计算书(高架桥箱梁模板及支撑体系安全专项施工方案)(共32页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上武咸公路改造工程（三环线红霞村）高架桥箱梁模板及支撑体系计算书计算：复核：编制单位：中建三局集团有限公司 武咸公路（三环线红霞村）项目部编制日期：二一五年六月五日专心-专注-专业目录1工程概况武咸公路改造工程（三环线红霞村）施工起点为三环线（桩号为K8+000），施工止点为红霞村（青郑高速落地点，桩号K11+571.254），主线为城市快速路。其中主线高架桥1.97km，上部结构为单箱三室混凝土箱梁，梁宽25.8m，顶板横桥向设1.5%双向横坡，底板与顶板平行。箱梁采用C50砼，支架现浇施工，桥跨布置有4×30、3×29、30+40+30三种形式，其中桥跨为4×30、3×29的梁高2.0m，桥跨为30+40+30的梁高为2.4m。梁底至现有地面净空最大12.3m，最小1.2m。主线桥施工区域位于现有白沙洲大道主干道上，施工期间不能中断交通，在考虑施工技术、施工进度、交通组织、梁下净空等因素后决定第12联、第1718联采用满堂支架；第317联采用钢管贝雷梁支架与满堂支架相结合的方式，支架由可调标高的碗扣式(或承插型盘扣式)钢管支架、贝雷梁、分配梁、钢管桩、条形基础共同组成。联号墩号跨径、长度（m）桥宽（m）最大墩高（m）梁高（m）备注第1联Z00-Z033×29=87264.72.0第2联Z03-Z074×30=120267.22.0第3联Z07-Z1030+40+30=100267.72.4道口处第4联Z10-Z144×30=120268.32.0第5联Z14-Z184×30=120269.22.0第6联Z18-Z224×30=1202610.52.0第7联Z22-Z264×30=1202611.52.0第8联Z26-Z304×30=1202611.82.0第9联Z30-Z3330+40+30=1002611.82.4第10联Z33-Z374×30=1202612.32.0第11联Z37-Z414×30=1202611.92.0第12联Z41-Z454×30=1202610.52.0第13联Z45-Z494×30=120269.32.0第14联Z49-Z523×29=87268.82.0第15联Z52-Z553×29=87268.72.0第16联Z55-Z5830+40+30=100268.42.4道口处第17联Z58-Z624×30=120268.32.0第18联Z62-Z653×29=87265.02.02编制依据武咸公路（三环线红霞村）主线高架桥施工图；（JGJ162-2008）；建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范（JGJ166-2008）；建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2011）；路桥施工计算手册；危险性较大的分部分项工程管理办法（建质200987号）。建筑施工临时支撑结构技术规范（JGJ300-2013）321型贝雷片钢桥使用手册木结构设计规范（GB50005-2003）建筑结构荷载规范（50009-2012）钢结构设计规范（GB50017-2003）3箱梁支架结构综合考虑现有道路交通，周边环境以及施工期间交通疏解，箱梁支架第1、2、17、18联采用落地式满堂支架，第316联采用门式贝雷梁支架结合满堂支架的形式。3.1满堂碗扣钢管支架结构形式底板采用15mm厚清水木模板，边腹板和翼缘板采用定型钢托架、方木和10mm特制竹胶板，内模采用15mm木模板。横梁下立杆间距：900mm（横）×300mm（顺）；腹板下立杆间距：300mm（横）×900mm（顺）；腹板加厚处：600mm×900mm；空箱处：900mm（横）×900mm（顺）；步距均为1200mm。立杆底部设可调底托，顶部设可调顶托。顶托上横桥向铺双拼8槽钢，其上铺设次龙骨，次龙骨采用10cm×10cm方木，间距为30cm。箱梁内膜采用扣件钢管支架和木方组合形式进行支撑。满堂支架纵向、横向、水平方向按照规范设置剪刀撑。第1、2、17、18联支架标准断面见下图： 图3.1-1 满堂支架横断面图图3.1-2 满堂支架纵断面图3.2门式贝雷梁结合满堂支架结构形式贝雷梁门式支架下行车空间满足城市双车道通行需要，净宽7.5m，净高不小于4.5m。