旅客地道施工(贝雷梁方案)11

新建吉林至珲春铁路JHSVI标（GDK283+044.6~GDK323+000段）图们北站旅客地道支架施工方案编制：审核：批准：中铁十二局集团有限公司吉图珲客专JHSⅥ标四工区项目部二○一三年六月1图们北站旅客地道标准段支架布置方案1设计依据1.《旅客地道》施工图；2.《钢结构设计规范》；3.《铁路桥涵施工技术规范》；2支架结构及工况2.1支架组成以旅客地道标准段为例计算支架布置：支架结构(如图所示)由以下几个部分组成：底模钢模板（面板5mm,边框高6cm），横向分配梁][28a槽钢，纵梁3组贝雷梁，间距为4.5m，纵梁放置在I32横垫梁上，螺旋管顶设置法兰板，螺旋管底部设置砂筒。整个支架体系支撑在已浇筑的底板上，布置图如下。干砂干砂钢模板][28a槽钢（间距75cm)贝雷片（3片）干砂I25a垫梁（2根）?530螺旋管贝雷片?48mm钢管2I25a横梁（间距75cm)贝雷片（3片）贝雷片（1片）平面图2.2施工工况旅客地道荷载按一次浇筑全部施加给支架体系。3荷载分析3.1计算参数A．超灌系数：1.05B．浇筑动力及模板系数：1.20C．施工人员、机具系数：1.05D．混凝土容重系数：26.5kN/m³33.2荷载大小根据上面的参数可以计算出底模板承受的面荷载大小是（按12.82m宽承受总荷载计算）：q＝（9.8×0.9×1×1.05×1.2×1.05×26.5）÷9.8＝31.5kN/m²＝3.15t/m²4底模模板计算底模面板采用5mm厚的钢板背带和边框为高6cm,间距30cm。钢模板下垫][28a槽钢横向分配梁，间距75cm。q＝3.15t/m²×0.3m×0.75m÷0.75m≈0.95t/m附图3：钢模板检算截面图（单位：mm）H=6.5cm;d=0.5cm;h=6cm;c=0.5cm;B=30cmy1=1/2*(cH2+d2(B-c)/(Bd+hc)=0.5*(0.5*6.52+0.5*(50-0.5)/(50*0.5+6*0.5)=0.79cmy2=6.5-0.79=5.71cmIX=1/3*{cy23+By13-(B-c)*(y1-d)=1/3*(0.5*5.683+50*0.823-(50-0.5)*(0.82-0.5)3)4=33.11cm4强度检算（应力）：MMAX=ql2/8=0.95*1000*10*0.752/8=668N.mσMAX=MMAX/I*YMAX=668*5.71*10-2/33.11*10-8=115.2MPa181MPa强度能满足要求。刚度检算（扰度）：f=5ql4/384EI=5*0.95*1000*10*0.754/384*2.1*1011*33.11*10-8=0.56mm1mm钢模板面板刚度也能满足要求。5][28a槽钢横向分配梁计算5.1工况及荷载分析钢模板下方横向分配梁为][28a槽钢，横向分配梁间距为75cm。分配梁放置在大纵梁上，大纵梁的间距为4.5m，也就是说横向分配梁受力为两等跨4.5m连续梁结构。I=4752.5cm4*2=9505cm4;E=2.1*105MPa;h=20cm;A=40.02cm2*2=80.04cm2混凝土对底模的面荷载大小是3.15t/m²，横梁纵向间距是75cm，那么横梁的线荷载大小是：q1＝3.15t/m²×0.75m≈2.36t/m钢模板重量：(0.5*0.75*0.005+0.75*0.06*0.005+0.5*0.06*0.005*3)*7850=20.052kgq2=20.02/0.5=40.04.4kg/m=0.040t/mq=q1+q2=2.36+0.040=2.4t/m5.2横向分配梁支反力分配梁的支反力中间(跨中)为：F1=1.25*ql=1.25*2.4*4.5=13.5t，两边则分别是为：F1=0.375*ql=0.375*2.4*4.5=4.1t，可见中间一排纵梁受力最大，大纵梁检查算就按这个反力进行大纵梁的检算。5.3横向分配梁位移f=0.521*ql4/100EI=0.521*2.4*1000*10*4.54/100*2.1*1011*5017*10-8=4.56mm从计算结果可知，扰度最大位移均小于4.5/400=11.3mm,刚度满足要求。5.4横向分配梁应力弯曲应力：MMAX=0.125*ql2=0.125*2.4*1000*10*4.52=60750N.MσMAX=MMAX/I*YMAX=560750/(9505*10-8)*0.14=89.5MPa150MPa剪应力：i=F/A=13.5*10000/(80.04*10-4)=16.8MPa85MPa从计算可知强度能够满足要求。6中跨贝雷梁纵梁计算根据上面横向分配梁的计算可知，大纵梁是中间一组受力最大，即每75cm承受荷载混凝土及模板下传力大小达到F1=13.5t，][28a槽钢分配梁自身重量下传至中支点的反力值为：F2=1.25*ql=1.25*0.063*4.5=0.36t，合计大纵梁每75cm承受荷载大小6为：F=F1+F2=13.5+0.36=13.86t。大纵梁支撑螺横垫梁上，大纵梁为7.5m两等跨连续梁。采用贝雷片。