地铁车站人行天桥施工方案门架计算书.doc

附件二：

华夏西路站2#出入口人行天桥施工方案

门洞门架计算书

2014年7月1日

20 / 22
目 录
一、天桥板梁支架立杆布置概况 1
二、门架设计思路 1
2.1快车道门架搭设思路 1
2.2 慢车道门架搭设思路 2
三、慢车道门架受力计算 2
3.1验算18#工字钢枕梁 2
3.2验算60# H型钢横梁 4
3.3验算60# H型钢卧梁一 5
3.4卧梁一下钢立柱受力计算 6
3.5地梁一承载力计算 7
3.6地梁一配筋计算 7
四、快车道门架受力计算 9
4.1验算18#工字钢枕梁 9
4.2验算60# H型钢横梁一 10
4.3验算60# H型钢横梁二 11
4.4 60# H型钢横梁三 12
4.5验算60# H型钢卧梁二 13
4.5卧梁二下钢立柱受力计算 14
4.6地梁二承载力计算 14
4.7地梁二配筋计算 15
4.8验算60# H型钢卧梁三 17
4.9卧梁三下钢立柱受力计算 18
4.10地梁三承载力计算 18
4.11地梁三配筋计算 19

一、天桥板梁支架立杆布置概况
本工程涉及门架上的梁板规格分别为：KL（柱牛腿梁）1200×1100~1500，CL1（边梁）600×1100，CL2（中梁）400×1100，板厚为120mm。根据梁的位置及大小，梁底支架承重立杆采用Ф48×3.0钢管，其布置为：KL 牛腿梁垂直梁方向底部设置5根立杆，立杆间距400mm，顺梁方向立杆间距400mm~650mm；CL1梁垂直梁方向底部设置4根立杆，立杆间距400mm，顺梁方向立杆间距最大为850mm；CL2梁垂直梁方向底部设置3根立杆，立杆间距最大为650mm，顺梁方向立杆间距最大为850mm；楼板立杆最大间距为1000×850。
经计算KL 牛腿梁底部承重立杆两侧立杆轴心压力值为3.9KN，中间3根立杆轴心压力值为16.8KN；CL1梁底部承重立杆两侧立杆轴心压力值为2.6KN，中间两根立杆轴心压力值为11.4KN；楼板单根立杆轴心压力值为0.9KN；CL2梁底部承重立杆的两侧立杆轴心压力值为2KN，中间一根立杆轴心压力值为17KN。
按照最不利因素考虑，作用于门架上的立杆轴心压力值全部取最大值17KN计算。

二、门架设计思路
由于2#人行天桥横跨罗山路，为了不影响罗山路交通，根据相关要求及现场情况，在天桥板梁施工时在快车道及慢车道搭设一个连续的两跨门架，以便车辆顺利通行，其中快车道门架门洞横跨中央绿化带，门架计算跨度11m，慢车道门架计算跨度4.95m。
2.1快车道门架搭设思路
1、 快车道门架自下而上组合为：地梁+立柱+卧梁+横梁+枕梁（仅中部位置）。
2、 地梁采用钢筋混凝土现场浇筑，梁宽0.9m，梁高0.9m，梁长12m。快车道门架设置地梁2根（其中一根与慢车道门架地梁共用），为了防止污染现有的沥青路面，在地梁浇筑前，梁底与沥青路面之间设置塑料布隔离层。
3、 立柱采用Ф500×10钢管立柱，立柱高度为3.5m，设置在地梁上，与地梁上的预埋件焊接连接，每根地梁上设置4根立柱，立柱间距3.3m。每根地梁上立柱之间设置剪刀撑，剪刀撑采用10#槽钢与立柱焊接牢靠。
4、 立柱上沿车行道方向设置卧梁，卧梁采用588×300×12×20 H型钢，卧梁与立柱焊接牢靠。
5、 卧梁上垂直车行道方向设置横梁，横梁采用600×200×11×17 H型钢，横梁间距根据支架立杆确定，且与卧梁焊接牢靠。支架立杆搁置在横梁上之前，在立杆位置焊设100mm长Ф25定位钢筋。
2.2 慢车道门架搭设思路
1、 慢车道门架自下而上组合为：地梁+立柱+卧梁+横梁+枕梁。
2、 地梁采用钢筋混凝土现场浇筑，梁宽0.9m，梁高1.2m，梁长10m。慢车道门架设置地梁2根（其中一根与快车道门架地梁共用），为了防止污染现有的沥青路面，在地梁浇筑前，梁底与沥青路面之间设置塑料布隔离层。
3、 立柱采用Ф500×10钢管立柱，立柱高度为3.5m，设置在地梁上，与地梁上的预埋件焊接连接，每根地梁上设置3根立柱，立柱间距4m。每根地梁上立柱之间设置剪刀撑，剪刀撑采用10#槽钢与立柱焊接牢靠。
4、 立柱上沿车行道方向设置卧梁，卧梁采用588×300×12×20 H型钢，卧梁与立柱焊接牢靠。
5、 卧梁上垂直车行道方向设置横梁，横梁采用600×200×11×17 H型钢，横梁间距1.4m，且与卧梁焊接牢靠。
6、 横梁上沿车行道方向设置枕梁，枕梁采用18#工字钢。天桥板梁结构底板承重立杆直接搁置在枕梁上，枕梁间距根据支架立杆间距确定，间距最大为0.85m，枕梁与横梁焊接牢靠。支架立杆搁置在枕梁上之前，在立杆位置焊设100mm长Ф25定位钢筋。

