厦门市机场路二期工程A标段满堂钢管支架设计计算书.doc

满堂钢管支架设计计算书 设计参考依据 《厦门市机场路二期工程施工图》 《厦门市机场路二期工程地质勘察报告》 《公路桥涵施工技术规范》 《公路桥涵施工手册》 《路桥施工计算手册》 支架设计 结构设计说明 该立交桥为变截面箱梁，跨径为20～34米，按最大承载力主线桥25米跨径计算，取最大截面计算。桥墩为薄壁墩、圆柱墩，为方便计算，把箱梁实心段重量视为只作用在桥墩上。全跨布设钢管扣件式支架，钢管规格为Φ４８mm、壁厚３.5mm。横桥向布设２2根钢管，间距大小根据具体荷载分不情况而定，基本原则是：在荷载大而且集中的位置，钢管的间距相应减小，在荷载较小而且分布比较均匀的位置，钢管的间距相应较大。具体横向钢管布置可详见附图一。顺桥向钢管布置除桥墩附近布置间距为35cm一根钢管外，其余均按７０cm布置，大小横杆间距为１２０cm；基础地面距离第一排横杆为３０cm；基础采用２０cm厚的水稳层，下卧层压路机压实达到95％，局部软土地基采用换填砂，两侧开挖排水沟，防止路基浸泡水。具体布置详见图二。当标高变化的时候，只调整上部钢管的高度，立杆顶端与上部第一道横杆间距不超过１０cm。剪刀撑布置情况为；横向布置两个大剪刀撑，按顺桥方向共布置１４组，纵向布置四个大剪刀撑，按横向共布置６组，具体布置见图一、图二。 支架设计 〈1〉荷载计算 （1）钢筋混凝土土自重 根据设计参考依据，梁体为钢筋混凝土结构，根据《公路桥涵施工技术规范》取容重为26KN/m3。据设计资料统计，计算截面面积为9.05㎡。则一跨25米混凝土总重： W1=9.05×25×26=5882.5KN 参考《路桥施工计算手册》要求，取荷载分项系数 γ1=1.2； 箱梁截面荷载分布及钢管支撑情况见上图。 根据图一所示，不同位置的钢管承担的荷载大小也有所不同，第①区域翼板的荷载主要由图示的5根钢管支撑；第②区域腹板、顶板、底板的荷载主要由图示的12根钢管支撑。二个区域的面积分别为：0.84m2、7.37m2，各占总面积的比例为：9.28%，81.44%。全跨均布线荷载为 9.05×26=235.3KN/m。 （2）施工荷载 施工荷载包括施工人员及施工机具运输或堆放的荷载，根据《公路桥涵施工技术规范》，计算支架立柱支承拱架的其他结构构件时，均布荷载取1.0KN/m2,桥梁宽13.25m，均布线荷载为1.0×13.25＝13KN/m，荷载分项系数取γ2=1.4。 （3）模板与支架荷载 模板与支架荷载为2.15KN/m2, 均布线荷载为2.15×13.25=28KN/m，荷载分项系数取γ3=1.2。 （4）倾倒及振捣混凝土产生的荷载 倾倒及振捣混凝土产生的荷载0.08KN/m2, 均布线荷载为0.08×13.25=1KN/m，荷载分项系数取γ4=1.4。 （5）全混凝土总荷载 q1=①+②+③+④=235.3×1.2+28×1.2+13.25×1.4+1×1.4 =335.66 KN/m 全跨总荷载： W0=335.66×25=8391.5KN。 〈2〉钢管立杆计算 对于Φ48mm、壁厚3.5mm的钢管，采取对接，横杆间距为125cm时，钢管支架的容许荷载为[N]=29.2KN；本支架横杆间距为120cm，偏安全考虑，可取间距为125cm时的钢管支架容许荷载[N]=29.2KN。 计算长度L=120cm，i=15.8mm，则长细比λ=L/i=75.949，查表得Φ=0.744，钢材抗压强度f＝205，钢管截面积A＝4.89cm2则极限竖向荷载为[N1]： [N1]= ΦAf=0.744×4.89×10-4×215×106=78.22KN； 底板位置立杆计算： 已知全跨总荷载为8391.5KN，腹板位置荷载大小为： N0=8391.5×0.8144=6834.04KN 底板位置处，横向布置12根立杆，纵向布置34排，共计有 12×34=408根立杆，则每根立杆平均承担的荷载大小为： N1= N0/408=16.75KN[N1]＝78.22，同时N1[N]＝29.2KN 所以腹板位置的立杆满足受力要求。 翼板位置立杆计算： N0=8391.5×0.0928=778.73KN 翼板位置处，横向布置5根立杆，纵向布置34排，共计有 34×5=170根立杆，则每根立杆平均承担的荷载大小为： N1= N0/170=4.58KN[N1]，同时N1[N] 所以翼板位置的立杆满足受力要求。 （3）顶托上方水平方木16×12cm验算 方木高度为16cm，宽度为12cm，顺桥向布置，承受上方荷载作用。根据上述计算，可知腹板位置荷载最为集中且数值最大，腹板位置每根钢管承受的竖向荷载为16.75KN，按最不利的简支梁两种情况（见下图），验算顶托上方