支架計(jì)算書上課講義

1、萬州區(qū)長(zhǎng)江二橋至密溪溝段消落帶 生態(tài)庫岸綜合整治工程（三標(biāo)段） （桃子園大橋） 連續(xù)梁 0 號(hào)塊 施 工 專 項(xiàng) 方 案審 批 人：審 核 人：編 制人：編制單位：蘇州市政園林工程集團(tuán)有限公司 編制時(shí)間： 2016 年 9 月目錄一 工程概況 2二 專項(xiàng)施工方案概況 4三 專項(xiàng)施工工藝及主要施工方法 41）施工工藝流程 42）施工方法 5四 支撐架設(shè)計(jì)驗(yàn)算 6（一）施工方案編制依據(jù) 6（二）施工方案設(shè)計(jì)參數(shù) 7（三）荷載計(jì)算 7（四）內(nèi)力計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8工程概況桃子園大橋橋型布置為左幅橋上部結(jié)構(gòu)為 （55+100+55）m+（3x25）m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，左幅橋全長(zhǎng) 295m右幅橋?yàn)椋?

2、5+100+55 m預(yù)應(yīng)力混 凝土連續(xù)梁，右幅橋全長(zhǎng)220m橋墩下部結(jié)構(gòu)為11號(hào)主墩基礎(chǔ)采用6根© 1.8m鉆孔灌注樁，樁基呈行列式布置：橫向間距 4.5m、縱向間距4.5m;樁 底高程147.728m,左右幅橋樁長(zhǎng)均為30m橋墩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為端承樁基礎(chǔ)。承 臺(tái)為矩形承臺(tái)，平面尺寸為12.6mx 8.1m。承臺(tái)厚3.5m。墩身采用等截面矩 形實(shí)體花瓶墩，墩高左幅橋?yàn)?0.5m,右幅橋?yàn)?m橋墩截面尺寸3X 7.26m, 四周設(shè)r=0.3m的倒角。12號(hào)主墩基礎(chǔ)采用6根© 1.8m鉆孔灌注樁，樁基 呈行列式布置：橫向間距4.5m、縱向間距4.5m;左右幅橋樁長(zhǎng)均為30m橋 墩基礎(chǔ)

3、設(shè)計(jì)為端承樁基礎(chǔ)。承臺(tái)為矩形承臺(tái)，平面尺寸為12.6mx 8.1m。承臺(tái)厚3.5m。墩身采用等厚度矩形實(shí)體花瓶墩，墩高左幅橋?yàn)?0m右幅橋?yàn)?6.5m,單幅墩標(biāo)準(zhǔn)截面3X7.26m,四周設(shè)r=0.3m的倒角。主橋上部結(jié)構(gòu)為（ 5510055）m 三跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁, 采用分離的上、下行獨(dú)立的兩幅橋,單幅橋采用單箱雙室截面,跨中箱梁中 心高度為2.5m,支點(diǎn)處箱梁中心梁高6.5m,由距主墩中心2.5m處往跨中方 向46.5m段按1.8次拋物線變化。箱梁根部底板厚80cm跨中底板厚28cm, 箱梁高度以及箱梁底板厚度按 1.8 次拋物線變化。箱梁腹板根部厚 75cm， 跨中厚50cm箱

4、梁腹板厚度在腹板變化段按直線段漸變，由厚75cm變至至50cm箱梁頂板厚度30cm箱梁頂寬18.49m,底寬9.786m,頂板懸臂長(zhǎng)度 外側(cè)2.5m內(nèi)側(cè)2.4m,懸臂板端部厚18cm根部厚65cm.箱梁頂設(shè)有2%勺 單向橫坡。箱梁澆筑分段長(zhǎng)度依次為：12m （0號(hào)段）+3X 3.0m+4X 3.5m+5x 4.0m。0號(hào)塊箱梁長(zhǎng)12m（墩柱中心線兩邊各6米），設(shè)計(jì)為單箱雙室截面，頂 寬18.49m、頂板懸臂長(zhǎng)度外側(cè)2.5m內(nèi)側(cè)2.4m,底寬9.786m,梁高6.5m, 底板厚80cm頂板厚度30cm腹板厚度75cm懸臂板端部厚18cm根部厚 65cm 箱梁頂設(shè)有 2%的單向橫坡。二專項(xiàng)施工方案

