长江中路高架工程A标段箱梁支架设计方案

1长江中路高架工程箱梁支架施工设计方案一、上部箱梁结构概况长江中路高架桥工程主线桥采用等截面大悬臂单箱四室斜腹板箱梁，标准顶板宽度25.5m，标准底板宽度16.5m；翼缘板悬臂3.5m，外挑悬臂厚度22~60cm；箱梁顶板厚度26cm，底板厚24~44cm，腹板厚度45~75cm，梁高1.71~1.965m。跨越海港引河、世纪大道采用变截面大悬臂单箱四室斜腹板箱梁，标准顶宽25.5m，外侧斜腹板保持斜率不变，底板宽度变化；翼缘板悬臂3.5m，外挑悬臂厚度22~60cm；箱梁顶板厚度26cm，底板厚24~44cm，腹板厚度45~135cm，梁高1.965~3.265m。箱梁支点设横梁，端横梁宽1.5m，中横梁宽2.5m。二、支架总体方案1、除世纪大道、崇川路口19m长汽车通道和海港引河桥中跨10m通航通道外，余均采用扣件式钢管支架：○1对于非变截面的梁，实腹段部分钢管间距采用90（横）*60（纵）；空腹段部分采用90*90的间距；翼板部分采用90*90间距。钢管步距1.2m。○2对于变截面的（第二、六、十联）在梁端实腹段采用30*60（纵），梁高大于1.965m的空腹段部分采用90*60（纵）。○3腹板下均加设一排钢管，使其成为45*60（纵）。○4非变截面钢管支架上采用15*15枋木作大横梁；10*10枋木作小横梁，上铺1.5cm竹胶板。2、世纪大道、崇川路口通道：世纪大道总宽25m，中间19m作通道。两侧各3m封闭。通道分幅为：双向机动车道，每车道宽5m；双向非机动车道，每车道宽2m；中间砼墩（标号：C25）宽1m，高0.7m；砼墩上用Ф300钢管桩（高3.8m，间距2m）作墩，钢管上横2向用50a#工字钢作横梁；机动车道上用50a工字钢、非机动车道上用28a工字钢作纵梁（间距90）。纵梁上立钢管（90*90），钢管上托上用10a工字钢作大横梁，上设10*10枋木作小横梁，上铺1.5cm竹胶板。3、海港引河桥：总宽66m，除中间10m作通航孔外，其余筑岛部分按陆上支架搭设。中间10m采用贝雷支架。三、支架使用材料参数及所计算验算内容.1、小横梁采用10*10杉木枋[σ]=9.5Mpa，[τ]=9.5Mpa，W=1/6*BH2=167cm3，I=1/12*BH3=833cm4，E=1*104Mpa，自重q=7KN/m3。2、大横梁采用15*15杉木枋（或10a工字钢），枋木：[σ]=9.5Mpa，[τ]=9.5Mpa，W=1/6*BH2=562.5cm3，I=1/12*BH3=4219cm4，E=1*104Mpa，自重q=7KN/m3。3、立杆及纵横向连接杆采用Φ48*3.5的钢管，考虑负公差，其力学参数按Φ48*3的钢管计算。其A=πd（D-d）=4.24cm2，I=π（D4-d4）/64=10.78cm4，r=1.595cm，W=4.493cm3，[σ]轴=140Mpa，[σ]弯=145Mpa，[τ]=85Mpa，E=2.1*105Mpa。单位重：0.033KN/m。4、上铺竹胶板采用15mm竹胶板，自重q=10KN/m3，E=7.5*103Mpa，[σ]=28Mpa，W=1/6*BH2=37.5cm3，I=1/12*BH3=28.125cm4，（取1m板宽计算）。5、50号工字钢：[σ]=145Mpa，[τ]=85Mpa，W=1860cm3，I=46500cm4，E=2.1*105Mpa，理论重93.61kg/m。6、10号工字钢：[σ]=145Mpa，[τ]=85Mpa，W=49cm3，I=245cm4，E=2.1*105Mpa，理论重11.261kg/m。7、28a号工字钢：[σ]=145Mpa，[τ]=85Mpa，W=508cm3，I=7110cm4，E=2.1*105Mpa，理论重43.492kg/m。