现浇箱梁支架法施工方案及安全疏导方案[材料相关]

1、知识研究+ 目 录 第一章第一章 工程概况工程概况 .2 2 第二章第二章 支架施工方案支架施工方案 .2 2 第三章第三章 支架施支架施工工计计算书算书 .1111 第一节第一节 碗扣式支架碗扣式支架 .1111 第二节第二节 钢管柱门形支架相关计算钢管柱门形支架相关计算 .1616 第四章第四章 安全技术方案安全技术方案 .2424 第一节第一节 支架施工安全措施支架施工安全措施 .2424 第二节第二节 现场施工安全措施现场施工安全措施 .2828 第三节第三节 施工现场安全用电措施施工现场安全用电措施 .3131 第四节第四节 施工机械安全措施施工机械安全措施 .3232 第五节第五节

2、 施工现施工现场场安全事故应急预案安全事故应急预案 .3333 第五章第五章 北连接线交通北连接线交通 安全疏导方案安全疏导方案 .3636 知识研究+ 现浇箱梁支架法施工方案及安全疏导方案现浇箱梁支架法施工方案及安全疏导方案 第一章 工程概况 本合同段共设置：高架桥 1 座，南线 K136+816K140+014，桥梁长 度 3198m，北线 K136+964K140+021，桥梁长度 3057m；互通立交 1 座 （于庄互通立交） ，其主线桥已含在高架桥中，于庄互通立交内另设置通 道桥 2 座，箱涵 2 道，圆管涵 2 道；德城互通主线桥北线第十一、十二 联；天桥 1 座。 高架桥设计为为

3、箱形预应力连续梁桥，南线 30 联、北线 29 联，德 城互通 2 联，25 跨为一联，每联长 50150m 不等；高架桥箱梁顶宽 13m（含每侧 2m 悬臂）,底宽 9m，梁高 1.6m，桥墩为门形墩，墩高 614.6m，墩截面方形 1.51.8m、1.21.8m,全线总计 202 个；德城 互通立交北线桥第十一联为等宽箱梁，梁宽为 17.25m，第十二联为变宽 箱梁，梁宽 17.25m13.0m，梁高均为 1.6m，箱梁两侧悬臂各 2.0m，桥 墩采用 1.61.6m 方柱形墩。箱梁钻孔桩采用直径为 1.8m、深度平均 60m，总计 505 颗。 主要工程量：高架桥 6.42Km，上部 C

4、50 箱梁砼 6.7 万方、钢绞线 1900T，全桥钢筋 2 万吨。 第二章 支架施工方案 滨州至德州高速公路第十五合同段德州北高架桥南北线采用后张法 知识研究+ 连续箱梁，根据该连续箱梁特点我们采用支架现场浇筑的方法。 本桥连续箱梁除跨公路外全部采用满堂支架法现浇施工，由于部分 地段跨越公路，为保证公路正常通行，设置门式支架法，公路预留净高 4.5m，行车道宽 4.55m，采用钢管柱作为便梁支墩，以 H30 型钢作为 便梁架空。 一、地基处理 地基处理前首先对支架处的地表进行调查，绘出平面图。对泥浆池、基 坑或局部突变部分确切标示，并测定高程，标注于图上。 1、基坑回填：承台施工后，将基坑内

5、的水抽干，用干土分层回填至 原地面，分层厚度为 30CM 左右，回填时用小型打夯机分层夯实。 2、泥浆池处理：由于钻孔施工时场地内有泥浆池，地基处理前应将 泥浆池清理干净，直至硬土层，然后回填至原地面，回填过程采用光轮 压路机配合分层夯实,压实度大于 90%。 3、对原地面整平用压路机压实、采用含水量合适的素土分层回填压 实至比原地面高 20cm,要求地基承载力大于 130Kpa。然后在其上浇注 10cm 厚 C15 砼，用震动器振捣密实并进行养护。 4、地基处理过程中应及时设置临时排水设施，使已处理的地基不受 水的影响。地基处理时为防止地基积水，将地面处理成 2%横坡，与箱梁 坡度一致。地基

6、两侧 2m 外挖排水沟，以便排水。 5、地基处理范围：箱梁范围以外每边 1M。 6、地基处理至设计高程后，用触探法测承载力，每孔测取 6 个点， 分别分布在一般地段、泥浆池、基坑或其他特殊地段。分别检测地基顶 面以下 30cm、60cm、90cm 处的承载力分别为 130Kpa、130Kpa、90Kpa。 知识研究+ 7、地基检测达到施工方案要求后，立即对其进行保护，防止外部来 水和大气降水倾入，完善排水系统，确保施工期间地基不受水害。 二、支架搭设 1、支架形式 （1） 、普通地段满堂钢管支架 （2） 、过被交路门形支架：本工程多处跨被交路（见附表） ，为保证交 通设以 H 型钢为纵横梁，钢

