道岔桥支架检算修改X

1、重庆轨道交通三号线南延伸段金竹站鱼洞站区间工程折返线道岔桥满堂支架施工复核计算计 算：复 核：上海市隧道工程轨道交通设计研究院2012 年 03 月目录1. 工程概况21.1 地形地貌21.2 水文地质情况21.3 满堂支架搭设情况32. 设计基本资料43. 计算依据43.1 参考规范43.2 计算模型44. 荷载取值55. 结构验算65.1 腹板处立杆整体稳定性计算 65.2 横梁处立杆整体稳定性计算 115.3 支架型钢计算175.4 纵方计算215.5 横方计算225.6 支撑挡墙及基础计算246. 检算结果247. 构造体系评估 248. 对下步施工提供合理的意见和建议 251. 工程

2、概况重庆市轨道交通三号线南延伸段工程金竹站鱼洞站区间工程 折返线道岔桥，位于巴南区渝南大道C段右侧下公路横向跨越黄溪河 连接巴南区体育中心。成型后的道岔桥服务于轨道交通三号线和二号 线轻轨列车转换通行。道岔桥桥面长89.0m,宽39.0米，结构采用4.5m （悬臂长）+23m （边跨）+35.5m （中跨）+23m（边跨）+3 m （悬臂长）三跨带悬臂预 应力混凝土连续箱梁。箱梁结构采用单箱十二室，梁高2米，箱梁顶宽39米，底宽33.7米。箱梁底板厚0.2米，顶板厚0.3米，相邻箱 梁腹板厚0.4米，箱梁断面顶板与中腹板处设置 倒角，与 边腹板处设置倒角；箱梁底板与腹板处均设置 倒角；跨与跨之

3、间的箱梁相接段设置了横梁，梁宽分别为2.0米和2.5米，梁高2.0米。下部结构采用4排4列共16根柱和独立基础 桩，柱间设横向联系梁，系梁净空分别为8.15米和9.40米，高1.3米，宽1.6米，距墩顶距离为0.4米。桥墩编号NQ11DC（NQ11DCQ4 起止里程为 K16+261.949K16+343.449,轨道梁线路在道岔桥范围 内无竖曲线，轨面至道岔桥结构顶面 3.0 m。道岔桥上设置两组道岔。1.1 地形地貌道岔桥桥位属丘陵地貌，地质波状起伏，浅表层主要为人类工程 活动堆填的人工填土， 土层厚度变化较大，且道岔桥位于黄溪河两岸， 同时受季节性洪水的影响，根据桩基开挖时的地质判断，在

4、河两侧存 在有流沙现象。1.2 水文地质情况重庆轨道交通三号线南延伸段金竹站至鱼洞站（含设计终点）区 间沿线局部基岩露出，沿线均被人工填土和粉质粘土所覆盖，土层厚 度变化大，基岩为砂岩、砂质泥岩互层的陆相碎屑岩，属丘陵地貌， 地质波状起伏。浅表层主要为人类工程活动堆填的人工填土以及残坡 积粉质粘土，下伏基岩为侏罗系陆相沉积岩层，主要岩性为砂岩、砂 质泥岩等，以砂质泥岩为主，砂岩多层薄层及透镜体。拟建场地属长江水系，附近常年性溪河有黄溪河，河宽1015m 常年性流水，洪水季节受长江倒灌水的影响，常年洪水位为193.000m, 最高洪水位为196.500m。根据该段地勘资料和场地岩性特征、场内无外

5、来污染物等场地实 际条件，地下水和粉质粘土对混凝土结构有微腐蚀性。1.3 满堂支架搭设情况碗扣式支架横向间距90cm纵向间距为60cm横杆层距为120cm 剪刀撑在纵横方向上每4米设置一道，用48钢管用扣件与立杆每 步节点处进行连接加固，剪刀撑的斜杆与地面夹角应在 45°60° 之间，纵横向由底到顶应连续设置。箱梁模板均采用竹胶合覆膜模板。底模的下部采用12cmx 10cm作为横肋支撑于立杆的顶拖上，采用8cmx 5cm的方木作为纵向支撑肋，纵向支撑肋的中心间距为25cm对12跨和第3跨河边部分采用横向修建支撑挡墙来承受箱梁和支架荷载，对第3跨上面部分因地下岩层较好，将其上

