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1、广州南沙港铁路西江特大桥635#638#(40+64+40)m连续梁施工支架验算书(初稿)北京瑞达一三路桥技术有限公司二。一七年六月北京广州南沙港铁路西江特大桥635#638#(40+64+40)m连续梁施工支架验算书施工单位：中铁十二局集团有限公司设计单位：北京瑞达一三路桥技术有限公司负责人：方案设计：方案验算：出版日期：1 .工程概况及方案设计11.1 工程概况11.2 方案简介11.3 验算依据12 .O号块支架设计验算22.1 O号块结构参数22.2 墩顶现浇段荷载组合22.3 32.4 I4OA工字钢纵梁验算52.5 I20一1.字钢横向分配梁验算52.6 I4OA工字钢下横梁验算7
2、2.7 609钢管支墩验算93 .边跨直线段支架设计计算103.1 边跨直线段结构参数103.2 边跨直线段荷载组合113.3 I32A纵向工字钢验算123.4 120工字钢横向分配梁验算143.5 14OA工字钢下横梁验算163.6 609钢管墩设计计算183.7 单桩承载力验算194 .临时固结设计验算205 .结论及注意事项21广州南沙港铁路西江特大桥635#638#(40+64+40)m连续梁现浇段施工支架计算书1.工程概况及方案设计1.1 工程概况广州南沙港铁路西江特大桥635#638#墩之间设计为(40+64+40)m连续梁结构，跨越东阜二路所设。箱梁顶宽1140cm,箱室宽570
3、cm,梁高280Cm420cm;635#墩高1235cm,636#墩高1035cm,637#墩高1035cm,638#墩高1185cm。其中O号块长IloOCm,重573.95t;边跨直线段长760cm,重244.66to1.2 方案简介本桥0号块长I100Cm,满足常规挂篮拼装要求，故只需0号块采用支架现浇施工，主墩承台纵向尺寸为860cm,支架需悬挑一部分。支架采用1排609mm壁厚8mm钢管桩+2根140工字钢下横梁+9根140工字钢纵梁+120工字钢横向分配梁结构。这排钢管桩支撑在承台上，满足要求。边跨直线段支架方案为2排609mm壁厚8mm钢管桩+2根140工字钢下横梁+7根132工
4、字钢纵梁+120工字钢横向分配梁结构。第一排钢管桩支撑在承台上，第二排采用钢管打入桩作为基础。1.3 验算依据1) 广州南沙港铁路西江特大桥(40+64+40)m连续梁设计文件;2)铁路预应力混凝土连续梁(刚构)悬臂浇筑施工技术指南；3)铁路混凝土工程施工质量验收标准(TBlo4242010);4)路桥施工计算手册；5)铁路桥涵地基和基础设计规范(TB10002.5-2005)；6) 铁路工程地基处理技术规程(TB10106-2010)；7)钢结构设计规范(GB50017-2011)；8)建筑施工脚手架构造与计算手册；9)建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范(JGJ166-2008)；2.0号
5、块支架设计验算2.1 0号块结构参数本桥连续梁的计算跨度为40+64+40m,顶板宽度11.40m,底板宽0号块每延米的重量：5.70m,主要结构参数如表2.1所示。节段名称0节段长度(cm)1100节段体积(m3)220.75节段重量(t)573.95表2.1主要结构参数表PO=3=521.77ZMmI。2.2 墩顶现浇段荷载组合根据相应规范，支架强度验算荷载组合包括：1)新浇注钢筋混凝土重量：0号块每延米自重荷载:Nl=%xl2=626.13ANz2）模板重量:初步估算模板荷载设计值：M=30.621,2=36.75ZN/m3）施工人员和施工设备荷载：N3=3kNm2B=33kNm4）振捣
6、混凝土时产生的荷载：N4=IkNftn1B=21kNm5）倾倒混凝土时产生的冲击荷载：N5=2kNm2B=22kNm6）其他可能不可预见的荷载：Ns=TkNm2B=IlkNIm由此可得支架强度验算荷载：0号块：N=WNi=0.88kNm1.l-12.3 纵梁受力验算本桥墩顶现浇段支架设计拟采用609mm,壁厚8mm钢管墩+双140a工字钢横梁+14Oa工字钢纵梁+120横向分配梁结构。根据具体桥梁情况，拟将120横向分配梁以60Cm等间距布置在140横梁上，14Oa纵梁一端支撑在本桥桥墩上，另一端支撑在2根140a横梁上，140a横梁支撑在4根钢管墩上，根据工程具体情况本桥0#块支架受力情况如