钢管桩下设条形基础，采用C30混凝土浇筑，布设必要的构造钢筋和吊点；条形基础上纵向布置609mm×16mm钢管，钢管间距为3m，横隔梁处加密间距为2m，钢管桩高度3.56.5m；纵梁一般部位采用双拼I40b工字钢，过街通道处采用双拼H588工字钢，纵梁上铺设横梁；横向贝雷梁采用单层双排间距为45cm贝雷梁组，组纵向间距横隔梁处为65cm，其他处为90cm。在贝雷架上挂设一道水平兜网，水平兜网上铺设12mm竹胶板作为安全防护设施，防止上方坠落物体砸伤通行车辆，再在木模板上沿桥纵向铺设I12.6工字钢，用于安放满堂架底托。为加强I12.6工字钢稳定性，在工字钢之间横向点焊16钢筋（每隔4.5m一道）。两侧贝雷梁通道宽度为9m，中间满堂碗扣支架宽度为10.9m，满堂架结构形式与第12联、第1718联相同。考虑到施工工期影响，尽可能减少满堂盘扣支架的搭设高度，但考虑到贝雷梁拆除过程时吊机所需要的工作空间，贝雷梁上支架搭设高度按3m左右考虑。第316联支架标准断面见下图：图3.2-1 贝雷梁支架横断面图图3.2-2 贝雷梁支架纵断面图4荷载组合及控制标准4.1荷载组合4.2变形控制根据建筑施工模板安全技术规范JGJ162-2008规定，验算模板及支架刚度是，其最大变形值不得超过下列容许值：（1） 对表面外露的模板，为模板构件计算跨度的1/400；（2）支架的压缩变形或弹性挠度，为相应的结构计算跨度的1/10005满堂支架结构验算5.1荷载取值根据本桥现浇箱梁的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式：箱梁实体结构砼 自重。根据混凝土箱梁结构箱式，可将箱梁分成六个截面进行荷载计算， 内膜采用1.5cm原木模板，顺桥向等距300布置100×100mm方木。横桥向等距1200布置100×100mm方木，立杆间距1200（顺）×600（横），步距1.2m，采用48×3.0钢管。根据木结构设计规范木模板取, 木方取换算成面荷载 底模系统包含15mm厚清水木模板和100×100mm木方，换算成面荷载按照均布荷载取值 顶托上纵向小梁双拼8，取值 碗扣支架采用Ø48×3.0mm标准钢管，自重取值；立杆可调底座采用KTZ-60（单重7.12Kg），立杆可调顶托采用KTC-60（单重8.31Kg） 底托下I12.6型钢，自重按照线荷载取值 施工人员及设备荷载，按均布荷载取值 ，当计算模板及其下肋条时取；当计算肋条下的梁时取；当计算支架立柱及替他承载构件时取 振捣荷载，对底模取值 ，对侧模取值 5.2面板验算箱梁梁高分为2.0m和2.4m两种，外膜面板下木方顺桥向铺设，腹板下间距为20cm，其他位置间距为300cm。通过对比分析可知，梁高2.4m处横梁下面板受力最大，取此处面板进行验算。根据受力图可知高2.4m处横梁下面板受力最大横梁处混凝土自重：底模面板自重荷载组合： 模板下木方采用100×100mm，等间距300mm布置，则模板净跨为200mm。模板按照三跨连续梁建立受力模型。 查砼模板用胶合板ZBBF006-88：E=4.0×103 摩=30N/mm2模板变形：经上述计算，应力和变形满足要求。5.3次龙骨验算次龙骨采用100mm×100mm木方，腹板下顺桥向等间距200mm放置，其他位置等间距300mm放置。次龙骨下为横桥向铺设的双拼8槽钢，槽钢放置在支架可调顶托上，槽钢横向间距分为300mm，600mm，900mm三种。根据支架图分析可知，高度为2.4m箱梁腹板下次龙骨受力最大，将木方按照三跨连续梁建模进行计算，可建立如下模型：木方间距200mm，木方上线荷载： 10×10木方截面特性计算：查木结构设计规范松木： 抗弯 ，顺纹抗剪 ，弹性模量 抗弯强度验算抗剪验算查木结构设计规范木材顺纹抗剪按照如下公式验算：根据规范5.2.3 荷载作用在梁的顶面，计算受弯构件的剪力V值时，可不考虑在距离支座等于梁截面高度的范围内的所有荷载作用则方木所受剪力为：挠度验算经上验算可知，次龙骨满足要求。5.4主龙骨验算主龙骨采用双拼8槽钢，横桥向放置在支架顶托上，根据支架结构形式，选取高为2.4m箱梁腹板和横梁下的主龙骨进行验算。（1）横梁下主龙骨验算梁高2.4米，主龙骨间距为0.3m，选取顺桥向0.3米作为计算单元。建立如下模型：主龙骨工双拼8槽钢上线荷载：双拼8型钢截面特性：查建筑施工临时支撑结构设计规范4.1.5钢材（Q235）设计值： 抗弯 ，抗剪 ，弹性模量 抗弯强度验算抗剪验算挠度验算经上验算可知，横梁下主龙骨满足要求。（2）腹板下主龙骨验算梁高2.4米，主龙骨间距为0.9m，选取顺桥向0.9米作为计算单元。