道岔橋支架檢算修改20120405X(1)(1)

1、重慶軌道交通三號(hào)線南延伸段金竹站魚洞站區(qū)間工程折返線道岔橋滿堂支架施工復(fù)核計(jì)算計(jì) 算：復(fù) 核：上海市隧道工程軌道交通設(shè)計(jì)研究院2012年03月目錄1.工程概況21.1地形地貌21.2水文地質(zhì)情況21.3滿堂支架搭設(shè)情況32.設(shè)計(jì)基本資料43.計(jì)算依據(jù)43.1參考規(guī)范43.2計(jì)算模型44.荷載取值55.結(jié)構(gòu)驗(yàn)算65.1腹板處立桿整體穩(wěn)定性計(jì)算65.2橫梁處立桿整體穩(wěn)定性計(jì)算115.3支架型鋼計(jì)算175.4縱方計(jì)算215.5橫方計(jì)算225.6支撐擋墻及基礎(chǔ)計(jì)算236.檢算結(jié)果247.構(gòu)造體系評(píng)估248.對(duì)下步施工提供合理的意見和建議241. 工程概況重慶市軌道交通三號(hào)線南延伸段工程金竹站魚洞站區(qū)間

2、工程折返線道岔橋，位于巴南區(qū)渝南大道C段右側(cè)下公路橫向跨越黃溪河連接巴南區(qū)體育中心。成型后的道岔橋服務(wù)于軌道交通三號(hào)線和二號(hào)線輕軌列車轉(zhuǎn)換通行。道岔橋橋面長(zhǎng)89.0m,寬39.0米，結(jié)構(gòu)采用4.5m（懸臂長(zhǎng)）+23m（邊跨）+35.5m（中跨）+23m（邊跨）+3 m（懸臂長(zhǎng)）三跨帶懸臂預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。箱梁結(jié)構(gòu)采用單箱十二室，梁高2米，箱梁頂寬39米，底寬33.7米。箱梁底板厚0.2米，頂板厚0.3米，相鄰箱梁腹板厚0.4米，箱梁斷面頂板與中腹板處設(shè)置0.9m*0.3m倒角，與邊腹板處設(shè)置0.6m*0.2m倒角；箱梁底板與腹板處均設(shè)置0.4m*0.2m倒角；跨與跨之間的箱梁相接段設(shè)置了橫

3、梁，梁寬分別為2.0米和2.5米，梁高2.0米。下部結(jié)構(gòu)采用4排4列共16根柱和獨(dú)立基礎(chǔ)樁，柱間設(shè)橫向聯(lián)系梁，系梁凈空分別為8.15米和9.40米，高1.3米，寬1.6米，距墩頂距離為0.4米。橋墩編號(hào)NQ11DC01NQ11DC04，起止里程為K16+261.949K16+343.449，軌道梁線路在道岔橋范圍內(nèi)無豎曲線，軌面至道岔橋結(jié)構(gòu)頂面3.0m。道岔橋上設(shè)置兩組道岔。1.1 地形地貌道岔橋橋位屬丘陵地貌，地質(zhì)波狀起伏，淺表層主要為人類工程活動(dòng)堆填的人工填土，土層厚度變化較大，且道岔橋位于黃溪河兩岸，同時(shí)受季節(jié)性洪水的影響，根據(jù)樁基開挖時(shí)的地質(zhì)判斷，在河兩側(cè)存在有流沙現(xiàn)象。1.2 水文地

4、質(zhì)情況重慶軌道交通三號(hào)線南延伸段金竹站至魚洞站（含設(shè)計(jì)終點(diǎn)）區(qū)間沿線局部基巖露出，沿線均被人工填土和粉質(zhì)粘土所覆蓋，土層厚度變化大，基巖為砂巖、砂質(zhì)泥巖互層的陸相碎屑巖，屬丘陵地貌，地質(zhì)波狀起伏。淺表層主要為人類工程活動(dòng)堆填的人工填土以及殘坡積粉質(zhì)粘土，下伏基巖為侏羅系陸相沉積巖層，主要巖性為砂巖、砂質(zhì)泥巖等，以砂質(zhì)泥巖為主，砂巖多層薄層及透鏡體。擬建場(chǎng)地屬長(zhǎng)江水系，附近常年性溪河有黃溪河，河寬1015m，常年性流水，洪水季節(jié)受長(zhǎng)江倒灌水的影響，常年洪水位為193.000m，最高洪水位為196.500m。根據(jù)該段地勘資料和場(chǎng)地巖性特征、場(chǎng)內(nèi)無外來污染物等場(chǎng)地實(shí)際條件，地下水和粉質(zhì)粘土對(duì)混凝土結(jié)

