支架计算书上课讲义

1、万州区长江二桥至密溪沟段消落带 生态库岸综合整治工程（三标段） （桃子园大桥） 连续梁 0 号块 施 工 专 项 方 案审 批 人：审 核 人：编 制人：编制单位：苏州市政园林工程集团有限公司 编制时间： 2016 年 9 月目录一 工程概况 2二 专项施工方案概况 4三 专项施工工艺及主要施工方法 41）施工工艺流程 42）施工方法 5四 支撑架设计验算 6（一）施工方案编制依据 6（二）施工方案设计参数 7（三）荷载计算 7（四）内力计算及结构设计 8工程概况桃子园大桥桥型布置为左幅桥上部结构为 （55+100+55）m+（3x25）m 预应力混凝土连续梁，左幅桥全长 295m右幅桥为（5

2、5+100+55 m预应力混 凝土连续梁，右幅桥全长220m桥墩下部结构为11号主墩基础采用6根© 1.8m钻孔灌注桩，桩基呈行列式布置：横向间距 4.5m、纵向间距4.5m;桩 底高程147.728m,左右幅桥桩长均为30m桥墩基础设计为端承桩基础。承 台为矩形承台，平面尺寸为12.6mx 8.1m。承台厚3.5m。墩身采用等截面矩 形实体花瓶墩，墩高左幅桥为10.5m,右幅桥为9m桥墩截面尺寸3X 7.26m, 四周设r=0.3m的倒角。12号主墩基础采用6根© 1.8m钻孔灌注桩，桩基 呈行列式布置：横向间距4.5m、纵向间距4.5m;左右幅桥桩长均为30m桥 墩基础

3、设计为端承桩基础。承台为矩形承台，平面尺寸为12.6mx 8.1m。承台厚3.5m。墩身采用等厚度矩形实体花瓶墩，墩高左幅桥为20m右幅桥为16.5m,单幅墩标准截面3X7.26m,四周设r=0.3m的倒角。主桥上部结构为（ 5510055）m 三跨预应力混凝土变截面连续箱梁, 采用分离的上、下行独立的两幅桥,单幅桥采用单箱双室截面,跨中箱梁中 心高度为2.5m,支点处箱梁中心梁高6.5m,由距主墩中心2.5m处往跨中方 向46.5m段按1.8次抛物线变化。箱梁根部底板厚80cm跨中底板厚28cm, 箱梁高度以及箱梁底板厚度按 1.8 次抛物线变化。箱梁腹板根部厚 75cm， 跨中厚50cm箱

4、梁腹板厚度在腹板变化段按直线段渐变，由厚75cm变至至50cm箱梁顶板厚度30cm箱梁顶宽18.49m,底宽9.786m,顶板悬臂长度 外侧2.5m内侧2.4m,悬臂板端部厚18cm根部厚65cm.箱梁顶设有2%勺 单向横坡。箱梁浇筑分段长度依次为：12m （0号段）+3X 3.0m+4X 3.5m+5x 4.0m。0号块箱梁长12m（墩柱中心线两边各6米），设计为单箱双室截面，顶 宽18.49m、顶板悬臂长度外侧2.5m内侧2.4m,底宽9.786m,梁高6.5m, 底板厚80cm顶板厚度30cm腹板厚度75cm悬臂板端部厚18cm根部厚 65cm 箱梁顶设有 2%的单向横坡。二专项施工方案

5、概况0号块支架采用钢管柱贝雷梁结构。墩身两侧各设置2排3根钢管柱，靠近墩身处钢管布置在承台上，外侧钢管置于C30砼基础基础或© 120钻孔桩上（12号墩靠中跨侧）。基础尺寸为3.0 X 3.0 x 1.0m;支撑柱顶一次主梁 采用2根I 50b工字钢组合梁，横桥向布置，长 18米。二次分配梁采用14 排单层普通型贝雷梁，顺桥向布置。每两排之间用90cm或135cm跨横撑连接，墩身外侧翼缘板处3排贝雷梁按12米通长布置，墩身处贝雷梁靠墩身 布置，多余部分作为操作平台。贝雷梁上横向布置I14工字钢，间距60cm12mn竹胶模板。悬段处设置顶托支架，翼板下搭设盘扣支架。在纵向铺设I 14工

