连续梁钢管柱支架结构检算书

1、连盐铁路站前工程连盐铁路站前工程 LYZQ-LYZQ-标标跨沿海高速、苏北灌溉总渠特大桥跨沿海高速、苏北灌溉总渠特大桥 （72+120+7272+120+72）m m 连续梁安全专项方案连续梁安全专项方案0#0#块临时支架结构检算书块临时支架结构检算书 20142014 年年 1010 月月 2525 日日目目 录录1 1、工程概况、工程概况.1 12 2、施工、施工 0#0#块支架设计检算块支架设计检算 .1 12.1 基本情况.12.2 0#块支架设计.22.3 施工 0#支架荷载取值计算 .62.4 支架有限元分析检算.132.5 检算结论.1911 1、工程概况、工程概况跨沿海高速、苏

2、北灌溉总渠特大桥位于盐城市滨海县境内，起讫里程DK167+273.735DK179+870.975m，设计桥长 12.59324km。连续梁共有三联。1.1 199#-202#墩跨越沿海高速公路，结构形式采用 1 联（72+120+72）m 连续梁；1.2 267#-277#墩结构形式，采用（73+2128+73）m 连续梁+（73+4128+73）m 连续梁跨越淮河入海水道、苏北灌溉总渠及 S328 省道。其中 271#墩为两联分界公用墩。2 2、施工、施工 0#0#块支架设计块支架设计检检算算2.12.1 基本情况基本情况1跨沿海高速公路连续梁，结构形式为（72+120+72）m 连续梁，

3、主墩为 200#、201#桥墩。200#墩高度为 6.5 米，201#墩高度为 6.5 米。每个 T构共有 0-18 个块段。0#块悬臂段采用钢管柱斜置双槽钢支架方式施工。0#块顺桥长度 12m，高度为 9.1 米，宽度为 12.3 米。C55 混凝土499.5m3，自重 1323.7t。底板厚度从 168.3cm 变化到 105.3cm，腹板厚度从140cm 变化到 110cm，顶板厚度从 88.9cm 变化到 58.9cm，梁高 9.1m。墩身宽度为 6 米，0 号块每侧悬臂长度为 3 米，单边悬出重量267.65t。2.跨淮海入海道连续梁，结构形式为（73+2128+73）m 连续梁，主

4、墩为 268#、269#、270#桥墩。268#墩高度为 10.5 米，269#墩高度为 8.5 米，2270#墩高度为 10.5 米。每个 T 构共有 0-20 个块段。0#块悬臂段采用钢管柱斜置双槽钢支架方式施工。0#块顺桥长度 12m，高度为 9.7 米，宽度为 12.5 米。C55 混凝土521.5m3，自重 1355.9t。底板厚度从 169.7cm 变化到 115.1cm，腹板厚度从140cm 变化到 110cm，顶板厚度从 89.1cm 变化到 59.1cm，梁高 9.7m。墩身宽度为 6 米，0 号块每侧悬臂长度为 3 米，单边悬出重量268.32t。3.跨苏北灌溉总渠及 S3

5、28 省道连续梁，结构形式为（73+4128+73）m 连续梁，主墩为 272#、273#、274#、275#、276#桥墩。272#墩高度为16.5 米，273#墩高度为 16.5 米。274#墩高度为 15.0 米，275#墩高度为 9.5米，276#墩高度为 10.0 米。每个 T 构共有 0-20 个块段。275#、276#墩 0#块悬臂段采用钢管柱斜置双槽钢支架方式施工。0#块顺桥长度 12m，高度为 9.7 米，宽度为 12.5 米。C55 混凝土521.5m3，自重 1355.9t。底板厚度从 169.7cm 变化到 115.1cm，腹板厚度从140cm 变化到 110cm，顶板

6、厚度从 89.1cm 变化到 59.1cm，梁高 9.7m。墩身宽度为 6 米，0 号块每侧悬臂长度为 3 米，单边悬出重量267.48t。2.22.2 0#0#块支架设计块支架设计200#、201#、268#、269#、270#、275#、276#墩 0#块施工采用钢管柱斜置双槽钢支架结构形式。最高墩为 270#墩，墩身高度：10,5m。0#块 C55混凝土 521.5m3，自重 1355.9t，为最重 0#块。因此钢管柱斜置双槽钢支架3检算以 270#墩为例进行检算。O#块支架采用钢管柱基础，钢管支撑柱以墩身为中心，墩身顺桥向两侧对称布置 4 根 426mm10mm 钢管柱做支承，中间横联

