鐵路特大橋96m鋼桁梁臨時(shí)支架計(jì)算書

1、XXX鐵路特大橋96m鋼桁梁臨時(shí)支架設(shè)計(jì)檢算書 編 制： 復(fù) 核： 技術(shù)負(fù)責(zé)人： 中鐵山橋集團(tuán)鋼結(jié)構(gòu)建筑安裝有限公司二一四年九月目 錄一、工程概況- 1 -二、計(jì)算依據(jù)- 3 -三、鋼箱組合梁的荷載組合- 4 -四、按大小截面計(jì)算過(guò)梁鋼橋滿鋪情況- 6 -4.1過(guò)梁計(jì)算模型- 6 -北側(cè)過(guò)梁計(jì)算模型如下- 6 -南側(cè)過(guò)梁計(jì)算模型如下- 6 -北側(cè)過(guò)梁布置如下- 7 -南側(cè)過(guò)梁布置如下- 7 -跨行車道過(guò)梁組合截面特性- 8 -跨電車軌道過(guò)梁截面特性- 8 -4.2.過(guò)梁在滿載鋼橋工況下的計(jì)算結(jié)果- 9 -跨南側(cè)電車軌道位置過(guò)梁- 9 -跨北側(cè)電車軌道位置過(guò)梁- 10 -4.4.3跨行車道位置過(guò)

2、梁（15m跨度）- 11 -五、橫向分配梁計(jì)算- 13 -六、鋼管支架計(jì)算- 14 -6.1過(guò)梁所受支座反力- 14 -6.2剛度驗(yàn)算- 16 -6.3穩(wěn)定性驗(yàn)算- 18 -七、地基承載力要求- 20 -7.1公路處支架- 20 -7.2普通處支架- 21 -目錄一、 工程概況- 1 -二、計(jì)算依據(jù)- 4 -三、鋼箱組合梁的荷載組合- 4 -四、按大小截面計(jì)算過(guò)梁鋼橋滿鋪情況- 6 -4.1過(guò)梁計(jì)算模型- 6 -北側(cè)過(guò)梁計(jì)算模型如下- 6 -南側(cè)過(guò)梁計(jì)算模型如下- 6 -北側(cè)過(guò)梁布置如下- 7 -南側(cè)過(guò)梁布置如下- 7 -跨行車道過(guò)梁組合截面特性- 8 -跨電車軌道過(guò)梁截面特性- 8 -4.2

3、.過(guò)梁在滿載鋼橋工況下的計(jì)算結(jié)果- 9 -跨南側(cè)電車軌道位置過(guò)梁- 9 -跨北側(cè)電車軌道位置過(guò)梁- 10 -跨行車道位置過(guò)梁（15m跨度）- 11 -五、橫向分配梁計(jì)算- 13 -六、鋼管支架計(jì)算- 14 -6.1過(guò)梁所受支座反力- 14 -6.2剛度驗(yàn)算- 16 -6.3穩(wěn)定性驗(yàn)算- 18 -七、支架地基承載力要求- 20 -7.1公路處支架- 20 -7.2軟土處支架- 21 -八、吊車支腿處地基承載力要求- 21 -1、 工程概況1、 工程概況 XXX鐵路特大橋90#墩203#臺(tái)位于天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)十二大街北邊綠化帶，其中跨洞庭路為96米下承式雙線鋼桁梁，進(jìn)港三線鐵路上跨洞庭路處，洞庭

4、路處于曲線上，車流量大，雙向車道中間有有軌電車，從中央隔離帶兩側(cè)依次為：有軌電車道路、機(jī)動(dòng)車道路（3車道，每車道寬3m）、非機(jī)動(dòng)車道（寬2m），有線電車道路上、下行寬度各為3.3米，道路中間隔離帶寬度為3米。全橋臨時(shí)支架布置如下圖：鋼管支架圖及鋼箱過(guò)梁布置圖2、 膺架材料材質(zhì) 膺架所需材料，其中鋼箱過(guò)梁材質(zhì)為Q345，其它材質(zhì)為Q235。3、 具體各種膺架材料及尺寸 （1）鋼管立柱：426×10, 529×8； （2）兩側(cè)鋼箱過(guò)梁組合：2組600（高）×700（寬），腹板18mm，頂?shù)装搴?4mm； （3）中間鋼箱過(guò)梁：1170（高）×840（寬），鋼箱

