高鐵干板溝特大橋連續(xù)梁橋碗扣支架計算書

1、.西安至銀川高鐵DK110+217DK138+151.98干板溝特大橋（40+64+40）m連續(xù)梁橋現(xiàn)澆支架計算書中鐵十二局集團有限公司陜西通宇公路研究所有限公司二零一七年四月第一部分 概述一、編制依據(jù)1、現(xiàn)行鐵路工程施工技術(shù)指南、規(guī)程、驗收標準及工程建設(shè)的相關(guān)文件；2、施工單位提供的有關(guān)資料。二、計算及參考依據(jù)計算及參考的依據(jù)主要有：1、鐵路混凝土梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)規(guī)程（TB10110-2011）2、鐵路橋涵施工規(guī)范（TB10203-2002）3、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2012）4、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50017-2014）5、鐵路橋涵鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（TB

2、10002.3-2005 ）6、鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范（TB10002.1-2005 ）三、工程概況西安至銀川高鐵DK110+217DK138+151.98干板溝特大橋（40+64+40）m連續(xù)梁橋，采用支架現(xiàn)澆法施工，箱梁為變截面箱梁。本橋采用雙線矩形空心橋臺基礎(chǔ)，圓端形實體橋墩、圓端形空心橋墩，樁基共有150、125兩種形式，全橋均采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。第二部分 現(xiàn)澆支架計算一、支架布置干板溝特大橋支架體系自上而下依次為6mm定制鋼模，I20工字鋼分配梁，48×3.5碗口腳手架，立桿底托安置在厚30cm C20混凝土硬化層上，采用15cm×10cm木墊板支墊，縱橋向立桿間距

3、為60cm，橫橋向立桿間距60cm，立桿步距60cm，12#，11#橋墩兩側(cè)梁體腹板區(qū)橫、縱橋向立桿間距加密為30cm，10#、13#現(xiàn)澆直線段橫橋向立桿間距加密為30cm。支架在橋縱向每360cm間距設(shè)置剪力撐，剪力桿與地面成45度，剪力撐按構(gòu)造要求布置。支架布置示意圖如下所示。圖1 縱橋向支架布置圖（單位：cm）圖2 中跨現(xiàn)澆支架布置示意圖（單位：cm）二、荷載分析施工期間需要考慮的荷載有：混凝土自重、模板及其它支撐體系自重、支架自重、施工荷載、混凝土振搗荷載等。各項荷載按照鐵路混凝土梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)規(guī)程（TB10110-2011）取用。根據(jù)本橋現(xiàn)澆箱梁的結(jié)構(gòu)特點，在施工過程中將涉及到

4、以下荷載形式：（1） q1 箱梁自重荷載。（2） q2 箱梁內(nèi)模、底模、內(nèi)模支撐及外模支撐、分配梁荷載。（3） q3 施工人員、施工材料和機具荷載。（4） q4 振搗混凝土產(chǎn)生的荷載。（5） q5 新澆混凝土對沖擊壓力。（6） q6 風荷載其中：q1混凝土容重按26kN/m3計。q2箱梁內(nèi)模、底模、內(nèi)模支撐及外模支撐，分配梁荷載分別為1.2KN/m2、2.2 KN/m2、1.3 KN/m2、2.35 KN/m2。q3施工人員和機具等荷載為1.0 KN/m2；q4混凝土振搗荷載按2.0 KN/m2 取值；q5澆筑混凝土時的沖擊荷載按2.0 KN/m2 取值；q6風荷載按公式計算強度荷載組合采用1

5、.2倍的（1）+（2）恒載與1.4倍的（3）+（4）+（5）活載。剛度荷載組合采用（1）+（2）恒載。穩(wěn)定性計算荷載組合采用1.2倍的（1）+（2）恒載與1.4×0.9倍的（3）+（4）+（5）+（6）。因為10號與13號墩周圍支架布置形式以及支架上方梁體結(jié)構(gòu)相同，且13號墩身高度大于10號墩，按照最不利條件驗算，驗算13號周圍支架結(jié)構(gòu)。同理，比較12號墩與11號墩，驗算12號墩周圍支架結(jié)構(gòu)。13號墩上的梁塊為9#梁塊，12號墩上的梁塊為1號梁塊。圖3 13號墩上的9#梁塊圖4 12號墩上的1#梁塊三、底模板檢算模板面板為5mm的q235鋼板，面板下為10#槽鋼橫向分布肋，間距為0.