7、采用 12 槽钢。（1）钢管柱基础钢管支撑柱锚固在桥墩承台基础上。在桥墩承台基础上预埋四根25mm 锚固钢筋，将钢板柱底座板锚固牢固。锚固钢筋可先预埋，也可后钻孔灌浆锚固。NI 钢管柱制作及安装。钢管柱采用直径 426mm，壁厚 10mm 成品钢管制作。进场材料不得小于设计标准，钢管柱按施工设计尺寸下料，拼接口应平齐圆顺。钢管柱支撑柱上下两端设 20mm 厚盖板，盖板尺寸为 600600mm。盖板与钢管柱周边满焊缝，焊缝高度不小于 10mm。支撑柱底座定位。先将承台顶面按设计尺寸放出钢管柱十字线位置，在锚栓位置钻直径 50mm、深度 300mm 孔，灌水泥浆锚固 25mm 钢筋，然后锚固钢管柱

8、底脚法兰钢板（600600mm、厚 20mm 的钢板）。钢板下面的空隙填满砂浆，确保钢管柱安放牢固。钢管柱安装采用人力配合汽车吊就位。在安装过程中使用经纬仪对中照线检查，确保上下垂直。调正-垂直后，将锚栓与底座板焊接牢固，塞实密帖底座板。再在底座板管外四周焊接 4 块 10cm5cm、厚 10mm 的三角钢板加劲肋，以增强底座板的刚度。钢管柱安装允许偏差钢管柱安装允许偏差4序号检查项目允许偏差1立柱中心线和基础中心线5mm2立柱顶面标高和设计标高+0mm， -20mm3立柱顶面不平度5mm4各立柱不垂直度长度的 1/1000，最大不大于 10mm5各柱之间距离间距的 1/10006各立柱上下两

9、平面相应对角线差长度的 1/1000,但不大于 20mm钢管柱安装就位后，焊接横向横梁及剪刀撑，以保证支撑柱横向的整体稳定性。剪刀撑及横梁采用 12#槽钢。钢管柱纵向与墩身连接，墩身预埋 40040020mm 钢板，采用 4 组 2根 20a 槽钢焊接纵向横梁，以保证支撑柱纵向的稳定性。（2）工字刚主梁安装钢管柱基础工字钢主梁采用 2 根 I45b 工字钢。首先将 2 根45b 工字钢并龙连接成一体。吊装-落在落架支座上，进行焊接，控制工字钢位置、限制其移位。墩身基础工字钢主梁采用 2 根3501757mm 工字钢。首先将 2 根35b 工字钢并龙连接成一体。吊装-落在墩顶预埋钢板上，进行焊接

10、，控制工字钢位置、限制其移位。（3）工字钢纵向分配梁安装纵向分配梁采用 22 根3501757mm 工字钢。吊装，按照设计位置布置，落在钢管柱基础主梁和墩身基础主梁上。吊装完毕后进行加固措施，加固措施可采用与主梁进行点焊连接，控制工字钢位置、限制其移位。0#0#块支架布置图：块支架布置图：50#支架侧面图（尺寸单位 cm）钢管426X10mm2*45b工字钢纵向分配梁350X175X7mm预埋36a槽钢0#块支架正面图（尺寸单位 cm）62.32.3 施工施工 0#0#支架荷载取值计算支架荷载取值计算1、箱梁 0#块的立面及平面参见下图。a）横截面b）平面 箱梁 0#块立面、平面图(mm) 2

11、、主要计算参数2.1 材料参数(1)钢筋砼容重 G砼=26KN/m3；(2)钢材弹性模量 E钢=2.0105MPa；(3)材料容许应力 Q235钢，弯曲应力w=145MPa，剪应力=85Mpa，轴向应力=140Mpa。72.2 荷载参数(1)砼超载系数：k=1.05。(2)施工人员、施工料具运输、堆放荷载按 2.5KN/m2 计。(3)倾倒及振捣混凝土产生的冲击荷载按 4.0KN/m2 计。(4)钢模每平米重量 P钢模1.2KN。实际验算中重点计算混凝土湿重，按照 3 个关键截面进行统计，参见下图。截面1截面2截面3箱梁重量统计的 3 个关键截面关键截面具体截面尺寸参见下图。a)截面18b)截

12、面2c)截面3箱梁重量统计的 3 个关键截面尺寸(mm)同时考虑到混凝土湿重的横向不一致，分区进行荷载统计，具体分区参见下图。9A区B区C区B区A区A区B区C区B区A区A区B区C区B区A区箱梁重量统计的 3 个分区A 区：翼缘板部分。B 区：腹板部分。10C 区：底板、顶板部分。下表统计了支架施工区域的混凝土湿重。表 1 各截面的分区面积统计(m2） A 区B 区C 区B 区A 区截面 14.88 10.58 12.45 10.58 4.88 截面 20.95 10.51 11.01 10.51 0.95 截面 30.95 10.14 11.01 10.14 0.95 截面 1 至截面 2 的