三、慢车道门架受力计算
3.1验算18#工字钢枕梁
1、 枕梁参数信息
(1) 枕梁按照8跨连续梁计算
(2) 枕梁承受板梁支架立杆传递的压力，即F1~F21=17KN
(3) 18#工字钢自重：0.24KN/m
(4) 将集中力转换为均布荷载得：q=17×21/11.6=30.78KN/m
则，∑q=30.78+0.24×1.2（K）=31.07KN/m
(5) 18#工字钢Wx=185cm3

q=31.07 KN/m

图3.1 枕梁计算简图

表3.1 18#工字钢枕梁受力计算表
支座
均布荷载
（KN.m）
支座弯矩
M（KN.m）
剪力V（KN）
支座反力
R（KN）
V左
V右
A
31.07
0
0
20.220
20.220
B
31.07
-7.418
-29.492
23.231
52.723
C
31.07
-4.369
-18.714
21.682
40.396
D
31.07
-5.593
-23.369
22.304
45.673
E
31.07
-4.816
-21.194
21.194
42.388
F
31.07
-5.593
-22.304
23.369
45.673
G
31.07
-4.369
-21.682
18.714
40.396
H
31.07
-7.418
-23.231
29.492
52.723
J
31.07
0
-20.220
0
20.220
2、 抗弯强度验算：
取最大负弯矩Mmax=7.418 KN.m
<满足要求。
3、 扰度验算：
满足要求
4、 抗剪强度验算：

5、 稳定性验算：

满足要求
3.2验算60# H型钢横梁
1、 横梁参数信息
(1) 横梁按照单跨简支梁计算，跨度为4.95m，横梁包括脚手架横梁和板梁支架横梁，本次按照最不利情况的板梁支架横梁进行计算。
(2) 板梁支架横梁承受枕梁传递的压力，按照最不利因素取枕梁传递给横梁压力F1~F7=52.723KN。
(3) 将集中力F1~F7转换为均布荷载得：q=52.723×7/4.95=74.56KN/m
(4) 60# H型钢（600×200×11×17）自重为：1.03KN/m。
(5) 板梁支架横梁上均布荷载：q=74.56+1.03×1.2(K)=75.80KN/m。
(6) 脚手架横梁支座反力为：
RA=RB=（17KN×4根+1.03 KN/m×1.2(K)×4.95m）/2=27.06KN
(7) 60# H型钢（600×200×11×17）：Wx=2480.62cm3

q=75.80KN/m

图3.2 横梁计算简图
支座反力RA=RB==0.5×75.80×4.95=187.605KN
最大弯矩
2、 抗弯强度验算：
满足要求。
3、 扰度验算：
满足要求
4、 抗剪强度验算：