5、構(gòu)有微腐蝕性。1.3 滿堂支架搭設(shè)情況碗扣式支架橫向間距90cm，縱向間距為60cm，橫桿層距為120cm。剪刀撐在縱橫方向上每4米設(shè)置一道，用48鋼管用扣件與立桿每步節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行連接加固，剪刀撐的斜桿與地面夾角應(yīng)在45°60°之間，縱橫向由底到頂應(yīng)連續(xù)設(shè)置。箱梁模板均采用竹膠合覆膜模板。底模的下部采用12cm×10cm作為橫肋支撐于立桿的頂拖上，采用8cm×5cm的方木作為縱向支撐肋，縱向支撐肋的中心間距為25cm。對(duì)12跨和第3跨河邊部分采用橫向修建支撐擋墻來承受箱梁和支架荷載，對(duì)第3跨上面部分因地下巖層較好，將其上部松軟土外棄后在其澆筑C30混凝土進(jìn)

6、行硬化，厚30cm。擋墻基礎(chǔ)將勘入巖層100cm,從而保證支架基礎(chǔ)的穩(wěn)定和滿足支架承載要求。2. 設(shè)計(jì)基本資料1、 道岔橋支架模板平、立、剖面方案圖2、 條形基礎(chǔ)平面及構(gòu)造圖3、 NQ11DC01NQ11DC04道岔橋構(gòu)造圖3. 計(jì)算依據(jù)3.1 參考規(guī)范1、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）2、木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50005-2003）3、跨越式施工支架技術(shù)規(guī)程(DBJ50-112-2010)4、建筑施工碗扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范 (JGJ166-2008)5、路橋施工計(jì)算手冊(cè)6、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50010-2002）7、鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（TB 10002.22005）

7、8、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 500172003）9、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002）3.2 計(jì)算模型荷載傳遞方式從上到下依次為：道岔橋箱梁 上部腳手架 I56c型工字鋼 地基基礎(chǔ)。箱梁高度2m；最高處腳手架高度18m，橫桿步距1.2m，立桿橫向間距為0.9m，縱橫向間距均為0.6m；I56c型工字鋼間距0.9m。為簡(jiǎn)化計(jì)算，各梁構(gòu)件采用簡(jiǎn)支模型，檢算結(jié)果將偏安全。4. 荷載取值4.1 鋼筋砼自重鋼筋砼容重取取箱梁橫梁斷面為荷載計(jì)算斷面：4.2 竹膠板自重荷載：4.3 10x12cm方木自重荷載：4.4 8×5cm方木自重荷載：4.5 施工人員及機(jī)械設(shè)備均布活荷載：4.6

8、 振搗砼時(shí)產(chǎn)生的活荷載：5. 結(jié)構(gòu)驗(yàn)算5.1 腹板處立桿整體穩(wěn)定性計(jì)算支架布置為：立桿為0.9mx0.6m，水平桿步距1.2m。水平桿步距，根據(jù)建筑工程扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范條規(guī)定，立桿的穩(wěn)定性應(yīng)按下式驗(yàn)算： 不組合風(fēng)荷載時(shí)：組合風(fēng)荷載時(shí)：式中：計(jì)算立桿段軸向力設(shè)計(jì)值。按規(guī)范（1）條規(guī)定計(jì)算。 軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)長(zhǎng)細(xì)比按規(guī)范附錄C表取值。當(dāng)時(shí)， 立桿截面面積 計(jì)算立桿段由風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎矩，按規(guī)范條規(guī)定計(jì)算 鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取。1）值計(jì)算根據(jù)規(guī)范（1）條規(guī)定，立桿軸向力設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算：不組合風(fēng)荷載： 組合風(fēng)荷載： 式中：模板及支架自重、混凝土自重與鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力

