门式支架搭设方案(修改后采用)

13~4轴门式支架搭设方案1、基本情况西宁曹家堡机场二期工程高架桥设计第3~4轴之间横跨京藏高速公路至机场贵宾路段，该段道路路面现有宽度为双向两车道共9m。业主要求：施工期间必须保证该段道路畅通，同时门式两外侧支撑架必须在现有道路宽度以外。现有路面高程与高架桥箱梁底部设计高程见下表：部位高程靠近3轴侧路中靠近4轴侧备注3-1墩箱梁底设计高程2172.7662173.15支架底高程2172.352172.73支架搭设高度0.42m路面现有高程2168.482168.53施工期净高度3.874.204.74施工期间通车高度3-3墩箱梁底设计高程2172.6812173.05支架底高程2172.262172.63支架搭设高度0.42m路面现有高程2168.552168.60施工期净高度3.714.034.56施工期间通车高度4-1墩箱梁底设计高程2173.54支架底高程2173.12支架搭设高度0.42m路面现有高程2168.38施工期净高度4.744-3墩箱梁底设计高程2173.42支架底高程2173.00支架搭设高度0.42m路面现有高程2168.44施工期净高度4.562、方案拟定计划在3~4轴现有路面宽度内搭设两跨门式支架，双向通车，保证施工期间交通畅行。每跨净宽5.8m，长度（横桥向）17.5m，两跨均为简支梁结构型式，支撑杆件为φ400*12mm的钢管支撑柱，两跨中间及外侧各设置1排，共3排；2每排按等间距@1.25m布置15根，共需45根钢管支撑柱；钢管柱上下底均焊接长*宽*厚＝600*600*12mm的钢板，并在钢板四角设加劲板；每排支撑柱顶采用4*16a槽钢，共需长度17.9m的4*16a槽钢3根。道路分幅后每幅路面净宽4.0m。支撑柱底采用通长现浇C20砼条形基础，条形基础长18.0m，截面尺寸：两跨中间为宽*高＝100*30cm，置于现有沥青路面下；两跨外侧为宽*高＝160*30cm，分别置于3号、4号墩系梁基坑回填土层上。每个基础下部配置Φ12@150纵向主筋，分布钢筋采用φ8@150。两跨外侧条形基础以下回填土基层处理：回填土基层厚2m，拟定在条形基础以下设置5排φ48@300的钢管桩基础，钢管桩单根长3m，每排60根，共300根。主梁置于支撑柱顶的4*16a槽钢上，主梁材料选用4*16a槽钢，纵向跨度5.80m，间距：在沿桥纵向的腹板处间距为20cm；在空室箱梁段为52cm；共需长5.80m的4*16a槽钢104根。次梁选用50*80mm的木枋，间距20cm，置于主梁上；底模选用2440*1220*12mm的光油面木夹板。详见《高架桥3~4轴之间京藏高速通道门式支架构纵、横剖图》。3、门式支架搭设方案及强度验算（1）、荷载计算○1、支架自重根据现场情况取支架最高处高度为4.74米，支撑钢管高度L=4.4m，重量340kg/根；每根纵向跨度长5.80m的4*16a槽钢自重：4*17.23*5.80＝399.74kg，两跨中间支柱平均每个承受重量：399.74*52/30*2＝1385.8kg；横向支撑柱顶上4*16a槽钢自重：17.9*4*17.23＝1233.67kg，两跨中支柱平均每个承受重量：1233.67/15＝82.24kg两跨中间支撑柱每个自重=（340+1385.8+82.24）*10－3*9.8KN=17.72KN长5.80m的4*16a槽钢单位面积重量：399.74*52/（17.5*5.8）*10－3*9.8KN＝2.01KN/m2○2、人员及机器重取2.00KN/m23○3、倾倒砼时产生的冲击荷载和砼振捣时产生的荷载均按2.0KN/m2考虑。