6、字钢分配梁， 横向铺设10cnX 10cm2木枋，铺设尺寸早1 : j厂三专项施工工艺及主要施工方法0号块现浇支架采用钢管贝雷膺架，墩身两侧各设置2排3根钢管柱，靠近墩身处钢管布置在承台上，外侧钢管置于 C30砼基础基础或© 120钻孔 桩上（12号墩靠中跨侧）。基础尺寸为3.0 X 3.0 X 1.0m。外侧模用钢模板， 内模采用钢管脚手架竹胶模板。砼采用商品砼，罐车运输，臂架泵输送入模， 0号块分两次浇筑，第一次浇筑 4.5，底二次浇筑2米。1）施工工艺流程支架基础施工2)施工方法(1) 临时基础地基处理外侧钢管除12号墩靠中跨段采用钻孔灌注桩外，其余采用3.0 X 3.0 X1

7、.0m基础，地基承载力不小于0.25Mpa;内侧钢管设置承台上。施工前，先平整施工场地，再进行砼基础和钻孔灌注桩测量放样。扩大 基础必须置于原状土上，保证地基承载力需要，基础周围做好排水处理，周 边设置排水沟。在钢管立柱的对应位置预埋 80X 80cm厚度10cm的底座钢板， 钢板焊接4根长的© 25钢筋，锚固长度50cm采用塞焊。（2）支架安装钢管质量验收合格后，切割下来制作支撑柱。钢管接长采用内衬外套钢 管对接焊接方式接长，确保支撑柱上下同心。支架柱采用汽车吊拼装就位、 焊接组装。依次拼装钢管立柱、桁撑，钢管柱上座板采用80x 80cm厚度20cm 钢板，钢管柱的上下座板各设 4

8、块1cm厚15x 15cm的三角加劲板。钢管安 装时要求横、纵向钢管中心在一条直线上，并保证钢管的垂直度。支撑柱安装后架设一次主梁（2根I 50工字钢组合梁）。横联采用焊接 1cm后10x 30cm钢板，达到整体效果，工字钢接长采用1cm厚拼接板搭接焊 等强连接。贝雷梁航姐按设计图逐根组装，每 2片为一组，中间设置标准桁撑，以 求稳定防侧，然后使用吊车逐根吊装就位。贝雷梁上设置I 14工字钢分配梁，间距60cm悬臂部分搭设顶托，翼 板部分搭设盘扣钢管，再铺设I 14工字钢分配梁，10x 10c m木枋、底模。（3）支架拆除 待预应力形成后，开始拆除支架。拆除支架先松顶托，之后拆除模板， 拆除I

9、 14工字钢，将贝雷梁桁架滑移至箱梁外侧一掉下一解开，拆下一次主梁，最后拆除支撑柱。四 支撑架设计验算（一）施工方案编制依据1 ）施工方案编制依据1）施工设计图；2）交通部交计发 199823 号交通部国防交通储备器材管理规定的 通知（装配式公路钢桥使用手册） ；3）建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范 JGJ166-2008；4）建筑施工模板安全设计规范 JGJ162-20085 ） 钢结构设计规范 GB50017-20036）混凝土结构设计规范 GB50010-2010（二）施工方案设计参数1、钢材弹性模量 E=2.1 x 105 Mpa;2、Q235钢材抗拉、抗压设计控制强度f=210

10、Mpa,剪切强度fv=125 Mpa贝雷梁桁架的允许压应力及弯应力为 f=273 Mpa,剪切强度f v=208 Mpa;3、钢筋砼容重rc=26KN/m4、结构安全系数K=1.3;5、二次分配梁允许桡度3 =L/500 ;6、恒载系数1.2，活载系数1.4 ;7、施工人员及机械荷载约100KN&模板重量q=2.5KN/mf。（三）荷载计算1、计算梁横截面积梁段支撑部分标准横断面如下：1x r 7厂总面楸 XV1/ /Um耳 74i hL 4总.沪 柔固结红构君学炉ti2、荷载计算箱梁全宽B=18.49m 梁高h=6.05m,按0B断面积A=262511c金12米长共计315方。0号块

