宁西四分部中环东路中桥支架检算报告

1、宁西铁路增建二线 NXZQ-1 标四分部中环东路中桥现浇刚构连续梁支架结构检算报告2013 年 3 月目目 录录1、 工程概况.42、 中环东路中桥现浇刚构连续梁支架结构概况.43、 检算依据.54、 支架结构形式分析与检算方法.55、 计算参数.56、 碗扣式脚手架支架体系检算.66.1 荷载计算.66.2 跨中处支架布设和检算.76.3 墩顶处支架布设和检算.86.4 模板底分配梁检算.106.5 底模板检算.127、 刚构连续梁侧模板检算.137.1 侧模承受荷载计算.137.2 面板检算.157.3 横肋检算.167.4 竖肋检算.167.5 拉筋检算.178、 门洞体系检算.188.

2、1 门洞顶部纵向工字钢检算.188.2 门洞顶部横向大工字钢检算.188.3 门洞钢管支墩检算.199、 结论.201、工程概况工程概况中环东路中桥穿越丘陵间冲田，该处为信阳市规划环城路,横穿信阳市平桥区龙江大道，孔跨布置为 18+24+18m 刚构连续梁，设计净空为 5m，交角为：23.65 度，该桥离既有线中心距离为 11.5m，桥面宽度为 7.0m，底宽为 5m，跨中处梁高为 1.35m，墩顶处梁高2.05m，梁部悬臂端 1m，悬臂端部 0.2m，根部 0.45m，本桥位于曲线上，曲线半径为 R=1800m，本桥位于砂岩地区，弱风化。209010010520225201052257090

3、图 1 半支点半跨中截面构造图（单位：cm）2、中环东路中桥现浇刚构连续梁支架结构概况中环东路中桥现浇刚构连续梁支架结构概况中环东路中桥现浇刚构连续梁采用支架现浇施工。该支架结构为满樘碗扣式脚手架支撑体系，一般段立杆布置间距为6090cm，横杆步距120cm；墩顶支点段立杆布置间距为6060cm，横杆步距为120cm。支架顶端设置I14工字钢纵向分配梁，其上为100100mm方木横向分配梁。连续梁底侧模均采用=20mm的竹胶板，侧模的纵横向背带分别采用100100mm方木和双483.5mm钢管。连续梁跨中位置并排设置2个单车道门洞，门洞净高度设计为4.5m，立柱采用4008mm的钢管，间距30

4、0cm布设。门洞的纵横向分配梁分别采用I32a和双I36a工字钢。具体布置形式见附图。3、检算依据检算依据本次检算主要依据和参考下列规范标准和资料：1） 改建铁路宁西线南阳至合肥段增建第二线工程施工图NXZQ-1标中环东路中桥 （宁西二线南合施（桥）-97） ；2） 建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范 （JGJ166-2008） ；3） 公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2004） ；4） 公路桥涵施工技术规范 （JTG/T F50-2011） ；5） 建筑地基基础设计规范 （GB50007-2011） ；6） 建筑结构荷载规范 （GB50009-2012） ；7） 钢结构设计规范 （GB

5、 50017-2003） ；8） 常用结构计算方法汇编 。4、支架结构形式分析与检算方法支架结构形式分析与检算方法本现浇刚构连续梁支架为满樘碗扣式脚手架支撑体系，结构较为简单，而工程所在的信阳地区百年一遇的基本风压为 400Pa，未超过 1000Pa，可直接检算立杆的抗压强度。对于门洞的钢管柱、工字钢和现浇梁底模方木、底模板、侧模板等受力计算较为简单，直接按照结构力学理论及规范进行计算。5、计算参数计算参数（1）钢材材料 A3 钢和 16Mn 钢特性取值如下：弹性模量：E= 2.1105 MPa 泊松比：=0.3；密度：=78.5 kN/m3（2）碗口式脚手架的参数取值：表 5-1 脚手架钢材

6、的强度和弹性模量（N/mm2）P235A 钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值205弹性模量2.05105表 5-2 碗扣式脚手架钢管截面特性外径F（mm）壁厚t（mm）截面积A（cm2）截面惯性矩I（cm4）截面模量W（cm3）回转半径I（cm）483.54.8912.195.081.58立杆设计荷载 横杆步距为 0.6m 时，单根立杆设计荷载为 40KN； 横杆步距为 1.2m 时，单根立杆设计荷载为 30KN；（3）混凝土的特征取值钢筋混凝土密度：h=25 kN/m3C20混凝土设计抗压强度：Ra=11.0MPa6、碗扣式脚手架支架体系检算碗扣式脚手架支架体系检算6.1 荷载计算根据刚构连续梁

