道岔桥支架检算修改20120405X(1)(1)

1、重庆轨道交通三号线南延伸段金竹站鱼洞站区间工程折返线道岔桥满堂支架施工复核计算计 算：复 核：上海市隧道工程轨道交通设计研究院2012年03月目录1.工程概况21.1地形地貌21.2水文地质情况21.3满堂支架搭设情况32.设计基本资料43.计算依据43.1参考规范43.2计算模型44.荷载取值55.结构验算65.1腹板处立杆整体稳定性计算65.2横梁处立杆整体稳定性计算115.3支架型钢计算175.4纵方计算215.5横方计算225.6支撑挡墙及基础计算236.检算结果247.构造体系评估248.对下步施工提供合理的意见和建议241. 工程概况重庆市轨道交通三号线南延伸段工程金竹站鱼洞站区间

2、工程折返线道岔桥，位于巴南区渝南大道C段右侧下公路横向跨越黄溪河连接巴南区体育中心。成型后的道岔桥服务于轨道交通三号线和二号线轻轨列车转换通行。道岔桥桥面长89.0m,宽39.0米，结构采用4.5m（悬臂长）+23m（边跨）+35.5m（中跨）+23m（边跨）+3 m（悬臂长）三跨带悬臂预应力混凝土连续箱梁。箱梁结构采用单箱十二室，梁高2米，箱梁顶宽39米，底宽33.7米。箱梁底板厚0.2米，顶板厚0.3米，相邻箱梁腹板厚0.4米，箱梁断面顶板与中腹板处设置0.9m*0.3m倒角，与边腹板处设置0.6m*0.2m倒角；箱梁底板与腹板处均设置0.4m*0.2m倒角；跨与跨之间的箱梁相接段设置了横

3、梁，梁宽分别为2.0米和2.5米，梁高2.0米。下部结构采用4排4列共16根柱和独立基础桩，柱间设横向联系梁，系梁净空分别为8.15米和9.40米，高1.3米，宽1.6米，距墩顶距离为0.4米。桥墩编号NQ11DC01NQ11DC04，起止里程为K16+261.949K16+343.449，轨道梁线路在道岔桥范围内无竖曲线，轨面至道岔桥结构顶面3.0m。道岔桥上设置两组道岔。1.1 地形地貌道岔桥桥位属丘陵地貌，地质波状起伏，浅表层主要为人类工程活动堆填的人工填土，土层厚度变化较大，且道岔桥位于黄溪河两岸，同时受季节性洪水的影响，根据桩基开挖时的地质判断，在河两侧存在有流沙现象。1.2 水文地

4、质情况重庆轨道交通三号线南延伸段金竹站至鱼洞站（含设计终点）区间沿线局部基岩露出，沿线均被人工填土和粉质粘土所覆盖，土层厚度变化大，基岩为砂岩、砂质泥岩互层的陆相碎屑岩，属丘陵地貌，地质波状起伏。浅表层主要为人类工程活动堆填的人工填土以及残坡积粉质粘土，下伏基岩为侏罗系陆相沉积岩层，主要岩性为砂岩、砂质泥岩等，以砂质泥岩为主，砂岩多层薄层及透镜体。拟建场地属长江水系，附近常年性溪河有黄溪河，河宽1015m，常年性流水，洪水季节受长江倒灌水的影响，常年洪水位为193.000m，最高洪水位为196.500m。根据该段地勘资料和场地岩性特征、场内无外来污染物等场地实际条件，地下水和粉质粘土对混凝土结

5、构有微腐蚀性。1.3 满堂支架搭设情况碗扣式支架横向间距90cm，纵向间距为60cm，横杆层距为120cm。剪刀撑在纵横方向上每4米设置一道，用48钢管用扣件与立杆每步节点处进行连接加固，剪刀撑的斜杆与地面夹角应在45°60°之间，纵横向由底到顶应连续设置。箱梁模板均采用竹胶合覆膜模板。底模的下部采用12cm×10cm作为横肋支撑于立杆的顶拖上，采用8cm×5cm的方木作为纵向支撑肋，纵向支撑肋的中心间距为25cm。对12跨和第3跨河边部分采用横向修建支撑挡墙来承受箱梁和支架荷载，对第3跨上面部分因地下岩层较好，将其上部松软土外弃后在其浇筑C30混凝土进

