廈門市機(jī)場路二期工程A標(biāo)段滿堂鋼管支架設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、滿堂鋼管支架設(shè)計(jì)計(jì)算書一、 設(shè)計(jì)參考依據(jù)、 廈門市機(jī)場路二期工程施工圖、 廈門市機(jī)場路二期工程地質(zhì)勘察報(bào)告、 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范、 公路橋涵施工手冊、 路橋施工計(jì)算手冊二、 支架設(shè)計(jì)、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明該立交橋?yàn)樽兘孛嫦淞?，跨徑?034米，按最大承載力主線橋25米跨徑計(jì)算，取最大截面計(jì)算。橋墩為薄壁墩、圓柱墩，為方便計(jì)算，把箱梁實(shí)心段重量視為只作用在橋墩上。全跨布設(shè)鋼管扣件式支架，鋼管規(guī)格為mm、壁厚.5mm。橫橋向布設(shè)2根鋼管，間距大小根據(jù)具體荷載分不情況而定，基本原則是：在荷載大而且集中的位置，鋼管的間距相應(yīng)減小，在荷載較小而且分布比較均勻的位置，鋼管的間距相應(yīng)較大。具體橫向鋼管布置可詳見

2、附圖一。順橋向鋼管布置除橋墩附近布置間距為35cm一根鋼管外，其余均按cm布置，大小橫桿間距為cm；基礎(chǔ)地面距離第一排橫桿為cm；基礎(chǔ)采用cm厚的水穩(wěn)層，下臥層壓路機(jī)壓實(shí)達(dá)到95，局部軟土地基采用換填砂，兩側(cè)開挖排水溝，防止路基浸泡水。具體布置詳見圖二。當(dāng)標(biāo)高變化的時(shí)候，只調(diào)整上部鋼管的高度，立桿頂端與上部第一道橫桿間距不超過cm。剪刀撐布置情況為；橫向布置兩個(gè)大剪刀撐，按順橋方向共布置組，縱向布置四個(gè)大剪刀撐，按橫向共布置組，具體布置見圖一、圖二。、 支架設(shè)計(jì)1荷載計(jì)算（1）鋼筋混凝土土自重根據(jù)設(shè)計(jì)參考依據(jù)，梁體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，根據(jù)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范取容重為26KN/m3。據(jù)設(shè)計(jì)資料統(tǒng)計(jì)

3、，計(jì)算截面面積為9.05。則一跨25米混凝土總重： W1=9.05×25×26=5882.5KN參考路橋施工計(jì)算手冊要求，取荷載分項(xiàng)系數(shù)1=1.2；箱梁截面荷載分布及鋼管支撐情況見上圖。根據(jù)圖一所示，不同位置的鋼管承擔(dān)的荷載大小也有所不同，第區(qū)域翼板的荷載主要由圖示的5根鋼管支撐；第區(qū)域腹板、頂板、底板的荷載主要由圖示的12根鋼管支撐。二個(gè)區(qū)域的面積分別為：0.84m2、7.37m2，各占總面積的比例為：9.28%，81.44%。全跨均布線荷載為9.05×26=235.3KN/m。（2）施工荷載 施工荷載包括施工人員及施工機(jī)具運(yùn)輸或堆放的荷載，根據(jù)公路橋涵施工技術(shù)

4、規(guī)范，計(jì)算支架立柱支承拱架的其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，均布荷載取1.0KN/m2,橋梁寬13.25m，均布線荷載為1.0×13.2513KN/m，荷載分項(xiàng)系數(shù)取2=1.4。（3）模板與支架荷載 模板與支架荷載為2.15KN/m2, 均布線荷載為2.15×13.25=28KN/m，荷載分項(xiàng)系數(shù)取3=1.2。（4）傾倒及振搗混凝土產(chǎn)生的荷載 傾倒及振搗混凝土產(chǎn)生的荷載0.08KN/m2, 均布線荷載為0.08×13.25=1KN/m，荷載分項(xiàng)系數(shù)取4=1.4。 （5）全混凝土總荷載 q1=+=235.3×1.2+28×1.2+13.25×1.4+1

