PPT1-96m系杆拱桥施工组织设计及支架及模板计算书讲稿

xx特大桥xx公路1-96m系杆拱桥桥支架及模模板计算算书速度指标标300km/h～350km/h0根据本桥桥图纸设设计结构构形式，，系梁两两端头部部位为实实体段，，中间为为箱体段段。由于于本桥xx安公路，，车流辆辆较大，，为便利利施工且且保障车车辆顺利利通行，，在施工工中特将将箱体段段又分为为跨路门式支架架段和箱体满堂支架架段，因此共分分三段对系梁梁支架强度与与稳定性进行行验算。xx高速铁路八工工区二作业工工区xx安公路1-96m系杆拱桥施工工组织设计第一章系杆杆拱桥支架强强度与稳定性性计算1一、说明预应力混凝土土箱梁实体段段纵桥向长8m，自重较大，，单个实体段段约430m3，故将支架主主要受力重点点置于主墩承承台上，为了了使支架整体体受力统一，，纵向三排钢钢管柱下基础础高度需对应应承台上层顶顶面高度平齐齐，第三排管管柱位于承台台以外，同样样按承台上层层顶面高度统统一在地基处处浇筑混凝土土条形基础。。纵桥向设三三排φ400×8mm的钢管作为支支撑柱，每排排9根，共计27根。钢管柱上上下均设置两两根I32b共字钢合焊作作为纵向分配配梁，同时管管柱之间以[20的槽钢作为剪剪刀撑，加强强连接。工字字钢分配纵梁梁上横桥向布布设[20a槽钢，间距30cm，作为分配横横梁，其上均均匀铺设6×8cm方木，间距20cm支撑底板。管管柱与工字钢钢及槽钢之间间均焊接相连连，组成整体体刚性框架结结构，增强整整体受力性能能。xx高速铁路八工工区二作业工工区xx安公路1-96m系杆拱桥施工工组织设计第一节系系梁箱体两端端实体段支架架强度、稳定定性验算2二、荷载计算算1）实体荷载计计算①系梁8米实体段及拱拱脚C50混凝土方量430m3,(按26.5KN/m3计算),即系梁实体段段混凝土荷载载重q1=430××26.5/8/17.1=83.3KN/m2②拱肋及横撑撑自重：336.3t(未计算吊杆杆)由于拱肋荷荷载分布不不均，平均均于整个桥桥面荷载考考虑不均匀匀系数3.0，即拱肋与与横撑荷载载重q2=（336.3×9.8/96/17.1）×3=6KN/m2xx高速速铁铁路路八八工工区区二二作作业业工工区区xx安公公路路1-96m系杆杆拱拱桥桥施施工工组组织织设设计计3荷载载安安全全考考虑虑采采用用1.3倍的的安安全全系系数数Q1=1.3(q1+q2)=116.1KN/m22）箱箱梁梁模模板板:外模模采采用用钢钢模模板板，，按按Q2=2kN/m2计算算3）施施工工荷荷载载施施工工人人员员及及机机具具,按Q3=2.5kN/m2计算算4）混混凝凝土土倾倾倒倒及及砼砼振振捣捣荷载载按按规规范范规规定定：：Q4=2kN/m25)拱肋肋吊吊装装吊吊车车80t活载载考考虑虑，，按按纵纵向向8m均布布于于桥桥面面计计算算Q5=80××9.8/8/17.1=5.73KN/m2荷载载总总重重：：Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6=128.32kN/m2xx高速速铁铁路路八八工工区区二二作作业业工工区区xx安公公路路1-96m系杆杆拱拱桥桥施施工工组组织织设设计计4xx高速速铁铁路路八八工工区区二二作作业业工工区区xx安公公路路1-96m系杆杆拱拱桥桥施施工工组组织织设设计计实体体段段支支架架布布置置图图5三、、底底模模面面板板受受力力计计算算1、实实体体段段模模板板计计算算底模模采采用用高高强强度度竹竹胶胶板板板板厚厚18mm，板板底底背背肋肋为为6cm××8cm松木木横横向向间间距距为为0.2m跨度度0.3m。xx高速速铁铁路路八八工工区区二二作作业业工工区区xx安公公路路1-96m系杆杆拱拱桥桥施施工工组组织织设设计计61)、模模板板力力学学性性能能：：(1)弹模模：：E＝9××103Mpa(2)截面面惯惯性性矩矩：：I＝bh3/12＝30××1.83/12＝14.58cm4(3)截面面抵抵抗抗矩矩：：W＝bh2/6＝30××1.82/6＝16.2cm3(4)截面面面面积积：：A＝bh＝30××1.8＝54cm22)、模模板板受受力力计计算算：：①均均布布荷荷载载：q＝Fb＝128.32××0.3＝38.5KN/m②最大大弯弯距距：M＝qL2/8＝38.5×0.22/8＝0.193KN.mxx高速铁路路八工区区二作业业工区xx安公路1-96m系杆拱桥桥施工组组织设计计7xx高速铁路路八工区区二作业业工区③弯拉应应力：σ＝M/W＝0.193×103/(16.2××10-6)＝11.8Mpa＜[σ]＝13Mpa弯曲应力力满足要要求。④挠度：f＝0.677qL4/100EΙ＝(0.677××38.5×0.24)/(100×0.1×108×14.58××10-8)/1000＝0.3mm＜L/400＝0.5mm挠度满足足要求综上：竹竹胶板满满足使用用要求。xx安公路1-96m系杆拱桥桥施工组组织设计计8四、竹胶胶板方木木强度计计算1)方木力学学性能及及荷载(1）方木采采用6cm××8cm松木横向向间距为为0.2m跨径0.3m,分配梁采采用槽钢钢[20，方木间间距0.20，满布87根(宽17.1m)自重荷载载：q=87×0.06××0.08×0.8××103×9.8/17.1/1000=0.19KN/m2即荷载总总重：Q=0.19+128.32=128.51KN/m2(2)抗弯截面面系数W

