连续梁支架及门洞计算书.doc

连续梁支架及门洞结构受力分析验算书一、工程概况辽河2#特大桥40+56+40m连续梁（DK549+989.6），桥址位于山东省邹城市大束镇匡庄村境内，该连续梁全长137.7m，与东西走向的S342岚济线（省道）斜交，斜交角度1160（大里程方向右角）。桥梁从S342省道上部跨越，公路上部连续梁孔跨距公路路面7.5m左右。本段线路为直线地段，桥梁设计二期恆载为120KN/m140KN/m。梁体为单箱单室、变高度、变截面结构；箱梁顶宽12.0m，箱梁底宽6.7m。顶板厚度40cm，腹板厚度4880cm，底板厚度4080cm；梁体计算跨度为40+56+40m，中支点处梁高4.35m，跨中10m直线段及边跨17.75m直线段梁高为3.05m，边支座中心线至梁端0.75m，边支座横桥向中心距5.6m，中支座横桥向中心距5.9m。全联在端支点、中支点及跨中共设5个横隔板，隔板设有孔洞（孔洞尺寸：高宽=120cm150cm），供检查人员通过。本连续梁设计采用满堂支架现浇施工。跨S342省道部位预留两个宽高=5.04.5m交通门洞。二、计算依据1.铁路桥涵设计基本规范(TB 10002.1-2005 )2.铁路桥涵施工规范（TB 10203-2002） 3.建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）4.铁路工程抗震设计规范（GB501112006 ）5.铁路桥涵地基和基础设计规范（TB 10002.5-2005） 6.工程设计图纸及地质资料。7.公路桥涵施工手册及其他有关的现行国家及地方强制性规范和标准。8.路桥施工计算手册(2001).人民交通出版社9.钢结构设计规范（GB50017-2003）三、支架材料要求根据施工单位的施工技术条件，采用满堂碗扣式支架。钢管规格为483.5mm，有产品合格证。钢管的端部切口应平整，禁止使用有明显变形、裂纹和严重绣蚀的钢管。扣件应按现行国家标准钢管支架扣件（GB15831）的规定选用，且与钢管管径相配套的可锻铸铁扣件，严禁使用不合格的扣件。新扣件应有出厂合格证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证，当对扣件质量有怀疑时，应按现行国家标准钢管支架扣件（GB15831）的规定抽样检测。旧扣件使用前应进行质量检查，有裂缝、变形、锈蚀的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换。支架材料及施工必须满足建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）的规定。所有钢材均为A3钢，所有木材均为红松，根据路桥施工计算手册P176-P177规定，A3钢材容许应力分别为：抗拉、抗压轴向力=140MPa、弯曲应力w=145MPa、剪应力=85MPa、E2.1105MPa。红松顺纹容许弯应力w=12MPa、E0.9104MPa。四、支架布置和验算(一)支架布置 采用满堂碗扣式支架，顺桥向间距均为0.6m，中支座6m及边支座3m范围内，支架顺桥向间距为0.3m，横桥向箱梁腹板下1.8m范围内，支架间距为0.3m，共6排，其余位置横桥向间距均为0.6m。支架搭设联系横杆步距为1.2m，支架搭设宽度较梁每边宽1.5m，共15m宽。每根立杆下端均设定C20混凝土垫层，厚200mm，用以扩散支架底托应力。立杆顶端安装可调式形支托，先在支托内安装纵向方木（12cm14cm），长4m，间距为0.3m，再按设计间距和标高安装横向方木（12cm14cm），长4m，间距为0.6m，其上安装底模板。 (二)支架验算1.