7、管为支墩的门形架，再在其上搭设碗扣支架。 2、碗扣支架的型号 （1）本项目选用的碗扣支架型号为：立杆（LG）、横杆（HG）、斜 杆（XG）、底座、上可调 U 托(TZ-1 可调 30cm)，下可调底座(TZ-2- 300500)，支架钢管直径 48mm，壁厚 3.5mm。立杆的支撑力可通过 不同的横杆步距来增大或减小。 （2）支架平面布置及受力验算 滨德高速公路第十五合同段高架桥连续箱梁 1.6m 梁高的支架组合根 据箱梁的单位面积平均重量，根据支架的承载力和施工的可行性，箱梁 2m 悬臂部分支架采用 9090 间距，只采用一层纵向方木，断面 10cm12cm，间距 0.9m/根；箱室下支架间

8、距为 60（横向）90（纵） ， 竹胶板下第一层横向方木断面 8cm8cm，间距 0.25 m /根，第二层 12cm10cm 断面，间距 0.6 m /根。横梁下支架间距为 60（横向） 60（纵） ，第一层横向方木断面 8cm8cm，间距 0.20 m /根，第二层 12cm10cm 断面，间距 0.6 m /根。碗扣支架横杆步距：底座往上前两 根横杆步距为 0.6m, 顶托往下前两根横杆步距为 0.6m，中间横杆步距为 知识研究+ 1.2m；翼缘板下横杆步距均为 1.2m。此种组合每根立杆可承载力为 30KN。（上述方木断面尺寸均在检算的基础上提高一个等级，以消除方 木刨平，木节、斜纹理

9、以及因生长应力或自然损伤而形成的小缺陷）。 2、满堂支架搭设 支架施工顺序为： 计算立杆组装高度安放底座垫木安放可调底座调整底座螺 丝在同一水平面上组装立杆及横杆、锁紧碗扣安放 U 型托调整托撑 螺丝以形成纵横坡安放底层、顶层方木精调方木顶标高 （1）支架立杆位置放样 用全站仪放出箱梁中心线，然后用钢尺放出底座十字线，并标示清 楚。 （2）布设立杆垫块安装底座 根据立杆位置布设立杆垫板，垫板采用 10cm14cm 方木（横梁下 2 块10cm15cm 方木） ，使立杆处于垫板中心，垫板放置平整、牢固， 底部无悬空现象，然后安装底座后将旋转螺丝顶面调整在同一水平面上。 （3）安装立杆、横杆和上托

10、座 从一端开始，按照顺桥向 90cm，横桥向 60 和 90cm 两种间距安装底 层立杆和横杆，调整立杆垂直度和位置后并将碗扣稍许扣紧，一层立杆、 横杆安装完后再进行第二层立杆和横杆的安装，直至最顶层，最后安放 上托座，并依设计标高将 U 型上托座调至设计标高位置。 （4）碗扣支架的支立及纵横坡调整 知识研究+ 对于箱梁桥面纵横坡可通过调 U 型顶托的方法至设计标高；常用的 碗扣件立杆（LG）有 LG2.4m、LG1.8m、LG1.2m。经我部工程技术人员研 究决定，除用以上立杆外，再用一些短小立杆 LG0.3m、LG0.6m、LG0.9m，我们把它叫找零杆，便于支架高度调整。 坡度i 找零立

11、杆 把这部分箱梁的支架地基每孔划分一个单元，U 托的最小旋出长度 为 0.15m，当旋出长度大于 0.45m 时增加一根 LG0.3m，长度大于 0.75m 时，增加一根 LG0.6m，长度大于 1.05m 时，增加一根 LG0.9m，运用这些 找零杆可以减小 U 托的旋出高度。 （5）标高控制：根据计算提供的标高，测量每排支架外侧两根立杆 和中间立杆顶面标高，并拉线控制中间其他顶托标高，由此控制最上层 顶托标高，误差不超过 3mm，以便控制底模标高。 （6）安放方木、铺底模 在上托座调整好后铺设纵向 1012cm 方木，铺设时注意使其两纵向 方木接头处于 U 型上托座上或在 U 型托座搭接，

12、接着按 25cm 间距铺设横 向 88cm 方木，根据放样出的中线铺设 1.5cm 1.5m3.0m 竹胶板板 做为箱梁底模。安装纵横方木时，应注意横向方木的接头位置与纵向方 木的接头错开，且在任何相邻两根横向方木接头不在同一平面。 知识研究+ 3、门式支架搭设 在各路段跨公路现浇箱梁（跨径 3040 米） ，采用门式支架，支架 基础采用为扩大基础，直接落于原公路面，基础平面 1.5m1.5m，设计 为两部分，和公路面接触的下面部分采用 M10 水泥砂浆砌筑 Mu10 粘土砖、 按允许宽高比 1:1.5 设计，施工中按“两皮一收”砌法，上面安装钢管 部分采用灌注 30cmC15 砼，并在砼内预

13、埋 4 个 20mm 锚栓，该处理方法 效果满足设计与规范要求，便于拆除而且节约经费。 在现有公路上搭设现浇支架，原地基在修建公路时已作了充分的处 理与压实，其承载能力远超过上述处理地基的承载能力。故只需在原路 面上搭设支架即可。在跨公路上搭设箱梁现浇支架，为了确保正常交通， 在南北线各留有一处通车道，每处通车道净空标准为 54.5(宽高)， 来往车辆左右分流，单车通过。支架立柱采用 20cm 钢管，单幅支架每 排 5 根立柱，两排立柱之间的距离为 7.0m，立柱下端柱脚与基础混凝土 用根 20 螺栓连接，立柱上端设一根 H30 型钢做横梁，横梁与钢管柱 柱帽承压钢通过 14 圆钢连接焊接，拆