6、部松软土外 弃后在其浇筑C30混凝土进行硬化，厚30cm挡墙基础将勘入岩层 100cm,从而保证支架基础的稳定和满足支架承载要求。2. 设计基本资料1、道岔桥支架模板平、立、剖面方案图2、条形基础平面及构造图3、NQ11DC(NQ11DC0道岔桥构造图3. 计算依据3.1 参考规范1、建筑结构荷载规范(GB50009-20012、木结构设计规范(GB50005-20033、跨越式施工支架技术规程(DBJ50-112-2010)4、 建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范(JGJ166-2008)5、路桥施工计算手册6、混凝土结构设计规范(GB 50010-2002)7、铁路桥梁钢结构设计规范(TB

7、10002.2 2005)&钢结构设计规范(GB 50017-2003)9、建筑地基基础设计规范(GB50007-20023.2 计算模型荷载传递方式从上到下依次为：道岔桥箱梁T上部脚手架 T156c型工字钢地基基础。箱梁高度2m最高处脚手架高度18m横杆步距1.2m，立杆横 向间距为0.9m,纵横向间距均为0.6m; 156c型工字钢间距0.9m。为简化计算，各梁构件采用简支模型，检算结果将偏安全。4. 荷载取值4.1 钢筋砼自重钢筋砼容重取26.25KN /m3取箱梁横梁断面为荷载计算断面：4.2 竹胶板自重荷载：4.3 10x12cm方木自重荷载：血=0.1m X 0.12m X

8、 10ffl/m3=4.4 8X 5cm方木自重荷载：切=0.08m X 0.05m X=0.04KN 加4.5 施工人员及机械设备均布活荷载：4.6 振捣砼时产生的活荷载：5. 结构验算5.1腹板处立杆整体稳定性计算支架布置为：立杆为 水平杆步距1.2m。水平杆步距h=1.2m，根据建筑工程扣件式钢管脚手架安全技术规范条规定，立杆的稳定性应按下式验算：不组合风荷载时：-N<f组合风荷载时：出皿空f申A w式中：N 计算立杆段轴向力设计值。按规范 （ 1）条规定 计算。一轴心受压构件稳定系数，根据长细比按规范附录C 表取值。当250时，二警ZA 立杆截面面积Mw 计算立杆段由风荷载产生的

9、弯矩，按规范534条规 定计算f 钢材的抗压强度设计值，取f =205Mpa。1）N值计算根据规范（ 1）条规定，立杆轴向力设计值按下式计算：不组合风荷载：N=1.2 x NGk - 1.4 x NQk组合风荷载：N=1.2X+O.?XL4XI式中：x NGk模板及支架自重、混凝土自重与钢筋自重标准值产生的轴向力总和。单根立杆受荷载标准值：（1）主梁上部碗扣钢管自重，查规范表 可知：Q 上= 0.1505*18=2.709kN（2）单根立杆受钢筋混凝土结构荷载Q 结构=V Ngk = 2.709 + 28.4 = 31.1090a NQk 施工人员及施工设备荷载标准值、振捣混凝土时产生的荷载标

10、准值产生的轴向力总和，其标准值为：(1 )施工荷载，混凝土振捣荷载Q振捣= 1.1kN ;(2 )模板及人员荷载 Q人员模板= 1,1 + 1.96=3.060不组合风荷载：N = 12X + 14X=1.2 X 31.109 + L4 X 3.06 = 4L6O组合风荷载：N = 12X+ 0.9X 1.4X2% i2x31.109 +1.4X= 41.202) Mw计算对于模板支架来说，水平荷载仅有风荷载。因支架在横桥向布置 距离较窄，横桥向风荷载对支架影响较大，故仅计算横桥向风荷载对 支架作用。根据规范534条规定，由风荷载设计值产生的立杆段弯矩 M 按下式计算：0.9 X lAwkla