荷载计算（1）箱梁自重： 梁底宽6.7m，取单位节段1m，箱梁底总面积为6.7m2，箱梁砼总重量G=v=Sl=2613.91（截面积）1=361.66kN，每平方米的重量为361.666.7=53.98kN/m2=5.4 t/m2（2）模板自重：竹胶板容重7.5kN/m3，厚18mm,每平方米的重量为：外模板：1(6.7+24.35+22.65)0.0180.756.7=0.042t/m2内模板：1(6.7+24.35)0.0180.756.7=0.031t/m2（3）方木自重：方木容重7.5kN/m3，每平方米的重量为：内楞方木：（6.70.310.120.14）0.756.7=0.042t/m2外楞方木：（10.66.70.120.14）0.756.7=0.021t/m2（4）支架自重：支架重量0.0384kN/m，每平方米的重量为：立杆：（10.6）（6.70.66）90.003846.7=0.148t/m2横杆:10.66.7+（6.70.66）1(91.2)0.003846.7=0.122t/m2考虑扣件的重量和箱梁内支架重量，支架高度均取9m。（5）施工荷载： 取2.5kN/m2（6）倾倒与振捣荷载： 取2kN/m2（7）其他荷载(张拉施工)： 取2kN/m2每平方米的总重量：5.4+0.073+0.063+0.27+0.25+0.2+0.26.41t/m22. 碗扣支架立杆抗压强度验算荷载按1.3 倍的系数考虑，则每平方米的重量为6.411.3=8.3t。对于碗扣支架钢管（48mm，壁厚3.5mm），容许抗压强度=68KN，根据以往施工经验，单根钢管按小于40KN（4t）进行复核。支架采用多功能碗扣式支架，沿桥纵向步距60cm，横向步距60cm，每根立杆受正向压力为：8.30.60.6=2.9t，小于碗扣式支架立杆允许承载力4.0t，满足要求。3.支架稳定性验算对于碗扣支架钢管（48mm，壁厚3.5mm），中间横杆间距1.2m，I（D4d4）/64=（4.844.14）/64=12.18cm4根据欧拉公式：Pcr2EI/（H）222.110512.18/（11.2）2175kN29kN满足稳定性要求4.模板强度、刚度验算方木间距、跨度按30cm60cm排列，计算荷载q=8.3t/m2竹胶板模板抗弯截面系数：惯性矩： 板承受线荷载：=49.8KN/m板跨中弯矩： 弯拉应力:(厂家提供标准)竹胶板弹性模量：挠度： m 模板强度和刚度都满足要求。5.大、小横杆验算(1)小横杆纵向方木（12cm14cm），长4m，间距为0.3m。Ibh3/12=12143/12=2744cm4W=bh2/6=12142/6=392cm3Q总=8.39.8=81.34kN/m2M=q总L2/8=81.340.30.62/8=1.09kNmM/W=1.09/39210-6=2.70MPa=12MPa，强度满足要求。5q总L4/384EI=581.340.30.64/3840.9104274410-8=0.17mm/L=0.17/0.6103=0.11/4000.3/400,刚度满足要求。(2)大横杆横向方木（12cm14cm），长4m，间距为0.3m。由于大横杆与小横杆之间的每个节点下部都有一根钢管立柱支撑，因此大横杆只在交点处受压，弯矩及变形无需计算。6.碗扣节点承载力验算立杆承受大横杆传递来的荷载：Pc=q总L2/2=81.340.60.6/2=14.6kNQb=60kN 节点承载力满足要求。7.基础验算 立杆下端均设定刚性C20混凝土垫层，厚200mm，扩散角为=45。地基承载力标准值按fgk=260 kN/m2计算 ，脚手架地基承载力调整系数：kc =0.5 。每根立杆受正向压力为：8.30.60.6=2.9t，有效受压面积S=(0.6 +0.2/tan452)2=1m2 p2.99.8/(11)=28.42kN/m2 fg=2600.5=130kN/m2 地基承载力满足要求。8、内模支撑验算a.荷载计算（1）箱梁自重： 取端部顶板最厚处梁体单位节段进行计算，梁底计算宽度取5.5m，单位节段长1m，箱梁底总面积为5.5m2，箱梁砼总重量G=v=Sl=264.36（截面积）1=113.36kN，每平方米的重量为113.365.5=20.61kN/m2=2.1t/m2（2）模板自重：竹胶板容重7.5kN/m3，厚15mm,每平方米的重量为：内模顶模：15.50.0150.755.5=0.011t/m2（3）顶模支撑桁架：槽钢+联系杆组合件 按每平方米的重量为0.05t/m2计算（4）施工荷载： 取2.5kN/m2（5）倾倒与振捣荷载： 取2kN/m2（6）其他荷载(张拉施工)： 取2kN/m2每平方米的总重量：2.1+0.011+0.05+0.25+0.2+0.22.811t/m2b.