支架计算书评审

1、 中铁十三局集团第一工程有限公司 繁华大道二标段0#段及现浇段支架施工方案一、工程概况 南淝河大桥全长764.5米，主桥为独塔双索面预应力混凝土斜拉桥，主塔采用船帆式钢混组合式桥塔。大桥主跨160米，桥跨组合为120160米主梁采用挂篮施工方案，0#块位于主塔两侧，长度为26m，靠近7#墩柱处46.5m为边跨现浇段，靠近9#墩7.8m处为主跨现浇段。现浇段支架拟采用钢管支架方案，总体布置图如下： 主梁采用预应力混凝土双边箱梁，混凝土强度等级为c55级，主梁中心处梁高3.5m，钢管支架主横梁均设置在主梁横梁正下方。主梁顶面设置双向2%的桥面横坡，主梁顶面宽44m，底面宽27m，箱梁顶板厚0.28

2、m，标准段底板厚0.35m，在边跨45.65m配重段内底板加厚为0.5m，斜腹板厚0.3m，直腹板厚0.5m，锚索区边肋厚1.2m。主梁标准节段长6.0m，标准段内每6.0m设置一道横梁，横梁厚0.30m，横梁采用底部带马蹄型断面；每6.0m设置一道横隔板，横隔板厚0.25m。主塔中横梁宽6.8m，壁厚0.8m，中心处梁高6m；过渡墩处的端横梁厚2.0m，端横梁均采用矩形断面。二、编制依据1、公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2011）2、钢结构焊接及验收规范（JGJ 18-2003）3、公路工程安全施工技术规程（JTJ 076-95）4、混凝土结构工程施工及验收标准（GBJ 50204-

3、92）5、混凝土质量控制标准（GBJ 50164-92）6、建设工程施工现场供电安全规范（GBJ 50194-93）7、钢混凝土组合结构设计规程(DL/T 5085-1999)8、钢管支架、模板支架安全选用技术规程DB11T583-20089、公路工程质量检验评定标准（TGF80/1-2004）10、建筑施工门式钢管支架安全技术规范JGJ1282000 11、建筑施工计算手册（人民交通出版社，周水兴、何兆益、邹毅松等编著）12、安徽省交通规划设计研究院有限公司提供的“工程地质勘察资料”13、合肥市繁华大道东延工程两阶段施工图设计文件3、 支架结构形式0#段和支架现浇部分均采用直径377mm钢管

4、作为群桩基础，钢管顶端为双拼I40工字钢横梁，横梁以上为I25工字钢分布梁和木制桁架以及木楔。支架标准断面图如下：支架断面图四、计算书（1）荷载统计1、 新浇混凝土自重g1=d（d为梁高，为混凝土容重，取26KN/m3）本标段现浇混凝土箱梁梁高为3.5m，g1=3.5×26=91KN/m22、 施工人员和运输工具重量g2=3KN/m23、 倾倒混凝土产生的冲击荷载g3=4KN/m24、 振捣产生的荷载g4=2KN/m2（2）荷载计算1、模板计算：底模采用竹胶板，模板宽度b=0.7m，背肋10×10木方，间距0.2m。 木方和竹胶板横断面图模板以上荷载为g=（g1+g2+g3

5、+g4）×1.4=（91+3+4+2）×1.4=140KN/m2考虑到模板本身的连续性，若按两跨连续梁考虑，弯矩为Mmax=ql2=0.07×0.7×140×0.2×0.2=0.27KNm， W=M/=0.27/13×1000=2.1×10-5 W=bh2/6=1.2×0.012×0.012/6=3.3×10-5 ,故底模竹胶板可采用厚度为1.2cm规格竹胶板（规格按市场竹胶板规格而定）。I=bh3/12=0.7×0.0123/12=1.08×10-7m4，f=5q