5、 稳定性验算：

满足要求
3.3验算60# H型钢卧梁一
1、 横梁参数信息
(1) 卧梁承受横梁传递的压力，取横梁传递给卧梁压力F1=F11=27.06KN，F2=F10=187.605KN。
(2) 将集中力F1~F9荷载转换为均布荷载为：
q1=(187.605×9+27.06×2)/13.15=132.51KN/m。
(3) 60# H型钢（588×300×12×20）自重为：q2=1.46KN/m。
(4) 卧梁一上均布荷载：q =132.51+1.46×1.2（K）=134.27KN/m。
(5) 60# H型钢（588×300×12×20 ）：Wx=3853.19cm3
q =134.27KN/m

图3.3 卧梁一计算简图

表3.3 卧梁一受力计算表
支座
均布荷载
（KN.m）
支座弯矩
M（KN.m）
剪力V（KN）
支座反力
R（KN）
V左
V右
A
134.27
-445.147
-345.745
368.335
714.08
B
134.27
-45.966
-168.745
168.745
337.49
C
134.27
-445.147
-368.335
345.745
714.08

2、 抗弯强度验算：
取最大负弯矩Mmax=445.147KN.m
满足要求。
3、 扰度验算：

满足要求
4、 抗剪强度验算：

5、 稳定性验算：

满足要求
3.4卧梁一下钢立柱受力计算
1、 参数信息
(1) 卧梁一支座反力值：RA= RC =714.08KN RB =337.49KN
(2) 钢立柱以最大支座反力RB =714.08KN计算
2、 钢立柱承载力计算（按最不利工况计）：
抗压强度：Lo=Uol=2.0×350cm=700cm
λ=lo/ix=700cm/17.33cm=40.4≤150满足要求
轴心受压稳定系数查表φ=0.751
N/（φA）=714.08KN/（0.751×153.94cm2）=6.2N/mm2≤[f]=215 N/mm2满足要求
3.5地梁一承载力计算
1、 各钢柱传至地梁轴向力设计值
RA= RC =714.08KN
RB =337.49KN
∑=2×714.08KN+337.49KN =1765.65KN
2、 每根钢柱自重：
3.5m长Ф500×10钢柱：2×3.14×0.25×0.01×3.5×78=4.3KN/根
Ф640×16封头钢板：3.14×0.322×0.016×78×2块=0.8 KN/根
故每根钢柱自重为：4.3+0.8=5.1 KN
3、 10#槽钢剪刀撑自重：
查表得10#槽钢自重为0.1KN/m，共计4m长10#槽钢剪刀撑4根，则分配到每根钢柱为：0.1×4=0.4KN/根
4、 地梁均布荷载力：
900×900×10000钢砼地梁自重为：0.9×1.15×10×25=258.75 KN
∑=1765.65+（5.1×3+0.4×3+258.75）×1.2（K）=2095.95KN
地梁均布荷载力：2095.95KN /10m=209.595KN/m
5、 由于地梁是建在现有的沥青路面上，现有道路为城市快速道路，道路结构层为400mm厚的水泥稳定碎石，水泥稳定碎石的无侧限抗压强度为3.0MPa，考虑到其他的一些不利因素，水泥稳定碎石的无侧限抗压强度至少能达到0.8×3.0MPa=2.4 MPa=2400KPa，满足地基承载力要求。

3.6地梁一配筋计算
1、钢柱自重：（5.1×3+0.4×3）×1.2（K）=19.8KN/3根=6.6KN/根
地梁各支座点反力为：
RA= RC =714.08KN +6.6 KN=720.68 KN
RB =337.49KN+6.6 KN=344.09 KN
均布荷载为：（720.68×2+344.09）/10=178.545KN/m
2、计算地梁最大弯矩

综上取最大弯矩MB=-637.91KM.m，取支座最大剪力V=368.335对地梁进行配筋。
3、验算是否需要双筋截面配置
截面：B×H=900×1150 C30（fc=15N/mm2） 二级钢筋（fy=310N/mm2）
钢筋设置两排：ho=1150-70=1080

所以不需要双筋截面配置
满足要求

满足要求
设7Φ22钢筋截面积2661mm2＞2352mm2，所以取7Φ22满足要求
4、承载力复核：

M=637.91KN·m

满足要求
5、支座边缘截面剪力计算及配筋

V=368.335KN＜3038KN 满足抗剪要求
6、只需配构造箍筋：四肢Φ10@250
满足要求

图3.4 门架地梁一配筋图
四、快车道门架受力计算
4.1验算18#工字钢枕梁
1、 参数信息
(1) 枕梁按照单跨简支梁计算，跨度2.1m
(2) 每根枕梁承受5根板梁支架立杆传递的压力，即F1~F5=17KN
(3) 18#工字钢自重：0.24KN/m
(4) 将集中力转换为均布荷载得：q=17×5/2.1=40.48KN/m
(5) 枕梁上均布荷载：q=40.48+0.24×1.2（K）=40.77KN/m
(6) 18#工字钢Wx=185cm3
q=40.77KN/m