6、19m、0.39m豎向肋板為5mm鋼板，間距為0.3m、0.2m。所有連接孔用M20螺栓。模板材料的力學(xué)特性1、模板面板、縱肋均采用q235鋼板厚5mm鋼板（取0.3m寬計算） 彈性模量：E2×105MPa 截面慣性矩：I(b×h3)/12= 300×53/12=3125 mm4 截面抗矩：W(b×h2)/6= 300×52/6=1250mm3 容許彎應(yīng)力：容145MPa 容許剪應(yīng)力：容85MPa 截面積：S300×51500mm22、10#槽鋼豎向肋（橫向分布肋） 彈性模量：E2×105MPa 截面慣性矩：I198.3cm

7、4 截面抗矩：W39.4cm3 容許彎應(yīng)力：容145MPa 容許剪應(yīng)力：容85MPa 截面積：S12.74cm2因為在9#梁塊腹板下的鋼模板處在最不利條件下，驗算取本塊模板進行計算。9#梁塊腹板下的鋼模板驗算（1）面板選用梁體腹板下0.39m×0.2m板格進行計算，板格所受面載為q=1.2×6.05×26+7.05+1.4×6.5=206.32kN/m2本塊模板屬于空間受力板單元結(jié)構(gòu)，其邊界條件可簡化為2面簡支2面固定，在Midas FEA中建立模型其應(yīng)力云圖結(jié)果如下在模板中心的上頂面出現(xiàn)最大應(yīng)力-148.3MPa<215MPa滿足強度要求其變形結(jié)

8、果如下圖所示最大縱向變形為0.644mm<L/400=0.975mm變形滿足要求。四、底模下橫向工字鋼檢算9#梁塊底模下的橫向工字鋼驗算橫向分布梁采用I20工字鋼，鋼材抗彎強度設(shè)計值215MPa，彈性模量206GPa。腹板下工字梁承受的荷載為：強度荷載組合：1.2×(3.05×26+7.05)×0.6+1.4×5.5×0.6=66.792kN/m剛度荷載組合：(3.05×26+7.05)×0.6=51.81kN/m底板下的縱向方木承受的荷載為：強度荷載組合：1.2×(1.8×26+7.05)

9、5;0.6+1.4×5.5×0.6=43.392kN/m剛度荷載組合：(1.8×26+7.05)×0.6=32.31kN/m計算時采用腹板下的荷載數(shù)值。1、應(yīng)力驗算荷載q=66.792kN/m，按連續(xù)梁驗算。截面抵抗矩W=141.3cm3截面抗彎強度 =ql210W=66.792×0.32×10610×237×103=2.536MPa<215.0MPa，抗彎強度滿足要求。截面抗剪強度=1.5VA=1.50.6qlA=1.5×0.6×66.792×103×0.335.5&

10、#215;102=3.39MPa<125MPa抗剪強度滿足要求。2、變形驗算E=2.06×105MPa; I=2370cm4 截面最大撓度=0.677ql4100EI=0.677×51810×6004100×2.06×105×2370×10000=0.6mm<CR=600400=1.5mm剛度滿足要求。綜上，橫向工字鋼安全滿足要求。1#梁塊底模下的橫向工字鋼驗算橫向分配梁采用I20工字鋼，工字鋼分配梁間距為0.3m,其均布荷載分布將下圖。計算時采用腹板下的荷載數(shù)值。腹板下的橫向工字鋼承受的荷載為：強度荷載組合：1

11、.2×(6.05×26+7.05)×0.3+1.4×6.5×0.3=61.89kN/m剛度荷載組合：(6.05×26+7.05)×0.3=49.31kN/m=ql210W=61.89 ×0.32×10610×237×103=2.36MPa<215MPa，抗彎強度滿足要求。截面抗剪強度=1.5VA=1.50.6qlA=1.5×0.6×61.89×103×(0.3)3550=4.71MPa<125MPa抗剪強度滿足要求。（2）變形驗算E=