6、行硬化，厚30cm。挡墙基础将勘入岩层100cm,从而保证支架基础的稳定和满足支架承载要求。2. 设计基本资料1、 道岔桥支架模板平、立、剖面方案图2、 条形基础平面及构造图3、 NQ11DC01NQ11DC04道岔桥构造图3. 计算依据3.1 参考规范1、建筑结构荷载规范（GB50009-2001）2、木结构设计规范（GB50005-2003）3、跨越式施工支架技术规程(DBJ50-112-2010)4、建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范 (JGJ166-2008)5、路桥施工计算手册6、混凝土结构设计规范（GB 50010-2002）7、铁路桥梁钢结构设计规范（TB 10002.22005）

7、8、钢结构设计规范（GB 500172003）9、建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）3.2 计算模型荷载传递方式从上到下依次为：道岔桥箱梁 上部脚手架 I56c型工字钢 地基基础。箱梁高度2m；最高处脚手架高度18m，横杆步距1.2m，立杆横向间距为0.9m，纵横向间距均为0.6m；I56c型工字钢间距0.9m。为简化计算，各梁构件采用简支模型，检算结果将偏安全。4. 荷载取值4.1 钢筋砼自重钢筋砼容重取取箱梁横梁断面为荷载计算断面：4.2 竹胶板自重荷载：4.3 10x12cm方木自重荷载：4.4 8×5cm方木自重荷载：4.5 施工人员及机械设备均布活荷载：4.6

8、 振捣砼时产生的活荷载：5. 结构验算5.1 腹板处立杆整体稳定性计算支架布置为：立杆为0.9mx0.6m，水平杆步距1.2m。水平杆步距，根据建筑工程扣件式钢管脚手架安全技术规范条规定，立杆的稳定性应按下式验算： 不组合风荷载时：组合风荷载时：式中：计算立杆段轴向力设计值。按规范（1）条规定计算。 轴心受压构件稳定系数，根据长细比按规范附录C表取值。当时， 立杆截面面积 计算立杆段由风荷载产生的弯矩，按规范条规定计算 钢材的抗压强度设计值，取。1）值计算根据规范（1）条规定，立杆轴向力设计值按下式计算：不组合风荷载： 组合风荷载： 式中：模板及支架自重、混凝土自重与钢筋自重标准值产生的轴向力

9、总和。单根立杆受荷载标准值：（1） 主梁上部碗扣钢管自重，查规范表A.0.2可知：Q上0.1505*18=2.709kN（2） 单根立杆受钢筋混凝土结构荷载Q结构52.5*0.6*0.9=28.4kN施工人员及施工设备荷载标准值、振捣混凝土时产生的荷载标准值产生的轴向力总和，其标准值为：（1）施工荷载，混凝土振捣荷载Q振捣2*0.6*0.91.1kN；（2）模板及人员荷载Q人员模板0.12*0.9+0.04*0.6*5+3.2*0.6*0.9=1.96KN不组合风荷载：组合风荷载： 2）计算对于模板支架来说，水平荷载仅有风荷载。因支架在横桥向布置距离较窄，横桥向风荷载对支架影响较大，故仅计算横

10、桥向风荷载对支架作用。根据规范条规定，由风荷载设计值产生的立杆段弯矩，按下式计算：式中：风荷载标准值产生的弯矩 风荷载标准值 立杆纵距水平杆步距按建筑工程扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2011），风荷载标准值计算公式为：根据现场提供计算资料，基本风压取；B类地面，支架塔设高度18m，查表得；敞开式脚手架风荷载体型系数， 式中：，为挡风面积，为迎风面积。实心段钢管支架立杆纵距0.6m，水平杆步距1.2m，则1.2*(0.6+1.2)*0.048/(0.6*1.2)= 0.144为钢管的体型系数，按建筑结构荷载规范（GB50009-2001）表第36项计算，有：，取；为脚手架横桥向布

11、置排数，取n=47；按按建筑结构荷载规范（GB50009-2001）表第32（b）项计算，有：b/h=0.6/1.2=0.5，0.144，查表得=0.934代入各计算参数有：=0.144*1.2*(1-0.93410)/(1-0.934)= 1.29546则：=0.7*1.25*1.29546*0.6=0.68012KN/m2代入计算参数得：=0.9*1.4*0.68012*0.6*1.22/10=0.07404KN.m3）值计算根据规范5.6.3（2）条规定，立杆计算长度。式中：h 水平杆步距，a 模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度根据箱梁支架立面布置图，知腹板底下立杆为