11、砼为530方，墩顶部分砼220方，悬臂部分砼为310方。 结构横载 q1=1.05r cA=716.7 KN/m; 模板重量 q2=2.5B=46.25 KN/m ; 支架重量q3=15%（p107.5 KN/m,（暂按以往经验估算）; 施工人员和机械荷载 q4=100/12=8.33 KN/m ;设计计算荷载：q=1.2 （ qi+q2+q3）+1.4q 4=1056.2 KN/m，计算荷载放大系数：K=1.473、荷载分配1 JL丄392-r ,L 390< ALT3RU Rrl支撑架荷载分*1卩I ：尺勺Y I经Midas计算结果为：弯矩：MwX=704.1 KN.m， Min=-

12、1408.3 KN.m ；剪力：Qax=2112.4 KN，Qin=-2112.4 KN;支点反力：RA=R=2165.2 KN，FB=FC=4172 KN。（四）内力计算及结构设计1、钢管支撑柱根据荷载计算的支点反力结果判定，纵向钢管支撑柱 FB （或 FC）点的分 担荷载最大。故以此为计算设计对象。纵向钢管支撑柱FB及Fb点的横断面支 撑结构如图。横向每个支撑点布置 3根© 600、壁厚10mn钢管柱。钢管柱按 等面积荷载布置，为设计计算简便，以受载最大的 吊及甩截面支撑点为基准 计算。将横截面面积分三等分，每根支撑柱置于对应面积重心位置，实现等面 积荷载分配布置法，每一支撑柱分

13、担的标准横断面积为8.75m ,对应分担的最大计算荷载为R=1391KN支架最大高度为23米，模板、分配工字钢及贝雷梁的总高度为 2.5米, 支撑柱受压杆高度为20.5米。(1) 钢管柱几何参数钢管柱直径© 600、壁厚10mm钢管，其截面特性为： lx=80634cm,A=185.26cm2,i x=41.725cm;长细比入=49.13<150，满足要求，属 于短压杆，折减系数® =0.86。支撑柱按两端铰接结构设置，自由受压系数 a =1。(2) 强度简算允许支撑能力R= ® fvA=3341KN安全系数K=2.4，满足要求。(3) 压缩量 h=Rh/

14、EA=1391=7.3mm(4) 扩大基础计算 基底应力计算3000基她面圈单根钢管桩上部荷载 176.5 x 1.1=194.2t ,扩大基础自重为(3X 3X0.6+1.5 x 1.5 x 0.4 ) x 2.4=11.88t，钢管桩及平联自重为 0.128 x 21+0.061 x 4x 3=3.42t。地基承受的总荷载为 194.2+11.88+3.42209.5t，基底应力:209.5 104書 0.23 a,3 3 10为保证支架安全，因此要求地基承载力不小于0.25MPa若地基承载力 小于0.25MPa支架基础大小应作适度调整 基础抗冲切计算应计算两个地方的抗冲切能力，一是计算钢

15、管桩底部与基础顶面交界处 基础的抗冲切能力，二是计算基础变阶处的抗冲切能力。计算基础的抗冲切能力时，应扣除相应砼的自重。砼的抗剪强度一般按抗拉强度值的0.7倍考虑。A、柱与基础顶交界处的抗冲切能力作用在基础顶面的荷载 F=194.2+3.42=197.6t=1976KN，扩散角45°。0111X£2C0参照2002版建筑地基基础设计规范，交界面C30砼可承受的冲切力：F 0.7 hpftamh0 0.7 0.98 1.43 106 3.14 (0.6 2.6) 1/1000 4928KN 1976KN ， 2基础顶面满足抗冲切要求！B、基础变阶处的抗冲切能力基础变阶处的荷载