11、h= 0.9 X 1.4AU =尬式中：Mwk 风荷载标准值产生的弯矩w k 风荷载标准值la 立杆纵距h水平杆步距按建筑工程扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011 ,风荷载标准值计算公式为： 昨=。伽根据现场提供计算资料，基本风压取 新B类地面，支架塔设高度18m查表得禺二1.25;敞开式脚手架风荷载体型系数1 _n n式中:0 =1.2An/Aw，An为挡风面积，Aw为迎风面积。实心段钢管支架立杆纵距 0.6m ， 水平杆步距 1.2m ， 则J 一 0.144uso为钢管的体型系数，按建筑结构荷载规范（GB50009-200D表第36项计算，有：屮d=1.25 X 0.6

12、X 0,04* = 0.00173 < 0.002H /d=1.2/0.048=25，取 山。=1.2 ；n为脚手架横桥向布置排数，取 n=47;按按建筑结构荷载规范（GB50009-2001表第32 （b）项计算，有：b/h=0.6/1.2=0.5，0.144,查表得 =0.934代入计算参数得:M评=0.9 X 14地恢=0.9X14 叫 *210代入各计算参数有:八10”(1-0.934)= 1.29546八3）值计算根据规范563 (2)条规定，立杆计算长度I。= h+2a。式中：h 水平杆步距，h=1.2ma模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑 点的长度根据箱梁支架立

13、面布置图，知腹板底下立杆为a=0.5，贝卩：计算长度：L)=L+2a=2.0m,入=Lo/i=22OO/15.76= 139.59查表得：© =0.3494) 立杆整体稳定验算N不组合风荷载时：一=41.6*10八3/(0.349*489)=243.8MPa>205MPaN . %组合风荷载时：=41.2*10八3/(0.349*489)+0.074*10八3/5.078=256.0MPa>205MPa腹板处立杆整体稳定性不满足规范要求。无腹板处砼厚度最大为 1m N值为27MPa经验算最大应力173MPa能满足整体稳定性要求。5.2 横梁处立杆整体稳定性计算支架布置为：

14、立杆为 水平杆步距0.6m。水平杆步距h=0.6m,根据建筑工程扣件式钢管脚手架安全技术 规范531条规定，立杆的稳定性应按下式验算：不组合风荷载时：<fWA组合风荷载时：铁号汀式中：N 计算立杆段轴向力设计值。按规范5.6.2（ 1）条规定计算。一轴心受压构件稳定系数，根据长细比，按规范附录C表取值。当 - 250 时，二 了彳2。A 立杆截面面积Mw 计算立杆段由风荷载产生的弯矩，按规范5.3.4条规定计算f 钢材的抗压强度设计值，取f = 205Mpa。1）N值计算根据规范（ 1）条规定，立杆轴向力设计值按下式计算:不组合风荷载：N=1.2 x NGk 1.4 ' NQk组

15、合风荷载：K=1.2xZ«eJf+0.?XL4xI式中：v NGk模板及支架自重、混凝土自重与钢筋自重标准值产生的轴 向力总和。单根立杆受荷载标准值：(3) 主梁上部碗扣钢管自重，查规范表 可知：Q 上= 0.2344*18二 4.2192kN(4) 单根立杆受钢筋混凝土结构荷载Q 结构=工 Ngk = 42192 + 28.4 = 32.620v NQk 施工人员及施工设备荷载标准值、振捣混凝土时产生的荷 载标准值产生的轴向力总和，其标准值为：(1 )施工荷载，混凝土振捣荷载 Q振捣= 1.1kN ;(2 )模板及人员荷载 Q人员模板= 1J + 1.96 = 3.060不组合风荷

16、载：N = L2 X + 1-4x2% = 1-2 X 32.62 +1.4 X 3.06=43.430组合风荷载：N = 12xJXk + 09x14x2%k = 12x3262 + 14X0.9 x3.06 = 43.002) Mw计算对于模板支架来说，水平荷载仅有风荷载。因支架在横桥向布置 距离较窄，横桥向风荷载对支架影响较大，故仅计算横桥向风荷载对 支架作用。根据规范534条规定，由风荷载设计值产生的立杆段弯矩 Mw 按下式计算：式中：Mwk 风荷载标准值产生的弯矩w k 风荷载标准值la 立杆纵距h水平杆步距按建筑工程扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011 ,风荷载标准