5、梁腹板厚30mm，頂?shù)装搴?0mm； （4）鋼管立柱上設(shè)雙I36b工字鋼分配梁。4、 膺架布置詳圖及說(shuō)明 （1）膺架結(jié)構(gòu)立面示意圖膺架結(jié)構(gòu)立面示意圖 圖示為南側(cè)支架布置立面示意圖，墩前支架只承托單根過(guò)梁，此部位設(shè)置為單排鋼管支架。93#與94#共418a槽鋼另外，還有3.0×2.5m的矩形支架和邊長(zhǎng)3.5m，銳角為45°的菱形支架，矩形支架18a槽鋼，菱形支架18a槽鋼菱形支架全部在公路路面上，下部設(shè)置60cm高C30鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)2個(gè)，每個(gè)條形基礎(chǔ)上預(yù)埋3個(gè)800×800×16mm的鋼板；矩形支架全部在軟土地面上，下部設(shè)置40cm高C30鋼筋混凝土

6、矩形基礎(chǔ)1個(gè)，每個(gè)基礎(chǔ)上預(yù)埋6個(gè)800×800×16mm的鋼板，所有支架鋼管立柱與預(yù)埋板焊接連接，基礎(chǔ)下方軟土要求換填山皮石分層碾壓處理。同時(shí)在立柱與預(yù)埋板間焊接4處加強(qiáng)肋，加強(qiáng)肋采用厚度12mm的鋼板，確保鋼管立柱穩(wěn)定，在鋼管立柱頂端用12mm的鋼板作封端板，頂面封端板焊接雙I36b工字鋼分配梁。將I36b工字鋼上下端焊接綴板固定，形成一個(gè)整體后將雙工字鋼分配梁與鋼管立柱頂端的鋼板之間焊接，并設(shè)12mm厚鋼板作為卡板，采用焊接方法固定，以確保分配梁與鋼管立柱之間穩(wěn)固連接。 （2）順橋向、橫橋向示意圖 順橋向 橫橋向二、計(jì)算依據(jù) 1.公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D6020

7、04） 2.道碴橋面雙線96m下承式鋼桁梁設(shè)計(jì)圖（薊港擴(kuò)能橋通-06-） 道碴橋面雙線96m下承式鋼桁梁設(shè)計(jì)圖（津集施（變）橋-01） 3.現(xiàn)場(chǎng)踏勘調(diào)查所獲得的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、當(dāng)?shù)刭Y源、交通狀況及施工環(huán) 境等調(diào)查資料。 4.建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB50068-2001） 5.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003）三、鋼箱組合梁的荷載組合 全橋按2排過(guò)梁設(shè)計(jì)。強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算時(shí)，具體取值如下： 1下弦運(yùn)料道、人員走道、人群、安全網(wǎng)1）角鋼立柱欄桿重量：每處角鋼立柱長(zhǎng)4m，計(jì)雙側(cè)120個(gè)，角鋼為75×10，總重量為480×11.1kg/m=5328kg，欄桿上角

8、鋼16總長(zhǎng)540m，重量540m×1.5795kg/m=852.93kg欄桿總重量：G1=5328+852.93=6180.93kg=60.57KN2）木板重量G2=180×0.1×1×800×800kg/m3=14400kg=141.12KN3）施工人員重量按橋上施工人員50人計(jì)算，每人按75kg計(jì)，則人員重量G3=75×50=3750kg=36.75KN4）安全網(wǎng)重量安全網(wǎng)重量按G4= 5000kg=49KN5）吊籠重量吊籠重量按G5=1000kg=9.8KN2臨時(shí)支墩重量鋼支墩重量：每支墩按30Kg考慮，每個(gè)支點(diǎn)位置布置4個(gè)鋼支