14、除时只通过切割 14 圆钢即可 拆除，这样既能保证连接牢固，倒用拆除时又不损伤钢管柱及30 型钢 横梁。纵梁 H 型钢采用 23 根,间距按 20.9m +180.6m+20.9m 设置， 与碗扣式脚手架间距设置一致。其上横向满铺 =6mm 木脚手架板做为隔 离层，用来防公路面落物，以免污染公路路面或损坏汽车。施工期间， 应与交通管理部门和指挥部联系，按交通管理的有关要求，设立各种标 牌和防撞措施，并请主管部门派员加强交通管理，确保交通和施工的绝 对安全。 附高架桥跨公路施工交通防护图 知识研究+ 4、预压 现浇支架预压是现浇支架最后一道非常重要的一道工序，是检验 整个支架（含支架基础）搭设质

15、量的一次全面的检查，包括支架结构的 强度、刚度、稳定性以及支架的弹性和非弹性变形。通过支架预压，精 确测得支架的非弹性变形和弹性变形。关于支架的非弹性变形，通过支 架预压基本消除，测得支架的弹性变形可以与理论计算值进行比较分析， 并在支架最后调整时提供可靠的根据，使整个现浇支架既符合设计要求， 又满足技术规范对支架的质量要求，从而确定现浇梁的质量。 一般情况下，在预压过程中，测得的总垂直变形包含两部分变形， 即非弹性变形和弹性变形，当预压荷载卸除后，测得的支架回升值即为 支架弹性变形，应在支架高程调整时加以考虑，其中没有恢复的部分即 为支架的非弹性变形（主要是支架接缝压密和地基等产生的不可恢复

16、的 塑性变形等） 。为此，必须在支架预压前和预压过程中，以及卸荷以后组 织专门测量人员，采用水平仪进行观测支架的变形，并作出详细的记录。 支架预压荷载的重量达到现浇箱梁混凝土的质量的 1.2 倍超载预压。 预压时间一般根据支架单位时间内持续沉降量确定，预压采用分级预压 的形式，共分为三级：第一阶段先加载梁体重量的 50%，等支架变形稳 定后进行下一阶段的预压，第二阶段预压加载到梁体自重的 100%，等支 架变形稳定后再进行第三阶段的预压，第三阶段加载到梁体自重的 120%，支架稳定后卸载。支架预压时，除观测整个支架变形外（垂直变 形） ，还应观测支架主要部分的变形和挠度，支架的整体稳定性等，以

17、便 进一步采取加强措施，这里再特别加以说明。 知识研究+ 支撑体系搭设结束以后，进行支架预压，采用用吊车吊装、人工堆 码。在预压过程中对观测点进行连续观测，当全部预压荷载加完后，持 续观测标高变化，在 24h 后支架变形不大于 2mm 后认为支架稳定，卸载 过程中对观测点进行观测，根据预压过程中测的数据计算出支架的弹性 及非弹性变形，根据支架的弹性变形值调整支架的预拱度。 预压荷载的计算 支架预压量根据箱梁实际断面计算平均分配到底模上，预压的最大 荷载为箱梁重量的 1.2 倍，36.5KN/m2。 测点的布置 预压前先在底模和下部支架顶端及支架基础上布设观测点，测量位 置设在支点梁跨的 1/、

18、1/2、/处，每点位横向均设 3 点。预压前， 测量观测点的原始标高，并作详细记录。 预压材料的选用 加载方法初步考虑采用编织袋装砂或预制混凝土块，砂袋和混凝土 块准确过磅计量，以便计算加荷数量，按箱梁砼浇筑程序采用纵向分段， 水平分层（两层）对称加载的次序。采用砂袋时，每袋重量 1.2t 左右， 袋子装完砂后，称量出具体重量后标注在袋子外面醒目位置，便于预压 时记录。采用预制混凝土块时，提前在场外预制块采用 1.511m、1.51.51m 等不等重混凝土，等达到强度后，运输到现 场进行预压。 吊装设备的选用 预压吊装设备采用吊车，以加快施工进度。 预压顺序 知识研究+ 预压顺序应按照支架发生

19、沉降量大的位置和混凝土的浇筑顺序进行， 先浇筑混凝土的部位和支架沉降大的部位先预压，后浇筑混凝土的部位 后预压，根据本工程的特点及混凝土浇筑顺序，预压的顺序应为： a、先压靠近墩身处，再依次加载向远离墩身的位置排列砂袋或混凝 土块，共分两层约 2.4 米。 b、全部重量达到 50%对支架、底模、支架等处的观测点进行标高和 平面位置坐标测量，并详细作好记录。分析支架的变形规则。支架变形 稳定后继续加载预压。 c、继续按上一步的步骤进行预压，待压至总重量的 100%继续对观 测点进行测量并详细作好记录。支架变形稳定后继续加载预压。 d、预压至总重量的 120%时停止预压并持荷。在这期间对支架、底

