钢构支架计算书.doc

哈大客运专线TJ-1标段中铁一局集团项目部管段DK110+386.27阎家岭中桥满堂支架计算书编制： 审核： 审批： 中铁一局集团第四工程有限公司哈大客运专线项目经理部2008年3月15日第一章计算说明一、 计算依据：、铁路混凝土工程施工技术指南；、客运专线桥梁工程施工技术指南；、路桥施工计算手册；、材料力学；、结构力学；、钢结构设计与计算；、地基基础设计施工手册；、本单位同类工程施工经验。二、工程概况：本桥中心里程DK110+386.27,上跨王官线，交角64°10。桥梁下部墩台基础均采用明挖基础，桥墩采用刚壁墩柱，一字台。孔跨布置为18+24+18刚构连续梁，位于15.5的坡道上竖曲线半径30000m，平面位于直线上。桥址范围内未见地下水，对混凝土无侵蚀性。三、支架现浇连续梁工程数量：序号桥梁名称中心里程现浇梁跨布置桥墩高 （m）每片梁圬工 数量（m3）合计圬工 数量（m3）1闫家岭中桥DK110+386.2718+24+186.3 469.55939.1四、模板及支架结构概述：1、结构布置：地面平整压实后利用C20素混凝土进行场地硬化;满布支架采用碗扣支架纵向跨距90cm、横向跨距60cm、水平步距1.2（支架最低一层水平杆距立杆底部为35cm），剪力撑沿横截面每隔56排钢管设1排，纵向在两侧各设1道，剪刀撑采用长6m的48mm的钢管。立杆的顶端设置顶托（TB602B型），顶托长度60cm，可调长度为45cm。为了保证顶托横向稳定性，顶托可调长度控制在20cm左右，顶托插入钢管里的长度不得小于30cm;底板高度及预拱度设置均通过旋转顶托来调整，考虑材料能重复回收利用，顶托上的纵梁采用2×10的槽钢（槽钢背靠设置要相对固定）作为纵梁、纵梁跨距90cm步距60cm; 纵梁上安装横向分配梁，横向分配梁采用10cm×15cm的方木、步距30cm（在梗腋处加密步距15cm），在其上安装20mm竹胶板作为底模；侧模采用20mm竹胶板背后利用10cm×15cm的方木作为纵肋、步距300mm（梗腋处步距200mm）、跨距600mm，横肋采用10cm×15cm的方木(梗腋处采用15cm×20cm的方木)步距600mm、跨距600mm，并在模板顶面及底面设置M16对拉螺栓（梗腋处设置M20对拉螺栓）、纵向间距500mm。2、荷载分析：2.1梁体荷载分析跨中部分梗腋部分2.2模板荷载分析(括号内为模板荷载递增)2.3人群机具荷载2.4倾倒荷载第二章底板（竹胶板）计算连续梁采用支架现浇施工，考虑到底板是平面并且竹胶合模板重量轻，便于高空施工，所以连续梁底板采用竹胶合模板，布置为对称中心5米宽。由于连续梁纵向为变截面，所以计算时纵向分为跨中部分和梗腋部分。根据路桥施工计算手册和建筑技术查得，并综合考虑浸水时间，竹胶合模板的力学指标取下值：，。一、 跨中部分竹胶合模板选用厚度，截面几何特性计算结果如下：跨中部分竹胶合模板按照底部纵梁3×0.3米跨度的连续梁进行计算，计算模式如下： 单位：mm 