5、概況0號(hào)塊支架采用鋼管柱貝雷梁結(jié)構(gòu)。墩身兩側(cè)各設(shè)置2排3根鋼管柱，靠近墩身處鋼管布置在承臺(tái)上，外側(cè)鋼管置于C30砼基礎(chǔ)基礎(chǔ)或© 120鉆孔樁上（12號(hào)墩靠中跨側(cè)）?；A(chǔ)尺寸為3.0 X 3.0 x 1.0m;支撐柱頂一次主梁 采用2根I 50b工字鋼組合梁，橫橋向布置，長(zhǎng) 18米。二次分配梁采用14 排單層普通型貝雷梁，順橋向布置。每?jī)膳胖g用90cm或135cm跨橫撐連接，墩身外側(cè)翼緣板處3排貝雷梁按12米通長(zhǎng)布置，墩身處貝雷梁靠墩身 布置，多余部分作為操作平臺(tái)。貝雷梁上橫向布置I14工字鋼，間距60cm12mn竹膠模板。懸段處設(shè)置頂托支架，翼板下搭設(shè)盤扣支架。在縱向鋪設(shè)I 14工

6、字鋼分配梁， 橫向鋪設(shè)10cnX 10cm2木枋，鋪設(shè)尺寸早1 : j廠三專項(xiàng)施工工藝及主要施工方法0號(hào)塊現(xiàn)澆支架采用鋼管貝雷膺架，墩身兩側(cè)各設(shè)置2排3根鋼管柱，靠近墩身處鋼管布置在承臺(tái)上，外側(cè)鋼管置于 C30砼基礎(chǔ)基礎(chǔ)或© 120鉆孔 樁上（12號(hào)墩靠中跨側(cè)）?；A(chǔ)尺寸為3.0 X 3.0 X 1.0m。外側(cè)模用鋼模板， 內(nèi)模采用鋼管腳手架竹膠模板。砼采用商品砼，罐車運(yùn)輸，臂架泵輸送入模， 0號(hào)塊分兩次澆筑，第一次澆筑 4.5，底二次澆筑2米。1）施工工藝流程支架基礎(chǔ)施工2)施工方法(1) 臨時(shí)基礎(chǔ)地基處理外側(cè)鋼管除12號(hào)墩靠中跨段采用鉆孔灌注樁外，其余采用3.0 X 3.0 X1

7、.0m基礎(chǔ)，地基承載力不小于0.25Mpa;內(nèi)側(cè)鋼管設(shè)置承臺(tái)上。施工前，先平整施工場(chǎng)地，再進(jìn)行砼基礎(chǔ)和鉆孔灌注樁測(cè)量放樣。擴(kuò)大 基礎(chǔ)必須置于原狀土上，保證地基承載力需要，基礎(chǔ)周圍做好排水處理，周 邊設(shè)置排水溝。在鋼管立柱的對(duì)應(yīng)位置預(yù)埋 80X 80cm厚度10cm的底座鋼板， 鋼板焊接4根長(zhǎng)的© 25鋼筋，錨固長(zhǎng)度50cm采用塞焊。（2）支架安裝鋼管質(zhì)量驗(yàn)收合格后，切割下來制作支撐柱。鋼管接長(zhǎng)采用內(nèi)襯外套鋼 管對(duì)接焊接方式接長(zhǎng)，確保支撐柱上下同心。支架柱采用汽車吊拼裝就位、 焊接組裝。依次拼裝鋼管立柱、桁撐，鋼管柱上座板采用80x 80cm厚度20cm 鋼板，鋼管柱的上下座板各設(shè) 4

8、塊1cm厚15x 15cm的三角加勁板。鋼管安 裝時(shí)要求橫、縱向鋼管中心在一條直線上，并保證鋼管的垂直度。支撐柱安裝后架設(shè)一次主梁（2根I 50工字鋼組合梁）。橫聯(lián)采用焊接 1cm后10x 30cm鋼板，達(dá)到整體效果，工字鋼接長(zhǎng)采用1cm厚拼接板搭接焊 等強(qiáng)連接。貝雷梁航姐按設(shè)計(jì)圖逐根組裝，每 2片為一組，中間設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)桁撐，以 求穩(wěn)定防側(cè)，然后使用吊車逐根吊裝就位。貝雷梁上設(shè)置I 14工字鋼分配梁，間距60cm懸臂部分搭設(shè)頂托，翼 板部分搭設(shè)盤扣鋼管，再鋪設(shè)I 14工字鋼分配梁，10x 10c m木枋、底模。（3）支架拆除 待預(yù)應(yīng)力形成后，開始拆除支架。拆除支架先松頂托，之后拆除模板， 拆除I