=6×82/6=64cm3（3）惯性距距I

=6×83/12=256cm4；xx高速铁路路八工区区二作业业工区xx安公路1-96m系杆拱桥桥施工组组织设计计92)方木受力力计算：：①方木受受均布荷荷载：q＝Fb＝130.51××0.20＝25.7KN/m②承受弯曲曲正应力力：σw=qL2/8W=25.7×0.32/8/64×1000=4.5

Mpa＜[σw]

=13Mpa(根据参考考规范木木材的容容许应力力)所以弯曲正正应力满足足要求；xx高速铁路八八工区二作作业工区xx安公路1-96m系杆拱桥施施工组织设设计10③梁挠度计算按简支支梁考虑得得：弹性模量E

=9×103Mpa；每每根根方木挠度度计算fmax=

5qL4/

384EI=

5×25.7××103×0.34/

(384×9××109×256××10-8)*1000=0.12mm＜[f]=

300/400=0.75mm所以方木弯弯曲挠度满满足要求。。④最大剪应应力：Q=qL/2=25.7×0.3/2=3.86kN,计算跨径L为0.4m，A为次梁截面面积，按简简支梁受力力考虑。τ

=3Q/2A

=3×3.92×103/（2×6×8×10-4）/106=1.2Mpa＜[τ]=

1.90Mpa(根据参考规规范木材的的容许应力力)所以方木剪剪切应力满满足要求。。xx高速铁路八八工区二作作业工区xx安公路1-96m系杆拱桥施施工组织设设计11五、背带方方木底槽钢钢强度计算算1)分配梁槽钢钢力学性能能及荷载xx高速铁路八八工区二作作业工区xx安公路1-96m系杆拱桥施施工组织设设计（1）槽钢采用用[20b间距为0.3m最大跨径横横梁间距2.47m,满布28根，自重荷荷载计算：：q=28××25.77×9.8/17.1/1000=0.41KN/m2即荷载总重重：Q=128.51+0.41=128.92KN/m2（2）抗弯截面面系数W

=191.4cm3（3）惯性距I

=1913.7cm4；（（4）截截面面面面积积32.83cm2122)、槽槽钢钢[20b受力力计计算算：：①受受均均布布荷荷载载：q=128.92××0.3=38.7KN/m②弯曲曲强强度度验验算算槽钢钢[20b所受受最最大大弯弯矩矩M=ql2/8=38.7××2.472/8=29.5KN/m弯曲曲强强度度σ=M/WX=29.5/191.4*103=154MPa＜「「σ」=210MPa所以弯曲强度度满足要求。。xx高速铁路八工工区二作业工工区xx安公路1-96m系杆拱桥施工工组织设计13③挠度验算最大挠度f=5ql4/（384EI）=5×38.7×2.474/（384×2.1×109×1913.7）*10-8=4.66mm<「f」=2470/400=6.175mm所以弯曲挠度度满足要求④剪切强度验验算最大剪力F=ql/2=38.7×2.47/2=47.8KN.mτ=F/A=47.8/32.83=14.6MPa＜「τ」=120MPa所以剪应力强强度满足要求求。xx高速铁路八工工区二作业工工区xx安公路1-96m系杆拱桥施工工组织设计14六、钢管柱顶顶工字钢纵梁梁受力计算1)纵梁工字钢力力学性能及荷荷载（1）由于系梁实实体段8m有3.4m位于墩顶,其余4.6m作用在工字钢钢I32b纵梁上，每排排两根合焊,每米自重：57.71××2=115.42kg/m,,加强其受力性性能，纵桥向向通长布置（（4.6m）9排，组成纵梁梁简支最大跨跨径2.3m。xx高速铁路八工工区二作业工工区xx安公路1-96m系杆拱桥施工工组织设计15墩顶工字钢自自重：9×115.42×9.8/1000=10.2KN/m2即荷载总重：：Q=128.92+10.2=139.1KN/m2（2）抗弯截面系系数W