7、图21所示。750.88750.881.801.90a）140a荷载分布图750.88750.88c)14Oa弯矩图d)14Oa剪力图图21支架受力图挠度验算:根据分析受力发现单元2的悬臂端位移最大为，最大为W=4.9mm1.2Vx9_4129五1353.56=2.741.2由此可见设9根140a工字钢做纵向分配梁满足要求，验算通过。2.5 120工字钢横向分配梁验算120a工字钢的几何参数如下:高度：=200mm；腹板厚度：dw=7mm;惯性矩：x=2370cmt抗弯截面模量：VK=237Cm3；抗剪切模量：SX=I37.8cn;截面面积：A=35.5cm2;抗弯强度设计值：f=2O5MPa
8、抗剪强度设计值：=114Pf/根据上面知线荷载为750.88KNm.则每根钢上线荷载为F=750.88KNm0.6mll.40m=39.52kNmo39.5239.5239.5239.5239.5239.5239.5239.52R1.202,203,2Y4,20Y5,20Y,20Y7,208k27977777777977777777777777777777a) 120横向分配梁受力图39.5239.5239.5239.5239.5239.5239.5239.521.2018.7053.7，1.2031.201.20W51.20W61.20W71.20W81.202977777777777777
9、T方R77745.7147.9147.1847.9145.7153.7818.70b) 120横向分配梁支反力4.424庶40森.84庶69加%水40媒：9NIpr,x11jzTmIIz1.9132.4942.3552.356H1.P702.49,”9184.42C)120横向分配梁弯矩图-25.06-1877374下WW77.28.72-22.37-24.08-23.59-23.83-23.35d)120横向分配梁剪力图图22120受力图由此可知：120工字钢横向分配梁的最大弯矩Mnax=6.01kNm120工字钢横向分配梁的最大剪力nax=28.72kN=Wv=48.59kNm,nax=6
10、.01kNmW=138.96kNQmaX=28.72kNSX强度满足设计要求，验算通过。挠度验算：在均布荷载作用下120钢梁各单元最大挠度出现在结构跨中，为W=O.Xmm1.21.631.2Vx2_415.64x2_,Zr=509.83由此可见双140a工字钢做下横梁满足要求，验算通过。挠度验算:受力分析可以得到单元一和单元三的悬臂端挠度最大，且最大挠度为W=1.3?WZ=907.42攵N满足设计要求。为了安全，保守地将钢管墩看作是两端钱接接结构，此时长度系数=1,=1000cm,则%=左=a=47.06v150ii查表得：e=0.870稳定验算：=-5-=69.05MPa1.2M7141.8
11、67MmaX=347.71=2.681.2kV7299.62x7Q=石丁=781.21本方案纵向分配梁布置7根132a工字钢可以满足要求。挠度验算受力分析可知在均布荷载与集中力作用下2单元跨中挠度最大，最大值为：w=mm=1.5mm,挠度可以满足要求。4003.4120工字钢横向分配梁验算根据施工单位目前具有的材料情况，在本桥施工方案中，横向分配梁采用120工字钢，其分布间距为60cm。序号参数1高h/mm2002腹板厚tw/mm73惯性矩Ixcm423704抗弯截面模量Wxcm32375抗剪切模量Sxcm3136.16截面面积Acm235.57允许正应力o/MPa2058允许剪应力Mpa11
12、49允许弯矩MkNm48.5910允许剪力VkN138.96根据上面知直线段线荷载为512.43kNm.则每根钢上线荷载为F=512.43iW/m0.6m/11.4Z=26.97)WIm此时，直线段横向120a的整体受力如图3-2所示：26.9726.9726.9726.9726.9726.9711KToo2.5o3oToo51.5062.0097777777777797777779777777a) 120横向分配梁受力图:26.9726.9726.9726.9726.9726.97*W21532X)0%5,562.0017777777777Z777777722.1254.6142.2958.