○4、钢筋混凝土箱梁自重：单位重量计算：a、腹板处：砼截面面积估算：高*宽＝0.6*1.3＝0.78m2，W砼＝0.78m2/0.6m*25KN/m3=32.5KN/m2b、空室处：标准空室截面总面积＝3.34*1.3＝4.342m2，每个空室宽度：（11.62-0.4*4）*1/3＝3.34m，每个空室截面面积＝2.47m2每个空室砼截面面积估算：4.342－2.47＝1.872m2W砼＝1.872m2/3.34m*25KN/m3=14.01KN/m2（2）、模板计算（略）（3）、次梁计算（略）（4）、主梁计算○1、桥纵向腹板（按4*16a槽钢间距0.2m计算）按简支梁计算：主梁跨度：L2=5.80m，横向宽度L1＝0.2m，主梁单位荷载：g＝（32.5+2+2*2）*0.2＝7.7KN/m跨中弯矩：M1/2=gl22/8=7.7*5.82/8=32.38KN·m4*16a槽钢截面惯性矩：Ⅰ＝2*Ih+I加，上式中Ih－一个16a槽钢的截面惯性矩，Ih＝866.2cm4，I加=2A*(h/2)2=2*21.95*(16/2)2=2809.6cm4，4*16a槽钢截面惯性矩：I＝2*Ih+I加＝2*866.2+2809.6＝4542cm4，4*16a槽钢截面抵抗矩：W=I/(2h/2)=4542/16=283.88cm3，弹性模量：E=2.10*105MPaA3钢弯曲应力210MPa弯曲应力：σ＝M1/2/W＝32.38/283.88*10－6＝11405.7KN/m2＝11.41MPa＜210MPa，强度满足要求。根据选定的截面尺寸核算其挠度：4f＝5/384*gl24/EI=5*7.7*5.84/（384*2.10*105*103*4542*10－8）＝0.0119mf/l2=0.0119/5.8＝2.05*10－3＜[f/l]＝1/400表明：主梁跨度（桥纵向）拟定L2=5.80m，（间距）横向宽度L1＝0.2m的4*16a槽钢，能满足构件受力要求。○2、标准空室箱梁按简支梁计算：主梁跨度：L2=5.80m，横向宽度L1＝0.4m，主梁单位荷载：g＝（14.01+2+2*2）*0.4＝8.00KN/m跨中弯矩：M1/2=gl22/8=8.00*5.802/8=33.66KN·m4*16a槽钢截面惯性矩：Ⅰ＝2*Ih+I加，上式中Ih－一个16a槽钢的截面惯性矩，Ih＝866.2cm4，I加=2A*(h/2)2=2*21.95*(16/2)2=2809.6cm4，4*16a槽钢截面惯性矩：I＝2*Ih+I加＝2*866.2+2809.6＝4542cm4，4*16a槽钢截面抵抗矩：W=I/(2h/2)=4542/16=283.88cm3，弹性模量：E=2.10*105MPaA3钢弯曲应力210MPa弯曲应力：σ＝M1/2/W＝33.66/283.88*10－6＝11856KN/m2＝11.86MPa＜210MPa，强度满足要求。根据选定的截面尺寸核算其挠度：f＝5/384*gl24/EI=5*8.00*5.804/（384*2.10*105*103*4542*10－8）＝0.0124mf/l2=0.0124/5.80＝2.14*10－3＜[f/l]＝1/400表明：在桥纵向标准空室箱梁段拟定的L2=5.80m，（间距）横向宽度L1＝0.4m的4*16a槽钢，能满足构件受力要求。（5）、横向支撑柱顶上4*16a槽钢计算（按均布荷载，取两跨中间支柱）按简支梁计算：主梁跨度：L2=1.25m，横向宽度L1＝5.80m，主梁单位荷载计算：箱梁平均宽度11.62m（不含翼板），其中腹板4个，空室3个，横向支撑柱顶上4*16a槽钢共14跨。5g＝（32.5KN/m2*4+14.01KN/m2*3+1.195KN/m2+6KN/m2）*5.8m/14*2＝148.5KN/m，跨中弯矩：M1/2=gl22/8=148.5*1.252/8=29KN·m4*16a槽钢截面惯性矩：Ⅰ＝2*Ih+I加，上式中Ih－一个16a槽钢的截面惯性矩，Ih＝866.2cm4，I加=2A*(h/2)2=2*21.95*(16/2)2=2809.6cm4，4*16a槽钢截面惯性矩：I＝2*Ih+I加＝2*866.2+2809.6＝4542cm4，4*16a槽钢截面抵抗矩：W=I/(2h/2)=4542/16=283.88cm3，弹性模量：E=2.10*105MPaA3钢弯曲应力210MPa弯曲应力：σ＝M1/2/W＝29/283.88*10－6＝10215.6KN/m2＝10.22MPa＜210MPa，强度满足要求。