7、的结构形式，分跨中和墩顶两种截面计算和设计支架布置形式。1）模板及支架荷载 kN/m25 . 21q2）施工人员及机具荷载 kN/m25 . 22q3）倾倒、振捣混凝土荷载 kN/m25 . 23q4）跨中处的荷载组合跨中处刚构连续梁混凝土厚度为 1.395m，则该处的计算荷载为：=51.85 kN/m23214 . 125395. 12 . 1qqqq中5）墩顶处的荷载组合墩顶处刚构连续梁混凝土厚度为 2.095m，则该处的计算荷载为：=72.85 kN/m23214 . 125095. 22 . 1qqqq支6.2 跨中处支架布设和检算跨中截面处碗扣式脚手架立杆采用 9060cm 间距布设

8、，横杆步距设置为 120cm。6.2.1 立杆检算立杆承受的最大轴力为：=28 kN85.516 . 09 . 06 . 09 . 0max中qN步距为 120cm 时，kN,满足要求！ 30NmaxN由于信阳地区百年一遇的基本风压仅为 400Pa，立杆可不进行组合风荷载的承载力检算。6.2.2 地基承载力计算1）碗扣式支架自重荷载：)(3210kkkkgggHaG式中：立杆高度取 5m；0H立杆纵距 0.9m；a基本构架杆部件的平均自重荷载取 0.18kPa；1kg配件平均自重荷载取 0.15kPa；2kg局部件平均自重荷载取 0.1kPa。3kg则1.94 kN) 1 . 015. 018

9、. 0(56 . 0kG支架自重传递给地基的均布荷载：5.39 kPa9 . 06 . 094. 15 . 15 . 1kkkSGP2）20cm 厚 C20 混凝土的均布荷载5 kPa2 . 025cP3）地基承受的计算荷载62.24 kPa539. 585.51DP支架地基承载力达到 95kPa 以上时，能够满足要求！6.2.3 局部地基承载力计算单根立杆传递至地基的反力28+5.39=33.4kN，地基kPNR上采用 20cm 厚 C20 砼进行硬化，立杆下垫 100mm100mm10mm钢板，则局部地基承载力：MPaMPa，局部地基承载力满足34. 310010033400bAR0 .1

10、1要求！6.3 墩顶处支架布设和检算墩顶截面处碗扣式脚手架立杆采用 6060cm 间距布设，横杆步距设置为 120cm。6.3.1 立杆检算立杆承受的最大轴力为：=26.23 kN85.726 . 06 . 06 . 06 . 0max支qN步距为 120cm 时，kN,满足要求！ 30NmaxN由于信阳地区百年一遇的基本风压仅为 400Pa，立杆可不进行组合风荷载的承载力检算。6.2.2 地基承载力计算1）碗扣式支架自重荷载：)(3210kkkkgggHaG式中：立杆高度取 5m；0H立杆纵距 0.6m；a基本构架杆部件的平均自重荷载取 0.18kPa；1kg配件平均自重荷载取 0.15kP

11、a；2kg局部件平均自重荷载取 0.1kPa。3kg则1.29 kN) 1 . 015. 018. 0(56 . 0kG支架自重传递给地基的均布荷载：3.58 kPa9 . 06 . 029. 15 . 15 . 1kkkSGP2）20cm 厚 C20 混凝土的均布荷载5 kPa2 . 025cP3）地基承受的计算荷载81.43 kPa558. 385.72DP支架地基承载力达到 130kPa 以上时，能够满足要求！6.2.3 局部地基承载力计算单根立杆传递至地基的反力26.23+3.58=29.81kN，kPNR地基上采用 20cm 厚 C20 砼进行硬化，立杆下垫100mm100mm10m

12、m 钢板，则局部地基承载力：MPaMPa，局部地基承载力满足要310010029810bAR0 .11求！6.4 模板底分配梁检算底模板下设 100mm100mm 方木作为横向分配梁，方木间距为30cm 布设。方木下设置 I14 工字钢纵向分配梁，间距 60cm。根据弹性力学平面应变问题的理论，可认为每根方木均匀的承担横向30cm 范围内的施工荷载。根据线弹性、小变形的理论，结构静力平衡方程可用变形前的结构尺寸列写，因而可将模板底方木单独进行受力分析和检算。则按简支梁计算方木受的均布荷载为：6.4.1 墩顶处模板底横向方木检算：横向方木承受的均布荷载：21.86kN/m3 . 085.72q跨