9、 14工字鋼，將貝雷梁桁架滑移至箱梁外側(cè)一掉下一解開，拆下一次主梁，最后拆除支撐柱。四 支撐架設(shè)計(jì)驗(yàn)算（一）施工方案編制依據(jù)1 ）施工方案編制依據(jù)1）施工設(shè)計(jì)圖；2）交通部交計(jì)發(fā) 199823 號(hào)交通部國(guó)防交通儲(chǔ)備器材管理規(guī)定的 通知（裝配式公路鋼橋使用手冊(cè)） ；3）建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范 JGJ166-2008；4）建筑施工模板安全設(shè)計(jì)規(guī)范 JGJ162-20085 ） 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50017-20036）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50010-2010（二）施工方案設(shè)計(jì)參數(shù)1、鋼材彈性模量 E=2.1 x 105 Mpa;2、Q235鋼材抗拉、抗壓設(shè)計(jì)控制強(qiáng)度f=210

10、Mpa,剪切強(qiáng)度fv=125 Mpa貝雷梁桁架的允許壓應(yīng)力及彎應(yīng)力為 f=273 Mpa,剪切強(qiáng)度f v=208 Mpa;3、鋼筋砼容重rc=26KN/m4、結(jié)構(gòu)安全系數(shù)K=1.3;5、二次分配梁允許橈度3 =L/500 ;6、恒載系數(shù)1.2，活載系數(shù)1.4 ;7、施工人員及機(jī)械荷載約100KN&模板重量q=2.5KN/mf。（三）荷載計(jì)算1、計(jì)算梁橫截面積梁段支撐部分標(biāo)準(zhǔn)橫斷面如下：1x r 7廠總面楸 XV1/ /Um耳 74i hL 4總.滬 柔固結(jié)紅構(gòu)君學(xué)爐ti2、荷載計(jì)算箱梁全寬B=18.49m 梁高h(yuǎn)=6.05m,按0B斷面積A=262511c金12米長(zhǎng)共計(jì)315方。0號(hào)塊

11、砼為530方，墩頂部分砼220方，懸臂部分砼為310方。 結(jié)構(gòu)橫載 q1=1.05r cA=716.7 KN/m; 模板重量 q2=2.5B=46.25 KN/m ; 支架重量q3=15%（p107.5 KN/m,（暫按以往經(jīng)驗(yàn)估算）; 施工人員和機(jī)械荷載 q4=100/12=8.33 KN/m ;設(shè)計(jì)計(jì)算荷載：q=1.2 （ qi+q2+q3）+1.4q 4=1056.2 KN/m，計(jì)算荷載放大系數(shù)：K=1.473、荷載分配1 JL丄392-r ,L 390< ALT3RU Rrl支撐架荷載分*1卩I ：尺勺Y I經(jīng)Midas計(jì)算結(jié)果為：彎矩：MwX=704.1 KN.m， Min=-

12、1408.3 KN.m ；剪力：Qax=2112.4 KN，Qin=-2112.4 KN;支點(diǎn)反力：RA=R=2165.2 KN，F(xiàn)B=FC=4172 KN。（四）內(nèi)力計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、鋼管支撐柱根據(jù)荷載計(jì)算的支點(diǎn)反力結(jié)果判定，縱向鋼管支撐柱 FB （或 FC）點(diǎn)的分 擔(dān)荷載最大。故以此為計(jì)算設(shè)計(jì)對(duì)象?？v向鋼管支撐柱FB及Fb點(diǎn)的橫斷面支 撐結(jié)構(gòu)如圖。橫向每個(gè)支撐點(diǎn)布置 3根© 600、壁厚10mn鋼管柱。鋼管柱按 等面積荷載布置，為設(shè)計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)便，以受載最大的 吊及甩截面支撐點(diǎn)為基準(zhǔn) 計(jì)算。將橫截面面積分三等分，每根支撐柱置于對(duì)應(yīng)面積重心位置，實(shí)現(xiàn)等面 積荷載分配布置法，每一支撐柱分