=726.7cm3（3）惯性距I

=11626cm4；（4）截面面积=73.52cm22)、工字钢I32b受力计算：①受均布荷载载：q=139.1×2.47=343.6KN/m②弯曲强度验算算最大弯矩M=ql2/8=343.6×2.32/8=227.2KN.m每根弯曲强度度xx高速铁路八工工区二作业工工区xx安公路1-96m系杆拱桥施工工组织设计16σ=M/WX=227.2/726.7*103=312.6MPa/2=156.3＜「σ」=210MPa所以弯曲强度度满足要求。。③挠度验算最大挠度f=5ql4/（384EI）=5×343.6×1000×2.34/（384×2.1×1011×11626×10-8）*103/2=2.6mm<「f」=2300/400=5.75mm所以弯曲挠度度满足要求。。④剪切强度验验算最大剪力F=ql/2=343.6×2.3/2=395.2KNτ=F/A=395.2/73.52*10/2=26.8MPa＜「τ」=120MPa所以剪切强度度满足施工要要求。xx高速铁路八工工区二作业工工区xx安公路1-96m系杆拱桥施工工组织设计17七、钢管立柱柱强度计算1)钢管立柱力学学性能及荷载载（1）实体段采采用三排φ400mm××8mm钢管立柱支撑撑，按横向每每排9根布置，最大大高度9.23m。（钢材按7850kg/m3计算）单根钢管立柱柱自重：9852×10-6×9.23××7850××9.8/1000=7.0KN即单根承载力力：Q=139.4×4.6×17.1/27+7=416KNxx高速铁路八工工区二作业工工区xx安公路1-96m系杆拱桥施工工组织设计18（2）轴心承载载力公式：Nd=KφAfNd：轴心所能承承受最大压力力K：材料调整系系数，对搭设设高度30m以下的，取K=0.8f：材料强度设设计值，取f=215MpaA：材料有效截截面面积φ：轴心承压稳稳定系数，按按长细比取值值确定。xx高速铁路八工工区二作业工工区xx安公路1-96m系杆拱桥施工工组织设计19（3）钢管立柱受受力及稳定计计算（φ400mm×8mm管柱）①轴心承载力力验算回转半径：i=√(D2+d2)/4=138.6mmλ=L0/i=9230/138.6=66.6由表查得：φ=0.851Nd=KφAf=0.8××0.851×9852×215/103=1442.1KN>P单=416KN由此可见，φ400mm×8mm管柱的单根承承载力远大于于所需承载力力.xx高速铁路八工工区二作业工工区xx安公路1-96m系杆拱桥施工工组织设计20②强度验算强度验算公式式：σ=N/φA钢管最大压力力N=418KN，σ=N/φA=416××103/0.851×9852×10-6=49.6Mpa<[σσ]=215Mpa故钢管柱稳定定性满足要求求。③刚度度验算算由规范范可知知主桁桁杆件件受压压杆容容许长长细比比为[λ]=100钢管桩桩长细细比为为：λ=66.6<[λ]=100故钢管管柱钢钢度满满足要要求。。由以上上验算算结果果可知知，钢钢管柱柱满足足施工工需要要，且且本段段支架架架设设间距距最大大也最最具代代表性性，故故其他他墩位位处钢钢管墩墩无需需再进进行验验算。。xx高速铁路八八工区二作作业工区xx安公路1-96m系杆拱桥施施工组织设设计21一、说明系梁中间段段（曹安公公路限界内内）基础采采用钢筋混混凝土条形形基础，宽宽2m，高1m，纵向通长长布置，钢钢管柱采用用φ600××10mm的Q235直焊钢管（（两端带法法兰盘）作作为主支撑撑体系，钢钢管柱纵桥桥向布置与与曹安公路路下扩大混混凝土基础础对应，横横桥向12排。沿每跨跨钢管柱顶顶面横桥向向通长布置置I32b工字钢2根，合焊在在一起承受受荷载。工工字钢上搭搭设以贝雷雷片连接所所组成的纵纵向承重梁梁，贝雷梁梁采用标准准国产3000mm*1500mm工具式贝雷雷片，单片片长3m，高1.5m。两贝雷梁梁纵向每3m用厂家配套套生产的角角钢斜撑，，把贝雷片片连接成整整体，使每每排贝雷片片受力较为为均衡。贝贝雷架上上上纵桥向布布设间距12×12cm的方木为下下层，上层层为间距20cm的6×8cm的方木，组组成底板下下背肋。xx高速铁路八八工区二作作业工区xx安公路1-96m系杆拱桥施施工组织设设计第二节系系梁箱体体段门洞支支架强度、、稳定性验验算22xx高速铁路八八工区二作作业工区xx安公路1-96m系杆拱桥施施工组织设设计中间段门洞洞支架布置置图23二、荷载计计算1）系梁结构构形式单箱箱三室，箱体段混混凝土总方方量1286.7m3，长度84m,其中在跨路路门洞段60m长，采用贝贝雷片做主主纵梁，12×12cm方木分配梁梁。①系梁箱体体段混凝土土自重:q1=1286.7*26.5/84/17.1=23.74KN/m2②拱肋及横撑撑自重：336.3t(未计算吊杆杆)由于拱肋荷荷载分布不不均，平均均于整个桥桥面荷载考考虑不均匀匀系数3.0，即拱肋与与横撑荷载载重q2=（336.3×9.8/96/17.1）×3=6KN/m2荷载安全考考虑采用1.3倍Q1=1.3(q1+q2)=38.7KN/m2xx高速铁路八八工区二作作业工区xx安公路1-96m系杆拱桥施施工组织设设计242）箱梁模板板:外模采用钢钢模板，按按2KN/m2计算，内模采用1.5cm厚竹胶板加加其背带、、内撑，按0.75t/m3计算0.015×0.75×9.8×3××4=1.32KN/m2模板荷载重重：Q2=2+1.32=3.32KN/m23）施工荷载载施工人员员及机具,按Q3=2.5KN/m2计算4）混凝土施施工倾倒及及砼施工振振捣荷载按规范规定定：Q4=2kN/m25)拱肋吊装吊吊车80t活载考虑，按纵纵向8m均布于桥面面计算Q5=80×9.8/8/17.1=5.73KN/m2荷载总重：：Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=52.3kN/m2xx高速铁路八八工区二作作业工区xx安公路1-96m系杆拱桥施施工组织设设计25三、底模受受力计算1、箱体段模模板计算底模采用高高强度竹胶胶板板厚15mm，板底背肋肋为6cm×8cm松木横向间间距为0.2m跨度0.6m。xx高速铁路八八工区二作作业工区xx安公路1-96m系杆拱桥施施工组织设设计261）模板力学学性能：（1）弹模：E＝9×103Mpa（2）截面惯性性矩：I＝bh3/12＝60×1.53/12＝16.88cm4（3）截面抵抗抗矩：W＝bh2/6＝60×1.52/6＝22.5cm3（4）截面面积积：A＝bh＝60×1.8＝108cm22）模板受力力计算：①均布荷载载：q＝Fb＝52.3××0.6＝31.4KN/m②最大弯距：M＝qL2/8＝31.4××0.22/8＝0.157KN.mxx高速铁路八八工区二作作业工区xx安公路1-96m系杆拱桥施施工组织设设计27③弯拉应力力：σ＝M/W＝0.157×103/(22.5×10-6)＝6.97Mpa＜[σ]＝13Mpa弯曲应力力满足要要求④挠度：f＝0.677qL4/100EΙ＝(0.677××31.4×0.24)/(100×0.1×108×16.88××10-8)/1000＝0.24mm＜L/400＝0.5mm挠度满足足要求综上：竹竹胶板满满足使用用要求。。xx高速铁路路八工区区二作业业工区xx安公路1-96m系杆拱桥桥施工组组织设计计28四、模板板背方木木强度计计算1)方木力学学性能及及荷载（1）采用6cm×8cm松木横向间间距为0.2m满布104根(宽17.1/sin56°16’40.55”m),跨径0.6m,分配梁采用用12×12cm方木间距0.60m荷载自重q=104×0.06×0.08×0.8×103×9.8/20.56/1000=0.19KN/m2即荷载总重重：Q=0.19+52.3=52.49KN/m2（2）抗弯截面面系数W