根据铁路混凝土工程施工技术指南和路桥施工计算手册混凝土竖向荷载分为以下几个部分： （1）、混凝土：（2）、人群机具： （3）、倾倒： （4）、其他荷载：根据实际情况不考虑、强度计算：荷载组合采用(考虑静荷载1.2分项系数、动荷载1.4分项系数)，所以转化为横向的线荷载，按照底板竹胶合模板平均承载：根据路桥施工计算手册查得：满足要求满足要求2、刚度验算：荷载组合采用(考虑静荷载1.2分项系数、动荷载1.4分项系数)，所以转化为横向的线荷载，按照底板竹胶合模板平均承载：根据路桥施工计算手册查得：满足要求二、梗腋断面竹胶合模板选用厚度，截面几何特性计算结果如下：中间部分竹胶合模板按照底部纵梁3×0.15米跨度的连续梁进行计算，计算模式如下： （1）、混凝土：（2）、人群机具： （3）、倾倒： （4）、其他荷载：根据实际情况不考虑1、强度计算：荷载组合采用(考虑静荷载1.2分项系数、动荷载1.4分项系数)，所以转化为横向的线荷载，按照底板竹胶合模板平均承载：根据路桥施工计算手册查得：满足要求满足要求2、刚度验算：荷载组合采用(考虑静荷载1.2分项系数、动荷载1.4分项系数)，所以转化为横向的线荷载，按照底板竹胶合模板平均承载：根据路桥施工计算手册查得：满足要求第三章侧模及纵肋、横肋计算梁体侧模（20mm厚组胶合板）属于受弯构件，承受侧向荷载，简化为三等跨连续梁计算。一、跨中部分1、侧模组胶合板竹胶合模板选用厚度，截面几何特性计算结果如下：跨中部分竹胶合模板按照底部纵梁3×0.3米跨度的连续梁进行计算，计算模式如下： 单位：mm （1）新浇混凝土对模板侧面的压力取两者较小者，即侧压力荷载标准值=35.1Kpa（2）振捣混凝土时产生的荷载强度计算荷载组合采用(考虑静荷载1.2分项系数、动荷载1.4分项系数)，所以转化为横向的线荷载，按照竹胶合模板平均承载：根据路桥施工计算手册查得： 满足要求 满足要求刚度验算：荷载组合采用(考虑静荷载1.2分项系数、动荷载1.4分项系数)，所以转化为横向的线荷载，按照底板竹胶合模板平均承载：根据路桥施工计算手册查得：满足要求2、纵肋计算小方木选用截面10×15cm，截面几何特性计算结果如下：，。小方木的刚度较小，根据横梁的排布形式，小方木按照跨度0.6米的简支梁进行计算，计算模式如下： 强度计算均布荷载组合 q0=q1×1.2+ q2×1.4=47.72KP承受均布荷载 q=47.72×0.3=14.32KN/m根据路桥施工计算手册查得：满足要求满足要求刚度计算：荷载组合 q0=q1×1.2=42.12KPa承受均布荷载 q=42.12×0.3=12.64KN/m根据路桥施工计算手册查得3、横肋计算小方木选用截面10×15cm，截面几何特性计算结果如下：，。小方木的刚度较小，根据横梁的排布形式，小方木按照跨度3×0.6米的连续梁进行计算，计算模式如下：强度计算均布荷载组合 q0=q1×1.2+ q2×1.4=47.72KP承受均布荷载 P=1.1×47.72×0.3×0.6=9.49KN/m根据路桥施工计算手册查得：满足要求满足要求刚度计算：荷载组合 q0=q1×1.2=42.12KPa承受均布荷载 q=1.1×42.12×0.3×0.6=9.449KN/m根据路桥施工计算手册查得4、对拉杆计算即侧压力荷载标准值=47.72KN/m2对拉螺栓在梁侧面顶面及底面各设置一道M16对拉螺栓，纵向间距500mm螺栓承受拉力N=47.72×1.35×0.5/2=16.11KNM14螺栓的允许拉力【N】=17.8KN满足要求5、背楞计算背楞采用28a工字钢，截面几何特性计算结果如下：，。 ， ， ， 根据背楞设置，分析受力情况如下 P=N=16.11KN(螺栓承受拉力)（1）强度计算根据路桥施工计算手册查得：满足要求满足要求刚度计算：根据路桥施工计算手册查得二、梗腋部分1、侧模组胶合板竹胶合模板选用厚度，截面几何特性计算结果如下：跨中部分竹胶合模板按照底部纵梁3×0.2米跨度的连续梁进行计算，计算模式如下： （1）新浇混凝土对模板侧面的压力取两者较小者，即侧压力荷载标准值=53.3Kpa（2）振捣混凝土时产生的荷载强度计算荷载组合采用(考虑静荷载1.2分项系数、动荷载1.4分项系数)，所以转化为横向的线荷载，按照竹胶合模板平均承载：根据路桥施工计算手册查得： 满足要求 满足要求刚度验算：荷载组合采用(考虑静荷载1.2分项系数、动荷载1.4分项系数)，所以转化为横向的线荷载，按照底板竹胶合模板平均承载：根据路桥施工计算手册查得：满足要求2、纵肋计算小方木选用截面10×15cm，截面几何特性计算结果如下：，。小方木的刚度较小，根据横梁的排布形式，小方木按照跨度0.6米的简支梁进行计算，计算模式如下： 强度计算均布荷载组合 q0=q1×1.2+ q2×1.4=69.56KP承受均布荷载 q=69.56×0.2=13.92KN/m根据路桥施工计算手册查得：满足要求满足要求刚度计算：荷载组合 q0=q1×1.2=63.96KPa承受均布荷载 q=63.96×0.2=12.79KN/m根据路桥施工计算手册查得3、横肋计算小方木选用截面15×20cm，截面几何特性计算结果如下：，。小方木的刚度较小，根据横梁的排布形式，小方木按照跨度3×0.6米的连续梁进行计算，计算模式如下：强度计算均布荷载组合 q0=q1×1.2+ q2×1.4=69.56KP承受均布荷载 P=1.1×69.56×0.2×0.6=9.19KN/m根据路桥施工计算手册查得：满足要求满足要求刚度计算：荷载组合 q0=q1×1.2=63.96KPa承受均布荷载 q=1.1×63.96×0.2×0.6=8.45KN/m根据路桥施工计算手册查得4、对拉杆计算即侧压力荷载标准值=69.56KN/m2对拉螺栓在梁侧面顶面及底面各设置一道M20对拉螺栓，纵向间距500mm螺栓承受拉力N=69.56×1.35×0.5/2=35.65KNM20螺栓的允许拉力【N】=38.2 KN满足要求5、背楞计算5、背楞计算背楞采用28a工字钢，截面几何特性计算结果如下：，。 ， ， ，根据背楞设置，分析受力情况如下 P=N=38.2(螺栓承受拉力)（1）强度计算根据路桥施工计算手册查得：满足要求满足要求刚度计算：根据路桥施工计算手册查得第四章底模（小方木）计算连续梁支架现浇施工底模采用竹胶合模板，竹胶合模板底部使用小方木作为横向分配梁把荷载传递给支架纵梁，由于连续梁纵向为变截面和横向的不均匀分布，所以小方木纵向等间距排列，计算时纵向分为跨中部分和梗腋部分。考虑静荷载1.2分项系数、动荷载1.4分项系数。根据路桥施工计算手册查得，木材的力学指标取下值（按照红松顺纹计算，。小方木选用截面10×15cm，截面几何特性计算结果如下：小方木的刚度较小，根据横梁的排布形式，小方木按照跨度3×0.6米的连续梁进行计算，计算模式如下：一、跨中部分根据铁路混凝土工程施工技术指南和路桥施工计算手册混凝土竖向荷载分为以下几个部分：（1）、模板250Kg/m2。（2）、混凝土（3）、人群机具：（4）、倾倒：（5）、其他荷载：根据实际情况不考虑1、强度计算：荷载组合采用(考虑静荷载1.2分项系数、动荷载1.4分项系数)，所以转化为横向的线荷载，按照底板竹胶合模板平均承载：根据路桥施工计算手册查得：满足要求 满足要求2、刚度验算：荷载组合采用(考虑静荷载1.2分项系数、动荷载1.4分项系数)，所以转化为横向的线荷载，按照底板竹胶合模板平均承载：根据路桥施工计算手册查得：满足要求二、梗腋部分小方木的刚度较小，根据横梁的排布形式，小方木按照跨度3×0.6米的连续梁进行计算，计算模式如下：根据铁路混凝土工程施工技术指南和路桥施工计算手册混凝土竖向荷载分为以下几个部分：（1）、模板250Kg/m2。