13、擔(dān)的標(biāo)準(zhǔn)橫斷面積為8.75m ,對(duì)應(yīng)分擔(dān)的最大計(jì)算荷載為R=1391KN支架最大高度為23米，模板、分配工字鋼及貝雷梁的總高度為 2.5米, 支撐柱受壓桿高度為20.5米。(1) 鋼管柱幾何參數(shù)鋼管柱直徑© 600、壁厚10mm鋼管，其截面特性為： lx=80634cm,A=185.26cm2,i x=41.725cm;長(zhǎng)細(xì)比入=49.13<150，滿足要求，屬 于短壓桿，折減系數(shù)® =0.86。支撐柱按兩端鉸接結(jié)構(gòu)設(shè)置，自由受壓系數(shù) a =1。(2) 強(qiáng)度簡(jiǎn)算允許支撐能力R= ® fvA=3341KN安全系數(shù)K=2.4，滿足要求。(3) 壓縮量 h=Rh/

14、EA=1391=7.3mm(4) 擴(kuò)大基礎(chǔ)計(jì)算 基底應(yīng)力計(jì)算3000基她面圈單根鋼管樁上部荷載 176.5 x 1.1=194.2t ,擴(kuò)大基礎(chǔ)自重為(3X 3X0.6+1.5 x 1.5 x 0.4 ) x 2.4=11.88t，鋼管樁及平聯(lián)自重為 0.128 x 21+0.061 x 4x 3=3.42t。地基承受的總荷載為 194.2+11.88+3.42209.5t，基底應(yīng)力:209.5 104書 0.23 a,3 3 10為保證支架安全，因此要求地基承載力不小于0.25MPa若地基承載力 小于0.25MPa支架基礎(chǔ)大小應(yīng)作適度調(diào)整 基礎(chǔ)抗沖切計(jì)算應(yīng)計(jì)算兩個(gè)地方的抗沖切能力，一是計(jì)算鋼

15、管樁底部與基礎(chǔ)頂面交界處 基礎(chǔ)的抗沖切能力，二是計(jì)算基礎(chǔ)變階處的抗沖切能力。計(jì)算基礎(chǔ)的抗沖切能力時(shí)，應(yīng)扣除相應(yīng)砼的自重。砼的抗剪強(qiáng)度一般按抗拉強(qiáng)度值的0.7倍考慮。A、柱與基礎(chǔ)頂交界處的抗沖切能力作用在基礎(chǔ)頂面的荷載 F=194.2+3.42=197.6t=1976KN，擴(kuò)散角45°。0111X£2C0參照2002版建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范，交界面C30砼可承受的沖切力：F 0.7 hpftamh0 0.7 0.98 1.43 106 3.14 (0.6 2.6) 1/1000 4928KN 1976KN ， 2基礎(chǔ)頂面滿足抗沖切要求！B、基礎(chǔ)變階處的抗沖切能力基礎(chǔ)變階處的荷載

16、計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮變階頂面的砼，F(xiàn)=1976+1.5X 1.5 X0.4 X 24=1998kN 擴(kuò)散角 45°。F 0.7 hpftamhoI - 4占5150?兀60.7 1 1.43 104 (1.5 2.7)20.6/10005045 KN1989 KN ,基礎(chǔ)變階處滿足抗沖切要求! 基底抗彎計(jì)算基底的壓應(yīng)力為0.23MPa將基礎(chǔ)倒置，計(jì)算模型簡(jiǎn)化為懸臂梁，如下圖:計(jì)算懸臂端根部的最大應(yīng)力為：2 2_ qlb 丨 /2 3ql 3 0.23 0.75 d nQ1.08 aW bh /6 h0.6C30素砼的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為1.43MPa因此基礎(chǔ)素砼即滿足抗彎要求！ 考慮到基礎(chǔ)砼性