=6××82/6=64cm3（3）惯性距I

=6××83/12=256cm4；xx高速铁路八八工区二作作业工区xx安公路1-96m系杆拱桥施施工组织设设计292)、方木受力力计算：①方木受均均布荷载：q＝Fb＝52.49×0.20＝10.5KN/m②方木承受弯弯曲正应力力：σw

=qL2/8W=10.5×0.62/8/64×1000=7.4

Mpa＜[σw]=13Mpa(根据参考规规范木材的的容许应力力)所以弯曲正正应力满足足要求；xx高速铁路八八工区二作作业工区xx安公路1-96m系杆拱桥施施工组织设设计30③梁挠度计计算按简支梁考考虑得：弹性模量E

=9×103Mpa；每每根根方木挠度度计算f

max

=5qL4/

384EI=

5×10.88×103×0.64/

(384×9××109×256××10-8)*1000=0.77mm＜[f]=

600/400=1.5mm所以方木弯弯曲挠度满满足要求。。④最大剪应应力：Q=qL/2=10.5×0.6/2=3.15kN,计算跨径L为0.6m，A为次梁截面面积，按简简支梁受力力考虑。τ

=3Q/2A=

3××3.15×103/（2×6×8×10-4）/106=

0.98Mpa＜[τ]=

1.90Mpa(根据参考规规范木材的的容许应力力)所以方木剪剪切应力满满足要求.xx高速铁路八八工区二作作业工区xx安公路1-96m系杆拱桥施施工组织设设计31五、分配配梁方木木强度计计算1)方木力学学性能及及荷载（1）方木采采用12cm×12cm松木横向向间距均均为0.6m满布101根自重荷荷载,最大跨径径0.9m纵梁采用用贝雷桁桁架。q=101×0.12×0.12××0.8×103×9.8/60/1000=0.19KN/m2即荷载总总重：Q=0.19+52.49=52.68KN/m2（2）抗弯弯截面系系数W

=12×122/6=288cm3（3）惯性距距I

=12×123/12=1728cm4；xx高速铁路路八工区区二作业业工区xx安公路1-96m系杆拱桥桥施工组组织设计计322)、方木受力计计算：①方木受均布布荷载为：q＝Fb＝52.68××0.60＝31.6KN/m②方木承受弯曲曲正应力σw

=qL2/（8W）=31.6××0.92/（8*288）/1000=

11.1Mpa＜[σw]=13Mpa(根据参考规范范木材的容许许应力)所以弯曲正应应力满足要求求；③梁挠度计算算按简支梁考虑虑得：弹性模量E

=9×103Mpa；

每根方方木挠度计算算f

max=5qL4/

384EI=

5×31.6×103×0.94/

(384×9×109×1728××10-8)*1000=1.74mm＜[f]=900/400=2.25mm所以方木挠度度满足要求。。xx高速铁路八工工区二作业工工区xx安公路1-96m系杆拱桥施工工组织设计33④方木弯曲剪剪应力计算：最大剪应力Q=qL/2=31.6×0.9/2=14.2kN,计算跨径L为0.9m，A为次梁截面积积，按简支梁梁受力考虑。。τ=3Q/2A=3×14.2×103/（2×12×12×10-4）*10-6=1.47Mpa＜[τ]