根据选定的截面尺寸核算其挠度：f＝5/384*gl24/EI=5*148.5*1.254/（384*2.10*105*103*4542*10－8）＝4.95*10－4mf/l2=4.95*10－4/1.25＝3.96*10－4＜[f/l]＝1/400表明：在两跨中间的横向支撑柱顶上4*16a槽钢拟定的跨度L2=1.25m，能满足构件受力要求。（6）、支撑柱（φ400钢管柱）强度复核（取两跨中间支柱）不组合风荷载时：N/φ*A≤f上式中：N－计算立杆段的轴向设计值；φ－轴心受压构件的稳定系数，根据立杆的长细比λ查表得；λ＝l0/il0＝kμh，k取值1.155；μ取值2.00；h＝4.40m；l0＝1.155*2.00*4.40＝10.16mi－截面回转半径，i=（I/A）1/2支撑柱外径R=400mm，内径为r=384mm，A=19704mm2；惯性矩I＝πR4/64－πr4/64＝3.1416/64*（4004－3844）6＝189317138.8mm4；回转半径i=（I/A）1/2=98mm。长细比λ=l0/i=104，查表得轴心受压构件的稳定系数φ=0.722；单根支撑柱容许承载力[N]=φ*A*f钢=0.558*0.0197*205*103＝2253.5KN1.25m宽的两跨中间支柱共2根单根支撑柱承受荷载P=148.5KN/m*1.25/2=92.8KN[N]=2253.5KN强度满足要求。（7）、立杆（φ400钢管柱）地基承载力复核（取两跨外侧单根支柱）（两跨中间支柱的条形基础置于现有京藏高速公路路面上，路面结构层为：面层沥青砼厚16cm，中层水泥稳定级配碎石厚40cm，底基层二灰稳定砂砾基层厚40cm。路面结构层满足承载力要求。故该地基承载力不需复核）○1、C20砼厚30Cm地面抗冲切承载力复核C20砼厚30Cm地面抗冲切承载力应满足下式要求：N＜F上式中：N＝g*l2/2g＝（32.5KN/m2*4+14.01KN/m2*3+2.01KN/m2+6KN/m2）*5.8m/14＝74.59KN/m，l2＝1.25m，N＝g*l2/2＝74.59*1.25/2＝46.62KNF＝A侧*ftkA侧＝πl（R+r）=3.1416*0.30*1.414*(0.30+0.20)=0.67m2ftk为砼抗拉强度设计值，取值1100KN/m2F＝A侧*ftk＝0.67*1100＝737KN＞N表明：C20砼厚30Cm地面承载力能满足上部结构传至地面的冲切力。○2、条形基础以下地基的平均承载力应满足下式要求：P=N/Ab≤[σ]式中：7P－立杆基础底面处的平均压力设计值；N－上部结构传至基础顶面的轴向力设计值；Ab－基础底面面积，Ab＝1.6*1.25＝2.00m2；[σ]－地基承载力设计值，[σ]＝fk*kb；fk－地基承载力标准值；kb－脚手架地基承载力调整系数，kc取值0.4；则：回填地基所受的支撑力为：P＝N/Ab＝46.62/2.00＝23.31KN/m2即：[σ]＝23.31KN/m2要求地基承载力为：fk＝23.31KN/m2/0.4＝58.3KN/m2○3、地基处理后的强度复核两跨外侧条形基础以下回填土基层处理：回填土基层厚2m，拟定在条形基础以下设置3排φ48@500的钢管桩基础，钢管桩单根长3m，深入原状地基粉土层1m。每排36根，共108根。每个立杆（φ400钢管支撑柱）1.6*1.25m范围内的地基群桩数量为3*2＝6根。A、单桩竖向极限承载力标准值计算单桩竖向极限承载力标准值按下式计算：Quk=u∑qsikli+αpskAp，式中u－桩身周长，u＝0.048*3.1416＝0.1508m；qsik－用静力触探比贯入阻力值估算的桩