图4.1 枕梁计算简图
支座反力RA=RB==0.5×40.77×2.1=42.809 KN
最大弯矩
2、 抗弯强度验算：
<满足要求。
3、 扰度验算：
满足要求
4、 抗剪强度验算：

5、 稳定性验算：

满足要求
4.2验算60# H型钢横梁一
1、 参数信息
(1) 横梁一按照单跨简支梁计算，跨度11m。
(2) 横梁承受板梁支架立杆传递的压力以及柱两侧枕梁传递的压力，即F1=F7~F16=17KN，F2~F6=17+17/2=25.5KN。
(3) 将集中力F1~F16转换为均布荷载得：q=(17×11+25.5×5)/11=28.59KN/m
(4) 60# H型钢（600×200×11×17）自重为：1.03KN/m。
(5) 横梁一上均布荷载：q=28.59+1.03×1.2（K）=29.83KN/m
(6) 60# H型钢（600×200×11×17）Wx=2480.62cm3
q=29.83KN/m

图4.2 横梁一计算简图
支座反力RA=RB==0.5×29.83×11=164.07 KN
最大弯矩
2、 抗弯强度验算：
满足要求。
3、 扰度验算：
满足要求
4、 抗剪强度验算：

5、 稳定性验算：

不满足要求
故考虑在横上增设4道拉结，采用10#槽钢垂直横梁方向焊接连成整体，在横梁底部沿横梁方向每隔2米用Ф25钢筋将相邻两根横梁进行焊接连接。
4.3验算60# H型钢横梁二
1、 参数信息
(1) 横梁二按照单跨简支梁计算，跨度11m，采用双拼600×200×11×17型钢。
(2) 横梁承受柱中间枕梁传递的压力以及柱两侧枕梁传递的压力，
即F1=F7~F16=42.809KN，F2=F6=42.809+17/2=51.309KN，
F3=F4=F5=17+17/2=25.5KN。
(3) 将集中力F1~F16转换为均布荷载得：
q=(42.809×11+51.309×2+25.5×3)/11.3=57.52KN/m
(4) 60# H型钢（600×200×11×17）自重为：1.03KN/m。
(5) 横梁二均布荷载：q=57.52+（1.03×2）×1.2(K)=59.99KN/m
(6) 60# H型钢（600×200×11×17）Wx=2480.62cm3

q=59.99KN/m

图4.3 横梁二计算简图
支座反力RA=RB==0.5×59.99×11=329.945 KN
最大弯矩
2、 抗弯强度验算：
满足要求。
3、 扰度验算：

满足要求
4、 抗剪强度验算：

5、 稳定性验算：

满足要求。
4.4 60# H型钢横梁三
脚手架立杆底部横梁承受7根脚手架立杆压力，每根立杆按照17KN计算，则横梁支座反力为RA=RB=（17×7+1.46×1.2）/2=60.38KN
4.5验算60# H型钢卧梁二
1、 参数信息
(1) 卧梁上承受快车道横梁和慢车道横梁上传递的压力，其中快车道横梁传递的压力为：F1=F20=60.38KN，F2~F9=164.07KN，F10=F11=329.95KN，F12~F19=164.07 KN；慢车道横梁传递的压力为：F1=F11=27.06KN，
F2~F10=187.61 KN。
(2) 将集中荷载转换为均布荷载为：
（60.38×2+164.07×16+329.95×2+187.61×9+27.06×2）/13.15=391.513KN/m。
(3) 60# H型钢（588×300×12×20）自重为：1.46KN/m。
(4) 卧梁上均布荷载为：q=391.513+1.46×1.2（K）=393.265KN/m。
(5) 卧梁（588×300×12×20 ）H型钢Wx=3853.19cm3。
q=393.265KN/m

