系杆拱桥支架计算书

1、1编制依据1.2工程概况1.3支架方案1.3.1支架结构 .1.3.2满堂碗扣支架部分计算2.3.2.1计算参数2.3.2.2模板面板计算4.3.2.3支撑木方的计算5.3.2.4托梁的计算5.3.2.5立杆的稳定性计算 7.3.2.6基础承载力计算8.3.3门式支架计算113.3.1 跨度5米钢梁计算1.13.3.2 跨度3.5米钢梁计算 143.3.3立柱的稳定性计算153.3.4基础承载力计算163.4拱肋支架布置160系杆拱桥支架计算书1编制依据1、客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准铁建设 2005160号2、 铁路混凝土工程施工技术指南TZ210-20053、无砟轨道1-44.

2、5m简支拱4、现场调查情况。2工程概况（1-44.5米）简支拱桥横跨XX市南外环线，紧邻既有XX线。地层自上到下主要为素填土、粉土、细砂、黏土、粉质黏土。下部构造采用24根直径1.5m钻孔桩基础，桩长分别为49m 50m承台为15.5 X 10.6 X 3m两个，上设台身。上部构造为 拱梁组合体系，系梁采用双主梁的纵横梁体系，主纵梁梁高1.8m，高跨比1/24.72m ,梁宽1.4m，在端部加厚至2.4m，桥面板厚0.3m，端横梁梁高1.8m,宽2.25m。中间 横梁高1.8m，宽0.35m,端次横梁高1.8m，宽0.45m,设二道小纵梁，位于线路中心 处，小纵梁高1.8m，宽0.3m。系梁梁

3、体有纵、横向预应力体系，系杆拱跨径为44.5m。拱肋采用圆端形钢管混凝土结构，不设横撑，中间拱肋为高 0.9m，宽1.5m的 等截面；连接拱脚部分的拱肋截面从高 0.9m,宽1.5m逐渐变化为高1.4m，宽2.0m。 拱肋壁厚16mm内填充C50补偿收缩混凝土，两拱脚之间净宽10.2m；拱轴线为二次 抛物线。矢高f= 7.417m,失跨比1/6，设置吊杆，吊杆间距5n,共7X2根吊杆，桥 面板搁置在横梁上。3支架方案本桥梁部采用支架现浇法施工，先梁后拱。在行车道采用门式支架；支架采用18 根630-12mm的钢管墩，中间支墩上横向设 3根40c的工字钢作为横梁，横向跨度 3.5米，纵向在横向工

4、字钢上设40c工字钢间距0.7m,支墩纵桥向跨度为5米，剩余 两侧部分米用碗扣式满堂支架。3.1支架结构3.1.1系杆拱中间系梁支架（主车道）采用2-5m门式支架，基础直接在既有沥青混 凝土路面上浇注钢筋混凝土，龙门立柱采用薄壁钢管，立柱上用工字钢作为横梁，横 梁与立柱、立柱与基础预埋件均以焊接形式连接，横梁上0.7m等距设置纵梁，纵梁上安放纵横两层方木。钢筋混凝土基础采用厚1.0m,宽1.0m条形钢筋混凝土基础，每 根立柱底面混凝土面积按3.5m2计算。3.1.2龙门支架两侧采用碗扣满堂脚手架，碗扣支架采用u 48,壁厚管，平面步距600x 600mm竖向步距1200mm纵横向每3排设剪刀撑

5、一道。满堂支架顶 托上横桥向铺100x 160mn枋木，顺桥向铺100x 160mm枋木间距200mm底模采用20mm 的竹胶板。支架布置见图3-1。基础采用厚50cm石灰土处理，钢管底设20cm厚混凝 土。3.1.3在系梁上根据拱肋用直径219壁厚4mm钢管搭设支架，每3米二道（左右 拱肋各一道），两钢管间距两米，上部采用 25b工字钢与钢管立柱刚接，钢管底部采 用法兰盘与梁体预埋件连接，两拱肋支架利用槽钢加固，增强其整体稳定性。3.1.4支架计算荷载全部按梁体最大截面计算。3.2满堂碗扣支架部分计算3.2.1计算参数计算参数：模板支架搭设最大高度为 5.0m，立杆的纵距b=0.60m，立杆