6、l4/384EI=5×140×0.7×0.24/384×9×106×1.08×10-7=2.1×10-4mf=l/400=2.5×10-4m,所以模板挠度满足要求！2、10×10cm木方背肋计算:木方跨距布置图10×9cm木方间距为b=20cm，跨度为l=0.4m。竹胶板重量忽略不计，作用在木方上的线荷载为q=gb=140×0.2=28KN/m,W=bh2/6=0.1×0.09×0.09/6=1.35×10-4m3,I=bh3/12=6.1

7、15;10-6m4木方最大弯矩Mmax=ql2/8=28×0.4×0.4/8=0.56KNm = Mmax/W=0.56/1.35×10-4=0.4MPa<=13MPa木方抗弯强度满足要求。剪力Q=1/2ql=1/2×28×0.4=5.6KN=Q/S=5.6/0.1×0.09=0.622MPa<2MPa木方抗剪强度满足要求。f=5ql4/384EI=5×28×0.44/384×9×106×6.1×10-6=1.7×10-4<f=l/400=0.4/

8、400=10-3木方挠度满足要求。3、 对I25a分布工字钢（间距0.4m，最大跨度3.4m）验算:I25a工字钢截面特性为：W=401cm3,I=5017cm4,t=13mm,S=230.7cm2线荷载q=1.2g5+g×0.3=1.2×0.38+140×0.4=56KN/m(g5为I25a工字钢自重）则最大弯矩为Mmax=ql2=0.07×56×3.4×3.4=45KNm = Mmax/W=45/401=113MPa<=145MPa故I25工字钢抗弯强度满足要求。剪力Q=1/2ql=1/2×45×3.4=

9、76.5KN，I/S=5015/230.7=21.7=QS/It=76.5×21.7/1.3=1.2MPa<=85MPa故工字钢抗剪强度满足要求。f=5ql4/384EI=5×45×3.44/384×2.1×108×5017×10-8=7.4×10-3<f=l/400=3.4/400=8.5×10-3m，工字钢挠度满足要求。4、 对双拼I40a分布工字钢（间距3.4m，最大跨度3.3m）验算:I40a工字钢截面（箱梁截面）特性如下：W=1086cm3，I=21714cm4，S=631cm2，t

10、=16.5mm工字钢自重：g6=0.52×2×1.2=1.25KN/m线性荷载q=（g5+g6）×1.2+140×3.4 =（1.65+1.25）+140×3.4=423KN/m假设按两跨连续梁计算：工字钢最大弯矩为：Mmax=0.07ql2=0.07×423×3.3×3.3=322KNm = Mmax/W=322/1086×2=134MPa<=145MPa故工字钢抗弯强度满足要求。剪力Q=1/2ql=1/2×432×3.3=712KN，I/S=21714/631=34=QS/I

11、b=712×34/16.5=15MPa<=85MPa故工字钢抗剪强度满足要求。f=5ql4/384EI=5×423×3.3×3.3×3.3×3.3/384×2.1×108×21714×2×10-8=6.7×10-3<f=l/400=3.3/400=8.2×10-3m，工字钢挠度满足要求。故在荷载最大处即横梁处该支架工字钢和木方均能满足受力要求。5、 对于钢管桩基础进行验算以ZK-8#探孔土层情况为准，拟钢管入土深度为8m。探孔土层信息如下表： ZK-8#

12、探孔土层相关信息标高土层名称土层厚度承载力容许值（Kpa）摩阻力标准值（Kpa）7粉土5.4粉土1.6100303软土1.47020-3粉质粘土628070-12.7粉土9.718040经过现场钢管桩试打，入土深度达到8米左右即稳定，所以钢管桩入土深度按8米计算，根据地质报告提供的数据，按最差地质考虑， 桩尖承载力容许值：=280KPa，平均摩擦力标准值：=53KPa 则单根钢管桩承载力为N=1/2*（UL+A) =1/2×(53×3.14×0.377×8+0.25×3.14×0.3772×280 )=266KNU钢管周长，