5、×1.4=335.66 KN/m 全跨總荷載：W0=335.66×25=8391.5KN。2鋼管立桿計(jì)算對于48mm、壁厚3.5mm的鋼管，采取對接，橫桿間距為125cm時(shí)，鋼管支架的容許荷載為N=29.2KN；本支架橫桿間距為120cm，偏安全考慮，可取間距為125cm時(shí)的鋼管支架容許荷載N=29.2KN。 計(jì)算長度L=120cm，i=15.8mm，則長細(xì)比=L/i=75.949，查表得=0.744，鋼材抗壓強(qiáng)度f205，鋼管截面積A4.89cm2則極限豎向荷載為N1：N1= Af=0.744×4.89×10-4×215×106=7

6、8.22KN；底板位置立桿計(jì)算：已知全跨總荷載為8391.5KN，腹板位置荷載大小為： N0=8391.5×0.8144=6834.04KN底板位置處，橫向布置12根立桿，縱向布置34排，共計(jì)有12×34=408根立桿，則每根立桿平均承擔(dān)的荷載大小為： N1= N0/408=16.75KN<N178.22，同時(shí)N1<N29.2KN所以腹板位置的立桿滿足受力要求。翼板位置立桿計(jì)算：N0=8391.5×0.0928=778.73KN翼板位置處，橫向布置5根立桿，縱向布置34排，共計(jì)有34×5=170根立桿，則每根立桿平均承擔(dān)的荷載大小為：N1=

7、N0/170=4.58KN<N1，同時(shí)N1<N 所以翼板位置的立桿滿足受力要求。（3）頂托上方水平方木16×12cm驗(yàn)算 方木高度為16cm，寬度為12cm，順橋向布置，承受上方荷載作用。根據(jù)上述計(jì)算，可知腹板位置荷載最為集中且數(shù)值最大，腹板位置每根鋼管承受的豎向荷載為16.75KN，按最不利的簡支梁兩種情況（見下圖），驗(yàn)算頂托上方水平方木的受荷情況；最大彎矩為Mmax=2.93KN.M，最大剪力為Qmax=16.75KNW=12×162 /6=512cm3則:= Mmax/W=5.723MPa<木min=11 MPa=1.5×Q max/A=1

8、.5×16.75/（12×16） =1.308 MPa<木min=1.7Mpa已知：a=200/700=0.286，L=700mm，L1=200mm，E=9×103Mpa I=4096 cm4 f max=PL1L2（3-4a2）/（24EI）=0.392mm<f=L/250=2.8 mm所以：該方木符合使用要求。、 預(yù)拱度計(jì)算及設(shè)置（1）鋼管在荷載作用下的彈性壓縮1 底板位置： =N/A=16.75KN/489mm2=34.25Mpa 則：1=L/E=34.25×4200/2.1×105=0.685 cm翼板位置： =N/A=4.

9、58KN/489mm2=9.366Mpa 則：1=L/E=9.366×5600/2.1×105=0.25cm。（2）支架基礎(chǔ)沉降2 支架基底在荷載作用下的非彈性沉陷，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，在底板位置其值可取2=0.5cm，在翼板位置取0.2 cm。（3）支架卸載后由上部構(gòu)造自重及活載一半產(chǎn)生的豎向撓度，取3=0.5cm；（4）支架在荷載作用下的非彈性壓縮，4=0.5cm；（5）預(yù)拱度設(shè)置 除支架卸載后由上部構(gòu)造自重及活載一半產(chǎn)生的豎向撓度3外，整體支架是均勻下沉的，各位置均勻下沉量分別為： 底板位置：1.685cm； 翼板位置：0.95cm； 3=0.5cm按直線形式沿全跨布置，則

10、： 1/4跨撓度取0.25cm；1/8跨撓度取0.125cm；所以： 在1/8跨位置：底板處預(yù)拱度為1.81cm 翼板處預(yù)拱度為1.075cm；在1/4跨位置：底板處預(yù)拱度為1.935cm 翼板處預(yù)拱度為1.2cm； 在跨中位置：底板處預(yù)拱度為2.185cm 翼板處預(yù)拱度為1.35cm；4、基礎(chǔ)承載力計(jì)算 地基經(jīng)過壓實(shí)處理，根據(jù)設(shè)計(jì)資料，結(jié)合對現(xiàn)場地基承載力進(jìn)行實(shí)地勘測，對于該路段地基容許承載力定為=200KN/m2?；A(chǔ)采用20cm厚的水穩(wěn)層，每根鋼管底下墊一片鋼板，規(guī)格為10cm×10cm×8mm；基礎(chǔ)以35度的擴(kuò)散角將荷載傳遞到地基上：如上圖所示，地基承壓面積為0.3