那么大纵梁按承受均布荷载分析，其均布荷载大小则是：q1＝13.86t÷0.75＝18.48t/m大纵梁自重荷载：q1＝0.090t/mq=q1+q1＝=18.48+0.090=18.57t/m下面就两等跨连续梁计算,跨度为7.5m。说明：为计算方便，计算时采用单根计算，.6.1大纵梁截面特性(1)贝雷片单片弯曲应力mKNM5774.13.412(2)贝雷片单片剪应力：KNQ178299.07.07.1256.2反力大纵梁下传到垫梁上的力，即垫梁的支反力F1=1.25*ql=1.25*18.57*7.5=174.1t(大纵梁中心处螺旋管受力)F1=0.375*ql=0.375*18.57*7.5=54.4t(大纵梁两端处螺旋管受力)采用以上支反力进行钢管受力检算。6.3位移贝雷片强度检算能满足时，刚度一定能达到要求。6.4应力MMAX=0.125*ql2=0.125*18.57*1000*10*7.52=1305703N.M7=1305.703KN.M需要贝雷梁片数：N=MMAX/[M]=1305.703/577=2.3（片）取3片能满足要求。7、边跨贝雷梁纵梁计算根据上面横向分配梁的计算可知，边跨纵梁每75cm承受荷载混凝土及模板下传力大小：F1=4.1t，][28a槽钢自身重量下传至中支点的反力值为：F2=0.375*ql=0.375*0.063*4.5=0.106t，合计边跨纵梁每75cm承受荷载大小为：F=F1+F21=4.1+0.106=4.21t。纵梁按承受均布荷载分析，其均布荷载大小则是：q1＝4.21t÷0.75＝5.61t/m大纵梁自重荷载：q1＝0.09t/mq=q1+q1＝=5.61+0.09=5.7t/m下面就两等跨连续梁计算,跨度为7.5m。7.2反力边跨纵梁下传到垫梁上的力，即垫梁的支反力F=1.25*ql=1.25*5.7*7.5=53.4t（边跨纵梁下中间螺旋管支反力）F=0.375*ql=0.375*5.7*7.5=16.1t（边跨纵梁下两端螺旋管支反力），采用以上支反力进行钢管受力检算。7.3位移贝雷片强度检算能满足时，刚度一定能达到要求。87.4应力边跨纵梁最大应力:MMAX=0.125*ql2=0.125*5.7*1000*10*7.52=400781N.M=400.78KN.M需要贝雷梁片数：N=MMAX/[M]=400.78/577=0.69（片）取1片能满足要求。8、I25a横垫梁该支架体系中横垫梁只起到传力作用，不需要受力检算。9钢管受力检算整个支架体系的支撑立柱是采用的φ530-8规格的钢管，该钢管的面积大小是13313.6mm²。按照150MPa容许应力控制，那么钢管能够承受的荷载大小是199t。足够满足：①两边跨纵梁底下中间螺旋管承受53.4t的力，边跨纵梁底下两端根螺旋管承受16.1t的力；②跨中大纵梁底下两端螺旋54.4t的力。但跨总大纵梁中间螺旋管需承受174.1t的力，需进一步检算（1）钢管长度最大是2.5m，按3m计算其轴心受压稳定计算。φ530-8钢管的回转半径是i＝184.577mmλ＝3m÷184.577mm＝16查表得钢管的轴心受压稳定折减系数是：φ＝0.9那么钢管在稳定折减后的承载能力是：199t×0.9＝179t，可见中间9处螺旋管1根刚能满足要求，为了保证安全中间设置两根螺旋管。10结论从计算可知，螺旋管纵梁采用贝雷片（跨中3片，边跨各1片），纵梁放置在I25a横垫梁上；横向分配梁采用][28a槽钢（间距75cm）;][28a槽钢顶铺设定型钢模板（面板厚5mm，背带高6cm,背带间距50cm）；边跨纵梁底下6个受力支点处各设置1根φ530mm螺旋管，跨中大纵梁底下两端支点处各设置1根φ530mm螺旋管，中间支点处并行设置两根φ530mm螺旋管，框架两侧倒角1.2m范围内分别设置3排钢管脚手架支撑顶模（间距0.4m*0.4m）,以上框架桥的支架体系布置合理，结构受力方面能够满足要求，该计算中未考虑倒角范围内φ48mm钢管架受力计算（按40cm间距能保证支架支架稳定）.11材料计划支架材料配置表1框架中间支架材料（标准段15.36m）序号部位材料名称材料规格单位数量重量备注1砂筒外筒螺旋管φ630mm（70cm高）个10959利用2#墩及光明北街支架砂筒砂筒内筒螺旋管φ530mm个10618砂筒封底钢板20mm厚m29.8515472支撑螺旋管螺旋管φ530mm*1050mm根101082螺旋顶法兰钢板20mm厚m24.22663.23横垫梁工字钢I25a(单根长9.8m)根622804纵梁贝雷片3.0m/片片256250曲水栈桥材料5分配梁[28a槽钢单根长9.8m根4212932曲水栈桥材料7合计2633110支架材料配置表2框架倒角处材料（标准段15.36m）序号部位材料名称材料规格单位数量重量(kg)备注1竖杆φ48mm钢管单根长3.5m根2282649倒角处支撑杆横杆φ48mm钢管不限规格m3601195横杆φ48mm钢管单根长1.5m根3041514顶托个2282模板加固钢管φ48mm钢管不限规格m8002656操作平台支架φ48mm钢管6m根8015933操作平台支架φ48mm钢管不限规格m5001660合计φ48mm钢管112674模板分配梁（倒角）方木10*10cm(单根长1.5m)根76