=1.90Mpa(根据参考规范范木材的容许许应力)所以方木剪应应力满足要求求.xx高速铁路八工工区二作业工工区xx安公路1-96m系杆拱桥施工工组织设计34六、贝雷梁强强度计算1）．贝雷架力力学性能及荷荷载纵梁由单排20片国产“321”贝雷片组成长长60m。共计26排，排间距最最大0.9m，最大跨径11.3m.（单片贝雷片片重：300kg/片包括连接器器及附属物））xx高速速铁铁路路八八工工区区二二作作业业工工区区xx安公公路路1-96m系杆杆拱拱桥桥施施工工组组织织设设计计贝雷雷片片自自重重：：520××0.3××9.8/60/17.1=1.49KN/m2荷载载总总重重Q=52.68+1.49=54.17KN/m2352）贝贝雷雷架架受受力力计计算算①贝贝雷雷梁梁上上均均布布荷荷载载q=54.17××0.9××sin56°°16’’40.55””m=40.5KN/m弯矩矩Mmax=ql2/8=40.5××11.32/8=647KNm国产产贝贝雷雷片片的的容容许许弯弯矩矩为为[M]=788.2KNm故Mmax<[M]max贝雷雷架架弯弯矩矩满满足足要要求求。。②剪剪力力单片片贝贝雷雷架架所所能能承承受受最最大大剪剪力力：：[Q]=248.2KN，Qmax=ql/2=40.5××11.3/2=228.8KN故Qmax<[Q]max贝雷雷架架剪剪力力满满足足要要求求。。xx高速速铁铁路路八八工工区区二二作作业业工工区区xx安公公路路1-96m系杆杆拱拱桥桥施施工工组组织织设设计计36③挠挠度度简支支梁梁最最大大挠挠度度位位于于跨跨中中，，计算算公公式式为为：：f=5ql4/384EI其中中取取：：E=2.1×105Ma（钢钢材材弹弹性性模模量量））Ix=250500cm4（贝贝雷雷架架惯惯性性矩矩））f=5××40.5××103×11.34/384××2.1××105×106×250500××10-8=16.3mm<[f]=11300/400=28.3mm故贝贝雷雷架架弯弯曲曲挠挠度度满满足足要要求求。。xx高速速铁铁路路八八工工区区二二作作业业工工区区xx安公公路路1-96m系杆杆拱拱桥桥施施工工组组织织设设计计37七、、工工字字钢钢横横梁梁强强度度计计算算1)工字字钢钢I32b力学学性性能能及及荷荷载载（1）采采用用I32b两根根合合焊焊，，加加强强其其受受力力性性能能，，横横桥桥向向通通长长布布置置（（20.6m），，组组成成分分配配横横梁梁。。，，每米米自自重重：：57.71kg/m。每墩墩顶顶工工字字钢钢自自重重：：20.6××2××57.71××9.8××7/60/17.1/1000=0.159KN/m2即荷载总重：：Q=54.17+0.159=54.33KN/m2xx高速铁路八工工区二作业工工区xx安公路1-96m系杆拱桥施工工组织设计38（2）抗弯截面系系数W