13、距离为 0.5m,截面 2 至截面 3 的距离为 2.5m。则可得到支架施工区域的不同分区的重量如下表。表 2 各截面的分区重量统计(kN）A 区B 区C 区B 区A 区99.645808.21868.14808.2199.645根据铁路桥规 ，对各种荷载进行效应组合，进行荷载计算，并对设计的支架进行验算。荷载组合见下表。表 3 荷载计算表荷载大小(KN)序号荷载类别A 区B 区C 区1模板及支架等自重93.9617.282新浇钢筋混凝土重量99.645808.21868.143施工人员、施工料具运输、堆放荷载18.758.25364倾倒及振捣混凝土产生的冲击荷载3013.257.6合计157

14、.395833.62979.023、支架设计11将纵向分配梁平行于底板模板布置后，会对钢管柱产生水平向的作用力，经过荷载统计后，该水平向的荷载值为：268.32*48.3/350*10=370.3kN。钢管柱采用 4 组 20a 双槽钢进行纵向抗拉加固，与墩身预埋钢板焊接。焊缝验算结果为：按照正面角焊缝强度计算基本公式= （1）lhNwef式中垂直于焊缝长度方向的应力；角焊缝的强度设计值，其值按焊件钢材的容许剪应力取用。如焊件f为 Q235 钢，取 =85N/mm2；f直角角焊缝的有效厚度，=0.7；hehehf焊脚尺寸，t1为较薄焊件的厚度，t2为较厚焊件fh211.51.2ftht厚度，单

15、位为 mm。计算时，焊脚尺寸取整数。焊缝的计算长度，考虑起灭弧缺陷，按各条焊缝的实际长度每端减lw去计算。hf上述基本公式可适用于任何受力状态。本次计算得到，按照结构偏安全考虑和数值取整，焊角尺4.748.4fh寸取为 5mm，结构采用双槽钢形式，经求解计算可得N/mm2，小于角焊缝强度设计值 =85N/mm2。415000/ 4/ 278190 0.7 5f综上所述，结构采用 4 组 20a 双槽钢进行纵向抗拉加固,采用满焊，则焊缝剪应力为 39MPa，能满足焊缝强度要求，安全系数为 2.18 倍。12此外，考虑预埋锚固钢筋与混凝土的摩阻作用，钢筋预埋入墩柱50cm，锚固钢筋与混凝土的粘结强

16、度取值为 1.5MPa，螺纹钢筋周长周长为100mm。则总计能承受的的纵向拉拔力 1.5*100*500*4=300kN，纵向抗倾覆安全系数为 300/(370.3/4)=3.24 倍。支架按照下图进行设计。支架立面设计(mm)根据荷载统计结果，支架现浇需要承受的重量为 296 吨。每根钢管能承受的最大荷载为 275 吨，则横桥向设计 4 根钢管，共能承受 1100 吨，安全系数为 3.7。支架横向构造参见下图。13钢管426X10mm2*45b工字钢纵向分配梁350X175X7mm预埋36a槽钢支架横截面设计(mm)2.42.4 支架支架有限元分析有限元分析检检算算支架模型建立及验算均使用

17、MIDAS 软件，建立的有限元数值模型如下图。14图 1 有限元模型1、弯曲应力分析从图中可以看出，最大弯曲应力为 104Mpaw=145MPa，满足规范要求。15图 2 弯曲应力2、剪应力分析剪应力等值线图如下图。图 3 剪切应力从图中可以看出，支架最大剪应力为 54.6Mpa=85Mpa，满足规范16要求。3、轴向应力分析轴向应力等值线图如下图。图 4 轴向应力从图中可以看出，支架最大轴向应力为 47.6Mpa=140Mpa，满足规范要求。4、支架变形分析位移等值线图如下图。17图 5 竖向变形从图中可以看出，支架最大变形 5.15mm556kN，安全系数为 20.5。6、 纵向抗倾覆验算纵向拉杆的反力结果为：图 7 拉杆反力（kN)19焊缝采用满焊，经求解计算可得N/mm2，小于角3119.6/ 244.96190 4 0.7 5e 焊缝强度设计值 =85N/mm2。安全系数为 1.89 倍。f此外，考虑预埋锚固钢筋与混凝土的摩阻作