13、中弯矩：0.984 kNm86 . 086.21822qlM支反力：6.558 kN26 . 086.212qlQ100100mm 方木的顺纹允许弯应力MPa，弹性模量 12wMPa，方木高度为 100mm，截面抵抗矩3109E=1.66710-4m3，惯性矩61 . 01 . 0622bhW=8.33310-6m4，毛截面矩=1.2510-121 . 01 . 01233bhI41 . 021 . 01 . 0S4m3方木受到的最大应力=5.9MPaMPa，满足要求！410667. 1984. 0WM 12w方木最大剪应力=0.984MPaMPa，满足要求！1 . 010333. 81025

14、. 110558. 6643IbQS 2w方木的挠度变形：=0.49mm=1.5mm，6943410333. 81093846 . 01086.2153845EIqlf400600400l满足要求！6.4.2 跨中截面模板底横向方木检算：横向方木承受的均布荷载：15.56kN/m3 . 085.51q跨中弯矩：0.7 kNm86 . 056.15822qlM支反力：4.558 kN26 . 056.152qlQ100100mm 方木的顺纹允许弯应力MPa，弹性模量 12wMPa，方木高度为 100mm，截面抵抗矩3109E=1.66710-4m3，惯性矩61 . 01 . 0622bhW=8.

15、33310-6m4，毛截面矩=1.2510-121 . 01 . 01233bhI41 . 021 . 01 . 0S4m3方木受到的最大应力=4.2MPaMPa，满足要求！410667. 17 . 0WM 12w方木最大剪应力=0.684MPaMPa，满足要求！1 . 010333. 81025. 110558. 4643IbQS 2w方木的挠度变形：=0.35mm=1.5mm，6943410333. 81093846 . 01056.1553845EIqlf400600400l满足要求！6.4.3 跨中截面模板底纵向工字钢检算：在横向 100mm100mm 方木下纵向设置的是 I14 工字

16、钢分配梁，间距为 60cm 布设，承受方木传递的连续梁荷载并等效为均布荷载：31.11kN/m6 . 085.51q跨中弯矩：3.15 kNm89 . 011.31822qlM支反力：14 kN29 . 011.312qlQI14 工字钢允许弯应力215MPa，弹性模量 wMPa，截面抵抗矩102cm3，惯性矩712cm4， 310210EWI12cm，0.55cm。SIdI14 受到的最大应力=30.9MPa215MPa，63101021015. 3WM w满足要求！承受 最大剪应力=21.2MPa125MPa，满足要求！2231055. 010121014IbQS I14 工字钢梁的挠度变

17、形：=0.18mm=2.25mm694341012. 7102103849 . 01011.3153845EIqlf400900400l，满足要求！6.5 底模板检算底模板采用 =20mm 的竹胶板，竹胶板弹性模量E=12103MPa，静曲强度25MPa，底模方木间距 30cm。按照单向板进行检算。取连续梁混凝土高度最高的墩顶段为计算截面。 模板强度检算底模板方木按照 30cm 间距布设，因为方木宽度为 10cm，所以模板悬空段长度仅为 20cm。取板宽 1mm 为一计算单元，则q=0.073N/mm，则： 365Nmm8200073. 02M66.7mm3220161W=5.5MPa25MP

18、a ，满足要求！7 .66365WM 模板刚度检算惯性矩=666.7mm4，122011233bhI=0.19mm=0.5mm ，满足7 .6661012384200073. 053845344EIql 400200要求！7、刚构连续梁侧模板检算刚构连续梁侧模板检算7.1 侧模承受荷载计算振捣混凝土时侧模产生的荷载p1=4.0kPa新浇混凝土对模板侧面产生的荷载 （1）,22. 01210221hvtMinpcc （2）035. 08 . 353. 1035. 09 .2422. 0TvTvTvTvh，式中： 混凝土容重，取 25kN/m3；t0 混凝土初凝时间，按照 200/(T+15)计算