（2）、混凝土：（3）、人群机具：（4）、倾倒：（5）、其他荷载：根据实际情况不考虑、强度计算：荷载组合采用(考虑静荷载1.2分项系数、动荷载1.4分项系数)，所以转化为横向的线荷载，按照底板竹胶合模板平均承载：根据路桥施工计算手册查得：满足要求满足要求2、刚度验算：荷载组合采用(考虑静荷载1.2分项系数、动荷载1.4分项系数)，所以转化为横向的线荷载，按照底板竹胶合模板平均承载：根据路桥施工计算手册查得：满足要求第五章 纵梁计算连续梁支架现浇施工底模采用竹胶合模板，横梁小方木作为横向分配梁把荷载传递给支架纵梁，由于连续梁纵向为变截面、横向的不均匀分布，所以计算时纵向分为跨中部分和梗腋部分（横向按中间最不利情况考虑）。纵梁选用2×10号槽钢（槽钢背靠设置要相对固定），设计受力参数为：W=78.8cm3，I=396.6cm4，S=47 cm3，d=1.06cm，E=2.1×105MPa纵梁的排布形式，槽钢按照跨度3×0.9米的连续梁进行计算，计算模式如下：一、 中间部分根据铁路混凝土工程施工技术指南和路桥施工计算手册混凝土竖向荷载分为以下几个部分：（1）、模板：底模和横梁（2）、混凝土：（3）、人群机具：（4）、倾倒：（5）、其他荷载：根据实际情况不考虑根据纵梁的布置形式，中间部分横肋采用米连续梁集中荷载进行计算，计算图式如下： 单位：mm1、 强度计算：荷载组合采用(考虑静荷载1.2分项系数、动荷载1.4分项系数)，所以转化为横向的荷载，按照集中荷载承载：根据路桥施工计算手册查得：满足要求满足要求2、刚度计算：荷载组合采用(考虑静荷载1.2分项系数、动荷载1.4分项系数)，所以转化为横向的线荷载，按照底板竹胶合模板平均承载：根据路桥施工计算手册查得满足要求二、梗腋部分根据铁路混凝土工程施工技术指南和路桥施工计算手册混凝土竖向荷载分为以下几个部分：（1）、模板：底模和横梁（2）、混凝土：（3）、人群机具：（4）、倾倒：（5）、其他荷载：根据实际情况不考虑根据纵梁的布置形式，中间部分横肋采用米连续梁均布荷载进行计算，计算图式如下：1、强度计算：荷载组合采用(考虑静荷载1.2分项系数、动荷载1.4分项系数)，所以转化为横向的线荷载，按照底板竹胶合模板平均承载：根据路桥施工计算手册查得：满足要求。2、刚度验算：荷载组合采用(考虑静荷载1.2分项系数、动荷载1.4分项系数)，所以转化为横向的线荷载，按照底板竹胶合模板平均承载：根据路桥施工技术手册查得：满足要求第六章钢管支架及地基承载力计算钢管支架的容许荷载计算钢管支架立杆按两端铰接的受压构件计算48（壁厚3.5mm）的普通焊管立杆截面几何特性面积:回转半径:长细比:钢管支架立杆按轴心受压进行强度计算由查表得 根据客运专线铁路桥涵工程施工计算指南规定，支架系统取1.5倍的安全系数，所以钢管支架立杆按轴心受压容许承载力：一、跨中部分单跨长度 L=17.5m梁底宽度 B=10m主要承重钢管立杆根数 n=352根（1）、模板：底模和横梁（2）、梁砼均布荷载 （3）、人群机具：（4）、倾倒：（5）、其他荷载：根据实际情况不考虑1、钢管支架计算：荷载组合采用(考虑静荷载1.2分项系数、动荷载1.4分项系数)，所以总荷载满足要求2、地基承载力计算立杆底托钢板面积 S=0.1*0.1=0.01 m2立杆底托钢板面积应力 q/S=5462KpaC20混凝土地面 =20Mpa1=5.5MPa=20Mpa 地基承载力满足要求二、梗腋部分单跨长度 L=2.7m梁底宽度 B=10m主要承重钢管立杆根数 n=66根（1）、模板：底模和横梁（2）、梁砼均布荷载 （3）、人群机具：（4）、倾倒：（5）、其他荷载：根据实际情况不考虑1、钢管支架计算：荷载组合采用(考虑静荷载1.2分项系数、动荷载1.4分项系数)，所以总荷载满足要求2、地基承载力计算立杆底托钢板面积 S=0.1*0.1=0.01 m2立杆底托钢板面积应力 q/S=7646KpaC20混凝土地面 =20Mpa1=7.7MPa=20Mpa 地基承载力满足要求第七章门架支架计算一、门架纵梁部分门架选用32a工字钢间距0.6m、跨度为5m设计受力参数为：W=692.5cm3，I=11084cm4，E=2.1×105Mpa，S=400.5cm3d=13mm横梁的排布形式，槽钢按照跨度1×5米的简支梁均布荷载进行计算，计算模式如下：单跨长度 L=5m梁底宽度 B=10m（1）、模板300Kg/m2。（2）、混凝土（3）、人群机具：（4）、倾倒：（5）、其他荷载：根据实际情况不考虑 1、强度计算均布荷载组合 q0=（q1+ q2）×1.2+（q3+ q4）×1.4=53.42KP工字钢承受均布荷载 q=53.42×0.6=32.04KN/m根据路桥施工计算手册查得：满足要求满足要求（2）刚度计算：荷载组合 q0=(q1+q2)×1.2=45.72KPa工字钢承受均布荷载 q=45.72×0.6=27.43KN/m根据路桥施工计算手册查得二、门架横梁部分门架横梁选用32a工字钢间距5m、跨度为1.8m设计受力参数为：W=692.5cm3，I=11084cm4，E=2.1×105Mpa，S=400.5cm3d=13mm横梁的排布形式，槽钢按照跨度3×1.8米的连续梁进行计算，计算模式如下：单跨长度 L=5m梁底宽度 B=10m（1）、模板400Kg/m2。（2）、混凝土（3）、人群机具：（4）、倾倒：（5）、其他荷载：根据实际情况不考虑1、强度计算均布荷载组合 q0=（q1+q2）×1.2+ （q3+ q4）×1.4=54.62KP工字钢承受集中荷载 P=1.154.62÷2×5×0.6=90.13KN 根据路桥施工计算手册查得：满足要求满足要求（2）刚度计算：荷载组合 q0=（q1 +q2）×1.2=46.92工字钢承受集中荷载 P=1.146.92÷2×5×0.6=77.42KN根据路桥施工计算手册查得三、立柱部分选用立柱钢管内径200mm外径210mm截面面积 A=3218mm2 回转半径 i=72.5mm立杆水平步距 L=5m长细比 L/i=69轴心受压纵向弯曲系数1 1=0.713钢材容许荷载 215Mpa荷载作用下立杆数目 n=14稳定性验算： N=（67.5*26+（4+4+1.5）*5*10）/14 =159.29KN N1A493.4KNN=N1A 立杆稳定性满足要求强度验算 N/(1A)=69.43Mpa =69.43 Mpa=215 Mpa 强度满足要求第八章预拱度计算和设置1、上部构造自重及活载产生的挠度 112mm (按设计给定预拱度取）2、按钢管立杆最大长度计算 L=H=5m （立杆高度） E=2.1×105MPa3、支架在荷载作用下弹性压缩 2L/E=04、支架在荷载作用下非弹性压缩 35mm5、支架基底在荷载作用下的非弹性沉陷 4=0mm （不考虑地基弹性变形）跨中预拱度： 1+2+3+417mm在支架安装施工时，跨中预拱度按17mm控制