20、模、支架等处的观测点进行连续观测，作好详细记录。支架变形在 24h 之内不超过 2mm 即为稳定，并进行卸载。 卸载 按照预压顺序后预压的先卸载，先预压的后卸载的顺序进行卸载。 在预压重物全部卸完后对现浇支架全面进行测量并作好记录，根据 预压数据调整非弹性变形。卸载后的砂袋和混凝土块运至下一联，继续 预压，循环利用。 预拱度计算及调整 经支架超载预压之后，根据支架弹性变形值要求在相应的位置上设 置。调整预拱度时，由水准仪配合，精确测量。 5、碗扣型脚手架施工注意事项 认真进行地基处理，特别是承台基坑要分层回填夯实，对水塘、 知识研究+ 泥塘、泥浆池等要用素土或灰土换填，并用压路机碾压到密实度9

21、0%， 外观达到平整，压路机压后无“弹簧”现象。 搭设前对碗扣件进行检查，检查碗扣件有无弯曲、接头开焊、断 裂现象，否则要进行处理，无误后可实施支架搭设。 事前要控制支架基础的高程，使得底座、上托悬出高度40cm。 底座按设计的间距安放后必须用水准仪将底座螺栓调至同一水平 面，安装第一层所有立杆和横杆，检查立杆的垂直度，偏差必须小于全 高的 1/500，符合要求后方可进行上一层搭设。 现浇支架最关键的一点是支架的稳定，支架往往因为发生失稳碾 成大祸，造成经济损失并产生不良的影响，根据施工实践，在保证碗扣 扣紧的情况下，当支架高度在 10m 以上时，每隔一排立杆设置一道横向 剪刀撑，每跨设置 2

22、 道纵向剪刀撑；10m 以下每隔二排立杆设置一道横 向剪刀撑，每跨设置 3 道纵向剪刀撑，并用脚手架钢管将桥墩周围的碗 扣架与桥墩连接起来，保证支架的稳定。 特殊地段支架的处理：特殊地段主要指跨越机动车道及人行道等， 搭设支架时要设置机动车道和非机动车道，保证正常交通，为此，我们 采取门式支架形式，即地面以上 4.55m 空间采用钢支墩 H30 型钢做承 重梁，然后铺满木板，再在工字钢上搭设碗扣架至设计高度，保证支架 的稳定。 知识研究+ 第三章第三章 支架施工计算书支架施工计算书 第一节 碗扣式支架 一、竹胶板验算一、竹胶板验算 任取一联箱梁进行检算，该箱梁顶宽为 13.0m,一联梁长为 3

23、2+35+32+30=129m， 。 取箱梁跨中的部分（距中支点 10m）为典型断面计算。即截面高度为 1.6m，腹板厚度 0.45m，顶板厚度 0.25m，底板厚度 0.22m，截面面积 7.8m2。 1、荷载计算 箱梁荷载 箱梁钢筋砼自重:G=1133.09m326KN/m3=29460.34KN 为保证安全，考虑取安全系数 r=1.2，以全部重量作用在底模上，计算底模单位面积压力： S底=9（32+35+32+30）=1161m2 2 1 1.2 29460.34 30.45/ 1161 rG qKN m S 施工荷载:取 qr=2.5KN/m2 振捣砼产生的荷载：取 q2=2.0KN/

24、m2 箱梁内模荷载：取 q3=1.5KN/m2 竹胶板荷载：取 q4=0.1KN/m2 方木荷载：取 F=5KN/m3 2、底模强度计算 箱梁底模采用高强度竹胶板，依据中华人民共和国建筑工业行业标准竹胶合板模板 （JG/T156-2004） ，按优等品计算，竹胶板强度fm为 25MPa,静曲弹性模量 E=10*103MPa。竹 胶板厚取 15mm,底板间距 L 取 250mm，宽度 b 取 1mm。 模板力学性能： 弹性模量 E=5.5*103Mpa 知识研究+ 截面惯性矩： 33 4 1 15 218.25 1212 bh Imm 截面抵抗矩： 22 3 1 15 37.5 66 bh Wm

25、m 截面积： 2 1 1515Abhmm 底模板均布荷载：q=(q1+q2+q3+q4+qr)0.001=0.0365N/mm 跨中最大弯矩： 22 0.0365 250 228.13 . 1010 ql MN mm 弯拉应力： 228.13 6.0835 37.5 M MPaMPa W 故竹胶板弯拉应力满足要求故竹胶板弯拉应力满足要求 挠度： 44 max 0.0365 250 0.50.6 128128 10000 218.25400 qlL fmmmm EI 故竹胶板挠度满足要求，综上，竹胶板受力满足要求。故竹胶板挠度满足要求，综上，竹胶板受力满足要求。 二、横向方木计算二、横向方木计算

