490.4KN,E=2.0105MPa,I=2003976cm4，W=14314cm3,G=2KN/m考虑到组装的贝雷梁施工使用时非弹性变形较大，则对腹板下和中隔板下贝雷梁的横向布置最大间距为0.225米，对端边底板下贝雷梁的横向布置最大间距为0.9米，对中底板下贝雷梁的横向布置最大间距为1.35米，取跨中荷载进行检算。 工况一、腹板下贝雷梁检算 每排按有效砼高3米，有效间距0.225米，最大跨度为18.21m检算。q=(1.2(326+1+2)+1.4(2+2+59.295)0.225+1.22=44.208KN/m 工况二、端边底板下贝雷梁检算 每排按有效砼高1.04米，有效间距0.9米，最大跨度为18.21m检算。q=(1.2(1.0426+1+4)+1.4(2+2)0.9+1.22=42.043KN/m强度和刚度均满足要求。 工况三、中底板下贝雷梁检算 每排按有效砼高0.62米，有效间距1.35米，最大跨度为18.21m检算。q=(1.2(0.6226+1+4)+1.4(2+2)1.35+1.22=44.174KN/m强度和刚度均满足要求。（六）、主横梁检算门洞处主横梁采用3I56工字钢，力学参数：G=3.2KN/m,W=7020cm3,Im=196578cm4，E=2.061011Pa，=215MPa,f=l/400。取最大跨度段临时墩柱为检算对象，参照计算简图按简支梁进行检算。 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(中间钢管柱）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强度和刚度满足要求。（七）、临时支墩检算1、贝雷梁临时墩检算4#、5#和6#临时墩采用三排四层贝雷梁搭设，检算贝雷梁的最大剪切力。力学参数：G=12KN/m,Q=2942.4KN,取4#临时墩检算为检算对象：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临时墩强度刚度满足要求 2、钢管临时墩检算 临时支墩采用Q235钢管，外径609mm，壁厚16mm，每米重233.9Kg，截面积A=297.9cm2, 回转半径i=21cm, 压杆的长细比=l0/I, l0取为11.0m,则=l0/i=52.4, 则压杆的承载力折减系数取值为0.843，压杆稳定的允许应力=,单根钢管的允许承载力: P=A=0.843297.910-4215106=5399.3KN根据单根主横梁检算结果，单根立杆的最大压力为:Pmax=4717.587KN+1.22.339KN/m11m=4748.462KN所以立柱的稳定性满足要求。（八）、基础检算1、扩大基础检算4#、5#和6#临时墩采用扩大基础C35扩大基础，临时支墩宽1米，长33米，基础宽3米，高0.5