13、L钢管灌入土层深度，A钢管桩桩尖面积。取混凝土最重节段按300m3，则重量为230×2.6×10=5890KN,每节段受力钢管共计30根，故单根钢管实际受力为f=190KN，则每根钢管受力为保险系数为1.36。有部分钢管作用于承台表面混凝土上，承台混凝土强度等级为C30混凝土，钢管焊接在预埋60×60×1cm钢板上。钢板大样图如下：预埋钢板大样图P=N/A=266/3.14×0.3772=5.9MPa<30MPa,故混凝土强度满足要求。钢管桩稳定性计算：钢管桩断面图如下：钢管桩断面图横梁下采用325×7mm钢管立柱支承，钢管桩自

14、由高度不大于3.5m。a、荷载计算上部传递荷载为：P=215+2×0.381/2=190 kNb、钢管截面特性螺旋焊钢管 325.0×7.00d = 377cm -圆管外径t =7.00 mm -管壁厚度A = 81 cm2 -截面面积I = 13928 cm4 -惯性矩i = 13 cm -回转半径c、稳定性验算按轴心受压构件验算钢管立柱的稳定性，取其最大自由长度为L=3.5m，取其计算长度系数=1.0，则钢管立柱计算长度L0=L=3.5m以底部节段钢管立柱为研究对象：钢管自重：Gk=0.23kN/m,则钢管立柱竖向荷载为N=190+0.23×15×1

15、.2=194kN钢管立柱长细比计算：=L0/i=350/13=27查建筑工程计算手册中Q235钢b类截面轴心受压构件稳定系数表可知，钢管稳定性系数=0.98。则钢管立柱整体稳定性：N/A=194×1000/(0.98×81×100)=24.4MPaf= 215N/mm2即钢管立柱整体稳定性满足要求。6、 非横梁部分工字钢及模板布置及验算非横梁部分为空心结构，只有顶板混凝土，从混凝土底面往下依次为：6×8cm木方35cm，10×9cm木方1m，每根10×9木方下通过脚手架将荷载传递到I25工字钢梁上，工字钢梁间距与脚手架间距一一对应，布

16、置图如下：非横梁部分横断面图取顶板最后部分，厚度为0.5m，荷载为P=2.6×0.5×10=13KN/m2（1） 对竹胶板验算： 竹胶板宽度为b=1.2m，跨距l=20cm M=1/8ql2=1/8×13×1.2×0.2×0.2=0.08KNm W=bh2/6=0.2×0.012×0.012/6=4.8×10-6m3=M/W=0.08/8.4×10-6=9.2MPa =13MPa所以，竹胶板抗弯强度满足要求。I=bh3/12=0.2×0.0123/12=2.28×10-8竹胶

17、板挠度f=5ql4/384EI=5×0.08×0.24/384×9×106×2.28×10-8 =8.1×10-6ml/400=5×10-4m所以，竹胶板挠度满足要求。（2） 对6×8木方进行验算 木方间距20cm，跨度1m。 M=1/8ql2=1/8×13×0.2×1×1=0.32KNm W=bh2/6=0.08×0.06×0.06/6=4.8×10-5m3=M/W=0.32/4.8×10-5=6MPa =13MPa所以，木

18、方抗弯强度满足要求。I=bh3/12=0.08×0.063/12=1.44×10-6木方挠度f=5ql4/384EI=5×2.6×14/384×9×106×1.44×10-6 =1.8×10-3ml/400=2.5×10-3m所以，木方挠度满足要求。(3) 对10×10木方进行验算木方间距1m，跨度1m。 M=1/8ql2=1/8×13×1×1×1=1.6KNm W=bh2/6=0.1×0.09×0.09/6=1.35

19、5;10-4m3=M/W=1.6/1.35×10-4=11.8MPa =13MPa所以，木方抗弯强度满足要求。I=bh3/12=0.1×0.093/12=6×10-6木方挠度f=5ql4/384EI=5×13×14/384×9×106×6×10-6 =3.1×10-4ml/400=2.5×10-3m所以，木方挠度满足要求。综上所述，非横梁部分支架满足要求！五、7#墩9#墩支架补充方案计算书考虑项目现场材料周转问题，7#墩和9#墩也可能设置贝雷梁形式支架，0#块维持主方案不变，支架布置图

