北四线连续梁支架检算.doc

48+80+48m连续梁支架检算
一、支架布置概述
跨大运高速联络线特大桥全长2329.25m，中心里程DK41+555.37。大桥位于直线曲线上，48+80+48连续梁位于直线段，主跨跨怀仁高速路出入口匝道，匝道顺铁路线路方向斜长19.75m（路肩至路肩距离），边跨位于林地内，拆迁后场地平整，具备现浇条件。
1、跨路钢管支架
主跨跨公路匝道处采用钢管柱作为便梁支墩，以工56b型钢作为便梁架空，预留双向4车道，每个车道保证3.75m宽。其余部分采用满堂红碗扣式支架施工。
钢管柱上面采用单层并排的两根工56b型钢做横梁，横梁上搭设纵梁，纵梁采用单根工56b，共布置24根，自翼板起纵梁布置间距：90cm*3+60cm+30cm*3+60cm*9+30cm*3+60cm+90cm*3。
钢管柱底设C20钢筋混凝土地梁基础，地梁尺寸：16m*1.5cm*1cm。基础预埋螺栓用于联结钢管柱。
2、其余地段支架
除跨路部分外，其余地段全部采用碗扣支架。支架钢管壁厚3.5mm，外径48mm。钢管下部设底托支撑于10*10cm方木上，钢管顶部设顶托，顶托上设置15*10cm方木做为横梁，横梁上设10*10cm方木做为纵梁，纵梁上铺设梁体底模。
支架布置：横桥搭设宽度14m，水平横杆按照1.2m竖向设置，水平横杆步距首层及顶层不得超过60cm。腹板下方钢管横纵向均按30*30cm间距布置，纵向最多每隔4个间隔需将支架间距调整一个60cm以方便人员进入支架内部作业；底板部分钢管横向间距0.3m，纵向间距0.6m，翼板部分钢管横向按间距0.9m布置，纵向按0.6m考虑。
为保证支架稳定性，设置剪刀撑，横向剪刀撑每隔3排设置一道，纵向剪力撑仅最外侧三排设置,剪刀撑角度为45°～60°。
3、梁体模板材料和加固方案：
碗扣支架顶撑上部设15*10cm截面的方木作为横梁。铺设10cm*10cm方木作为纵梁。底模采用18mm厚胶合板。
侧模采用15mm厚胶合板组拼，侧模竖肋采用用10*10cm方木，顺桥向布置间距0.6m。横肋采用双钢管制作，竖向布置间距0.3m。侧模用Φ16钢筋作横向对拉筋，对拉筋穿过双钢管用蝶型扣件将模板与钢管横肋固定。对拉筋顺桥向按0.6m间距布置。钢管支架在外侧模位置设置吊杆，吊杆采用普通钢管，吊杆与碗扣式支架通过扣件连接，钢管靠外侧模端部加设顶托固定在外侧模竖肋上。
内侧模用15mm胶合板，同时用10*10cm的方木作为横、竖肋，采用脚手架支顶及加固。横撑竖向间距均按60cm考虑。顶模采用15mm胶合板，采用普通钢管进行支顶，横向间距120cm，纵向间距90cm。
二、支架及模板检算
高速匝道处拟设11+11m两孔工字钢梁跨越公路，11+11m两孔工字钢梁下部采用3排钢管立柱，每排有7根（φ600、壁厚14mm）立柱。每排立柱上面各设1-2根工字钢横梁，每根长约15m，工字钢横梁上面设11m长工字钢纵梁，每跨24根，工字钢纵梁上面布置纵、横向方木支撑模板，下面主要对钢管立柱、工字钢纵梁、底板下纵横向方木、满堂脚手架、连续梁部腹板外模肋进行检算。
说明：本次检算荷载主要根据通桥（2005）2368-V60+100+60m连续梁体考虑。
一、钢管立柱
钢管立柱拟采用φ600，壁厚14mm，每排立柱7根。取60+100+60m连续梁14-14截面（距0#块约20m），截面面积S=19.874m2，则每延米梁体重19.874×2.6=51.672t，10.5m跨度内梁体总重为51.672t×10.5=542.56t，施工荷载按40KN/m（模板、支撑、支架重量、施工动荷载，人群荷载）考虑，即4t/m，10.5m跨度内施工荷载总重为4×10.5=42t，纵梁工字钢总重为31.2t，以上荷载总重为31.2+42+542.56=616t，616/2=308t，横梁工字钢重2t，308+2=310t，则7根立柱支撑反力为3100KN，则每根钢管立柱承受的压力为3100/7=443KN，7根立柱有2根在翼板下面，按最不利考虑5根承载，则每根钢管立柱承受的压力为3100/5=620KN。