17、能可能較差，存在離析，厚度不夠等情況，要求基礎(chǔ)底 板構(gòu)造性雙向配筋，鋼筋型號(hào)根據(jù)工地現(xiàn)場(chǎng)廢舊材料確定，暫且按© 1030cm 配筋。遇軟硬不均地基時(shí)，為防止基礎(chǔ)裂斷，要求基礎(chǔ)底板及頂板雙向構(gòu)造性 配筋2、一次主梁由于縱向鋼管支撐柱RB (或RC)點(diǎn)支撐分擔(dān)荷載最大，橫向主梁在此處 分擔(dān)的荷載也最大，經(jīng) Midas軟件計(jì)算，最大內(nèi)力為：最大負(fù)彎矩 Mk=-571.8KN.m;最大正彎矩 MnaFl52.7KN.m 最大剪切內(nèi) 力 TmaF743.2KN。一次主梁選用I50b工字鋼，材質(zhì)Q235其幾何特性：橫截面積A=129.25cnt 橫截面慣性距 lx=48556cm,l x/Sx=

18、42.3cm, d=14mm 工字鋼水平 放置。 求所需I 50b工字鋼數(shù)量假設(shè)需要n跟。以最大負(fù)彎矩 Mn.=571.8KN.m為控制值，采用允許應(yīng)力 法求所需根數(shù)n。由公式c二kMaxYmax/nl x< f得到：nlx=72830cm：所需根數(shù)n=1.5根，選用 2根I 50b工字鋼。 驗(yàn)算剪應(yīng)力最大截面剪應(yīng)力：t max=Tmax/nd(I x/Sx)=62.7Mpav fv=125MPa 滿足要求。 驗(yàn)算擾度3a、外懸臂端(Mnax=-571.8KN.m)下擾度(L=385cm)由力法可得：在 q=1 狀態(tài)下，M=-ql 2/2=-7411250, 3 i=ql 4/8EI=0

19、.09。 由 3 /Mmax= 31/ M ,3 = 3 i Mna>/ M=6.9mm 小于 L/500=7.7mm。滿足要求。b、跨中最大正彎矩(Mnax=152.7KN.m)最大擾度(L=251cm)由力法可得：在 q=1 狀態(tài)下，M=ql 2/8=787500, 3 i=5ql 4/384EI=0.003。由 3 /Mmax= 3 1 / M 1,3 =3 i Mmax/ M i=0.6mm 小于 L/500=5mm 滿足要求。3、貝雷梁計(jì)算(1)貝雷梁的物理參數(shù)型號(hào)幾何特征容許內(nèi)力單排單層 不加強(qiáng)型lx (cm4)W( cni)彎矩(KN.n)剪力(KN抗壓應(yīng)力f(Mpa)剪應(yīng)

20、力fv(Mpa)250497.23578.5788.2245.2273208(2) 計(jì)算所需貝雷桁架梁數(shù)量根據(jù)荷載分布簡(jiǎn)圖計(jì)算得到各個(gè)支撐點(diǎn)分擔(dān)荷載為：RA=RD=2165.2 KN ,RB=RC=4172 KN,根據(jù)支撐架布置，甩及FD支點(diǎn)的貝雷桁架承載能力每片為 310KN FB及FC的貝雷桁架承載能力每片為620KNA及D點(diǎn)需要貝雷桁架梁：n=7片。B及C點(diǎn)需要貝雷桁架梁：n=7片。在實(shí)際布置中，考慮外側(cè)翼緣板下 外懸臂較大以及兩片橫向連接形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，實(shí)際按14片布置。(3) 驗(yàn)算貝雷桁架整體抗彎能力經(jīng)計(jì)算，貝雷桁架截面最大彎矩為FB及FC支撐處的柱頂負(fù)彎矩，為Mma>=1408.3KN.m。14排貝雷桁桁架的總抗彎能力為：M抗=14M=14 X 788.2=11034.8KN.m,遠(yuǎn)大于荷載最大彎矩，滿足要求(4) 抗剪切能力驗(yàn)算經(jīng)計(jì)算，貝雷桁架截面最大剪力TmaF2112.4KN, 14排貝雷桁桁架的抗剪 允許應(yīng)力t =14 X 245.2=3432.8KN.m>Tmax,滿足要求。(5) 驗(yàn)算最大擾度3驗(yàn)算向下彎曲擾度，向下最大彎矩MU=704.1KN.m。由力法可得：在 q=1 狀態(tài)下，M=-ql 2/8=20000, 3 i=5ql 4/384EI=0.0063。 由 3 /