建立如下模型：利用Midas建模计算：反力应力变形结论最大应力，最大变形0.216<900/400=2.25mm，满足要求。5.5支架立杆稳定性验算搭设满堂支架梁段桥下净空位置最高为8.238m（58#墩处），扣除底模系统后支架高为8.043m。根据支架结构图，选取以下三个部位立杆进行稳定性验算：A、梁高为2.4米的横梁和腹板下方支架立柱B、箱梁顶底板加厚处支架立柱C、空心箱室下支架立柱（1）碗扣支架性能参数支架所采用碗扣钢管规格重量见下表：名称型号规格mm理论重量立杆LG-20Ø48×3.0×2001.35LG-30Ø48×3.0×3002.46LG-60Ø48×3.0×6004.06LG-90Ø48×3.0×9005.60LG-120Ø48×3.0×12007.41LG-150Ø48×3.0×15008.91LG-180Ø48×3.0×180010.67LG-240Ø48×3.0×240014.02LG-300Ø48×3.0×300017.31横杆HG-30Ø48×3.0×3001.67HG-60Ø48×3.0×6002.82HG-90Ø48×3.0×9003.97HG-120Ø48×3.0×12005.6可调底座KTZ-60Ø38×6007.12可调顶托KTG-60Ø38×6008.31钢管采用48×3.0规格参数: 计算长度 查得 =0.357则单根钢管承载力为：（2）梁高为2.4m横梁和腹板下立杆横梁和腹板下立柱受力面积0.9×0.3=0.27碗扣支架自重 : 立杆所受力为顶托上的纵横梁、底模系统、梁体混凝土自重、支架自重及施工荷载：满足要求。（3）箱梁顶底板加厚处支架立杆计算箱梁顶底板加厚处立柱受力面积0.9×0.6=0.54立杆所受力为顶托上的总横梁、底模系统、内膜系统、梁体混凝土自重、支架自重及施工荷载。碗扣支架自重:立柱受力： 满足要求。（4）空心箱室下支架立柱计算箱梁顶底板加厚处立柱受力面积0.9×0.9=0.815.6地基承载力验算K调整系数，混凝土基础系数为1.0。箱梁支架搭设在现有道路上，道路结构从上到下依次为沥青面层+水稳层+碎石垫层+粘土层，路面结构计算荷载BZZ-100，交通荷载等级属“特重”等级。承台施工时，破除承台周边现有路面，施工完成后进行硬化恢复。承台回填及表面硬化处理采取：粘土分层回填（压实度90%）+10cm厚级配碎石+20cm厚C30混凝土，要求回填处理后地基承载力>125KPa。原有路面设计等级较高，不做验算，仅对承台周边回填部分承载力进行验算。立杆底托下铺设14型钢，与混凝土接触面积按照14cm×14cm=196c m2立杆地基承载力验算：K·k式中： N为脚手架立杆传至基础顶面轴心力设计值；Ad为立杆底座面积；按照最不利荷载考虑，立杆底拖下砼基础承载力：底拖下砼基础承载力满足要求。14下为混凝土基础，基底受力面积为：按照最不利荷载考虑：经过计算，基底整平压实后采用标准贯入试验检测地基承载力。确认地基承载力符合设计要求后，才能开始放样，摆放脚手架，在其上开始搭设脚手架。5.7支架整体倾覆稳定性验算建筑施工临时支撑结构技术规范JGJ300-2013中4.5.2规定，支撑结构高度（H）小雨或等于支撑结构横向宽度（B）的3倍时，可不进行支架结构的抗倾覆验算。满堂支架搭设宽度为28m，支架最高处位于58#墩，高度为8.33米，H>3B，因此本支架必须进行整体倾覆稳定性验算。6门式贝雷梁结构验算门式贝雷梁支架上方设置的满堂支架，支架形式与第12联、第1718联相同。碗扣支架底托下顺桥向布设工12.6型钢，型钢与贝雷梁之间铺设安全防护系统（12mm竹胶板+安全网）。6.1支架立杆底托下工12型钢验算根据支架结构图可知，箱梁腹板下工12型钢受力最大。立杆纵向间距0.9米，横向间距0.3m，贝雷梁间距0.45m，碗扣支架高度3.0m，自重不计。则工12型钢上顶托受力：建立如下计算模型：利用Midas建模计算，结果如下：支反力：变形（mm）：应力：结论:变形0.081mm<450/400=1.125mm，应力27.2N/mm²<215 N/mm²满足要求。6.2贝雷梁验算贝雷梁计算时，贝雷梁上方所有结构均换算成面荷载进行计算。箱梁实体结构砼 自重。