K93“加”620车行天桥拆除施工专项方案培训讲义

目录TOC\o"1-2"\h\u5130一、编制依据与原则 沙堡互通车行天桥拆除计算书一、检算参数1、钢材弹性模量E=2.06×105MPa；2、Q235钢材抗压设计控制强度f=205Mpa；3、钢筋混凝土重度rc=26KN/m3；4、结构安全系数K=1.3；5、恒载系数1.2，活载系数1.4；6、施工人员及小机械活载1.0KN/m2；7、一台卡特320挖机自重250KN；8、盘扣支架立杆材质为Q345B钢材，规格型号采用φ60×3.2mm型钢管，截面积A=5.71cm2，惯性矩I=23.1cm4、回转半径i=2.01cm，容许应力[σ]=300Mpa，弹性模量E=2.06*105MPa；水平杆材质为Q235B钢材，规格型号采用φ48×3.5mm型钢管，截面积A=4.5cm2，惯性矩I=11.36cm4，截面模量W=4.73cm3；回转半径i=1.59cm，容许应力[σ]=205Mpa，[σj]=125Mpa，弹性模量E=2.06*105MPa。二、桥下支架荷载计算2.1荷载计算K93+620车行天桥为钢管砼中承式单肋拱桥，桥梁总宽11.2米，桥下净空不小于5.5米，上跨绕城高速。拱肋为Φ1200×20mm的单钢管内有C40混凝土形成钢管砼，共计混凝土75m³，主梁截面为单箱双室刚劲混凝土箱梁，底宽5.2m，高1.2m，共计混凝土367m³。桥面铺装为10.5厘米厚C40钢纤维防水混凝土，共计混凝土26m³。防撞护栏采用C30混凝土，共计44m³，车行天桥设计图如下图1所示：图1车行天桥设计图（1）车行天桥恒载箱梁混凝土367m³，钢管拱肋混凝土75m³，桥面铺装混凝土26m³，防撞护栏混凝土44m³结构恒载m1=rcV=367×26+75×26+26×26+44×26=13312KN。（2）车行天桥活载①施工活载m2=2.0S=1.0×11.2×58=649.6KN。②挖机冲击荷载（按2倍挖机重量计算）m3=2m挖机=2×250=500KN。则，支架设计计算荷载：m=1.2m1+1.4（m2+m3）=17583.8KN。计算荷载放大系数：K=m/m1=1.32。2.2支架荷载分配在主梁梁底各吊杆位置处各设置一道盘扣支撑，这样桥下共设置十二道盘扣支撑。每道盘扣支撑为3排盘扣支架（沿桥向纵向步距0.9m，横向步距0.6m，竖向布距1.5m），每道盘扣支架共有27根立杆，盘扣支架用横杆及竖向斜杆（竖向斜杆满布）连接成整体，盘扣支架顶部连接盘扣专用顶托，顶托上面放置I18工字钢分配梁，调节顶托螺旋杆使I18工字钢与箱梁底板充分接触。其中盘扣支架中间10道间距为4m，两端盘扣支架间距为5m，故只需计算两端盘扣支架受力即可。车行天桥桥下支架布置图2.4支架计算考虑桥台承重整个桥梁共计被14排支点支撑，跨中支撑间距为4m，靠近桥台两处支撑间距为5m，按最不利受力计算，只需计算靠近桥台两处5m即可，考虑桥梁重量平均分布原则，则计算如下：每延米桥梁结构重F1=17583.8÷58=303.2KN靠近桥台处一道支架受力F2=303.2×5=1515.8KN每道盘扣支撑通过三根I18工字钢将上部受力均匀传下给下面的27根盘扣支架，按平均受力原则受力计算如下所示：单根立杆承受轴向力计算：N=1515.8÷27=56.1KN立杆强度验算：σ=N/A=56.1×103/571=98.2MPa＜[σ]=300MPa立杆稳定性验算：L0=ηh或L0=h’+2kaL0为支架立杆计算长度（m）；a为支架可调托座至顶层水平杆中心线的距离（m）；h为支架立杆中间层水平杆最大竖向步距（m）h’为支架立杆顶层水平杆步距（m），宜比最大步距减少一个盘扣的距离；h为支架立杆计算长度修正系数，水平杆步距为0.5m或1m时，可取1.6；水平杆步距为1.5m时，可取1.2；k为悬臂端计算长度折减系数，可取0.7.则计算L0=1.8m立杆长细比为λ=L/i=180/2.01=89.5，查表得ψ=0.664则有：N/(ψA)=56.1*1000/(571×0.664)=148MPa＜f=300MPa满足要求；2.5盘扣支架基础验算支架搭设的地基采用碎石分层压实处理，要求压实度不小于96%，地基承载力不小于200KPa，并采用厚度为20cm的C20混凝土硬化处理。