12、a=0.5，则：计算长度：L0=L+2a=2.0m,=L0/i=2200/15.76= 139.59查表得：=0.3494）立杆整体稳定验算不组合风荷载时：=41.6*103/(0.349*489) = 243.8MPa>205MPa组合风荷载时：=41.2*103/(0.349*489)+0.074*103/5.078= 256.0MPa>205MPa腹板处立杆整体稳定性不满足规范要求。无腹板处砼厚度最大为1m，N值为27MPa，经验算最大应力173MPa，能满足整体稳定性要求。5.2 横梁处立杆整体稳定性计算支架布置为：立杆为，水平杆步距0.6m。水平杆步距h=0.6m，根据建

13、筑工程扣件式钢管脚手架安全技术规范条规定，立杆的稳定性应按下式验算： 不组合风荷载时：组合风荷载时：式中：计算立杆段轴向力设计值。按规范（1）条规定计算。 轴心受压构件稳定系数，根据长细比按规范附录C表取值。当时， 立杆截面面积 计算立杆段由风荷载产生的弯矩，按规范条规定计算 钢材的抗压强度设计值，取。1）值计算根据规范（1）条规定，立杆轴向力设计值按下式计算：不组合风荷载： 组合风荷载： 式中：模板及支架自重、混凝土自重与钢筋自重标准值产生的轴向力总和。单根立杆受荷载标准值：（3） 主梁上部碗扣钢管自重，查规范表A.0.2可知：Q上0.2344*18= 4.2192kN（4） 单根立杆受钢筋

14、混凝土结构荷载Q结构52.5*0.6*0.9=28.4kN施工人员及施工设备荷载标准值、振捣混凝土时产生的荷载标准值产生的轴向力总和，其标准值为：（1）施工荷载，混凝土振捣荷载Q振捣2*0.6*0.91.1kN；（2）模板及人员荷载Q人员模板0.12*0.9+0.04*0.6*5+3.2*0.6*0.9=1.96KN不组合风荷载：组合风荷载： 2）计算对于模板支架来说，水平荷载仅有风荷载。因支架在横桥向布置距离较窄，横桥向风荷载对支架影响较大，故仅计算横桥向风荷载对支架作用。根据规范条规定，由风荷载设计值产生的立杆段弯矩，按下式计算：式中：风荷载标准值产生的弯矩 风荷载标准值 立杆纵距水平杆步

15、距按建筑工程扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2011），风荷载标准值计算公式为：根据现场提供计算资料，基本风压取；B类地面，支架塔设高度18m，查表得；敞开式脚手架风荷载体型系数， 式中：，为挡风面积，为迎风面积。实心段钢管支架立杆纵距0.6m，水平杆步距0.6m，则1.2*(0.6+0.6)*0.048/(0.6*0.6)= 0.192为钢管的体型系数，按建筑结构荷载规范（GB50009-2001）表第36项计算，有：H/d=0.6/0.048= 12.5，取；为脚手架横桥向布置排数，取n=47；按按建筑结构荷载规范（GB50009-2001）表第32（b）项计算，有：b/h=0

16、.6/0.6=1，0.192，查表得=0.988代入各计算参数有：=0.192*1.078*(1-0.98810)/(1-0.988)= 1.961495则：=0.7*1.25* 1.961495*0.6= 1.029785KN/m2代入计算参数得：=0.9*1.4* 1.029785*0.6*0.62/10= 0.028027KN.m3）值计算根据规范5.6.3（2）条规定，立杆计算长度。式中：h 水平杆步距，h=0.6ma 模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度根据箱梁支架立面布置图，知腹板底下立杆为a=0.5，则：计算长度：L0=L+2a=1.6m,=L0/i=1600/