=726.7×2=1453.4cm3（3）惯性距I

=11626×2=23252cm4（4）截面面积=73.52×2=147.04cm22)工字钢弯曲强强度验算工字钢均布荷荷载：54.33××60×17.1/7/20.56=387.3KN/m最大弯矩M=ql2/8=387.3×2.472/8=295.4KN.m弯曲强度σ=M/WX=295.4/(1453.4×10-6)=203.2MPa＜「σ」=210MPa强度可行，满满足施工。xx高速铁路八工工区二作业工工区xx安公路1-96m系杆拱桥施工工组织设计393）挠度验算最大挠度f=5ql4/（384EI）=5×387.3×1000×2.474/（384×2.1×1011×23252×10-8）×1000=3.9mm<「f」=2.47/400=6.175mm挠度满足要求求。4）剪切强度验验算最大剪力F=ql/2=387.3×2.47/2=478.3KNτ=F/A=478.3/147.04×10=32.5MPa＜「τ」=120MPa强度满足施工工。xx高速铁路八工工区二作业工工区xx安公路1-96m系杆拱桥施工工组织设计40八、钢管立柱柱强度与稳定定性计算1)钢管立柱力学学性能及荷载载（1）箱体段采采用七排φ600mm××10mm管柱,每排12根，最大高度度9.45m。（钢材按7850kg/m3计算）截面积：A=π[（600/2）2-（580/2）2]=18535mm2单根φ600mm×10mm钢管自重：18535××10-6×9.45××7850××9.8/1000=13.47KNxx高速铁路八工工区二作业工工区xx安公路1-96m系杆拱桥施工工组织设计412）轴心承载力力验算单根钢管柱承承载力：54.33××17.1××60/12/7+13.47=677KN轴心承载力公公式：Nd=KφAfNd：轴心所能承承受最大压力力K：材料调整系系数，对搭设设高度30m以下的，取K=0.8f：材料强度设设计值，取f=215MpaA：材料有效截截面面积φ：轴心承压稳稳定系数，按按长细比取值值确定Nd=KφAfxx高速铁路八工工区二作业工工区xx安公路1-96m系杆拱桥施工工组织设计42回转半径：i=√(D2+d2)/4=208.6mmλ=L0/i=9450/208.6=45.3由表查得：φ=0.928Nd=KφAf=0.8×0.928××18535×106×215×10-6/1000=2958.5KN即9.45m高φ600mm×10mm单根管柱最大大轴心承载力力N单=2958.5KN>N单=677KN2)强度验算（φ600mm×10mm管柱）强度验算公式式：σ=N/φA钢管最大压力力N=677KNσ=N/φA=677××103/（0.928××18535×10-6）=39.4Mpa<[σσ]=215Mpa故钢管柱稳定定性满足要求求。xx高速铁路八工工区二作业工工区xx安公路1-96m系杆拱桥施工工组织设计433)刚度验算由规范可知主主桁杆件受压压杆容许长细细比为：[λ]=100钢管桩长细比比为：λ=L0/i=45.3<[λ]=100故钢管柱钢度度满足要求。。由以上验算结结果可知，钢钢管柱满足施施工需要，且且本段支架架架设间距最大大也最具代表表性，故其他他墩位处钢管管墩无需再进进行验算。xx高速铁路八工工区二作业工工区xx安公路1-96m系杆拱桥施工工组织设计44九、扩大基础础的设计及验验算支架基础位于于既有公路路路基基础上，，决定采用C25钢筋混凝土扩扩大基础。基基础宽2m，高1m，基础底采用用灰土处理3m,深1m，纵向通长布布置。基础底底层横纵向均均布φ20主筋，间距10cm，预埋螺栓处处布设加强钢钢筋网。基础础内预埋螺栓栓，与钢管支支柱法兰盘连连接。经过对对地基处理仍仍不能达到要要求，所以采采用沉桩施工工打预制0.3×0.3m混凝土方桩，，提高地基承承载力。xx高速铁路八工工区二作业工工区xx安公路1-96m系杆拱桥施工工组织设计451)地基承载力验验算钢管柱底部混混凝土受力计计算：P=F/A=677/(π×0.32)=2.4MPa<[σ]=16.7MpaC25混凝土的容许许抗压强度，，由桥梁设计常常用数据手册册查得。由于管柱基础础相同并且距距离较近，以以整体基础扩扩散承载力面面积计算为：：s=22.5×3=67.5cm2贝雷架及桥梁梁荷载为：P1=ql=677×12=8124KN混凝土基础自自重为：P2=22.5×2×2×26=2340KN（每方混凝土土按26KN/m3计算）xx高速铁路八工工区二作业工工区xx安公路1-96m系杆拱桥施工工组织设计46xx高速铁路八工工区二作业工工区xx安公路1-96m系杆拱桥施工工组织设计则承载面积S上承受的总荷荷载沉桩承载力计算桩长10承载力计算公式[p]=1/2(U∑ailiτi+aAбR)桩边长0.3[p]端桩轴向受压容许承载力,KN

桩截面面积:A0.09U桩的周长mli承台底或局部冲刷线以下各土层厚m桩周长U1.2τi与li对应各土层与桩壁的极限摩阻力Бr桩尖处土极限承载力Kpa土层分布:3ai沉桩对土层桩周摩阻力a桩底承压力影响系数土层名称土层厚度(m)li地质描述桩摩阻力τi最小(大)桩端阻力бR单桩承载力(KN)[p]平均承载力(KN)需要承载力(KN)需要桩根数实际设计根数安全系数粉质粘土1软塑层3012023.427.99294333.1380.11

1

4512032.4

粉土6.3中密饱和35100154.8216929443.03380.88

6.3

65100277.2

淤泥质粘土2.7软塑层1580178.2251.55929436.95381.03

2.7

3080324.9

注:根据计算达到所需承载力,打入预制方桩需37根,实际打入38根.同时有钢管柱扩大基础支撑,所以基础承载力满足施工要求.单位：m47一、说明系梁中间段（（曹安公路限限界外）基础础首先需进行行原地面处理理，使其达到到支架要求的的地基承载力力以上，然后后在处理好的的地基上进行行硬化，支架架范围内浇筑筑平均厚度20cm的混凝土垫层层，标号C30。同时时在基基础两两边挖挖排水水沟，，避免免雨天天支架架基础础下沉沉。此此段由由以Φ48×3.5mmA3焊接钢钢管作作为主主杆件件的WDJ碗扣型型多功功能钢钢管支支架作作为支支撑体体系。。其立立杆纵纵横向向间距距均为为60cm，横杆杆步距距90cm，底托托下纵纵桥向向通长长铺设设15××15cm的方木木，顶顶托上上纵向向布设设12××12cm的方木木为下下层，，上层层为间间距20cm的6×8cm的方木木，组组成底底板下下背肋肋。xx高速铁铁路八八工区区二作作业工工区xx安公路路1-96m系杆拱拱桥施施工组组织设设计第三节节系系梁梁箱体体段满满堂支支架强强度、、稳定定性验验算48xx高速铁铁路八八工区区二作作业工工区xx安公路路1-96m系杆拱拱桥施施工组组织设设计中间段段满堂堂支架架布置置图49二、碗扣支支架受受力计计算本段支支架模模板方方木布布置与与跨路路门洞洞支架架布置置相同同、荷荷载相相同，，即计计算方方案相相同（（同第第二节节）。。1）荷载载总重重包括至至纵梁梁12cm××12cm方木即即荷载载总重重：Q=0.19+52.49=52.68KN/m22)立杆允允许压压力碗扣架架（φ48×3.5）立杆杆的纵纵向间间距为为0.6m，横向间间距为为0.6m，立杆杆作为为受力力验算算杆件件。每根立立杆受受力：：F=52.68×0.6×0.6=18.96KNxx高速铁铁路八八工区区二作作业工工区xx安公路路1-96m系杆拱拱桥施施工组组织设设计50钢管的的惯性性矩I=12.19×106mm4钢管的的截面面积A=489mm2[σ]=2.06×106（查公公路桥桥涵钢钢结构构及木木结构构设计计规范范JTJ025）由于大大横杆杆步距距为0.9m，l=0.9m,i=(I/A)1/2=15.78，长细比比为λ=l/i=900/15.78=57，查表可可得稳稳定系系数φ=0.744，则有：：允许许压力力[N]=φφA[σ]=0.744×489×206=74.58kN可见实实际压压力N小于允允许压压力[N],抗压强强度满满足要要求。。xx高速铁铁路八八工区区二作作业工工区xx安公路路1-96m系杆拱拱桥施施工组组织设设计513）另由由压杆杆弹性性变形形计算算公式式得：：（原地地面距距梁底底最大大高度度10m即立杆杆高度度L=10m）弹性模模量E=2.06××105Mpa（查桥桥涵钢钢结构构及木木结构构设计计规范范JTJ025）△L=NL/EA=52.68×103×10×103/2.06×105×4.89×102=5.2mm压缩变形形很小根根据支支架搭设设面积为为300m2混凝土重重：300××52.68××1000/9.8/1000=1612t支架搭设设共有833根立杆，，可承受受2500吨荷载（每根杆杆允许承承载力30kN）安全系数数为2500/1612=