9、墩，全橋共計(jì)36個(gè)。則支墩總重量G6=30×36=1080kg=10.6KN3梁上各種小型施工器具的重量1）千斤頂重量每臺(tái)千斤頂按300kg計(jì)，膺架梁上計(jì)16臺(tái)千斤頂，總重=4800kg=47.04KN2）電焊機(jī)重量按橋上兩臺(tái)電焊機(jī)考慮，每臺(tái)500kg計(jì)，總重=1000kg=9.8KN3）其它其它荷載按10000kg考慮。則總荷載G7=1000+4800+10000=15.8t=154.84KN4橫向分配梁及腳手架橫向分配梁長(zhǎng)15m，間距2m一道布置，材質(zhì)為I32b，總重=48t=470.4KN腳手架重量約為24t=235.2KN則總荷載G8=470.4+235.2=705.6KN綜

10、合考慮，則總的附加荷載G=G1+G2+G3+G4+G5+G6+G7+G8=1218KN鋼桁梁總重G鋼=13975KN根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB50068-2001）條規(guī)定，臨時(shí)膺架結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)可取1.2，剛度計(jì)算時(shí)K=1.以下荷載計(jì)算全部按強(qiáng)度計(jì)算荷載計(jì)算，按K=1.2計(jì)算；在計(jì)算剛度時(shí)，計(jì)算結(jié)果扣除1.2的系數(shù)即可。鋼梁橋總重為G1=13975 kN其它附加荷載按G2=1218kN考慮1.2倍荷載組合系數(shù)后，過(guò)梁上所受的總荷載為：G=1.2*（13975+1218）=18232KN;一排過(guò)梁所承受的荷載為：G3=18232/2=9116kN.鋼橋按9個(gè)支點(diǎn)作用在過(guò)梁上，一支點(diǎn)處過(guò)

11、梁所受荷載為：P=9116 /9=1012kN 四、按大小截面計(jì)算過(guò)梁鋼橋滿鋪情況4.1過(guò)梁計(jì)算模型北側(cè)過(guò)梁計(jì)算模型如下南側(cè)過(guò)梁計(jì)算模型如下北側(cè)過(guò)梁布置如下跨行車道位置過(guò)梁跨有軌電車位置過(guò)梁跨行車道位置過(guò)梁南側(cè)過(guò)梁布置如下跨行車道位置過(guò)梁跨行車道位置過(guò)梁跨有軌電車位置過(guò)梁跨行車道過(guò)梁組合截面特性跨電車軌道過(guò)梁截面特性4.2.過(guò)梁在滿載鋼橋工況下的計(jì)算結(jié)果跨南側(cè)電車軌道位置過(guò)梁1）受力簡(jiǎn)化如下圖所示2）最大彎矩、最大剪力計(jì)算 P×3.3+P×15.3=N2×22.5 則：N2=0.827F N1=1.173F M1=1.173P× M2=0.827P

12、15; 22.5m梁自重約為22805Kg 最大彎矩Mx=M2=6579 最大剪力為：V=1189KN3）截面特性如下 過(guò)梁截面慣性矩:Ix=2321689.5cm4 到中和軸面積矩：S=39687cm3 等效腹板厚度：tw=60mm 計(jì)算點(diǎn)至梁中和軸距離：y=58.5cm 塑性發(fā)展系數(shù) x = 1.05 整體穩(wěn)定系數(shù) b = 1 材質(zhì)為Q345鋼 截面抗拉抗壓抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=295N/mm2 截面抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fv=170N/mm24）強(qiáng)度驗(yàn)算 抗剪強(qiáng)度：抗剪強(qiáng)度滿足要求 抗彎強(qiáng)度：抗彎強(qiáng)度滿足要求5）剛度驗(yàn)算 單考慮集中荷載作用下C點(diǎn)過(guò)梁撓度：剛度驗(yàn)算不計(jì)1.2倍系數(shù)： 單考慮自重作用

13、下過(guò)梁在C點(diǎn)撓度：則最大撓度為<剛度滿足要求跨北側(cè)電車軌道位置過(guò)梁1）受力簡(jiǎn)化如下圖所示 2）最大彎矩、最大剪力計(jì)算 集中荷載產(chǎn)生的最大彎矩M1= 21m過(guò)梁自重約為：21287Kg 過(guò)梁自重在D點(diǎn)產(chǎn)生彎矩 最大彎矩 最大剪力V=P=1012KN3） 截面特性跨北側(cè)21m電車軌道過(guò)梁所用規(guī)格與南側(cè)跨電車軌道過(guò)梁相同，具體參數(shù)參照3）截面特性。4） 強(qiáng)度驗(yàn)算 因?yàn)楸眰?cè)跨電車軌道位置過(guò)梁所承受最大彎矩和最大剪力均小于南側(cè)跨電車軌道位置過(guò)梁，而且兩處過(guò)梁截面相同，所以北側(cè)過(guò)梁抗彎抗剪強(qiáng)度均滿足要求。5） 剛度驗(yàn)算 單考慮集中荷載作用下C點(diǎn)過(guò)梁撓度：因?yàn)閍>b，當(dāng)時(shí)撓度最大， 最大值剛度驗(yàn)