12、2.06×105MPa; I=2370cm4截面最大撓度=0.677ql4100EI=0.677×49310×3004100×2.06×105×10000×2370=0.5mm<CR=600400=1.5mm剛度滿足要求。五、支架立桿檢算考慮到碗扣支架的周轉(zhuǎn)使用，給支架一個折舊系數(shù)0.8。9#梁塊下支架立桿檢算1立桿強度驗算圖5 13#橋墩支座上梁體截面（1）腹板下立桿荷載分析：碗扣式立桿分布60cm×30cm，層距60cm。連續(xù)梁單側(cè)腹板面積：a=3.66m2；腹板處斷面面積為3.66m2，3.66

13、5;26/1.279.3kN/m2，單根立桿的計算恒載：（79.3+1.2+1.3+2.2+2.35）×0.6×0.3=15.54kN單根立桿的計算活載：5×0.6×0.3=0.9kN則單根立桿受力為：N1.2×15.54+1.4×0.9=19.91kN 40kN×0.8=32kN（滿足）。（2）中底板下立桿荷載分析：碗扣式立桿分布60cm×60cm，層距60cm。連續(xù)梁中底板面積：b=7.74m2 7.74×26/4.346.8kN/m2，單根立桿的計算恒載：（46.8+1.2+1.3+2.2+2.35

14、）×0.6×0.6=19.39kN單根立桿的計算活載：5×0.6×0.6=1.8kN則單根立桿受力為：N1.2×19.39+1.4×1.8=25.788kN 40kN×0.8=32kN（滿足）。2立桿穩(wěn)定性（1）立桿計算長度Lo=層距+2a=1.9m，其中層距0.6m。a-模板支架立桿伸出頂層水平桿中心線至模板支撐點長度，取0.65m。（2）鋼管截面特性外直徑48mm，壁厚3.5mm，截面積A=4.893cm2，慣性矩I=12.187cm4，回轉(zhuǎn)半徑r=1.578cm，立桿截面抵抗矩W=5.08cm3。（3）立桿穩(wěn)定性計算長

15、細比=Lo/r=190/1.578=120，查表知折減系數(shù)=0.437不考慮風荷載N_max/A=（25.788×10³）/（0.437×4.893×10²）=120.6MPa考慮風荷載：作用于腳手架上的水平風荷載標準值，按下式計算：式中：風壓高度變化系數(shù)； 腳手架風荷載體型系數(shù)；基本風壓；根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012)，橋位處地面粗糙程度為B類，風壓高度變化系數(shù)取1.13，如表所示：風壓高度變化系數(shù)離地面高度510152030405060風壓高度變化系數(shù)1.001.001.131.231.391.521.621.71為腳手架

16、風荷載體型系數(shù)，根據(jù)規(guī)范，敞開式腳手架的風載體型系數(shù)，值是將腳手架視為桁架，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2015)單榀桁架的體型系數(shù)，對于圓形截面桿件，為擋風系數(shù)：為桁架構(gòu)件和節(jié)點擋風的凈投影面積，為桁架構(gòu)件和節(jié)點迎風的凈投影面積：，所以擋風系數(shù)：，所以桁架的體型系數(shù)：腳手架沿橫橋向有26排，所以：s=0.326×26=8.476為基本風壓，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012)中全國基本風壓分布，西安地區(qū)10年一遇基本風壓，50年一遇基本風壓，100年一遇基本風壓,對于100年一遇的風荷載，離地面高度15m時，得水平風荷載標準值為k=0.7×1.13&#

17、215;8.476×0.4=2.681M=1.40wkLxL028=1.4×1×2.681×0.6×1.928=1.016Nm0.9MW=0.9×1.0165.08×10-6=0.18MPa=NmaxA+0.9MW=120.6+0.18=120.78MPa<215MPa×0.8=172MPa結(jié)論：13#墩連續(xù)梁端立桿穩(wěn)定性。3碗口式支架豎向位移計算（中底板）x=Q1HEA+式中Q1立桿計算恒載； H立桿總高度； E鋼材彈性模量；立桿接頭變形； A立桿截面面積，x=(19.39×103×13