9、總和。單根立桿受荷載標(biāo)準(zhǔn)值：（1） 主梁上部碗扣鋼管自重，查規(guī)范表A.0.2可知：Q上0.1505*18=2.709kN（2） 單根立桿受鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)荷載Q結(jié)構(gòu)52.5*0.6*0.9=28.4kN施工人員及施工設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值、振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和，其標(biāo)準(zhǔn)值為：（1）施工荷載，混凝土振搗荷載Q振搗2*0.6*0.91.1kN；（2）模板及人員荷載Q人員模板0.12*0.9+0.04*0.6*5+3.2*0.6*0.9=1.96KN不組合風(fēng)荷載：組合風(fēng)荷載： 2）計(jì)算對(duì)于模板支架來說，水平荷載僅有風(fēng)荷載。因支架在橫橋向布置距離較窄，橫橋向風(fēng)荷載對(duì)支架影響較大，故僅計(jì)算橫

10、橋向風(fēng)荷載對(duì)支架作用。根據(jù)規(guī)范條規(guī)定，由風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立桿段彎矩，按下式計(jì)算：式中：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 立桿縱距水平桿步距按建筑工程扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（JGJ130-2011），風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式為：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)提供計(jì)算資料，基本風(fēng)壓??；B類地面，支架塔設(shè)高度18m，查表得；敞開式腳手架風(fēng)荷載體型系數(shù)， 式中：，為擋風(fēng)面積，為迎風(fēng)面積。實(shí)心段鋼管支架立桿縱距0.6m，水平桿步距1.2m，則1.2*(0.6+1.2)*0.048/(0.6*1.2)= 0.144為鋼管的體型系數(shù)，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）表第36項(xiàng)計(jì)算，有：，??；為腳手架橫橋向布

11、置排數(shù)，取n=47；按按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）表第32（b）項(xiàng)計(jì)算，有：b/h=0.6/1.2=0.5，0.144，查表得=0.934代入各計(jì)算參數(shù)有：=0.144*1.2*(1-0.93410)/(1-0.934)= 1.29546則：=0.7*1.25*1.29546*0.6=0.68012KN/m2代入計(jì)算參數(shù)得：=0.9*1.4*0.68012*0.6*1.22/10=0.07404KN.m3）值計(jì)算根據(jù)規(guī)范5.6.3（2）條規(guī)定，立桿計(jì)算長(zhǎng)度。式中：h 水平桿步距，a 模板支架立桿伸出頂層橫向水平桿中心線至模板支撐點(diǎn)的長(zhǎng)度根據(jù)箱梁支架立面布置圖，知腹板底下立桿為

12、a=0.5，則：計(jì)算長(zhǎng)度：L0=L+2a=2.0m,=L0/i=2200/15.76= 139.59查表得：=0.3494）立桿整體穩(wěn)定驗(yàn)算不組合風(fēng)荷載時(shí)：=41.6*103/(0.349*489) = 243.8MPa>205MPa組合風(fēng)荷載時(shí)：=41.2*103/(0.349*489)+0.074*103/5.078= 256.0MPa>205MPa腹板處立桿整體穩(wěn)定性不滿足規(guī)范要求。無腹板處砼厚度最大為1m，N值為27MPa，經(jīng)驗(yàn)算最大應(yīng)力173MPa，能滿足整體穩(wěn)定性要求。5.2 橫梁處立桿整體穩(wěn)定性計(jì)算支架布置為：立桿為，水平桿步距0.6m。水平桿步距h=0.6m，根據(jù)建

13、筑工程扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范條規(guī)定，立桿的穩(wěn)定性應(yīng)按下式驗(yàn)算： 不組合風(fēng)荷載時(shí)：組合風(fēng)荷載時(shí)：式中：計(jì)算立桿段軸向力設(shè)計(jì)值。按規(guī)范（1）條規(guī)定計(jì)算。 軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)長(zhǎng)細(xì)比按規(guī)范附錄C表取值。當(dāng)時(shí)， 立桿截面面積 計(jì)算立桿段由風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎矩，按規(guī)范條規(guī)定計(jì)算 鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取。1）值計(jì)算根據(jù)規(guī)范（1）條規(guī)定，立桿軸向力設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算：不組合風(fēng)荷載： 組合風(fēng)荷載： 式中：模板及支架自重、混凝土自重與鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和。單根立桿受荷載標(biāo)準(zhǔn)值：（3） 主梁上部碗扣鋼管自重，查規(guī)范表A.0.2可知：Q上0.2344*18= 4.2192kN（4） 單根立桿受鋼筋