14、算不計(jì)1.2倍系數(shù)： 單考慮自重作用下過(guò)梁在C點(diǎn)撓度：則最大撓度為<剛度滿足要求跨行車道位置過(guò)梁（15m跨度）根據(jù)過(guò)梁計(jì)算模型可知，最不利位置為南側(cè)15m跨度處過(guò)梁，對(duì)其進(jìn)行受力分析。1） 受力簡(jiǎn)化如下圖所示2）最大彎矩、最大剪力計(jì)算 集中荷載產(chǎn)生的最大彎矩 15m梁自重為9465Kg 過(guò)梁自重在D點(diǎn)產(chǎn)生彎矩 最大彎矩 最大剪力V=P=1012kN3）截面特性 過(guò)梁截面慣性矩:Ix=1172337.66cm4 到中和軸面積矩：S=19538.96cm3 等效腹板厚度：tw=36mm 計(jì)算點(diǎn)至梁中和軸距離：y=60cm 塑性發(fā)展系數(shù) x = 1.05 整體穩(wěn)定系數(shù) b = 1 材質(zhì)為Q34

15、5鋼 截面抗拉抗壓抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=295N/mm2 截面抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fv=170N/mm24）強(qiáng)度計(jì)算 抗剪強(qiáng)度：抗剪強(qiáng)度滿足要求 抗彎強(qiáng)度：抗彎強(qiáng)度滿足要求5） 剛度驗(yàn)算 單考慮集中荷載作用下C點(diǎn)過(guò)梁撓度：因?yàn)閍>b，當(dāng)時(shí)撓度最大最大值剛度驗(yàn)算不計(jì)1.2倍系數(shù)： 單考慮自重作用下過(guò)梁在C點(diǎn)撓度：則最大撓度為<剛度滿足要求五、橫向分配梁計(jì)算 因橫向分配梁主要承受鋼管立柱和鋼桁梁傳遞來(lái)的荷載，所受彎矩很小，主要承受剪力作用。 雙36b工字鋼截面特性如下表：名稱慣性矩Ix(cm4)慣性矩Iy(cm4)面積A(cm2)形心Yc(cm)形心Xc(cm)截面高H(cm)雙I36b330

16、6011641671813.836雙排工鋼承受的最大剪力為：Tmax =1012kN。=Tmax/A=1012000/(167/10000)=61MPa=125MPa，滿足要求六、鋼管支架計(jì)算6.1過(guò)梁所受支座反力1）北側(cè)：2）南側(cè)： 過(guò)梁所受最大軸力為N=1572KN，支架采用矩形和菱形結(jié)構(gòu)，菱形鋼管支架采用×10mm鋼管，矩形和扶墩支架采用×7mm鋼管，支架計(jì)算按格構(gòu)式構(gòu)件分析。6.2剛度驗(yàn)算×10mm驗(yàn)算計(jì)算構(gòu)件繞軸XX的慣性矩： 計(jì)算構(gòu)件繞軸YY的慣性矩： 即XX軸為弱軸則構(gòu)件繞XX軸的慣性半徑為：則繞XX構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比為：剛度滿足要求；構(gòu)件繞YY軸的慣性半徑為：則繞YY構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比為：剛度滿足要求×8mm矩形鋼管支架驗(yàn)算計(jì)算構(gòu)件繞軸XX的慣性矩：計(jì)算構(gòu)件繞軸YY的慣性矩：即XX軸為弱軸則構(gòu)件繞XX軸的慣性半徑為：則繞XX構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比為：剛度滿足要求；構(gòu)件繞YY軸的慣性半徑為：則繞YY構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比為：剛度滿足要求6.3穩(wěn)定性驗(yàn)算×10mm時(shí)，×8