17、值计算公式为： 昨二°伽根据现场提供计算资料，基本风压取-:：；b类地面，支架塔设高度18m查表得片= 125；敞开式脚手架风荷载体型系数 式中:0 =1.2An/Aw，An为挡风面积，Aw为迎风面积。实心段钢管支架立杆纵距 0.6m ， 水平杆步距 0.6m ， 则J 0.192uS0为钢管的体型系数，按建筑结构荷载规范(GB50009-200D表第36项计算，有：即才=1.25 X 0.6 X 0.0482 = 0.00173 < 0.002H/d=0.6/0.048= 12.5,n为脚手架横桥向布置排数，取 n=47；按按建筑结构荷载规范(GB50009-2001表第32

18、 (b)项计算，有：b/h=0.6/0.6=1，-0.192,查表得 =0.988代入各计算参数有:1 -n八10”(1-0.988)= 1.961495则:=0.7*1.25* 1.961495*0.6= 1.029785KN/m2代入计算参数得:M评=0.9 X 14地恢二0.9 X 1.4ivJah210八2/10二 3) 值计算根据规范(2)条规定，立杆计算长度I。二h+2a式中：h水平杆步距，h=0.6ma模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度根据箱梁支架立面布置图，知腹板底下立杆为a=0.5，则:计算长度：Lo=L+2a=1.6m,入=Lo/i=16OO/15.76

19、二 101.52查表得：© =0.5734) 立杆整体稳定验算不组合风荷载时：=43.43*10八3/(0.573*489)q>A=155MPa<205MPa组合风荷载时：=43.0*10八3/(0.573*489)+0.028*10八3/5.078二159.0MPa<205MPa立杆整体稳定性满足规范要求。5.3 支架型钢计算搭设支架脚底承重型钢的规格为560mm(b)工字钢。单根型钢长12米，相邻型钢间距0.9米，直接支撑碗扣支架立杆，因而型钢 的外荷载为支架立杆作用，两跨作用的集中力将简化为均布力作用进 行强度、刚度验算，保守按简支计算进行验算。根据上面对立杆

20、的受 力分析，可以得到不同部位型钢的受力大小。型钢为A号普通碳素钢, 其容许应力见下表3。560号工字钢的容许应力和弹性模量(MPa表3材质应力种类符号规范规定弹性模量EA钢材抗拉、抗压轴向力c 140(x 10)弯曲应力C w1452.1剪应力T 85根据上面对支架立杆的计算结果，横方作用在支架立杆的集中 力为横方的支点反力，型钢的强度及刚度计算均以支架立杆的最大轴 向力为外部荷载。（1）强度计算1）横梁位置（按最不利位置计算，型钢理论跨径5.75米）该处支架立杆轴向力最大反力为：T' =43.43KN,则均布力为：q2 = 9 * T1= 67. 98KN/ m5. 75跨径l3

21、= 5.75m，则最大弯矩为： M2 =0.125q2l； = 280.95kN.m支点最大剪力为：丁2二q3 = 390. 9KN280. 952. 45则114.67MPa ： ；、 = 145MPa 满足强度要求支点弯曲剪应力为:T S2二 57. 1MPa ：.二 85MPa,满足强度要求。I z2b22）箱梁跨中位置（按最不利位置计算，型钢理论跨径6.85米）腹板仅靠近横梁部分为实心砼，可按以上截面计算砼重量, 点最大反力为：T' =41.6-8.7=32.9KN，贝卩均布力为：q2 = 11一= 52. 8KN / m6. 85跨径14 = 6.85m，贝卩最大弯矩为： M