14、混凝土結(jié)構(gòu)荷載Q結(jié)構(gòu)52.5*0.6*0.9=28.4kN施工人員及施工設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值、振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和，其標(biāo)準(zhǔn)值為：（1）施工荷載，混凝土振搗荷載Q振搗2*0.6*0.91.1kN；（2）模板及人員荷載Q人員模板0.12*0.9+0.04*0.6*5+3.2*0.6*0.9=1.96KN不組合風(fēng)荷載：組合風(fēng)荷載： 2）計(jì)算對(duì)于模板支架來說，水平荷載僅有風(fēng)荷載。因支架在橫橋向布置距離較窄，橫橋向風(fēng)荷載對(duì)支架影響較大，故僅計(jì)算橫橋向風(fēng)荷載對(duì)支架作用。根據(jù)規(guī)范條規(guī)定，由風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立桿段彎矩，按下式計(jì)算：式中：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 立桿縱距水平桿步

15、距按建筑工程扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（JGJ130-2011），風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式為：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)提供計(jì)算資料，基本風(fēng)壓??；B類地面，支架塔設(shè)高度18m，查表得；敞開式腳手架風(fēng)荷載體型系數(shù)， 式中：，為擋風(fēng)面積，為迎風(fēng)面積。實(shí)心段鋼管支架立桿縱距0.6m，水平桿步距0.6m，則1.2*(0.6+0.6)*0.048/(0.6*0.6)= 0.192為鋼管的體型系數(shù)，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）表第36項(xiàng)計(jì)算，有：H/d=0.6/0.048= 12.5，??；為腳手架橫橋向布置排數(shù)，取n=47；按按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）表第32（b）項(xiàng)計(jì)算，有：b/h=0

16、.6/0.6=1，0.192，查表得=0.988代入各計(jì)算參數(shù)有：=0.192*1.078*(1-0.98810)/(1-0.988)= 1.961495則：=0.7*1.25* 1.961495*0.6= 1.029785KN/m2代入計(jì)算參數(shù)得：=0.9*1.4* 1.029785*0.6*0.62/10= 0.028027KN.m3）值計(jì)算根據(jù)規(guī)范5.6.3（2）條規(guī)定，立桿計(jì)算長(zhǎng)度。式中：h 水平桿步距，h=0.6ma 模板支架立桿伸出頂層橫向水平桿中心線至模板支撐點(diǎn)的長(zhǎng)度根據(jù)箱梁支架立面布置圖，知腹板底下立桿為a=0.5，則：計(jì)算長(zhǎng)度：L0=L+2a=1.6m,=L0/i=1600/

17、15.76= 101.52查表得：=0.5734）立桿整體穩(wěn)定驗(yàn)算不組合風(fēng)荷載時(shí)：=43.43*103/(0.573*489) = 155MPa<205MPa組合風(fēng)荷載時(shí)：=43.0*103/(0.573*489)+0.028*103/5.078= 159.0MPa<205MPa立桿整體穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求。5.3 支架型鋼計(jì)算搭設(shè)支架腳底承重型鋼的規(guī)格為560mm（b）工字鋼。單根型鋼長(zhǎng)12米，相鄰型鋼間距0.9米，直接支撐碗扣支架立桿，因而型鋼的外荷載為支架立桿作用，兩跨作用的集中力將簡(jiǎn)化為均布力作用進(jìn)行強(qiáng)度、剛度驗(yàn)算，保守按簡(jiǎn)支計(jì)算進(jìn)行驗(yàn)算。根據(jù)上面對(duì)立桿的受力分析，可以得到不

18、同部位型鋼的受力大小。型鋼為A3號(hào)普通碳素鋼，其容許應(yīng)力見下表3。560號(hào)工字鋼的容許應(yīng)力和彈性模量（MPa） 表3材質(zhì)應(yīng)力種類符號(hào)規(guī)范規(guī)定彈性模量E（×105）A3鋼材抗拉、抗壓軸向力140彎曲應(yīng)力w1452.1剪應(yīng)力85 根據(jù)上面對(duì)支架立桿的計(jì)算結(jié)果，橫方作用在支架立桿的集中力為橫方的支點(diǎn)反力，型鋼的強(qiáng)度及剛度計(jì)算均以支架立桿的最大軸向力為外部荷載。（1）強(qiáng)度計(jì)算1）橫梁位置（按最不利位置計(jì)算，型鋼理論跨徑5.75米）該處支架立桿軸向力最大反力為：T=43.43KN，則均布力為：跨徑，則最大彎矩為：支點(diǎn)最大剪力為：則，滿足強(qiáng)度要求支點(diǎn)彎曲剪應(yīng)力為：，滿足強(qiáng)度要求。2）箱梁跨中位置

