某特大桥墩台内外脚手架设计计算书.doc

新建铁路张家口至集宁一次复线DK74+689后河5号特大桥墩台内外脚手架设计计算书计 算：审 核：张集铁路总承包中铁四局工程指挥部二00七年六月说 明1、实心墩施工采用外脚手架，空心墩施工采用外挂架、内脚手架。2、计算荷载采用2 KN/m,安全系数K=1.3。3、钢管采用A3483.0mm新管，考虑临时结构，其轴向应力、弯曲应力，可比规定提高25%。4、横杆计算恒载应按均布荷载考虑，因值较小，并入集中荷载考虑。5、实心墩外支架立杆底地基设计允许应力=180 KPa,若不能满足时，需做处理。6、本桥施工风季风力较大，沿墩高每1020m设置一道扶壁,将横杆和模板外架相连。计 算 书一、工程项目：张集铁路后河5号特大桥墩台内外脚手架。 二、施工设计：见下图。说明：1、本图尺寸均以厘米计。2、实心墩采用外脚手架，空心墩采用内脚手架。3、支架只做工作平台和临时堆放小型材料用，设计荷载2.0KN/，施工过程中应严格控制。4、施工注意事项：1）立杆采用对接，水平杆可采用搭接。2）立杆竖直，横杆水平，扣件要紧固。3）施工时若图尺寸与实际不符，必须要调整，但立杆间距不得大于100，横杆步距不得大于120。4）风季施工为确保支架安全，沿墩高1015m设置一道扶壁，将横杆和模板外架相连。5）支架搭设质量应符合国家有关施工技术标准。6）工作平台外侧应设置栏杆和安全防护网。7）上下人应设置马道，两侧设置栏杆。三、计算内容：1.顶部横杆的强度、挠度。2.立杆受力。3.扣件抗滑。4.地基应力。四、计算荷载1、步行板重量：G1=0.4KN/m2、钢管每延米重量： G2=0.04KN/m3、施工荷载：G3=2.0KN/m五、采用数据1、钢管：A3483.0mm 1)弯曲应力：w=145*1.25=181 MPa2)轴向应力：= 140*1.25=175 MPa3)扣件抗滑： N=8.5MPa 4)惯性矩：I=10.78 cm45)截面模量：W=4.40cm36)弹性模量：=2.1105 MPa2、步行板：木板 木板-50 mm1)弯曲应力：w=11 MPa2)弹性模量：=9103 MPa2、挠度=1/400六、结构计算墩台内外脚手架选最不利情况下计算1、采用计算荷载P=(2.00.040.4)1.3=3.17KN计算取P=3.2 KN2、 顶部横杆: A3483.0mm1)计算图图1p=3.2KN1m2)强度Mmax=3.21/4=0.8KNmw=0.8106/4.4103=181 MPa =181 MPa3)挠度 =2.083.210003/1002.110510.78104=0.1mm 1000/400=2.5mm3、步行板 木板-50 mm B=200 1)计算图图2p=3.2KN(实际P=2.7 KN)1m2)强度 Mmax=3.21.0/4=0.8 KNmw=0.8106/83.3103=9.6 MPa 11 MPa W=2052/6=83.3cm33)挠度=2.083.210003/1009103208.3104=0.1mm 1000/400=2.5mmI=2053 /12=208.3 cm44、扣件抗滑1)计算图图32)抗滑 N=3.20.7=2.2 KN 8.8 KN 5、立杆：A3483.0mm i=1/44.82 +4.22=1.59 cm=1200/15.9=75 =0.682P=4241750.682/1000=50.6KN(考虑安全系数P容=30 KN)N=2.2 KNP30 KN6、地基应力 按H=30m计算P=（30/1.2+1）1.5+30 1.10.0331.3+2.2=5.5 KN地基容许应力=180kpa钢管底部需设2020硬木垫块 =14000 kpa实际基底应力 5.5 10000/2020=138 kpa 180 kpa木垫块应力 5.5 10000/4.24=12970 kpa 1.3五、纵向风力估算1、迎风面积F=153014(30/1.21)1.20.048=46.9 m2、风力P=46.96.8=319 KN3、安全系数1）M稳=24448.536148.53628=7402 KNm2）M倾=31915=4785 KNm3）安全系数K=7402/4785=1.55 1.3六、扶壁钢管应力 483mm1、轴向力L=800mm i=15.9mm =800/15.9=50=0.828P=( 482422)3.14161700.828/41000=60 KN2、扣件抗滑每一根杆P=8.53=25.5 KN选 P=25.5 KN计算七、加固方案1、立面， 高30m设两排，距基础顶14m一排；距基础顶28m一排。2、平面，见下图支架风载估算说明1、横向风力 （横桥方向）1）横向风力为横向风压乘以迎风面积。横向风压按下式计算。W=K1*K2*K3*K4*W0 (Pa)式中：W0基本风压值 Pa，当有可靠风速记录时，按W0=（1/1.6）V计算，若无风速记录时，可参照全国基本风压分布图，并通过实地调查核实后采用；V为设计风速，m/s，按平坦空旷地面离地面20m高，频率1/100的10min平均最大风速确定；K1设计风速频率验算系数，对于特大桥及在高速公路，一、二级公路上的大、中桥采用1.0；其他采用0.85； K2风载体型系数，圆形截面K2=0.8；K3风压高度变化系数 K3=1.13 (离地面高度H=30m)K4地形、地理条件系数峡谷口、山口 K4=1.2 2）设计支架时，风力在上部构造的着力点假定在迎风面积的形心上。3）桥梁上部模板有可能被风力掀离支架时，应计算两者锚固的反力。4）迎风面积的计算，可按模板的外廓线面积乘下列拆减系数；两片（三片以上）钢桁架或拱架为0.4（0.5），实体模板为1.0。2、支架上的顺桥方向风力，