26、 横梁为 88cm 方木，中对中间距为 0.25m。 横梁截面抵抗矩： 22 43 0.08 0.08 0.853 10 66 bh Wm 横梁截面惯性矩： 33 64 0.08 0.08 3.4 10 1212 bh Im 作用在横梁上的均布荷载为： qh=(q1+qr+q2+q3+q4)0.25+0.080.085=9.17KN/m 跨中最大弯矩： 22 9.17 0.6 0.33. 1010 h q l MKN m 云杉允许弯曲应力【】=13Mpa，弹性模量 E=10103 Mpa 1、横梁弯曲应力： 3 4 0.33 10 3.813 0.853 10 M MPaMPa W 故横梁弯拉

27、应力满足要求故横梁弯拉应力满足要求 知识研究+ 2、横梁挠度： 44 max 66 9.17 0.6 0.21.5 128128 10 103.4 10400 h q lL fmmmm EI 故横梁挠度满足要求，综上，横梁强度满足要求。 三、纵向方木的计算三、纵向方木的计算 纵梁方木为 1012cm，跨径为 0.9m,间距为 0.6m. 横梁截面抵抗矩： 22 43 0.1 0.12 2.4 10 66 bh Wm 横梁截面惯性矩： 33 64 0.1 0.12 14.4 10 1212 bh Im 作用在纵向方木上的集中荷载为： qz=qh0.60.25+0.10.125=22.04KN 跨

28、中最大弯矩： 22 22.04 0.9 1.79. 1010 ql MKN m 云杉允许弯曲应力【】=13Mpa，弹性模量 E=10103 Mpa 1、横梁弯曲应力： 3 4 1.79 10 713 2.4 10 M MPaMPa W 故横梁弯拉应力满足要求故横梁弯拉应力满足要求 2、横梁挠度： 434 max 96 122.04 100.9 0.782.25 128128 10 1014.4 10400 qlL fmmmm EI 故横梁挠度满足要求，综上，横梁强度满足要求。故横梁挠度满足要求，综上，横梁强度满足要求。 四、支架受力计算四、支架受力计算 1 1、立杆承重计算、立杆承重计算 立柱

29、(外径 48mm,壁厚 3.5mm)承受由横梁传递来的荷载。选 120cm 横杆间距，每根立杆可 承受 30KN 荷载。 每根立杆承受的钢筋砼模板重量： N1=qz0.9=22.040.9=19.84KN 支架自重：立杆单位重：0.06KN/m,横杆单位重：0.04KN/m 知识研究+ N2=150.06+(151.2)(0.6+0.9)0.04=1.65KN 每根立杆总承重： N=N1+N2=19.84+1.65=21.49KN30KN 立杆承重满足要求。立杆承重满足要求。 2、支架稳定性验算 稳定验算：立柱(外径 48mm,壁厚 3.5mm)承受由横梁传递来的荷载,由于横杆步距为 1.2m

30、,长 细比 =l/i=1200/（48+41）/2=77, 22 207720 1.020.55()1.020.55 ()0.503 100100 立杆截面面积. 22222 12 ()3.14 (2420.5 )489.1Amrrmm 由钢材容许应力表查得立杆的容许应力为 145Mpa， 稳定验算： 21.49 87.35145 0.503 0.0004891 a N MPaMPa Am 故支架稳定性满足要求。故支架稳定性满足要求。 3、地基承载力 地基容许承载力按：=130KPa 3 2 3 21.49 10 0.165 130 10 N Am f 所需支承面积 垫木尺寸选择： 0.165

31、 6028 0.6 A cmacm b 垫木长按计所需宽度 基础灌筑 10cm 砼垫层，选 12cm10cm 方木，传至砼垫层下的有效作用宽度为： 12+102 =32cm28cm 故下垫 12cm12cm（宽）（宽）10cm10cm（高）（高）方木可满足要求 垫土强度校核： 剪力校核： 3 21.49 10 10.75 22 N QKN 知识研究+ 10.75 0.9 2 0.1 0.12 Q MpaMpa A = 挠度： 3 21.49 10 35.82 0.6 N qKN l 434 max 96 135.82 100.6 0.251.5 128128 10 1014.4 10400 q

32、lL fmmmm EI 强度： 跨中最大弯矩： 22 35.82 0.6 1.29. 1010 ql MKN m 垫木反弯曲应力： 3 4 1.29 10 6.4513 2.0 10 M MPaMPa W 此处： 22 43 0.12 0.1 2 10 66 b h Wm 五：预留沉落量的计算：五：预留沉落量的计算： 支架 竹胶板： 挠度：max = 0.5mm 见前面计算 小楞：8cm8cm 方木： 挠度：max = 0.2mm 见前面计算 大楞：1012 方木： 挠度：max = 0.78mm 见前面计算 立杆压缩：碗扣支架立杆面积 A=489.1m2 =NL/EA=21.4910315/

33、（200109489.110-6 ）=3mm 地基压缩 分层综合法估算：Si=zi*Zi/(ESi)=7mm 故以上计：=0.5+0.2+0.78+3+7=11.5mm; 考虑：竹胶板方木 0.5；方木大方 0.5；大方上可调 0.5； 上可调立杆：0.5+0.54=2.5； 计：0.53+2.5=4mm; 知识研究+ 故预留沉落量为：11.5+4=14.5； 取 15mm；故综合考虑取值在故综合考虑取值在 15mm15mm。 第二节 钢管柱门形支架相关计算 基本数据：按行车速度 30/h 车道宽 5m 净高：三、四级公路为 4.5m 一二级 5m 一、门式支架上的碗扣式满堂支架计算 1、基本

