河口村一号特大桥门式墩支架检算报告(单层单排贝雷梁方案)-7-29(1)

1、兰新铁路LXS-13标段河口村一号特大桥门式墩现浇支架检算报告兰州交通大学土木工程学院2011年06月兰新铁路LXS-13标段河口村一号特大桥门式墩现浇支架检算报告计算： 复核： 兰州交通大学土木工程学院2011年06月兰新铁路LXS-13标段河口村一号特大桥门式墩现浇支架检算报告1 支架方案门式墩施工支架为钢管贝雷支架，钢管采用500×10mm，每排设置3根，通过剪刀撑连接，钢管支撑于承台上。横梁布置2根I45b工字钢，I45b工字钢上设贝雷梁，梁部承重采用19排普通型贝雷片，间距225mm，每三排之间用450mm支撑架连接，贝雷梁上设10cm×10cm间距采用60c的木

2、方作为分配梁，m。木方上铺设1.8m碗扣脚手架，脚手架横向铺设一层15cm×15cm的木方，间距采用60cm。门式墩支架布置图如图1所示。 图1 门式墩支架布置图2 验算依据铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范铁路桥涵地基和基础设计规范混凝土结构设计规范（GB50010-2002）建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)钢结构设计规范(GB 50017-2003)河口村一号特大桥门式墩构造施工图3 检算荷载根据建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范相关规定取值。（1） 混凝土自重预应力钢筋混凝土容重取26.5kN/m3。（2） 模板等自重1） 脚手板自重标准值统一按0.35k

3、N/m2取值；2） 操作层的栏杆与挡脚板自重标准值按0.14kN/m2取值；3） 脚手架上满挂密目安全网自重标准值按0.01kN/m2取值；（3） 施工活荷载1） 施工人员、施工料具、运输荷载，按2.0kN/m2计；2） 水平模板的砼振捣荷载，按2.0kN/m2计；3） 倾倒混凝土冲击荷载，按2.0kN/m2计。（4） 水平风荷载=0.7×1.0×0.8×0.5=0.28式中：Wk风荷载标准值（kN/m2）；z风压高度变化系数，按现行国家标准建筑结构荷载规范（GB50009-2001）规定采用，取1.0；s风荷载体型系数，按现行国家标准建筑结构荷载规范（GB500

4、09-2001）规定的竖直面取0.8；Wo基本风压（kN/m2），按现行国家标准建筑结构荷载规范（GB50009-2001）规定采用，取0.5kN/m2。4 梁底模板及枋木检算4.1 模板盖梁模板采用钢模，刚度较大，不需要进行检算。4.2 横向枋木（垂直于盖梁轴向方向）横向枋木搭设在碗扣支架上，承担0.60m宽度范围内的混凝土自重、钢模自重及施工荷载。钢模自重按照10kN/m2计算。横向枋木承担的均布荷载为：=1.2×2.40×0.60×26.5+1.2×10.0×0.60+1.4×6.0×0.60=58.03kN/m。纵向

5、枋木（宽15cm×高15cm）的截面特性：=5.625×10-4m3。=4.21875×10-5m4弹性模量：，容许弯曲应力，容许剪应力：加掖范围内横向枋木（宽10cm×高10cm）搭设在纵向枋木上，净跨度50cm，如图2所示。图2 纵向枋木计算简图将横向枋木简化为3跨连续梁（跨度0.6m）模型进行计算，计算利用有限元程序ANSYS进行。计算结果如图3所示。（a） 弯矩图（b） 剪力图（c） 竖向位移图（d） 上缘应力图（e） 下缘应力图图3 横向枋木计算结果最大弯曲应力：=3714kPa=3.71MPa<=13MPa最大剪应力：=1.5×

6、;20.891/0.15/0.15=1392kPa=1.39MPa<=2MPa横向枋木最大变形：0.123mm<=1.5mm横向枋木的弯曲应力、剪切应力及变形均满足要求。5 碗扣支架（1） 立杆强度检算根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（2001）表5.3.3，横杆步距0.60m，长细比的计算公式为：式中：计算长度附加系数，取1.155；根据经验，取1.50。满足建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范5.1.8条规定,250。根据枋木计算结果，立杆承受的最大竖向力为38.3kN。立杆轴心受压稳定系数：=0.793；立杆应力为：=38.3/489/10-6=78.3×103