1.55，完全满满足施工工要求。。经经计算，，本支架架杆件受受力均能能满足规规范要求求。xx高速铁路路八工区区二作业业工区xx安公路1-96m系杆拱桥桥施工组组织设计计52三、地基基承载力力计算根据箱梁梁荷载每每平米受受力为52.68KN，地基处处理方案案原地面面碾压密密实程度度≥95%，检测地地基承载载力在100～130KPa之间。出出于安全全考虑，，支架地地基（持持力层））进行处处理。再再在其上上铺筑50cm厚8%石灰稳定定土，并并用26t震动压路路机进行行碾压密密实；然然后铺筑筑碎20cm厚C30混凝土。。灰土承承载力与与C30混凝土承承载力：：石灰稳稳定土抗抗压强度度≥0.8MPa，C30混凝土≥≥30MPa。所以满满足地基基承载力力要求。。xx高速铁路路八工区区二作业业工区xx安公路1-96m系杆拱桥桥施工组组织设计计53一、计算算模型假假设计算假设设为我工工区拌合合站为制制约因素素，现场场全部满满足混凝凝土施工工任务。。我工区区拌合站站理论产产量为120立方米每每小时，，拌制高高性能混混凝土时时实际产产量为120*0.667=80立方米。。本次考考虑中间间72米梁体。。从两端端向中间间分层浇浇筑，每每层30cm。根据截截面变化化和现场场浇筑速速度浇筑筑厚度和和时间关关系为：：xx高速铁路路八工区区二作业业工区xx安公路1-96m系杆拱桥桥施工组组织设计计第二章模模板设设计与计计算第一节模模板受受力计算算54xx高速铁路路八工区区二作业业工区xx安公路1-96m系杆拱桥桥施工组组织设计计层次层厚累计厚度时间累计时间10.30.34.54.520.30.61.35.830.30.91.2740.31.21.28.250.31.51.29.460.31.8110.970.32.1111.980.42.5415.9浇筑厚度度与时间间的关系系55以上程序序都按保保守计算算，可以以看出整整个浇筑筑过程完完成后第第4层与最后后一层时时间差为为：15.9-8.2+0.7=8.4小时(0.7为混凝土土拌合到到现场浇浇筑完成成的滞后后时间)，此时可可以认为为先浇筑筑的混凝凝土已经经初凝，，即下面面1.2米对侧模模的压力力维持在在一个定定值，最最大压力力来至顶顶面1.3米厚的混混凝土。。则：Pmax=γhg=25000*1.3=32500pa计算模型型如右图图：xx高速铁路路八工区区二作业业工区xx安公路1-96m系杆拱桥桥施工组组织设计计56二、侧模模竹胶板板和内模模胶合板板计算1）强度计计算强度按简简支状态态计算。。预计竖竖方木的的间距远远小于竹竹胶板的的宽度，，所以此此时竹胶胶板的受受力状态态为单向向板，取取宽x的一个小小板条进进行分析析。侧模模用18mm竹胶板，，内模用用15mm胶合板。。xx高速铁路路八工区区二作业业工区xx安公路1-96m系杆拱桥桥施工组组织设计计q1=32500*yq2=4000y(假设施工工分布荷荷载和混混凝土冲冲击力)M=qx2/10=3650yx2W=bh2/6=3.75y*10-5δ=M/W=3650x2/3.75*10-5竹胶板的的容许弯弯应力为为：180mpa57解不定方方程有下下表：xx高速铁路路八工区区二作业业工区xx安公路1-96m系杆拱桥桥施工组组织设计计竖楞最大间距x值（m）竹胶板此时受弯（mpa）满足与否0.23.9∨0.38.8∨0.415.5∨0.524.3∨0.635.0∨197∨1.5219×可见竹胶胶板强度度对竖楞楞间距要要求很低低，关键键在刚度度要求。。582）刚度计计算刚度按连连续状态态计算，，一块板板上至少少钉3根竖楞，，且接缝缝处另加加一根竖竖楞，所所以可利利用三跨跨连续计计算公式式计算内内模：f=(0.677ql4)/(100EI)=（0.677*36500yx4）/（100*8000*106*y*0.153/12）0.11x3<1/250x<33cm结合强度度计算表表取取30cm同理计算算18mm厚侧模要要求的竖竖楞间距距f=(0.677ql4)/(100EI)=（0.677*36500yx4）/（100*8000*106*y*0.183/12）=0.063x3<1/400x<34cm结合强度度计算表表取取30cmxx高速铁路路八工区区二作业业工区xx安公路1-96m系杆拱桥桥施工组组织设计计59三、竖楞楞方木计计算1）刚度计计算竖楞方木木实际受受力为中中间图示示，简化化为下图图计算xx高速铁路路八工区区二作业业工区xx安公路路1-96m系杆拱拱桥施施工组组织设设计