34、数据 被交路净高在 5.89-7.15m，因此按净高 4-5m 计， 支架高度设计为 1.39（0.89）-2.65（2.05）高（未扣 H 钢及模板，楞木） 净跨 L 按 5m 计算 、每根立杆承受的箱梁、模板、支架重：N1=19.84KN 、H 型钢上按 1.5m 高支架计自重：N2=0.0651.5+220.04=0.261KN 其中碗扣杆件自重 立杆 6.5/m 0.065KN/m 横杆 0.041KN N=N1+N2=19.84+0.261=20.101KN 作用在作用在 H H 型钢上的何载：型钢上的何载：q qc c=N/L=20.101/0.9=22.334KN=N/L=20.

35、101/0.9=22.334KN 二、支架下 H 型钢纵梁相关计算 实际计算时采用下列荷载，偏于安全实际计算时采用下列荷载，偏于安全 荷载：q=29.3KN/m（用于计算强度） =1.3qc S=23.35KN/m（用于计算变形） =1.05 qc c 净跨 5m，计算跨度按每侧进入 0.5m L=6+20.5=7 m 计 按强度： 按 60计：W= M/=（1/817.610372）/（170106）=6343 选 H250 挠度:f=5qL4/384EI=（514.0110374）/（3842101091080010-8） =2L/400=1.7 按挠度重选：(514.0110374)/(

36、384210109I)=7/400 解之 I=11918 知识研究+ 选 300300 I=205004 W=13603 间距 60 密铺 6板：（未计自重）94/m，计入自重重复核 941.29.8=1.105KN/m f=(5(14.01+1.105)10374)/(3842101092050010-8)=1.11.7可 三、支柱及帽梁 柱顶选用 H30 帽梁 q=（17.6+1.105）/0.670.5=109 KN/m S=(14.01+1.1051)/0.670.5=88.17 KN/m H30 按挠度选支点间距：计入自重后 q=109+1.05=110.05q=109+1.05=1

37、10.05 KN/mKN/m S=89.22S=89.22 KN/mKN/m 帽梁最大跨度：(89.22103L4)/(1282101092050010-8)=L/400 解之 L=5m 强度：(1/10110.0510352)/(136010-6)=202MPa 按强度重选 (1/10110.05103L 2)/(136010-6)=175106 解之 L=4.65m 选 4.5m 故：帽梁为故：帽梁为 H30H30，支柱间距，支柱间距 4.5m4.5m 四、立柱 q=110.050.5=495.2KN S=89.224.5=401.5KN 初选钢管面积：A=(495.2103)/(2101

38、06)=23.62 可选 D=200 壁厚 5钢管 Ix=1456.8644 ix=6.896 A=30.6312 单位重：24.045/m ; 稳定校核： /i =（14.5）/（6.89610-2）=65.255 查表并内插得：20=（0.842+0.789）/2=0.816 P=A=0.81621010630.63110-4=524.9KN 而所选钢管考虑自重后所承受力为： q=495.2+1.224.0459.84.510-3=496.47KNP=524.9KN S=401+1.224.0459.84.510-3=402.3KN (下步计算变形用) 五、关于柱脚及基础 知识研究+ 拟采

39、用砖砌基础，并在砖顶面灌一定厚度的砼，砼预埋锚栓，用于固定钢管支柱。 1、砖基础：查相关表格按刚性基础设计，其允许宽高比为 1：1.5 MU.10 M10 砂浆：采取 “二皮一收” 估算面积，地基按 200KPa 考虑 A= （1.2 524.93/300）=2.3m2 如方基础则 a=1.45m 基础沿高度分为 8 级，其中 4 级高度为 120，另 4 级高度为 60，基础总高度为 72， 宽度每侧伸出 50，符合砖的模数 已知：砖砌体容重 19KN/m3 砖砌体的抗压强度 f=1.99Mpa 则砖基础的最小宽度截面尺寸：A=524.9103/1.99106=0.262m2 , 50cm5

40、0cm A=581.93103/1.99106=0.292m2, 54 cm54 cm 按 60设计：A=0.62=0.36 可 ; 圆形 1/4 D2=A 1/4D 2=0.26 D=57.7 1、柱头和柱脚; （1） 、柱头： 构造要求：为保证柱子轴心受压在柱顶设一块顶板；顶板上设垫板，相关计算如下： 焊条 E43 ffw=160MPa A、垫板（方案图中未示）：A=N/fce=495.2103/320106=15.44 按 30长计算 则板宽度为 B=15.4/30=5 顶板：如设顶板是垫板与顶板间平角焊缝的长： LW=N/heffw=495.2103/(20.710-2160106)=