6、的横距l=0.60m，立杆的步距h=1.20m。面板厚度18mm剪切强度1.4N/mm,抗弯强度15.0N/mni,弹性模量6000.0N/mm。木方160x 100mm间距200mm剪切强度1.3N/mm2抗弯强度13.0N/mm,弹性 模量 9000.0N/mm。梁顶托采用100x 160mm木方。模板自重1.00kN/m2,混凝土钢筋自重26.00kN/m3,施工活荷载8.00kN/m2 （包括 施工人员及设备荷载、振捣混凝土产生的荷载、倾倒混凝土产生的荷载）。图3-2梁板支撑架立面简图2图3-1支架搭设图rIl II1 二IKSIIIK3llimiK3lllliSiimilaiHji-

7、 j：42o b1图3-3梁板支撑架立杆稳定性荷载计算单元采用的碗扣钢管脚手架类型为：h48X 3.5。3.2.2模板面板计算面板为受弯结构，需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照简支梁计算。静荷载标准值 q1 = 26.000 X 1.800 X 0.600+1.000 X 0.600=28.680kN/m活荷载标准值 q2 = (4.000+4.000) X 0.600=4.800kN/m面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：W=32.400cm3 , I=29.160cm4(1)抗弯强度计算f = M / W f其中f面板的抗弯强度计算值(N/mn?);面板的最大弯距(N.mm);f

8、面板的净截面抵抗矩；面板的抗弯强度设计值，取15.00N/mn2； 2M = 0.125ql其中q荷载设计值(kN/m);经计算得到M = 0.125 X (1.20 X 28.680+1.40 X 4.800) X 0.200 X 0.200=0.206kN.m f = 0.206 X 1000 X 1000/32400=6.348N/mn2经计算得到面板抗弯强度计算值面板的抗弯强度验算f f, 满足要求!(2)挠度计算v = 5ql4 / 384EI =25575/(0.497 X 489)=105.303N/mn?，立杆的稳定性计算xf,满足要求！3.2.6基础承载力计算依据建筑地基处理

9、技术规范(JGJ79-2002)4换填垫层法。混凝土垫层面积为0.6 X 0.6cm，基础处理为厚0.5m石灰土。(1) 参数信息上部结构传至基础顶面的轴向力设计值N = 25.575 Kn，上部结构传至基础顶面的竖线荷载F=42.63kN/m ;基底以上填土的平均重度/ =18kN/m3基础与填土的平均重度.0=20kN/m3基础类型：矩形基础,基础截面长度l=.6m,宽度b=.6m ;基础埋深Hd=0m换垫层材料重度:18kN/m3 ;压缩模量：14MPa；承载力特征值：220kPa，垫层厚度:.5m。垫层底面处地基承载力特征值 fak=105kPa ;基础宽度对地基承载力的修正系数 n

10、b=.5 ；埋深对地基承载力的修正系数 n d=2。 土层参数：序号土层厚度hi(m)重度Zi(kN/m3)压缩模量Ei(MPa)12.51810.872218.98.53(2) 垫层厚度验算1 )厚度验算原理：换填垫层的厚度不宜小于0.5m,也不宜大于3m且满足下式要求： 臨式中pz 相应于荷载效应标准组合时，垫层底面处的附加压力值(kPa),按下式计算：矩形基础： -边+ N亀日)(2+ 2迟堆pcz 垫层底面处土的自重压力值(kPa);faz垫层底面处经深度修正后的地基承载力特征值(kPa):faz & +- 0 5) + 张&。-式中b矩形基础或条形基础底面的宽度(m);l矩形基础底面

11、的长度，取l=.6m ;pk相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压值(kPa)；pc 基础底面处土的自重压力值(kPa);z基础底面下垫层的厚度(m);I垫层的压力扩散角(度)，由表查出。2) 荷载计算基础底面压力 pk=(F+G)/b=(42.63+0.60 X 0.00 X 20.00)/0.60=71.05kN/m2基础底面处土自重的压力 pc=d=18X 0=0kN/m23) 厚度验算：当垫层厚度z=0.5m :查表得压力扩散角9 =28度。经过计算得 pz=0.6 X 0.6 X (71.05-0.00)/(0.6+2 X 0.5 X tg0.49) X (0.6+2 X 0.