13、6342.2954.6122.12b) 120横向分配梁支反力图9.07MmaX=9.07kN.mV=1.=138.96kNQmaX=31.82kNSX强度满足设计要求，验算通过。挠度验算:受力分析可知在均布荷载作用下第一跨跨中挠度最大，最大挠度为W=0.7如77.(io37JZ4WXT6104.95lZ104.95150.11b) 140a工字钢下横梁弯矩图1UU2-I()8ir.l9106.0314135143.38I(1.)7161.073-161.07-161.074Illl-143.38-143.38,0603lffl三196-106.03c) 140a工字钢下横梁剪力图图3-314
14、0a工字钢下横梁受力图第二排钢管支墩：反力为R=1319.76,由于横向布置7根132a,因此下横梁的受力情况如图3-4所示。98.40242.94188.13260.82188.13242.9498.40i95.46b)I40a工字钢下横梁弯矩图.41144-98.418.4013).4I130.414-130.41146.50.4036.44-96.446-146.50-146.50-130.41C)140a工字钢下横梁剪力图图3-4140a工字钢下横梁受力图第一排钢管承受的力较大，用于验算钢管的受力是否满足要求，第二排受力主要用于计算钢管桩打入的深度。由此可知最不利情况在第一排处：140
15、a工字钢横向分配梁的最大弯矩MmM=I36.65kN加140a工字钢横向分配梁的最大剪力QmaXT61.07攵N强度验算：根据设计在本桥施工方案中拟采用2根并排的140a工字钢做支架横向分配梁，其几何参数如下：序号参数1高h/mm4002腹板厚tw/mm10.53惯性矩Ixcm4217204抗弯截面模量Wxcm310905抗剪切模量Sxcm36316截面面积Acm2867允许正应力Mpa2058允许剪应力Mpa1149允许弯矩MkNm223.510允许剪力VkN412.0=S=些氾=3.27进而有:MmaX136.65Vl2412.02=5.121.2Qmix161.07由此可见设2根140a
16、工字钢做纵向分配梁满足要求，验算通过。分析比较可知第一排钢管墩的布置下会产生较大挠度，最大挠度在三单元的跨中位置，取得1.IM志=7.5由挠度可以满足要求。3.6609钢管墩设计计算边跨直线段布置2排钢管支墩，第一排布置在承台上，横向布置4根；第二排以钢管桩的形式打入地下，横向布置4根。拟采用609,壁厚8mm的钢管做现浇支架的支墩，每根钢管的几何参数如下:序号参数1截面积c11?151.0482惯性矩cm468210.343回转半径21.254单位重量kg/m118.575允许应力Mpa1406允许压力NkN2114.67则每根钢管的最大允许承载力：P=A=2WGlkNPi=5W29kN满足
17、设计要求。为了安全，保守地将钢管墩看作是两端较接接结构，此时长度系数=,=1200cm,则几=B=纳=Iri弛=56.47150ii21.25查表得：o=0.831稳定验算：%=，=40.73MPa465.04kN满足承载力要求,通过。4 .临时固结设计验算本桥上部为40m+64m40m变截面预应力混凝土连续箱梁结构，中跨合拢段长2.0m,挂篮施工最大悬臂长度1.=31.0m,Wz=21652.54kN;临时支座中心间距=2.5m,每个临时支墩的截面积A=1.O811A连续梁混凝土浇筑的灌注偏差，按一侧重量的2%计算。此时最大不平衡荷载叱=0.02l2=216.5kNo考虑合拢段浇筑产生偏载的
18、合龙段质量为叱=256.49kNo挂篮重量按每个重50t,1个挂篮总重：=500kNo由以上数据计算悬臂施工最大偏载是：W/Mniax=亍+吗/+4=12307.3kN.m悬臂施工偏载引起的临时墩压力为：Aj二4922.9kNPI计算临时墩的压力时，仅考虑临时墩承受重力，不考虑弯矩作用时，临时墩承受恒载为6=；（叱+叱+也+叱）=11312.8kN所以偏载作用下临时墩所得压力为：尺=&+%=16235.7kN计算临时墩所受拉力时，保守取临时墩不承受重力，仅受偏载下的拉力，则拉力为：N=RP=4922.9kND临时支座混凝土抗压承载力力验算临时支座的截面为60CmXI80cm,每侧设置2个,则总
19、面积AR=2.16m2,混凝土为C50,其抗压强度设计值为d=22.4MPa,则临时支座抗压承载力为：v=4=48384.0kNoky=lR/Ry=2.98故临时支座的抗压强度满足要求。2） 临时支座混凝土抗拉承载力验算每侧临时支座内布置66根HRB40028螺纹钢，每根28螺纹钢的抗拉强度/皿=330kN,HRB40028螺纹钢的总抗拉强度=.=13412.1kNRl/R1=2.12故临时支座的抗拉强度满足要求。5 .结论及注意事项1）通过对该桥施工方案中关键结构的验算可知，原设计在强度、变形和稳定方面均满足相应的规范要求。2）在按设计图纸进行施工时，一定要严格按照相应规范进行施工，控制好施工质量，特别应注意钢管墩和脚手架钢管的顺直，避免失稳3）考虑到施工场地存在耕植土，不参与受力，桩基施工时应清除。