18、×103)/(2.06×105×4.893×102 )+21=2.5+21=23.5mm1#梁塊下支架立桿檢算圖6 14#橋墩支座上梁體截面1立桿強度驗算（1）腹板下立桿荷載分析：碗扣式立桿分布30cm×30cm，層距60cm。連續(xù)梁單側(cè)最大截面腹板面積：a=10.285m2；連續(xù)梁單側(cè)最大截面中板面積：b=4.3m2；腹板處斷面面積為10.285 m2，10.285×26/1.7157.3kN/m2，單根立桿的計算恒載：（157.3+4.7+2.35）×0.3×0.3=14.79kN單根立桿的計算活載：5

19、5;0.3×0.3=0.45kN則單根立桿受力為：1.2×14.79+1.4×0.4518.38kN40 kN×0.8=32kN（滿足）。（2）底板下立桿荷載分析碗扣立桿分布60cm×60cm，層距60cm。底板處斷面面積為4.3m2，4.3×26/2.1552kN/m2，單根立桿的計算恒載：（52+4.7+2.35）×0.6×0.6=21.258kN單根立桿的計算活載：5×0.6×0.6=1.8kN則單根立桿受力為：1.2×21.258+1.4×1.828.03kN40 k

20、N×0.8=32kN（滿足）。2、立桿穩(wěn)定性立桿計算長度Lo=層距+2a=1.9m，其中層距0.6m。a-模板支架立桿伸出頂層水平桿中心線至模板支撐點長度，取0.65m。鋼管截面特性外直徑48mm，壁厚3.5mm，截面積A=4.893cm2，慣性矩I=12.187cm4，回轉(zhuǎn)半徑r=1.578cm，立桿截面抵抗矩W=5.08cm3。立桿穩(wěn)定性計算長細比=Lo/r=120/1.578=120.4，查表知折減系數(shù)=0.437不考慮風荷載Nmax/A=（28.03×10³）/（0.437×4.893×10²）=131.09MPa215MPa

21、×0.8=172MPa考慮風荷載后，風荷載計算方法與13#墩同理=NmaxA+0.9MW=131.09+0.18=131.27MPa<172MPa結(jié)論：立桿穩(wěn)定性滿足3碗口式支架豎向位移計算（腹底板）x=Q1HEA+式中Q1立桿計算恒載； H立桿總高度； E鋼材彈性模量；立桿接頭變形； A立桿截面面積，x=29.583×103×13×1032.06×105×4.893×102+33=3.8+33=36.8mm六臨時鋼管柱驗算1#梁塊下臨時鋼管柱驗算在主墩兩側(cè)的承臺上分別支立2根609mm壁厚16mm的鋼管作為臨時支撐。

22、兩個鋼管橫向間距為兩米。鋼管頂?shù)撞坑弥睆?00mm厚16mm的鋼板封口。封底鋼板預(yù)埋在承臺內(nèi)，封頂鋼板與0#塊底板混凝土表面接觸，鋼板上設(shè)25錨固鋼筋和鋼板滿焊。每側(cè)2根鋼管內(nèi)預(yù)埋共4根精軋螺紋鋼，一端預(yù)埋在承臺內(nèi)，深入承臺底部，一端從鋼管中穿至1#節(jié)段底板頂面以上50cm。待0#塊混凝土強度達到要求后，每根鋼管內(nèi)精軋螺紋鋼施加50T預(yù)應(yīng)力，并且在主墩墩頂兩側(cè)分別預(yù)埋2根32精軋螺紋鋼，預(yù)埋深度1m，深入連續(xù)梁腹板1m，起抗傾覆作用，待邊跨合龍后拆除臨時支撐。具體結(jié)構(gòu)尺寸見下圖。鋼管采用q235型號鋼材。圖5 連續(xù)梁臨時支撐體系示意圖1.臨時鋼管強度驗算單根鋼管直徑為60.9cm，按最不利荷載計算其頂部支撐荷載：立桿處在1號塊底板下方單根鋼桿的計算恒載：（2×26+1.2+1.3+2.2+2.35）×6.3×6.3=2343.69kN單根鋼桿的計算活載：5×6.3