60可见竖竖楞方方木在在横方方木的的作用用下处处于两两跨连连续的的状态态，q=P*0.3=36500*0.3=10950N/mf=(0.521ql4)/(100EI)=（0.521*10950*0.734）/（100*10*103*106*I）=1.6*10-9/I<1/250I>41cm4=b*h3/12b*h3>486解不定定方程程：xx高速铁铁路八八工区区二作作业工工区xx安公路路1-96m系杆拱拱桥施施工组组织设设计B（cm）h（cm）I（cm4）A（cm2）55625254686424两种组组合面面积相相差不不大，，惯性性矩都都能满满足要要求，，根据据习惯惯选用用5*5方木。。612）强度度计算算δ=PS/A=P*0.3l/(0.05l)=21900<13000000pa满足要要求四、横横方木木计算算大横方方木直直接承承受竖竖楞方方木传传来的的荷载载，间间距30cm，对于于方木木的尺尺寸可可以认认为任任是均均布荷荷载。。xx高速铁铁路八八工区区二作作业工工区xx安公路路1-96m系杆拱拱桥施施工组组织设设计621）强度度计算算δ=PS/A=36500*（（0.7+0.63）/2）*1/（A*2）<13*106拉杆两两端垫垫片与与方木木的接接触面面积为为10*3cm2，方木木宽度度10cm，则δ=8.1*106满足要要求。。2）刚度度计算算箱梁内内横隔隔板长长度分分别为为7.6米和5.3米，至至少布布置4道拉杆杆，所所以横横方木木受力力为三三跨以以上连连续状状态，，按三三跨系系数计计算，，拉杆杆在横横方木木上分分布间间距为为1米。。xx高速速铁铁路路八八工工区区二二作作业业工工区区xx安公公路路1-96m系杆杆拱拱桥桥施施工工组组织织设设计计63f=(0.677q14)/(100EI)=（0.677*36500*0.665*1）/（100*10*103*106*I）=1.64*10-8/I<1/250I>411cm4可选选用用：：10*10方木木，，I=833也可可选选用用两两排排脚脚手手架架钢钢管管；；f=(0.677q14)/(100EI)=（0.677*36500*0.665*1）/（100*2.1*105*106*I）=7.82*10-10/I<1/250I>19cm4用两两排排钢钢管管I=2*12=24满足足要要求求。。xx高速速铁铁路路八八工工区区二二作作业业工工区区xx安公公路路1-96m系杆杆拱拱桥桥施施工工组组织织设设计计64五、、对对拉拉螺螺杆杆计计算算对拉拉螺螺杆杆的的间间距距1由横横方方木木的的间间距距确确定定为为0.75米，，另另一一间间距距由由上上标标拉拉杆杆的的水水平平间间距距确确定定。。取取1米计计算算。。P=0.75*1*36500=27375N查相相关关图图表表：：选选φ18的螺螺栓栓罗纹纹直直径径选选φ14.93，拉拉力力29600N满足足要要求求，，或或选选比比此此型型号号大大的的产产品品。。xx高速铁路八八工区二作作业工区xx安公路1-96m系杆拱桥施施工组织设设计65六、顶模计计算顶模的的下下部直接用用碗扣支架架支撑，顶顶托布置方方木。顶板厚30cm，考虑施工工荷载，取取1.333的系数按40cm算。1）竹胶板模模板计算P=0.4*25000=10000pa内部高小于于1.8米，立杆上上下连接加加固，查相相关手册此此种支架单单元承受荷荷载为27.2KN，δ/P=27000/10000=2.7m2，根据内部部空间和脚脚手架规格格布置成1.2*1.8的单元，长长度伸至内内模倒角部部分。1.2*1.8=2.16<2.7,满足要求。。因空间限限制可局部部缩短间距距，但必须须为支架杆杆件的模数数。xx高速铁路八八工区二作作业工区xx安公路1-96m系杆拱桥施施工组织设设计662）顶托方木木计算方木按顺桥桥方向布置置，按三跨跨连续计算算，L=1.8米。f=0.677*P*1.2*1.84/(100*10*1000*106*I)=8.5*10-8/I<1/250I=bh3/12>2132cm4选10*15的方木I=2812满足要求。。δ=1.8*1.2*10000/0.1/0.1=2.2*106<13*106（方木与顶顶托的接触触面积按0.1*0.1m2算。顶托方木上上面放置顺顺桥向方木木。按简支支状态计算算，跨径1.2米间距取0.5米。f=5*10000*0.5*1.24/(384*10*103*106*I)<1/250I>338cm4选5*10的方木，I=416cm4满足要求。。xx高速铁路