20、如下：支架标准断面图支架从下到上结构形式依次为：直径377×8mm钢管作为群桩基础，钢管顶端为双拼I40工字钢横梁，321型贝雷梁间距90cm，贝雷梁以上为I25工字钢分布梁和木制桁架以及木楔。考虑到其他部分均与主方案基本相同，只对贝雷梁进行验算。321型贝雷梁截面特性如下：截面模量W=3578cm3,截面惯性矩I=250497 cm4单排单层截面承受的最大弯矩M=788 kNm单排单层截面承受的最大剪力Q=245kN贝雷梁跨度为9m由3片贝雷片通过端支架拼装而成，组与组之间间距0.9米。支架侧立面图以一条贝雷梁为对象，建立模型如下：由主方案得，贝雷梁以上的混凝土自重以及施工荷载等荷

21、载为P=140KN/m2,I25工字钢梁自重为g5=1.2×0.38=0.45KN/m。则作用在贝雷梁上的均布荷载q=140×0.9+0.45=126kN/m（贝雷梁间距0.9m）最大弯矩出现在跨中位置，查表得M=0.125×ql2=0.125×126×9×9/2=640kNm<788 kNm最大剪力Q=0.5ql=0.5×126×9/2=203kN<245kN跨中最大挠度变形：=5ql4/(384EI) =5×126×94/384×2.1×108×25

22、0497×10-8 =0.02m<L/400=9/400=0.025m结论：贝雷梁90cm布置满足承载能力和变形要求。六、支架施工方法1、钢管运输调运钢管桩至现场指定位置整齐堆码待用。杜绝严重锈蚀，变形的管桩进入施工现场。2、施工准备（1）、根据钢管桩平面布置图，准确测量出钢管中心点坐标，并在现场进行排尺校核。（2）、由测量人员采用水准仪测量钢管桩顶标高，根据梁底标高和所用支架形式，确定出钢管桩顶标高。（3）、钢管桩的加工与制作每根支架钢管桩按需要加工制作接长,接桩在现场平整的场地进行，每个接头先将整个钢管两端用气割修正平齐，两根对接的钢管桩放水平，使焊口缝隙均匀一致，施焊时环

23、形焊缝采用满焊接头，环形焊缝施工完毕后，在焊缝外侧采用3块200mm×200mm×8mm钢板帮焊加强，焊缝应饱满无沙眼裂纹，接好的钢管桩实际桩长不得少于设计值。3、 钢管桩施工钢管桩施工，钢管通过履带吊托运至现场，用吊车将钢管吊起，启动DZ90振动锤，锤头下端夹具插入钢管桩顶端，通过锚杆穿过事先割好的孔洞和夹具起吊钢管，将钢管提升离开地面后，水平吊至设计桩位处，缓缓下放，利用锤头和钢管的自重下沉到稳定后，启动振动锤，这期间要保证桩身垂直度不超过1%，振动下沉的过程中要不断地调整吊绳长度和吊车大臂的角度，保证桩的垂直度。打桩施工工艺流程7、 管桩施工质量保证措施1、钢管桩施打过程中的质量保证（1）管桩入土深度经现场技术员计算确定，控制管桩入土底标高；（2）管桩入土深度达到设计值时，下沉速度仍较快时，分析原因，必要时增加管桩施工长度，下沉速率控制为2min内无明显进尺； （3）当个别钢管桩入土小于8m锤击不下，且用90锤激振2分钟仍无进尺，必须现场分析地质状况，采取双排桩或其它加强措施，以提高钢管整体稳定性；（4）用直尺测量，管桩平面误差±10cm；（5）用测锤量取垂直度，误差1%L（L：管桩高度）。2、钢管桩间剪刀撑、平联、桩顶分配梁施工保证