1、抗压检算 根据σ=N/An≤f得
σ=620×1000/π（3002-2862）
=24.06N/mm2＜f=190N/mm2，满足要求。
2、稳定检算 钢管立柱按6m高考虑，钢管回转半径为20.724，钢管长细比为：6/0.20724=28.95，钢管抗压稳定系数δ=0.964
根据公式N/δA≤f得
N≤δAf=200×106×0.964×3.14×0.586×0.014=4966.6KN
支撑钢管安全系数：4966.6/620=8.01，满足要求。
二、纵向工字钢检算
纵向工字钢梁拟采用Ⅰ56b，跨度按11m考虑，连续梁14-14截面面积S=19.874m2，根据纵梁分布情况，每个腹板下面有4根工字钢纵梁，按两腹板下面共8根工字钢纵梁全部承担梁部腹板、顶板及翼板荷栽，则S=19.874－0.907×4.7=15.61m2，15.61×2.6=40.59t，荷载按406KN/m，施工荷载按40KN/m，总荷载为446KN/m，则每根工字钢承担荷载为56KN/m。
1、抗弯检算 根据σ=M/Wn≤f得（按两端固定考虑）
σ=56×10.52÷24/×2551.1=100.84N/mm2＜f=190N/mm2，满足要求。
2、抗剪检算 根据公式τ=vs/Ib≤f得
τ=294×1525.6×2/71430×16.5
=76.11N/mm2＜f=85N/mm2，满足要求。
3、挠度检算（纵向工字钢按两端固定考虑）
根据公式ω=ql4/384EI得
ω=56×10.54×1012/384×2.1×105×71430×104
=11.8mm＜1050/500=21mm，满足要求。
三、底板下方木检算
根据力的分布情况，腹板下荷载最大，腹板下荷载可按腹板+顶板+翼板的全部荷载考虑，60+100+60m连续梁20-20截面的腹板+顶板+翼板面积S=21.28，则每延米重21.28×2.6=55.33t，按560KN考虑，施工荷载40KN/m，总荷载为600KN/m则每个腹板下有600/2=300KN，。
（一）纵向方木检算，方木定为10×10cm，材质为落叶松，间距0.3m，腹板下面有4根方木，则每根方木承担荷载为300/4=75KN/m。
1、抗弯检算 根据σ=M/Wn≤f得
σ=75×0.32÷8/0.13÷6=5.063N/mm2＜f=12N/mm2，满足要求。
2、抗剪检算 根据公式τ=vs/Ib≤f得
τ=11.25×103×0.12/0.14×0.1÷12
=0.135N/mm2＜f=1.5N/mm2，满足要求。
3、挠度检算（按两端简支考虑）
根据公式ω=5ql4/384EI得
ω=5×75×0.34/384÷12×104×0.14
=0.095mm＜300/400=0.75mm，满足要求。
（二）横向方木检算 方木定为10×15cm，材质为落叶松，间距0.3m，则每根方木承担 荷载为300×0.3=90KN/m。
1、抗弯检算 根据σ=M/Wn≤f得
σ=27×103×0.3÷4/0.1×0.152÷6=5.4N/mm2＜f=12N/mm2，满足要求。
2、抗剪检算 根据公式τ=vs/Ib≤f得
τ=13.5×103×0.1×0.15/0.1×0.153×0.1÷12
=0.072N/mm2＜f=1.5N/mm2，满足要求。
3、挠度检算（按两端简支考虑）
根据公式ω=Fl3/48EI得
ω=27×103×0.33/48÷12×104×0.1×0.153
=0.054mm＜300/400=0.75mm，满足要求。