内膜底模 顶托上工双拼8型钢， 碗扣支架， 底托下工12.6型钢， 贝雷梁，两片一组，施工人员及设备荷载 振捣荷载 查阅装配式公路钢桥多用途使用手册，贝雷梁几何特性及容许内力见下表：贝雷梁几何特性表W（cm3）J(cm4)单排单层标准型3578加强型7699双排双层标准型7157加强型15398三排单层标准型10735加强型23097构件容许应力表构件材质弦杆16Mn273208竖杆30CrMnT1105585桁架结构容许内力表结构型式标准结构型加强结构型单排单层双排单层三排单层双排双层三排双层单排单层双排单层三排单层双排双层三排双层SSDSTSDDTDSSRDSRTSRDDRTDR弯矩( kN-m)788157622463265465316873375480967509618剪力(kN)245490698490698245490698490698（1） 横梁下贝雷梁计算 横梁位置贝雷梁断面图如下：贝雷梁A长度为9m，由双排单层间距为45cm贝雷片组成。受力宽度为65cm，将所有荷载换算成线荷载进行计算，建立荷载图如下：利用Midas建模计算(单排贝雷梁)：支反力（KN）：变形（mm）：应力（N/mm²）支反力F1=93.2KN<245KNF2=40.4KN<245KN最大应力=128N/mm²<273N/mm²最大变形3.72mm<9m/1000=9mm结论：横梁下贝雷梁满足要求。（2） 跨中贝雷梁验算跨中贝雷梁断面图：贝雷梁长度为9m，由间距为90cm双排单层（45cm）贝雷片组成。贝雷梁B受力宽度为900mm，将所有荷载换算成线荷载进行计算，建立荷载图如下：利用Midas建模计算(单排贝雷梁)：支反力（KN）：变形（mm）：应力（N/mm²）支反力F1=61.2KN<245KNF2=42.8KN<245KN最大应力=84.0N/mm²<273N/mm²最大变形3.53mm<9m/1000=9mm结论：横梁下贝雷梁满足要求。6.3钢管桩顶分配梁验算桩顶分配梁采用双拼H588和工40b两种，双拼H588用在门洞上方，工40b用在其他位置，分配梁长度采用6m、7.5m、9m、12m不等，根据桥跨不同进行调整组合。T字形交叉路口分配梁、贝雷梁支架布置图：根据布置图，选取具有代表性的分配梁L1、L2、L3、L5进行验算。分配梁参数表梁编号L1L2L3L4L5规格双拼工40b双拼H588双拼工40b双拼工40b双拼H588（1）分配梁L1验算根据支架结构，建立如下受力模型： 利用Midas建模进行计算，结果如下：支反力：P1=375.5KNP2=612.9KNP3=375.5KN变形：弯矩：应力：结论：应力变形均满足要求。（2）分配梁L2验算根据支架结构，建立如下受力模型：利用Midas建模进行计算，结果如下：支反力：P1=437KNP2=437KN变形：<4.5m/1000=4.5mm弯矩：应力：结论：应力满足要求。（3）分配梁L3计算根据支架结构，建立如下受力模型：利用Midas建模进行计算，结果如下：支反力：P1=P4=166.7KNP2=P3=467.3KN变形：<3mm应力：结论：应力、变形均满足要求。 （4）分配梁L5验算根据支架结构，建立如下受力模型：利用Midas建模进行计算，结果如下：支反力：P1=353.2KNP2=353.2KN变形：<6.3m/1000=6.3mm弯矩：应力：结论：应力、变形均满足要求。6.4钢管桩立柱验算钢管柱拟采用609×16mm，每延米重233.98Kg。根据支架图，钢管桩最大长度为6.45m。根据以上计算，钢管柱受力最大为612KN。 查钢结构设计规范 =0.9856.5条形基础及地基承载力验算钢管桩下沿桥梁轴线走向设置混凝土条形基础，条形基础宽1.0，高0.8m，配备必要构造钢筋和吊点。钢管桩底部混凝土承压取面积为A=2922.476cm²桩底混凝土受压，满足要求。混凝土条形基础一部分位于现有道路上，从下至上结构层为粘土+50cm水稳+16cm沥青混凝土+混凝土条基（如图1）；承台周边的条形基础位于承台开挖回填后恢复的混凝土路面上，从下至善结构层依次为分层回填粘土+20cm厚C30混凝土+条形基础（如图2）图1图2（1）原有道路基地承载力验算基底有效受力面积：a=0.8+（0.16+0.5）×2=2.1mb=0.61+(0.6+0.15+0.5)×2=3.11>3，取b=3mA=a×b=2.1×3=6.3m²基地承载力查询地质报告，粘土6-1层，地基承载力为205Kpa，满足要求。（2）承台回填区地基承载力验算基底有效受力面积：a=0.8+0.2×2=1.2mb=0.61+0.6×2+0.2×2=2.21mA=a×b=1.2×2.21=2.652m²基地承载力=N/A=612KN/2.652m²=230Kpa为确保安全，承台回填时，必须分层碾压密实，每层夯实后利用轻型动力触探仪对土体进行承载力检测，承载力不低于250Kpa。