41、0.22 顶板亦选用 10钢板（本方未设，见后图） 故承压垫板选用故承压垫板选用 1010钢板，长焊缝长度不小于钢板，长焊缝长度不小于 2222 B、加劲肋的计算（方案图中号板） 加劲肋所需要的承压面积：ACe=N/ fce=495.2103/(3202106)=72 t=A/b=7/30=2.3 取 5与管型相同 按局部稳定构造要求 ta/40=300/40=7.5 , t10,取 10 t=5t=5双层双层 加劲筋所需高度计算： 知识研究+ q=N/a=495.2/0.3=1650.7KN/m M1=1650.70.050.025=2.06KN.m M2=495.2/20.1-1650.7

42、0.050.025=14.44KN.m M/(（tlhl）/6)f 14.44103/(0.01L2)/6=160106 解之 L=23 取 25 剪力：Q1=1650.70.05=82.54KN Q2=495.2/2-82.54=165.06KN =1.5Q2/tlL=fv 1.5165.06103/0.01L=115106 中心 板长 解之：L=21.5 边角 板长：1.582.54103/(0.01L)=115106 解之：L=10 取 L=11 综合取综合取 2525 按焊缝：L=N/4/（0.7ffwh）=495.2103/4/（0.71151060.008）=19.2 （2）柱脚

43、柱脚下垫板砼层的尺寸： C20 Fc=10MPa A=524.9103/（10106）=5252 a=2323 其下为砖砌体，所需面积已计算为 26202，尺寸为 5050按刚性基础计算砼的厚度： 宽高比按 1;1.25 h =(50-40)/21.25=6.25 按规范最小取 10cm 则 h=1.2510=12.5 基础的实际反力：q=N/A=524.9109/(1/40.42)=4.2MPa a、确定底板厚度(方案图中号板)：近似按三边支撑计算 a1=0.3/4=235 b1=100 b1/ a1=100/235=0.426 查表 =0.042+(（0.058-0.042）/0.1）0.

44、026=0.046 M3=qa12=0.0460.23524.2106=10.7KN/m bt2/6=M/f 1t2/6=10.710-3/210106 解之 t=17 b、计算焊缝 3（见附图） 共共 8 8 根焊缝，取根焊缝，取 hfhf1 1=8=8,确定长度 L1=N/80.7hfffww=524.9103/80.7810-3160106=7.37.3 可采用单面焊：可采用单面焊：27.3=1527.3=15 知识研究+ 7、验算靴梁长度（方案图中号板）： Q=q(0.3)/4=4.2106(0.3)/4=989.6KN/M m1=989.61030.10.1/2=4.95KN.M m

45、2=989.61030.4/20.1-989.61030.30.15=24.7 KN.M Q1=989.61030.1=99KN Q2=989.61030.4/2-99103=99KN 靴梁高度：厚为靴梁高度：厚为 10mm10mm W=L/f 1/60.01h=24.7103/210106 解得 h=26.6cm =1.5v/A= fv 则 0.01h=1.59910/115106 解之解之 h=13cmh=13cm 计算焊缝 焊缝尺寸按 8mm，共 8 道核其长度。 lw2=N/h0.7hf2fwf=524.910/（80.7810-3160106）=7.3cm10cm 取取 10cm10

46、cm 根据结构构造要求设根据结构构造要求设 2424 锚栓锚栓 4 4 个固定立柱。个固定立柱。 六、关于预留沉降： 与满堂支架法相同的数据不再计算，参照满堂支架法竹胶板： f=0.5mm,小楞=0.2mm 大楞=0.78mm 立杆压缩：按高度比：1.5/152=0.3mm 纵向 H 梁：f=514.011074/3842101092050010-6=10mm 横帽梁：f=89.221054/1282101092050010-8=10mm 立柱：f=496.474.510/21010930.6310-4=3.5mm 各杆件之间缝隙按 2mm 以上计：f=0.5+0.2+0.78+0.3+10+

47、10+3.5=25.28 基础沉降按分层混合法计算 f=5mm 故，故，SSmax max=25.28+5=30mm =25.28+5=30mm 综合考虑取综合考虑取 25mm25mm 知识研究+ 知识研究+ （满堂支架下）分层综合法计算基础最终沉降量（满堂支架下）分层综合法计算基础最终沉降量 点 号 深度 Zi（m ） 分层厚 度 Zi（mm ） 自重应 力 cz (Kpa) L1/b1Z/b1Kci4Kci 附加应力 z (kpa) 自重应力平均 值 (cz+czi- 1)*.5 (Kpa) 附加应力平均 值 (z+zi-1)*.5 (Kpa) z/cz Esi (Mpa ) si=z/E

48、si* zi (mm) si（m m） 01.87500130 00.10.11.91.8750.6250.2310.922455119.91920.95124.959575 131.536 4 81.5619946881.561995 10.20.13.81.8751.250.1760.7029191.37832.85105.648725 37.0697 3 81.3206090632.882604 20.30.15.71.8751.8750.1260.5030165.39134.7578.3848 16.5020 6 80.979813.862414 30.40.17.61.8752.50