22、2 = 0. 125q2 = 309. 7kN.m支点最大剪力为：T2二q4 =361.7KN则则支MLW2309.82.45二 126. 4MPa ： ；w二145MPa满足强度要求支点弯曲剪应力为：*T S2二 60MPa：二 85MPa 满足强度要求。I z2b23）跨河段型钢验算搭设跨河承重型钢的规格为560m（ b）工字钢双支，理论跨径3.34米，直接支撑支架型钢，因而跨河承重型钢的外荷载为支撑支 架型钢的直接作用，将各支支架型钢作用的集中力将简化为均布力作 用进行强度、刚度验算。根据上面支架型钢的计算结果，支架立杆作 用在型钢上的集中力为型钢的支点反力，跨河型钢的承载力均以支撑型钢

23、的最大支点反力为外部荷载，按照最不利部位进行验算（横梁部 位）。该处支撑型钢支点最大反力为：T = 457. 6KN，贝S4 * T均布力为：q548. 0Kn/ m3.34跨径I二3.34m，则横方跨中最大弯正矩为：M = 0.125q I 2二764.2kN.m支点最大压力为： Q = 0. 5ql二915. 2KN则764. 22. 45* 2跨中弯应力为:156. 0MPa ；、= 145MPQ不能满足强度要求。支点压应力为:QSI b二 1. 15MPa ；-85MPq满足强度要求。（2）挠度计算1）横梁位置均布力为：9 * T'q2.75'7.98KN/m跨径为12

24、 = 5.75m，则跨中最大挠度为:f - 5 * 生26. 73mm：匕14.4mm,满足刚度要求。384Elz24002）箱梁跨中位置11 * T '均布力为：q2- = 66. 8KN/ m26. 855 * q*2384EIZ2跨径为丨2 =6. 85m，贝卩跨中最大挠度为:13.3mm：上17.1mm,满足刚度要求。4003）跨河型钢均布力为：q = 4 * T = 548. OKn / m3.34跨径为I二3.34m，则跨中最大挠度为:爲T 1.23mm V矿8.4mm满足刚度要求5.4 纵方计算纵向支撑肋方木截面8cmX 5cm,间距25cm,按均布荷载下的三跨连续梁计算

25、，取计算跨度为0.6m+0.6m+0.6m其力学性能见表1。东北落叶松的容许应力和弹性模量（MPa ）顺纹拉应顺纹压应顺纹弯应顺纹剪应弯曲剪应弹性模量树种名称力（OL）力（oa）力（ow）力（0）力（T3E (X10 )东北落叶松9.014.514.51.52.311截面特性如下:A=40加;/=21332cm4; IV=5333cm3； S=40cm3根据前述计算，荷载设计值 M O.lol2 0.1 X 14.47 X Q£2 X 103 = = = 一瓦莎命一 =<VSlbO£qlS 0.6 X 14.47 X 0.6 X 40 X 10_fi X IQ-3lb

26、 =213.32 X 10 ® X 0.05= 13S2MPa <=23MPa强度满足要求。t?I4 _14.47 X 0.64 X 103150E/ 150 X 21332 X 10 ® X 11 X 10fc=0.533加和 <=l.Bmni400刚度满足要求。5.5横方计算纵向支撑肋方木截面12cmx 10cm，间距60cm，按均布荷载下 的三跨连续梁计算，取计算跨度为 0.9m+0.9m+0.9m。其力学性能见 表1。树种名称顺纹拉应力（OL）顺纹压应力（oa）顺纹弯应力（ow）顺纹剪应力（o）弯曲剪应力（T弹性模量3E (X10 )东北落叶松9.014

27、.514.51.52.311东北落叶松的容许应力和弹性模量（MPa）表1截面特性如下:A=120cm2;/= 1440卅;W= 240cm3； $= 180cm3根据前述计算，荷载设计值 二34.86KN/m=lL77MPaM O.lql2 0.1 X 3186 XO.92X1O-3 W W 240X10"< 14.5MPaVS 0.6qlS 0.6 X 34.86 X 0.9 X180 X IO-6 X IO-3Ib= lb =144OX1O-8XO.1= 2353MPa>T = 23MPa强度不满足要求。_ q卩5_150EI34.86 X0.94X 103, 1"150 X 1440 X 10s X11X 106_< 400=2.25mm刚度满足要求。5.6 支撑挡墙及基础计算1 ）、根据上面对支架型