38、Φ300钢管：A=55.39cm2；I=5992cm4；W=399.44cm3；[σ]=145Mpa9、贝雷：[σ]=245Mpa，单片桁架容许剪力KNQ2.245][，W=3570cm3，I=250500cm4，E=2.1*105Mpa，单位重1KN/m。（未设加强弦杆）；10、枕木20*20杉木枋：[σ]=13Mpa，W=1/6*BH2=1333.3cm3，I=1/12*BH3=13333.3cm4，E=1*104Mpa，自重q=7KN/m3；11、临时承台支承桩Φ50cm、壁厚1cm钢管桩：理论重1.2KN/m。所要计算验算的内容：○1普通段（第一、三、四、五、七、八、九联）实腹段钢管支架；○2普通段（第一、三、四、五、七、八、九联）空腹段钢管支架；○3变截面（第二、六、十联）实腹段钢管支架；○4变截面（第二、六、十联）空腹超过1.965m高的部分的支架；○5腹板处的支架加密验算；○6世纪大道通道支架的验算；○7海港引河桥贝雷支架的验算；四、扣件式满堂钢管支架的验算满堂钢管支架搭设如图所示：墩中跨中横梁墩中纵@60纵@90竖向步距1.2m纵@90纵@60横@90（30）横@90横@90横@90（30）扫地管距混凝土基础0.2m1.25m1.25m注：水平钢管步高1.2米,扫地管距地面0.2米，括号内为变截面实腹段混凝土基础4一）非变截面梁实腹箱体计算纵@60，横@90翼板纵@90，横@90非变截面实腹段钢管支架横断面示意图1.5cm竹胶板10*10枋木小横梁15*15枋木大横梁地基夯实30cm石灰土处理8cm碎石垫层10cmC15砼工作平台及扶手，高度≥1.2m，张挂安全网封闭纵@90，横@90翼板纵@90，横@90非变截面空腹段钢管支架横断面示意图1.5cm竹胶板10*10枋木小横梁15*15枋木大横梁地基夯实30cm石灰土处理8cm碎石垫层10cmC15砼工作平台及扶手，高度≥1.2m，张挂安全网封闭5A荷载计算S=33.47m2○1结构荷载q箱体=33.47*26/16.5=52.74KN/m2，q翼板=1.47*26/3.5=10.92KN/m2。○2施工荷载q2=2.5KN/m2○3砼冲击荷载q3=2.0KN/m2，砼振捣荷载q4=2.0KN/m2○4风荷载q5=βz*Uz*Us*Wo=1.78*1*1.2*0.5=1.07KN/m2○5雪荷载：不考虑。荷载组合：a、砼振捣荷载与冲击荷载不同时考虑（即取一次）；b、风荷载在立杆计算中考虑。则：q箱体=52.74+2.5+2=57.24KN/m2，q翼板=10.92+2.5+2=15.42KN/m2。B结构验算1、结构布置：钢管上托上搁15*15枋木大横杆，间距90，跨径60；大横杆上搁10*10枋木小横杆，间距25，跨径90；小横杆上铺竹胶板。2、小横杆计算：（跨径90，间距25）a）上铺竹胶板重：q1=0.015*10=0.15KN/m2，小横杆自重：q2=0.1*0.1*7=0.07KN/m，则小横梁上单位荷载Q=57.24+0.15=57.39KN/m2，Q线=57.39*0.25+0.07=14.42KN/m，b)按三跨连续梁简化法计算：弯曲强度：σ=Q线L2/10w=14.42*0.92/10*167*10-6=6.99Mpa＜［σ］=9.5Mpa。挠度：f=Q线L４/150EI=14.42*0.94/150*1*104*833*10-8=0.8mm。剪应力：τ=1.5Q剪/A6=1.5Q线L/2A=1.5*14.42*0.9/2*0.1*0.1=0.97MPa＜[τ]=1.7MPa3、大横梁计算：（跨径60，间距90）大横梁受力如图：P=12.98KN0.050.250.250.05R0.6RP=14.42*0.9=12.98KNR=3P/2+0.15*0.15*7*0.6/2=19.52KNM=0.3*R-0.25P+QL2/8=2.651KN*m弯曲强度：σ=M/W=2.651/562.5*10-6=4.71Mpa＜［σ］=9.5Mpa。