12、5 Xtg0.49)=19.98kPa。pcz=0.5X 18=9.00kPa。/ m=pcz/(hd+z)=9.00/(0.5)=18kN/m3。0 =18kN/m3。faz=105.00+.5X 18.00 X (.6-3)+2 X 18.00 X (0+.5-0.5)=83.40kPa。结论：由于pz+pcz=28.9883.40,所以垫层厚度满足要求！4 )垫层的宽度计算垫层底面宽度按下式计算：2ztg8解得最小底面宽度 b =0.60+2 X .5 x tg0.49=1.13m垫层顶面每边超出基础底边不宜小于 300mm所以最小顶面宽度取b=1.20m，(3) 沉降计算依据建筑地基基

13、础设计规范(GB5007-2002)5.3地基变形计算。换层后的土层参数：序号土层厚度hi(m)重度 / i(kN/m3)压缩模量Ei(MPa)1.51814221810.873218.98.5342197.461 )基底平均附加压力P0计算：基础与填土的总重量 G=20X 0.6 X 0.6 X 0=0.00kN;基底的平均压力 P=(42.63+0)/(.6 X .6)=118.42kN/m2 ;基底处的土中自重压力 P仁18X 0=0.00kN/m2;基底平均附加压力 P0=118.42-0.00=118.42kN/m2。2 )分层地基变形量计算：z(m)基础计算中点 ai Z1(m)Z

14、2(m) Esi(mPa) Si(mm)刀Si(mm)0.504X 0.23300.46610.466114.003.943.942.504X 0.10801.07980.613810.876.6910.634.504X 0.06641.19520.11548.531.6012.23查表取 z=0.30m；则当前深度向上取厚度为 z的土层深度：Hd=4.50-0.30=4.20m ;该深度下土的变形值： sn=118.42 X 4.50 X 0.2656-(4.50-0.30) X 0.2820/8.53=0.150mm sn/ 刀S3=0.150/12.23=0.0123 钢管立杆抗压强度计

15、算值（N/mm2）；f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm 2；I0 计算长度（m）;I 0=5m=5000/175.37=28.51查表得：=0.94“1057/（0.94 X 11762）*1000=95.6N/mm2，立杆的稳定性计算 f, 满足要求! 钢管柱承受的力大于上部传递来的荷载要求，因此选用此钢管柱强度，稳定性满 足要求。3.3.4基础承载力计算立柱基础底面的平均压力应满足下式的要求Pw fg其中p 立杆基础底面的平均压力 （kN/m2） , p = N/A ； p =302kN/m2N 上部结构传至基础顶面的轴向力设计值（kN）,N=1057kNA基础底面面

16、积（m2） ； A =3.5mfg地基承载力设计值 （kN/m2） ； fg =340地基承载力设计值应按下式计算fg = kcX fgk其中kc 地基承载力调整系数；岩石、混凝土取 kc = 1fgk 沥青路面地基承载力标准值（kN/m2） ； fgk =340地基承载力的计算满足要求！3.4拱肋支架布置3.4.1计算主要依据建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）;钢结构设计规范（GB 50017-2003）;冷弯薄壁型钢结构技术规范（GB 50018-2002）;布置方式如图：按拱肋最高处考虑，荷载包括拱肋自重，拱肋内混凝土自重，支撑 结构自重按170KN考虑，风荷载按照1.0KN