图4.4 卧梁二计算简图

表4.4 卧梁二受力计算表
支座
均布荷载
（KN.m）
支座弯矩
M（KN.m）
剪力V（KN）
支座反力
R（KN）
V左
V右
A
394.852
-519.233
-639.056
721.511
1360.567
B
394.852
-339.167
-615.590
651.490
1267.080
C
394.852
-397.173
-685.611
683.833
1369.444
D
394.852
-345.213
-653.268
521.076
1174.344
2、 抗弯强度验算：
取最大负弯矩Mmax=-519.233KN.m
满足要求。
3、 扰度验算：
满足要求
4、 抗剪强度验算：

5、 稳定性验算：

满足要求
4.5卧梁二下钢立柱受力计算
1、 参数信息
(1) 卧梁支座反力值：
RA= 1360.567KN，RB=1267.080KN，RB=1369.444KN，RB=1174.344KN
(2) 钢立柱以最大支座反力RB = 1369.444KN计算
2、 钢立柱承载力计算（按最不利工况计）：
抗压强度：Lo=Uol=2.0×350cm=700cm
λ=lo/ix=700cm/17.33cm=40.4≤150满足要求
轴心受压稳定系数查表φ=0.751
N/（φA）=1369.444KN/（0.751×153.94cm2）=11.8N/mm2≤[f]=215 N/mm2满足要求
4.6地梁二承载力计算
1、 各钢柱传至地梁轴向力设计值
RA= 1360.567KN，RB=1267.080KN，RC=1369.444KN，RD=1174.344KN
∑=1360.567+1267.080+1369.444+1174.344=5171.435KN
2、 每根钢柱自重：
3.5m长Ф500×10钢柱：2×3.14×0.25×0.01×3.5×78=4.3KN/根
Ф640×16封头钢板：3.14×0.322×0.016×78×2块=0.8 KN/根
故每根钢柱自重为：4.3+0.8=5.1 KN
3、 10#槽钢剪刀撑自重：
查表得10#槽钢自重为0.1KN/m，共计4m长10#槽钢剪刀撑6根，则分配到每根钢柱为：0.1×4=0.4KN/根
4、 地梁均布荷载力：
1000×1000×12300钢砼地梁自重为：1×1.10×12.3×25=338.25KN
∑=5171.43+（5.1×4+0.4×4+338.25）×1.2（K）=5603.73KN
地梁均布荷载力：5603.73KN /12.3m=455.59KN/m
5、 由于地梁是建在现有的沥青路面上，现有道路为城市快速道路，道路结构层为400mm厚的水泥稳定碎石，水泥稳定碎石的无侧限抗压强度为3.0MPa，考虑到其他的一些不利因素，水泥稳定碎石的无侧限抗压强度至少能达到0.8×3.0MPa=2.4 MPa=2400KPa，满足地基承载力要求。
4.7地梁二配筋计算
1、钢柱自重：（5.1×4+0.4×4）×1.2（K）=19.8KN/4根=6.6KN/根
地梁各支座点反力为：
RA= 1360.567KN+6.6KN=1367.167KN，RB=1267.080KN+6.6KN=1267.680KN
RC=1369.444KN+6.6KN=1376.044KN，RD=1174.344KN+6.6KN=1180.944KN
均布荷载为：（1367.167+1267.680+1376.044+1180.944）/12.3=422.588KN/m
2、计算地梁最大弯矩

综上取最大弯矩MBC中=-1135.94KM.m，取支座最大剪力V=721.511对地梁进行配筋。
3、验算是否需要双筋截面配置
截面：B×H=1000×1100 C30（fc=15N/mm2） 二级钢筋（fy=310N/mm2）
钢筋设置两排：ho=1100-70=1030

所以不需要双筋截面配置
满足要求

满足要求
设10Φ25钢筋截面积4909mm2＞4486mm2，所以取10Φ25满足要求
4、承载力复核：

M=1135.94KN·m

满足要求
5、支座边缘截面剪力计算及配筋

V=721.511KN＜3219KN 满足抗剪要求
6、只需配构造箍筋：四肢Φ10@250
满足要求

图4.8 门架地梁二配筋图
4.8验算60# H型钢卧梁三
1、 参数信息
(1) 卧梁三上承受横梁一、横梁二上传递的压力，以及脚手架横梁上传递的压力，即F1=F2=60.38 KN ，F2~F9=164.07KN，F10=F11=329.945 KN
F12~F19=164.07KN
(2) 将集中荷载转换为均布荷载为：
（60.38×2+164.07×16+329.945×2）/13.15=258.994 KN/m。
(3) 60# H型钢（588×300×12×20）自重为：1.46KN/m。
(4) 卧梁三上均布荷载为：q=258.994+1.46×1.2（K）=260.746KN/m。
(5) 卧梁（588×300×12×20 ）H型钢Wx=3853.19cm3。
q=260.746KN/m