单根立杆受力最大的为56.1KN，底托底部钢板尺寸为15×15cm，基础经过混凝土硬化处理，混凝土厚度为20cm，根据规范，混凝土按照45°扩散角传力，则与地基接触面的受力面积为55×55=3025cm2。所需的地基承载力为56.1*1000/302500=0.185MPa=185KPa＜[p]=200，满足要求。三、桥梁上部计算3.1支架搭设在桥面上搭设拱肋支撑：拱肋支撑采用三排盘扣支架搭设，盘扣支架沿桥向纵向步距0.9m，横向步距0.6m，竖向布距1.5m。盘扣支架顶部连接盘扣专用顶托，顶托上面放置I10工字钢分配梁，考虑拱肋为圆弧形为使拱肋与I10工字钢充分接触受力，提前在钢管拱肋上焊接1cm厚三角钢板保证底部接触面为平面，调节顶托螺旋杆使I10工字钢与焊接钢板充分接触。为保证施工过程中钢管拱肋稳定性，采用在距离拱肋与桥面接触位置1/3长度处左右两侧各设置一道缆风绳（整个拱肋设置四条），缆风绳的另一端系在防撞护栏上，将拱肋牢牢锁住防止其沿桥横向发生摆动。图3车行天桥拱肋支撑布置图3.2荷载计算（1）钢管拱肋结构恒载钢管拱肋每延米混凝土量为1.13m³，直径Φ1200壁厚20mm的钢管每延米重量为0.573吨。结构恒载：m4=26×1.13+0.573×10=35.11KN。（2）施工活荷载m5=1.0×1.2=1.2KN。（3）考虑破碎钢管产生机械荷载m6=2×1.2=2.4KN。则，每延米设计计算荷载：q=1.2m4+1.4（m5+m6）=47.17KN。计算荷载放大系数：K=m/m4=1.34。3.3盘扣支架计算盘扣支架横向步距0.6m，纵向步距1.2m，竖向步距1.5m，每排支架有3根立杆，通过I10工字钢分配后平均受力，则计算如下：每排支架受力F1=47.17×1.2=56.6KN每根立杆受力F2=56.6÷3=18.9KN立杆强度验算：σ=N/A=18.9×103/571=33.1MPa＜[σ]=300MPa立杆稳定性验算：L0=ηh或L0=h’+2kaL0为支架立杆计算长度（m）；a为支架可调托座至顶层水平杆中心线的距离（m）；h为支架立杆中间层水平杆最大竖向步距（m）h’为支架立杆顶层水平杆步距（m），宜比最大步距减少一个盘扣的距离；h为支架立杆计算长度修正系数，水平杆步距为0.5m或1m时，可取1.6；水平杆步距为1.5m时，可取1.2；k为悬臂端计算长度折减系数，可取0.7.则计算L0=1.8m立杆长细比为λ=L/i=180/2.01=89.5，查表得ψ=0.664则有：N/(ψA)=18.9*1000/(571×0.664)=49.8MPa＜f=300MPa满足要求；3.4操作平台计算（1）模板自重：q1取0.2KN/m2（2）施工活荷载q2取2KN/m2竹胶板计算：恒荷载分项系数取1.2；活荷载分项系数取1.4，则脚手板取宽度1m作为计算单元，跨径为1.2m,则模板的惯性矩I=ab3/12=1000*50*50*50/12=10416650mm4，抵抗距W=ab2/6=1000*50*50/6=416667mm3。该处荷载q=1.2*0.2+1.4*2=3.04KN.m则根据路桥计算手册可知：M=1/8*qmaxL2=0.125*3.04*1.2*1.2=0.55KN.mσw＝M/W=0.55*106/416667=1.31MPa＜【σw】=12.5MPaσj=0.6*1.5ql/A=0.6*1.5*3.04*1200/(1000*50)=0.07MPa＜【σj】=1.4MPa最大扰度f=5*qL4/(384EI)=5*3.04*12004/(384*4.5*103*10416650)=1.75mm＜L/250=4.8mm，扰度满足要求。竹胶板下横杆计算：恒荷载分项系数取1.2；活荷载分项系数取1.4，支架纵横步距均为1.2m，水平杆材质为Q235B钢材，规格型号采用φ48×3.5mm型钢管，截面积A=4.5cm2，惯性矩I=11.36cm4，截面模量W=4.73cm3；回转半径i=1.59cm，容许应力[σ]=205Mpa，[σj]=125Mpa，弹性模量E=2.06*105MPa。该处荷载q=1.2*（1.2*0.2+1.4*2）=3.65KN.m则根据路桥计算手册可知：M=1/8*qmaxL2=0.125*3.65*1