碗扣支架承载力验算荷载按1.2 倍的系数考虑，则每平方米的重量为2.8111.2=3.37t。支架采用多功能碗扣式支架，按沿桥纵向步距60cm，横向步距60cm计算。每根立杆受正向压力为：3.370.60.6=1.21t，安全系数按1.3 考虑，则每根立杆受正向压力为：1.211.3=1.58t，小于碗扣式支架立杆允许承载力4.0t，符合要求。c.碗扣节点承载力验算立杆承受上部桁架传递来的荷载：Pc=q总L2/2=1.219.80.60.6/2=2.13kNQb=60kN 节点承载力满足要求。d.支架稳定性验算对于碗扣支架钢管（48mm，壁厚3.5mm），中间横杆步距0.6m，I（D4d4）/64=（4.844.14）/64=12.18cm4根据欧拉公式：Pcr2EI/（H）222.110512.18/（10.6）2222.75kN15.8kN符合稳定性要求。 (三)门洞布置及验算1.门洞布置跨S342省道设置机动车门洞2个，门洞净宽5m，高4.5m。沿262墩至263墩设置钢管门柱。门柱下部为钢筋混凝土条形扩大基础，扩大基础顶面预埋16mm厚钢板，门柱与钢板之间焊接，焊接方式为围焊，四周设加劲缀板;门柱上设置工字钢纵梁。门柱钢管采用热轧无缝钢管，直径351mm，壁厚16mm，计算长度4.5m。门洞立柱设三排，每排间距1m，每根立柱上部设封口钢板，钢板厚16mm。每排门柱上设一道32b号工字钢横梁（横桥向），横梁上根据支架横桥向排距依次布设63b号工钢纵梁，其上铺放12cm14cm枕木搭设满堂支架。所有型钢间连接点均点焊加固，各向型钢横纵梁间设联系杆，提高传力体系整体性。门洞顶部应搭设不透水防护棚，保证下部行车及行人安全。具体形式见门洞结构布置图。各种钢管及型钢必须是有生产资质的厂家生产，质量标准要满足相关规范要求。使用前要逐件进行外观和质量检查，决不允许有裂痕、变形或锈蚀等缺陷的构件使用。2.门洞验算(1)跨S342省道交通门洞，净宽5m，斜宽5.6m，高4.5m，跨越门洞纵梁为63b号工字钢，纵梁最大间距0.9m，最小间距0.3m。纵梁：I=98171cm4，E=2.1105MPa，W=3117cm3, 每片纵梁自重798kg。横梁：I=11626cm4，E=2.1105MPa，W=727cm3,每片横梁单位长度自重65kga、纵梁验算箱梁底板6.7m范围内按支架间距考虑18片纵梁，则纵梁总重为：0.798189.8/6.7=21.4kN/m门洞上部支架自重：0.27KN/ m2Ix98171cm4Wx=3117cm3q总=8.39.8+0.27=81.61kN/m2M=q总L2/8=（81.610.621.4）5.62/8=275.8kNmw= M/ Wx=88.5MPaw=145MPa强度满足要求。5q总L4/384EI =5(81.60.621.4)5.64/3842.11059817110-8=4.4mm/L=4.4/5.6103=0.31/4005.6/400,刚度满足要求。b、横梁验算横梁承受由纵梁及上部荷载传来的力，由于门洞立柱间距为1m，则按照简支梁验算跨度L=1.0m时工字钢的受弯及剪切破坏：横梁单位长度荷载：0.58KN/m；纵梁自重传递到横梁上的线荷载：21.46.7/5.6=25.6 kN/m；Ix11626cm4Wx=727cm3q总=8.39.8+0.27=81.61kN/m2M=q总L2/8=（81.610.625.6+0.58）12/8=9.4kNmw= M/ Wx=12.9MPaw=145MPa强度满足要求。5q总L4/384EI =5(81.610.625.6+0.65)14/3842.11051162610-8=0.04mm/L=0.04/3103=0.005/4001/400,刚度满足要求。 (2)门柱承受竖向力G=q总S/n=81.6174.37/14=433.5