四、满堂脚手架钢管立柱检算
60+100+60m连续梁20-20截面（0#块处）面积S=26.92m2，根据钢管脚手架分布情况，每个腹板下面有4根钢管，按最不利情况8根钢管立柱全部承担梁部底板、顶板及腹板荷载，
26.92－2.62=24.3m2，24.3×2.6=63.18t=631.8KN，631.8/8=78.98KN，按80KN考虑。钢管拟采用φ48，壁厚3.5mm
1、抗压检算 根据σ=N/An≤f得
σ=80×1000/π（242-20.52）
=163.5N/mm2＜f=190N/mm2，满足要求。
2、稳定检算 脚手架层高按1.2m考虑，钢管回转半径为1.578，钢管长细比为：1.2/0.01578=7605，钢管抗压稳定系数δ=0.807
根据公式N/δA≤f得
N≤δAf=215×106×0.946×3.14×0.045×0.0035=85.81KN
支撑钢管安全系数：85.81/80=1.07，满足要求。
五、腹板部位外模肋检算
查路桥施工计算手册知，pm=k×r×h，h=1.53+3.8×v/T，经分析砼浇注速度v=1.5m/h，入模温度在当时环境下T=5℃，则h=1.53+3.8×1.5/10=2.67，钢筋砼容重r=26KN/m，砼不加缓凝剂k=1，则砼对模板的侧压力pm=k×r×h=26×2.67=69.42KN，按80KN/m。
腹板竖直方向肋拟定位10×10cm方木，材质为落叶松，方木间距0.3m，顺桥方向肋拟定为钢管（φ48mm，壁厚3.5mm），间距0.6m。
（一）竖直方向方木检算
1、抗弯检算 根据σ=M/Wn≤f得
σ=24×0.62÷8/0.13÷6=6.48N/mm2＜f=12N/mm2，满足要求。
2、抗剪检算 根据公式τ=vs/Ib≤f得
τ=7.2×103×0.12/0.14×0.1÷12
=0.09N/mm2＜f=1.6N/mm2，满足要求。
3、挠度检算（按两端简支考虑）
根据公式ω=5ql4/384EI得
ω=5×24×0.64/384÷12×104×0.14
=0.484mm＜600/400=1.5mm，满足要求。
（二）顺桥方向钢管（φ48mm，壁厚3.5mm）检算
I=π×（d4-d41）/64=121867.04
W=π（d3-d41/d）/32=515372.97，A=π（d2-d21）/4=489.30
1、抗弯检算 根据σ=M/Wn≤f得
σ=48×0.62÷4/515372.97=13.97N/mm2＜f=145N/mm2，满足要求。
2、抗剪检算 根据公式τ=vs/Ib≤f得
τ=14.4×103×489.3/121867.04×3.5
=16.52N/mm2＜f=85N/mm2，满足要求。
3、挠度检算（按两端简支考虑）
根据公式ω=Fl3/48EI得
ω=28.8×103×6003/48×2.1×105×121867.04
=0.506mm＜600/400=1.5mm，满足要求。
六、螺栓检算
螺栓暂顶为M27，根据螺栓布置形式，8个螺栓对立柱轴心的力臂为0.914×2m，暂定钢管立柱高5m，现假定吊装工字钢纵梁时突然撞击立柱顶部，则撞击力F=123.85×11=13.62KN，假设螺栓预埋深度为h，C20抗拉强度为1.1N/mm2
根据力矩平衡得：
0.914×2×1.1×27×π×h=13.62×103×5
得h=39.91cm，故预埋深度定为40cm。
假设每个螺栓受拉力为F，根据力矩平衡得：
F×0.914×2=13.62×5
得F=37.25KN
单个M27抗拉承载力为Nbt=Aefbt
=4.59×170×100÷1000
=78.03KN
F=37.25KN＜Nbt=78.03KN，满足要求。

北四线项目部第三项目分部
2009年9月11日