图4.8 卧梁三计算简图

表4.8 卧梁三受力计算表
支座
均布荷载
（KN.m）
支座弯矩
M（KN.m）
剪力V（KN）
支座反力
R（KN）
V左
V右
A
260.746
-344.266
-423.712
469.372
893.084
B
260.746
-215.099
-391.089
430.231
821.320
C
260.746
-215.099
-430.231
391.089
821.320
D
260.746
-344.266
-469.372
423.712
893.084
2、 抗弯强度验算：
取最大负弯矩Mmax=-344.266KN.m
满足要求。
3、 扰度验算：

满足要求
4、 抗剪强度验算：

5、 稳定性验算：

满足要求
4.9卧梁三下钢立柱受力计算
3、 参数信息
(1) 卧梁支座反力值：RA= RD =893.084KN RB = RC =821.320KN
(2) 钢立柱以最大支座反力RA= RD =893.084KN计算
4、 钢立柱承载力计算（按最不利工况计）：
抗压强度：Lo=Uol=2.0×350cm=700cm
λ=lo/ix=700cm/17.33cm=40.4≤150满足要求
轴心受压稳定系数查表φ=0.751
N/（φA）=893.084KN/（0.751×153.94cm2）=7.7N/mm2≤[f]=215 N/mm2满足要求
4.10地梁三承载力计算
1、 各钢柱传至地梁轴向力设计值
RA= RD =893.084KN
RB= RC=821.320KN
∑=2×893.084KN+2×821.320KN =3428.808KN
2、 每根钢柱自重：
3.5m长Ф500×10钢柱：2×3.14×0.25×0.01×3.5×78=4.3KN/根
Ф640×16封头钢板：3.14×0.322×0.016×78×2块=0.8 KN/根
故每根钢柱自重为：4.3+0.8=5.1 KN
3、 10#槽钢剪刀撑自重：
查表得10#槽钢自重为0.1KN/m，共计4m长10#槽钢剪刀撑6根，则分配到每根钢柱为：0.1×4=0.4KN/根
4、 地梁均布荷载力：
900×900×11000钢砼地梁自重为：0.9×0.9×12×25=243 KN
∑=3428.808+（5.1×4+0.4×4+243）×1.2（K）=3746.808KN
地梁均布荷载力：3746.808KN /12m=312.234KN/m
5、 由于地梁是建在现有的沥青路面上，现有道路为城市快速道路，道路结构层为400mm厚的水泥稳定碎石，水泥稳定碎石的无侧限抗压强度为3.0MPa，考虑到其他的一些不利因素，水泥稳定碎石的无侧限抗压强度至少能达到0.8×3.0MPa=2.4 MPa=2400KPa，满足地基承载力要求。
4.11地梁三配筋计算
1、钢柱自重：（5.1×3+0.4×3）×1.2（K）=19.8KN/4根=6.6KN/根
地梁各支座点反力为：
RA= RD =893.084KN +6.6 KN=899.684KN
RB = RC=821.320KN+6.6 KN=827.920KN
均布荷载为：（899.684×2+827.920×2）/12=287.934 KN/m
2、计算地梁最大弯矩

综上取最大弯矩MBC中=-636.69KM.m，取支座最大剪力V=469.372对地梁进行配筋。
3、验算是否需要双筋截面配置
截面：B×H=900×900 C30（fc=15N/mm2） 二级钢筋（fy=310N/mm2）
钢筋设置两排：ho=900-70=830

所以不需要双筋截面配置
满足要求

满足要求
设7Φ25钢筋截面积3436mm2＞3145mm2，所以取7Φ25满足要求
4、承载力复核：

M=636.69KN·m

满足要求
5、支座边缘截面剪力计算及配筋

V=472.224KN＜2334KN 满足抗剪要求
6、只需配构造箍筋：四肢Φ10@250
满足要求