17、/m的均布荷载计算，每3n二道（左右拱肋各一 道）。*UMHHHMnAU图3-17框架立面图3.4.1主要计算参数节点总数：4柱数：2梁数：1支座约束数：2标准截面总数：2钢材:Q235梁柱自重计算信息：柱梁自重都计算钢结构受拉柱容许长细比：300钢结构受压柱容许长细比：150钢梁（恒+活）容许挠跨比：1/400钢梁（活）容许挠跨比：1/500图3-18框架受力示意图柱顶容许水平位移/柱高：1/500节点坐标-节点号(1)(2)(3)(4)X0202Y7700-柱关联号柱号节点I节点n(1)31(2)42-梁关联号梁号节点I节点n(1)12- 支座约束信息-两支座全部为钢结-柱上下节点偏心 -

18、节点号(1)(2)(3)(4)柱偏心值0000- 标准截面信息-1、标准截面类型(1) 立柱外径245mm壁厚4.0mm勺焊接薄壁圆钢管(2) 横梁采用136c。柱布置截面号，铰接信息，截面布置角度柱号标准截面号铰接信息截面布置角度(1)100(2)100梁布置截面号，铰接信息，截面布置角度梁号标准截面号铰接信息截面布置角度(1)2002、标准截面特性截面号XcYclxlyA10.122500.122500.21990E-040.21990E-040.30280E-0220.070000.180000.17351E-030.61400E-050.90840E-02截面号ixiyW1xW2xW1

19、yW2y10.85200E-010.85200E-010.17950E-030.17950E-030.17950E-030.17950E-0320.13820E+000.26000E-010.96400E-030.96400E-030.87700E-040.87700E-04恒荷载计算柱何载柱号荷载类型荷载值何载参数111.10梁荷载连续数荷载个数荷载类型荷载值114170恒荷载标准值作用计算结果- 柱内力-梁号MNVMNV18.8983.824.66-0.76-81.832.3427.5591.882.348.82-89.89-2.34 梁内力梁号MNVMNV10.762.3481.83-8

20、.82-2.3489.89-恒荷载作用下的节点位移（mm）-柱号X向位移丫向位移111.30.9211.31.0荷载效应组合及强度、稳定计算 钢柱1截面类型=77;布置角度=0;计算长度：Lx=3.73, Ly=7.00 ;长细比：入x= 43.8, 入 y= 82.2构件长度=7.00;计算长度系数：Ux=0.53 , Uy= 1.00焊接薄壁圆钢管：D=245, T=4.00轴压截面分类:X轴:b类,丫轴:b类验算规范：薄钢规范GB50018-2002强度计算最大应力对应组合号：7, M=12.00, N=113.16,M=-1.03, N=-110.47强度计算最大应力（N/mm*mm）

21、 =122.60强度计算最大应力比=0.598平面内稳定计算最大应力 （N/mm*mm） =112.15平面内稳定计算最大应力比=0.547平面外稳定计算最大应力 （N/mm*mm） =99.49平面外稳定计算最大应力比=0.485腹板容许高厚比计算对应组合号：1, M=8.89, N=83.82, M=-0.76, N=-81.83容许圆管外径与壁厚之比D/T=100.00强度计算最大应力 f=205.00平面内稳定计算最大应力f=205.00平面外稳定计算最大应力f=205.00圆管外径与壁厚之比D/T=61.25 D/T= 100.00压杆,平面内长细比 入=44 入=150压杆，平面外

22、长细比 入=82入=150构件重量（Kg）= 166.39钢柱2截面类型=77 ;布置角度=0;计算长度：Lx=3.73, Ly=7.00 ;长细比：入x= 43.8, 入 y= 82.2构件长度=7.00;计算长度系数：Ux=0.53 , Uy=1.00焊接薄壁圆钢管:D=245, T= 4.00轴压截面分类:X轴:b类,丫轴:b类验算规范：薄钢规范GB50018-2002强度计算最大应力对应组合号：7, M=10.20, N=124.04, M=11.91, N=-121.35强度计算最大应力（N/mm*mm） =126.25强度计算最大应力比=0.616平面内稳定计算最大应力 （N/mm*mm） =71.14平面内稳定计算最大应力比=0.347平面外稳定计算最大应力 （N/mm*mm） =104.22平面外稳定计算最大应力比=0.508腹板容许高厚比计算对应组合号：1, M=7.55, N