17、15.76= 101.52查表得：=0.5734）立杆整体稳定验算不组合风荷载时：=43.43*103/(0.573*489) = 155MPa<205MPa组合风荷载时：=43.0*103/(0.573*489)+0.028*103/5.078= 159.0MPa<205MPa立杆整体稳定性满足规范要求。5.3 支架型钢计算搭设支架脚底承重型钢的规格为560mm（b）工字钢。单根型钢长12米，相邻型钢间距0.9米，直接支撑碗扣支架立杆，因而型钢的外荷载为支架立杆作用，两跨作用的集中力将简化为均布力作用进行强度、刚度验算，保守按简支计算进行验算。根据上面对立杆的受力分析，可以得到不

18、同部位型钢的受力大小。型钢为A3号普通碳素钢，其容许应力见下表3。560号工字钢的容许应力和弹性模量（MPa） 表3材质应力种类符号规范规定弹性模量E（×105）A3钢材抗拉、抗压轴向力140弯曲应力w1452.1剪应力85 根据上面对支架立杆的计算结果，横方作用在支架立杆的集中力为横方的支点反力，型钢的强度及刚度计算均以支架立杆的最大轴向力为外部荷载。（1）强度计算1）横梁位置（按最不利位置计算，型钢理论跨径5.75米）该处支架立杆轴向力最大反力为：T=43.43KN，则均布力为：跨径，则最大弯矩为：支点最大剪力为：则，满足强度要求支点弯曲剪应力为：，满足强度要求。2）箱梁跨中位置

19、（按最不利位置计算，型钢理论跨径6.85米）腹板仅靠近横梁部分为实心砼，可按以上截面计算砼重量，则支点最大反力为：T=41.6-8.7=32.9KN，则均布力为：跨径，则最大弯矩为：支点最大剪力为：则，满足强度要求。支点弯曲剪应力为：，满足强度要求。3）跨河段型钢验算搭设跨河承重型钢的规格为560mm（b）工字钢双支，理论跨径3.34米，直接支撑支架型钢，因而跨河承重型钢的外荷载为支撑支架型钢的直接作用，将各支支架型钢作用的集中力将简化为均布力作用进行强度、刚度验算。根据上面支架型钢的计算结果，支架立杆作用在型钢上的集中力为型钢的支点反力，跨河型钢的承载力均以支撑型钢的最大支点反力为外部荷载，

20、按照最不利部位进行验算（横梁部位）。该处支撑型钢支点最大反力为：，则均布力为：跨径，则横方跨中最大弯正矩为：支点最大压力为：则跨中弯应力为：，不能满足强度要求。支点压应力为：，满足强度要求。（2）挠度计算1）横梁位置均布力为：跨径为，则跨中最大挠度为：，满足刚度要求。2）箱梁跨中位置均布力为：跨径为，则跨中最大挠度为：，满足刚度要求。3）跨河型钢均布力为： 跨径为，则跨中最大挠度为：，满足刚度要求5.4 纵方计算纵向支撑肋方木截面8cm×5cm，间距25cm，按均布荷载下的三跨连续梁计算，取计算跨度为0.6m+0.6m+0.6m。其力学性能见表1。东北落叶松的容许应力和弹性模量（MP

21、a） 表1树种名称顺纹拉应力（L）顺纹压应力（a）顺纹弯应力（w）顺纹剪应力（j）弯曲剪应力（）弹性模量E（×103）东北落叶松9.014.514.51.52.311截面特性如下：根据前述计算，荷载设计值q=57.7*0.25+0.04=14.47KN/m强度满足要求。刚度满足要求。5.5 横方计算纵向支撑肋方木截面12cm×10cm，间距60cm，按均布荷载下的三跨连续梁计算，取计算跨度为0.9m+0.9m+0.9m。其力学性能见表1。东北落叶松的容许应力和弹性模量（MPa） 表1树种名称顺纹拉应力（L）顺纹压应力（a）顺纹弯应力（w）顺纹剪应力（j）弯曲剪应力（）弹性模量E（×103）东北落叶松9.014.514.51.52.311截面特性如下：根据前述计算，荷载设计值q=57.7*0.6+0.04*3+0.12= 34.86KN/m强度不满足要求。刚度满足要求。5.6 支撑挡墙及基础计算 1）、根据上面对支架型钢的计算结果，支架立杆作用在型钢上的集中力为型钢的支点反力，支撑挡墙的承载力均以型钢的最大支点反力为外部荷载，按照最不利部位进行验算（横梁部位）。，单根型钢对支撑挡墙的轴向压应力：，满足强度要求（建议