19、（按最不利位置計(jì)算，型鋼理論跨徑6.85米）腹板僅靠近橫梁部分為實(shí)心砼，可按以上截面計(jì)算砼重量，則支點(diǎn)最大反力為：T=41.6-8.7=32.9KN，則均布力為：跨徑，則最大彎矩為：支點(diǎn)最大剪力為：則，滿足強(qiáng)度要求。支點(diǎn)彎曲剪應(yīng)力為：，滿足強(qiáng)度要求。3）跨河段型鋼驗(yàn)算搭設(shè)跨河承重型鋼的規(guī)格為560mm（b）工字鋼雙支，理論跨徑3.34米，直接支撐支架型鋼，因而跨河承重型鋼的外荷載為支撐支架型鋼的直接作用，將各支支架型鋼作用的集中力將簡(jiǎn)化為均布力作用進(jìn)行強(qiáng)度、剛度驗(yàn)算。根據(jù)上面支架型鋼的計(jì)算結(jié)果，支架立桿作用在型鋼上的集中力為型鋼的支點(diǎn)反力，跨河型鋼的承載力均以支撐型鋼的最大支點(diǎn)反力為外部荷載，

20、按照最不利部位進(jìn)行驗(yàn)算（橫梁部位）。該處支撐型鋼支點(diǎn)最大反力為：，則均布力為：跨徑，則橫方跨中最大彎正矩為：支點(diǎn)最大壓力為：則跨中彎應(yīng)力為：，不能滿足強(qiáng)度要求。支點(diǎn)壓應(yīng)力為：，滿足強(qiáng)度要求。（2）撓度計(jì)算1）橫梁位置均布力為：跨徑為，則跨中最大撓度為：，滿足剛度要求。2）箱梁跨中位置均布力為：跨徑為，則跨中最大撓度為：，滿足剛度要求。3）跨河型鋼均布力為： 跨徑為，則跨中最大撓度為：，滿足剛度要求5.4 縱方計(jì)算縱向支撐肋方木截面8cm×5cm，間距25cm，按均布荷載下的三跨連續(xù)梁計(jì)算，取計(jì)算跨度為0.6m+0.6m+0.6m。其力學(xué)性能見表1。東北落葉松的容許應(yīng)力和彈性模量（MP

21、a） 表1樹種名稱順紋拉應(yīng)力（L）順紋壓應(yīng)力（a）順紋彎應(yīng)力（w）順紋剪應(yīng)力（j）彎曲剪應(yīng)力（）彈性模量E（×103）東北落葉松9.014.514.51.52.311截面特性如下：根據(jù)前述計(jì)算，荷載設(shè)計(jì)值q=57.7*0.25+0.04=14.47KN/m強(qiáng)度滿足要求。剛度滿足要求。5.5 橫方計(jì)算縱向支撐肋方木截面12cm×10cm，間距60cm，按均布荷載下的三跨連續(xù)梁計(jì)算，取計(jì)算跨度為0.9m+0.9m+0.9m。其力學(xué)性能見表1。東北落葉松的容許應(yīng)力和彈性模量（MPa） 表1樹種名稱順紋拉應(yīng)力（L）順紋壓應(yīng)力（a）順紋彎應(yīng)力（w）順紋剪應(yīng)力（j）彎曲剪應(yīng)力（）彈性模量E（×103）東北落葉松9.014.514.51.52.311截面特性如下：根據(jù)前述計(jì)算，荷載設(shè)計(jì)值q=57.7*0.6+0.04*3+0.12= 34.86KN/m強(qiáng)度不滿足要求。剛度滿足要求。5.6 支撐擋墻及基礎(chǔ)計(jì)算 1）、根據(jù)上面對(duì)支架型鋼的計(jì)算結(jié)果，支架立桿作用在型鋼上的集中力為型鋼的支點(diǎn)反力，支撐擋墻的承載力均以型鋼的最大支點(diǎn)反力為外部荷載，按照最不利部位進(jìn)行驗(yàn)算（橫梁部位）。，單根型鋼對(duì)支撐擋墻的軸向壓應(yīng)力：，滿足強(qiáng)度要求（建議