16、计算时，应考虑变阶顶面的砼，F=1976+1.5X 1.5 X0.4 X 24=1998kN 扩散角 45°。F 0.7 hpftamhoI - 4占5150?兀60.7 1 1.43 104 (1.5 2.7)20.6/10005045 KN1989 KN ,基础变阶处满足抗冲切要求! 基底抗弯计算基底的压应力为0.23MPa将基础倒置，计算模型简化为悬臂梁，如下图:计算悬臂端根部的最大应力为：2 2_ qlb 丨 /2 3ql 3 0.23 0.75 d nQ1.08 aW bh /6 h0.6C30素砼的抗拉强度设计值为1.43MPa因此基础素砼即满足抗弯要求！ 考虑到基础砼性

17、能可能较差，存在离析，厚度不够等情况，要求基础底 板构造性双向配筋，钢筋型号根据工地现场废旧材料确定，暂且按© 1030cm 配筋。遇软硬不均地基时，为防止基础裂断，要求基础底板及顶板双向构造性 配筋2、一次主梁由于纵向钢管支撑柱RB (或RC)点支撑分担荷载最大，横向主梁在此处 分担的荷载也最大，经 Midas软件计算，最大内力为：最大负弯矩 Mk=-571.8KN.m;最大正弯矩 MnaFl52.7KN.m 最大剪切内 力 TmaF743.2KN。一次主梁选用I50b工字钢，材质Q235其几何特性：横截面积A=129.25cnt 横截面惯性距 lx=48556cm,l x/Sx=

18、42.3cm, d=14mm 工字钢水平 放置。 求所需I 50b工字钢数量假设需要n跟。以最大负弯矩 Mn.=571.8KN.m为控制值，采用允许应力 法求所需根数n。由公式c二kMaxYmax/nl x< f得到：nlx=72830cm：所需根数n=1.5根，选用 2根I 50b工字钢。 验算剪应力最大截面剪应力：t max=Tmax/nd(I x/Sx)=62.7Mpav fv=125MPa 满足要求。 验算扰度3a、外悬臂端(Mnax=-571.8KN.m)下扰度(L=385cm)由力法可得：在 q=1 状态下，M=-ql 2/2=-7411250, 3 i=ql 4/8EI=0

19、.09。 由 3 /Mmax= 31/ M ,3 = 3 i Mna>/ M=6.9mm 小于 L/500=7.7mm。满足要求。b、跨中最大正弯矩(Mnax=152.7KN.m)最大扰度(L=251cm)由力法可得：在 q=1 状态下，M=ql 2/8=787500, 3 i=5ql 4/384EI=0.003。由 3 /Mmax= 3 1 / M 1,3 =3 i Mmax/ M i=0.6mm 小于 L/500=5mm 满足要求。3、贝雷梁计算(1)贝雷梁的物理参数型号几何特征容许内力单排单层 不加强型lx (cm4)W( cni)弯矩(KN.n)剪力(KN抗压应力f(Mpa)剪应

20、力fv(Mpa)250497.23578.5788.2245.2273208(2) 计算所需贝雷桁架梁数量根据荷载分布简图计算得到各个支撑点分担荷载为：RA=RD=2165.2 KN ,RB=RC=4172 KN,根据支撑架布置，甩及FD支点的贝雷桁架承载能力每片为 310KN FB及FC的贝雷桁架承载能力每片为620KNA及D点需要贝雷桁架梁：n=7片。B及C点需要贝雷桁架梁：n=7片。在实际布置中，考虑外侧翼缘板下 外悬臂较大以及两片横向连接形成稳定结构，实际按14片布置。(3) 验算贝雷桁架整体抗弯能力经计算，贝雷桁架截面最大弯矩为FB及FC支撑处的柱顶负弯矩，为Mma>=1408.3KN.m。14排贝雷桁桁架的总抗弯能力为：M抗=14M=14 X 788.2=11034.8KN.m,远大于荷载最大弯矩，满足要求(4) 抗剪切能力验算经计算，贝雷桁架截面最大剪力TmaF2112.4KN, 14排贝雷桁桁架的抗剪 允许应力t =14 X 245.2=3432.8KN.m>Tmax,满足要求。(5) 验算最大扰度3验算向下弯曲扰度，向下最大弯矩MU=704.1KN.m。由力法可得：在 q=1 状态下，M=-ql 2/8=20000, 3 i=5ql 4/384EI=0.0063。 由 3 /