11、8×0.38=0.1444 m2，底板位置的鋼管所承受的荷載最大，為N1=16.75KN；則地基承受的應(yīng)力為：=N1/0.1444=116KN/m2<=200KN/m2因此地基承載力足夠承受該支架的荷載。、 預(yù)壓施工組織通過對支架進(jìn)行預(yù)壓，可以消除非彈性變形，得出彈性變形的較準(zhǔn)確的數(shù)值，為所施工的結(jié)構(gòu)更接近于設(shè)計(jì)提供了有利條件，并保證了施工期間的結(jié)構(gòu)安全。本支架采用砂袋法進(jìn)行預(yù)壓，要求施加在支架上的預(yù)壓荷載為箱梁自重120%，砂袋應(yīng)逐袋稱量，專人稱量，專人記錄，稱量好的砂袋一旦到位就必須采用防水措施，要預(yù)備好防雨布。預(yù)壓時(shí)，砂袋上面采用堆積部分鋼筋以滿足120%荷載，按箱梁預(yù)壓

12、模擬圖進(jìn)行布載。支架的預(yù)壓過程中將采用全過程觀測，加載的順序盡量接近于澆筑混凝土的順序，隨時(shí)對布點(diǎn)進(jìn)行觀測，并詳細(xì)做好支架的下沉記錄。箱梁支架預(yù)壓2天后卸載，卸載時(shí)分級對稱進(jìn)行，并做好測量。（?。?、前期準(zhǔn)備工作：支架根據(jù)上報(bào)的方案搭設(shè)。加載材料采用海砂，用編織袋袋裝，每袋重以50kg為宜，加載完畢后將單位長度內(nèi)的砂袋體積換算為重量，以確定加載是否勻稱、足量。（2）、加載：采用人工配合汽車吊機(jī)運(yùn)送砂包，支架上施工人員除卸包外還負(fù)責(zé)堆碼包。各位置加載大小根據(jù)箱梁各部分荷載分布情況決定，具體荷載分布情況詳見附圖。橫橋向加載具體可分為以下幾個(gè)步驟：（a） 板和頂板鋼筋混凝土重量換算為砂包重量后均鋪放置

13、。根據(jù)支架預(yù)壓荷載分布示意圖，底板荷載占箱梁截面面積的81.44%，箱梁總截面面積為9.05m2，則箱梁底板面積為9.05×81.44%=7.37m2，取箱梁自重為2.6t/m3，所以底板順橋向單位長度重為7.37×2.6×1.2=23t/m3，每袋砂包重量為50kg，所以底板位置橫橋向必須堆放23×1000/50=460包的砂袋，砂袋放置必須均勻攤鋪在底板位置上，攤鋪橫向長度為7.65m，橫橋向合計(jì)60包/m。（b）箱梁單側(cè)翼板面積占箱梁總截面面積的9.28%，則單側(cè)翼板位置順橋向單位長度重為0.84×2.6×1.2=2.62t/m，每袋砂包重量為50kg，所以單側(cè)腹板位置橫橋向必須堆放2.62×1000/50=52包的砂袋，砂袋放置必須均勻攤鋪在翼板位置上，單側(cè)翼板位置攤鋪橫向長度為2.8m，橫橋向合計(jì)19包/m。根據(jù)以上計(jì)算，在順橋向加載砂包為400包/m。在端橫梁實(shí)心段，實(shí)心段可以認(rèn)為端橫梁絕大部分的重量是直接作用在橋墩上的。因此，在對支架預(yù)壓時(shí)，不考慮端橫梁的影響。（3）、沉降觀測：觀測點(diǎn)沿橋長每隔10米各布置一組，一組橫向布置4個(gè)點(diǎn)，分別布設(shè)在橫斷面兩側(cè)腹板及翼板位置上。觀測點(diǎn)用刻度標(biāo)桿固定在上部鋼管上，加載前測定初始值。加載分三步進(jìn)行