19、；1 外加剂影响修正系数，取 1.2；2 混凝土坍落度影响修正系数，取 1.15；h 有效压高度，m；T 混凝土入模温度，取 20；v 混凝土浇筑速度，m/h。v 的取值如下：刚构现浇连续梁最大高度 2.095m，混凝土浇注速度为：v=1.0m/h035. 005. 0200 . 1Tv代入（2）式，得 h=1.72m。将以上各值代入（1）式，得 p2=Min43.4,51.6=43.4kPa。倾倒混凝土时冲击产生模板侧面的荷载p3=2.0kPa综上所述，侧模板承受的最小荷载为第一项与第三项荷载之和，考虑荷载分项系数，pmin=1.4p1+1.4p3=8.4kPa；侧模板承受的最大荷载为以上三

20、项之和，考虑荷载分项系数pmax=1.4p1+1.2p2+1.4p3=60.5kPa，荷载分布图如下：8.4kPa60.5kPa60.5kPa侧模板荷载分布图7.2 面板检算面板采用 =20mm 的竹胶板，竹胶板弹性模量 E=12103MPa，静曲强度25MPa，横肋采用双 483.5mm 钢管间距 500mm，纵肋采用 150100mm 方木，间距 350mm。当2 时为单向板（简支板）21ll当2 时为双向板（四边简支）21ll由于自制侧模板的横肋并不与竹胶板接触，仅竖肋方木与模板接触，因此按照单向板（简支板）检算侧模板。 强度检算取板宽 1mm 为一计算单元，则 q=0.0605N/mm

21、，则： 926.4Nmm83500605. 02M66.7mm3220161W=13.9MPa25MPa ，满足要求！7 .664 .926WM 模板刚度检算惯性矩=666.7mm4，122011233bhI=0.15mm=0.87mm ，满7 .66610123843500605. 053845344EIql 400350足要求！7.3 横肋检算 强度检算横肋按简支梁承受均布荷载计算，计算跨径为竖肋间距2 =70cm，l1.853 kNm7 . 035. 05 . 05 .60414PLM横肋采用双 483.5mm 钢管，截面抵抗矩 W=25.08cm3，惯性矩 I=212.19cm4=18

22、2.4MPa205MPa ，满足要求!08. 521000853. 1WM 刚度检算1.55mm=1.75mm ,1219002102103847005 . 05 .6053845344EIql 400700满足要求！7.4 竖肋检算 强度检算取一段竖肋为一计算单元，按照三跨连续梁检算竖肋强度和拉筋的反力。100100mm 方木的顺纹允许弯应力MPa，弹性模量 12wMPa，截面抵抗矩=1.66710-4m3，惯性3109E61 . 01 . 0622bhW矩=8.33310-6m4，毛截面矩121 . 01 . 01233bhI=1.2510-4m341 . 021 . 01 . 0S由于竖

23、肋间距为 350mm，其承受的侧压力为：=21.2 kN/m35. 05 .60q建立力学模型如下图所示：图 7.4 竖肋检算模型=0.53 kNm22max5 . 02 .211 . 01 . 0qlM竖肋的最大应力=3.18MPaMPa，满43101.6671053. 0WM 12w足要求！=6.36 kN5 . 02 .216 . 06 . 0maxqlQ竖肋最大剪应力=0.954MPaMPa，满足要求！1 . 010333. 81025. 11036. 6643IbQS 2w竖肋的挠度变形：=1.2mm=1.25mm，6943410333. 81091005 . 0102 .21677

24、. 0100677. 0EIqlf400500400l满足要求！7.5 拉筋检算拉筋每隔一道横肋设置一道，则每道拉筋承受cm 面积的5070侧压力，得拉筋受到的最大的拉力为=21.2kN，则所5 . 07 . 05 .60N需拉筋的直径为：13.9mm，故采用 1814. 3140102 .21223Nd的圆钢作为拉筋就可以满足要求！8、 门洞体系检算门洞体系检算8.1 门洞顶部纵向工字钢检算门洞设置在跨中，顶部设置 I32a 工字钢作为纵向分配梁，拖住上部的碗扣式脚手架支架。按照两跨连续梁检算该分配梁的强度。=31.11 kN/m6 . 085.51q=97.22 kNm22max511.31125. 0125. 0qlM最大应力=140.5MPa215MPa，满足要63109261022.97WM w求！=97.22 kN511.31625. 0625. 0maxqlQ最大剪应力=37.2MPa125MPa，满足要求！323105 . 9105 .271022.97IbQS 挠度变形：=4.4mm=12.5mm69434108 .11