49、.090.361546.9956.6556.19315 8.45009 8 80.7024143754.564828 40.50.19.51.8753.1250.0670.26604334.585538.5540.7902625 4.77079 1 80.5098782815.074706 50.60.111.41.8753.750.0510.2059426.772210.4530.6788625 2.93577 6 80.3834857815.458192 60.70.113.31.8754.3750.0390.15630820.3199812.3523.5460875 1.90656 6

50、80.2943260945.752518 70.80.115.21.87550.0310.1244416.177214.2518.2485875 1.28060 3 80.2281073445.980626 80.90.117.11.8755.6250.0260.10291513.3789516.1514.778075 0.91505 1 80.1847259386.165352 910.1191.8756.250.0210.0844610.979818.0512.179375 0.67475 8 80.1522421886.317594 101.10.120.91.8756.8750.018

51、0.070619.179319.9510.07955 0.50524 1 80.1259943756.443588 111.20.122.81.8757.50.0150.060237.829921.858.5046 0.38922 7 80.10630756.549896 121.30.124.71.8758.1250.0130.0513176.67127523.757.2505875 0.30528 8 80.0906323446.640528 131.40.126.61.8758.750.0110.0448055.8246525.656.2479625 0.24358 5 80.07809

52、95316.718628 141.50.128.51.8759.3750.010.0392975.10867527.555.4666625 0.19842 7 90.0607406946.779368 151.60.130.41.875100.0090.034464.479829.454.7942375 0.16279 2 100.0479423756.827311 知识研究+ 161.70.132.31.87510.6250.0080.0321224.17592531.354.32786250.13805110.0393442056.866655 171.80.134.21.87511.25

53、0.0070.0297853.8720533.254.0239875 0.12102 2 120.0335332296.900188 181.90.136.11.87511.8750.0070.0274473.56817535.153.7201125 0.10583 5 130.028616256.928804 1920.138 1.87 5 12.50.0060.025113.264337.053.4162375 0.09220 6 140.0244016966.953206 202.10.139.9 1.87 5 13.12 5 0.006 0.02277 2 2.96042538.953

54、.1123625 0.07990 7 150.0207490836.973955 212.20.141.8 1.87 5 13.750.005 0.02043 5 2.6565540.852.8084875 0.06875 1 160.0175530476.991508 222.30.143.7 1.87 5 14.37 5 0.005 0.01809 7 2.35267542.752.5046125 0.05858 7 170.0147330157.006241 232.40.145.6 1.87 5 150.0040.015762.048844.652.2007375 0.04928 9

55、180.0122263197.018467 242.50.147.5 1.87 5 15.62 5 0.004 0.01492 3 1.93992546.551.9943625 0.04284 3 190.0104966457.028964 252.60.149.4 1.87 5 16.250.003 0.01397 3 1.81642548.451.878175 0.03876 5 200.0093908757.038355 262.70.151.3 1.87 5 16.87 5 0.003 0.01285 4 1.67098850.351.74370625 0.03463 2 210.00

56、83033637.046658 272.80.153.2 1.87 5 17.50.003 0.01173 5 1.5255552.251.59826875 0.03058 9 220.0072648587.053923 282.90.155.1 1.87 5 18.12 5 0.003 0.01068 1 1.38856354.151.45705625 0.02690 8 230.0063350277.060258 2930.157 1.87 5 18.750.002 0.00988 8 1.28537556.051.33696875 0.02385 3 240.0055707037.065

57、829 303.10.158.9 1.87 5 19.37 5 0.002 0.00909 4 1.18218857.951.233781250.02129250.0049351257.070764 313.20.160.8 1.87 5 200.0020.00831.07959.851.130593750.01889260.0043484387.075112 知识研究+ 分层综合法计算基础最终沉降量分层综合法计算基础最终沉降量(H(H 型钢）型钢） 点 号 深度 Zi（m ） 分层厚 度 Zi（m m） 自重应力 cz (Kpa) L1/b 1 Z/b1Kci4Kci 附加应力 z (kpa

58、) 自重应力平均值 (cz+czi-1)*.5 (Kpa) 附加应力平均值 (z+zi-1)*.5 (Kpa) z/cz Esi (Mpa) si=z/E si*zi (mm) si（ mm） 0100.251300 00.60.611.410.80.2350.9384281.525.7290.7651.010532000.872280.87228 11.20.622.811.60.1940.7744232.3217.1256.9215.024562000.770761.64304 21.80.634.212.40.1580.6312189.3628.5210.847.3978952000.6

59、32522.27556 32.40.645.613.20.1310.524157.239.9173.284.3428572000.519842.7954 430.657140.1110.4456133.6851.3145.442.8350882000.436323.23172 53.60.668.414.80.0970.3868116.0462.7124.861.9913882000.374583.6063 64.20.679.815.60.0850.3408102.2474.1109.141.4728742000.327423.93372 74.80.691.216.40.0760.3048

60、91.4485.596.841.1326322000.290524.22424 85.40.6102.617.20.0690.275282.5696.9870.8978332000.2614.48524 960.6114180.0630.250875.24108.378.90.7285322000.23674.72194 106.60.6125.418.80.0580.230469.12119.772.180.6030082000.216544.93848 知识研究+ 117.20.6136.819.60.0330.053315.99131.142.5550.32462000.1276655.