7、kPa=78.3MPa<=0.793×205=162.6MPa，立杆强度及稳定满足要求。（2） 组合风荷载时承载力验算对标准截面下立杆进行组合风荷载时的承载力验算。风荷载对立杆产生弯矩：=1.4×0.9×1.0402×0.28/10=0.03816 kN·m式中：Mw单肢立杆弯矩（kN·m）；a立杆纵距（m）；Wk风荷载标准值（kN/m2）；l0立杆计算长度（m）。为安全起见单肢立杆轴向力按照恒载和活载分别取1.2和1.4的分项系数后的计算结果（不考虑活载0.9的折减系数）。底板下单根立杆承受的荷载为：28.76kN。立杆压弯强

8、度计算：=+=125944=125.94<=205。式中：有效弯矩系数，采用1.0； 截面塑性发展系数，钢管截面为1.15； W立杆截面模量； 欧拉临界力，kN（E为材料弹性模量，为压杆长细比）。组合风荷载时，标准截面下立杆强度满足要求。6 横向枋木由于底托横向枋木支撑在贝雷梁上，跨度较小，故可不进行检算。7 贝雷梁检算（非加强型）贝雷梁共设置23道单层贝雷梁，外侧4道贝雷梁主要承担施工平台荷载，19道承受盖梁自重，贝雷梁选择净距18m的门式墩进行检算，贝雷梁受力简化为均布荷载计算。计算时恒载考虑1.2的荷载分项系数，活载取1.4。盖梁自重：1.2×（4.0×2.40

9、）×26.5=305.28kN/m；模板、碗扣支架、枋木取3.0kN/m2计算，贝雷梁间距为（22.5+45）/2=33.75cm：1.2×0.3375×3.0=1.215kN/m；施工活载取6.0kN/m2计算：1.4×0.3375×6.0=2.835kN/m；均匀分布到15道贝雷梁上，均布荷载为：=305.28/19+1.215+2.835=20.12kN/m。贝雷梁计算结果如图4所示。计算模型中，由于端部碗扣支架的刚度相对较小，在加掖位置支点上弦杆施加加掖处自重的一半，计算取每片贝雷梁竖向荷载为20kN。（a） 轴力图（b） 弯矩图（c）

10、 剪力图（d） 竖向位移图（e） 最大应力图（f） 最小应力图图4 贝雷梁计算结果贝雷梁最大拉应力为195.50MPa，发生在贝雷梁跨中下弦杆；最大压应力为-220.85MPa（允许应力=273MPa），发生在支点处竖杆，强度满足要求。贝雷梁最大变形：29.85mm<=15000/400=37.5mm；刚度满足要求。8 横向工字钢检算横向工字钢采用2根I45b号工字钢，工字钢面积=111cm2，惯性矩=33760cm4。贝雷梁的向下传递的竖向荷载为：170.9kN；该力作用在横向工字钢上后，横向工字钢的计算结果如图5所示。（a） 弯矩图（b） 剪力图（c） 竖向位移图（d） 上缘应力图（

11、e） 下缘应力图图5 横向工字钢计算结果最大弯曲应力：=134178kPa=134.18MPa<=145。最大剪应力：=873.49/2.0/0.38/0.0135=85135kPa=85.14MPa<=120MPa；横向工字钢最大变形：0.647mm<=5.0mm。横向工字钢弯曲应力及变形均满足要求。9 钢管立柱检算钢管立柱采用横向3排钢管立柱，钢管立柱按照15m计算，在横向钢管立柱间均设有横向联系。单根钢管立柱最大受力为1634.0kN。钢管立柱50.0cm、壁厚1.0cm，材料为q235。500×10mm钢管立柱截面特性：=0.015393m2， =46220

12、×10-8m4；=0.1733m。建议钢管立柱与桥墩之间采用10号槽钢连接，或者抱箍连接，连接5m一道，以减小钢管立柱的长细比。自由长度按照5m计算。其柔度：=2×5.0/0.1733=57.7；稳定系数：=0.825钢管立柱应力：=1634/0.015393=106152kPa=106.15 MPa<=0.825×145=119.63 MPa，钢管立柱的强度和稳定性满足要求。10 结论及建议由以上分析可以看出：（1） 竹胶板（1.5cm厚）满足刚度和强度要求；（2） 横向枋木（15cm×15cm）满足刚度和强度要求；（3） 碗扣支架（60cm×60cm）满足强度及稳定性要求；（4） 贝雷梁（非加强型，盖梁下布置23道，其中19道承载盖梁重量，4道承受外侧施工平台荷载）满足强度及刚度要求；（5） 横向工字钢2I45满足强度及刚度要求。（6） 钢管立柱（3排立柱，纵向需与桥墩采用10号