挠度：f=PL3/48EI+2Pb（3L2-4b2）/48EI+5qL4/384EI=12.98*0.63/48*1*106*4219*10-8+2*12.98*0.05*（3*0.62-4*0.052）/48*1*104*4219*10-8+5*0.15*0.15*7*0.64/384*1*106*4219*10-8=0.14+0.07+0.006=0.22mm。剪应力:τ=1.5Q剪/A=1.5*19.6/0.15*0.15=1.3MPa＜[τ]=1.7MPa④上铺竹胶板计算（按1m板宽，跨径25cm计算）q=57.24+0.15=57.39KN/m。弯曲强度：σ=qL2/10w=57.39*0.252/10*37.5*10-6=9.6Mpa≤［σ］=28Mpa。挠度：f=ql4/150EI=57.39*0.254/150*7.5*103*28.125*10-8=0.71mm。⑤立杆稳定性计算。a、立杆上载荷计算：N1=2R=2*19.6=39.03KN（实际上不足2R）。b、立杆自重(根据标高计算，按最高立杆12m计)：7N2=0.033*12+（0.9+0.6）*11*0.033=0.94KN则N=N1+N2=40.00KN，钢管脚手架竖向步距为1.2m，长细比λ=l/r=120/1.57=76.43。则查表得ф=0.735；M风=0.85*1.4*q5*la*h=0.85*1.4*1.07*0.6*1.2=0.09KN*m，由σ=N/A+M风/W，得σ=40.14/4.24*10-4+0.09/4.493*10-6=94.67+20.03=114.7Mpa＞Ф［σ］=0.735*145=106.58Mpa。将该处水平横杆步距调整为60cm，则ф=0.877，σ=114.7Mpa＜Ф［σ］=127.16Mpa。○6地基处理：一般地段30cm6%灰土处理+8cm碎石+10cmC15砼。○7地基应力：拟在已处理的地基上垫20*20cm枋木，通过以上计算，传至枋木上的力N=40.14+σ风A=32.2+20.03*4.24*10-4=40.15KN，则枋木传力后应力σ=490KN/m2，地基处理后按45°角扩散，a2=（0.48+0.2+0.48）2=1.346m2，亦即自然土地基承受应力σ=40.15/1.346=29.83KN/M2＜通常的140KN/M2。如果按点传力（不考虑枋木），则a2=（2*0.48）2＝0.92m2，σ=40.15/0.92=43.64＜140。二）普通段空腹箱体计算1、结构布置：与实腹段相比，立杆横距仍为90，纵距改为90，小横杆间距用25cm。2、箱体荷载计算。取箱体空腹段最大截面作为整个计算单元：S=24.37m2。结构荷载q1=26*24.37/16.5=38.4KN/m2其余荷载（同实腹段）则组合后q=38.4+2.5+2=42.9KN/m2。3、小横杆计算：（跨径90，间距25）a、Q线=（42.9+0.15）*0.25+0.07=10.8KN/mb、按三跨连续梁简化法计算弯曲强度：σ=Q线l2/10w=10.8*0.92/10*167*10-6=5.24Mpa＜［σ］8=9.5Mpa。挠度：f=Q线l4/150EI=10.8*0.94/150*1*104*833*10-8=0.56mm。剪应力：τ=1.5Q剪/A=1.5Q线l/2A=1.5*10.8*0.9/2*0.1*0.1=0.73MPa＜[τ]=1.7MpaPPP=9.72KN0.20.250.250.2R0.9mR4、大横梁计算：（跨径90，间距90），大横梁受力如上图：P=Q线*0.9=10.8*0.9=9.72KNR=3P/2+0.15*0.15*7*0.9/2=14.65KN，M=14.65*0.45-9.72*0.25+0.152*7*0.92/8=4.2KNm弯曲强度：σ=M/W=4.2/562.5*10-6=7.5Mpa＜［σ］=9.5Mpa。挠度：f=PL3/48EI+2Pb（3L2-4b2）/48EI+5qL4/384EI=9.72*0.93/48*1*1