大连交流岛中桥(支架设计、检算)(1)

大连西中岛地方铁路新建工程交流岛跨石化大道特大桥

2-48m连续梁满堂支架及基础设计、检算报告

xxxx有限公司勘察设计院

二〇一五年三月

大连西中岛地方铁路新建工程交流岛跨石化大道特大桥

2-48m连续梁满堂支架及基础设计、检算报告

院长：

总工程师：

XXXX集团有限公司勘察设计院

工程设计证书甲级A121012066

2015年03月沈阳

大连西中岛地方铁路新建工程交流岛跨石化大道特大桥

2-48m连续梁满堂支架及基础设计、检算报告

检算：

复核：

审核：

审定：

院审：

目录

1、检算依据 (1)

2、检算内容 (1)

3、检算标准及技术规范 (1)

4、工程概述 (1)

4.1工程概况 (1)

4.2 支架布置 (2)

4.2.1 碗扣式支架布置 (2)

4.2.2 支架基础及地基处理 (2)

5、支架检算 (2)

5.1支架荷载计算 (2)

5.2钢管参数 (3)

5.3支架强度检算 (3)

5.3.1腹板及夹腋处支架单根立杆检算 (3)

5.3.2顶底板处支架单根立杆检算 (4)

5.4支架整体抗倾覆计算 (5)

5.5支架竖向变形计算 (6)

5.6方木检算 (6)

5.6.1 顺桥向方木强度计算 (6)

5.6.2 横桥向方木强度计算 (7)

5.7 支架基础检算 (8)

6、施工注意事项 (9)

1、检算依据

1、交流岛跨石化大道特大桥2-48m连续梁桥支架及基础设计、检算委托书。

2、辽宁铁工建设有限公司大连分公司大连西中岛地方铁路新建工程一标段项目部提供的施工方案及相关图纸。

2、检算内容

交流岛跨石化大道特大桥2-48m连续梁满堂支架及基础设计、检算。

3、检算标准及技术规范

1、《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415-2003）；

2、《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》（TB10110-2011）

3、《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB10002.3-2005）；

4、《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5-2005）；

5、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）；

6、《钢结构设计规范》（GB500017-2003）；

7、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；

8、《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）；

4、工程概述

4.1工程概况

交流岛跨石化大道特大桥为新建铁路大连西中岛地方铁路（五岛至西中岛段）重点控制工程，桥中心里程DK3+813.335，全桥孔跨布置为40-32m预应力简支T梁+2-48m 现浇连续梁+22-32m预应力简支T梁，全桥长2142.07延长米。

设计跨越石化大道采用2-48m连续箱梁，中央分隔带内设墩，桥下净高5.58m。梁体断面为箱型，底宽3.4m，顶宽4.9m，悬臂长0.75m。单箱单室，等高度变截面，跨中处顶板厚0.35m，底板厚0.35m，腹板厚0.6m，支点附近顶板厚0.5m，底板厚0.7m，腹板0.8m。桥面布置为有砟桥面。梁体为曲线梁，曲线半径R=800m。两侧边墩为圆端型重力式实体墩，桩基础，桥墩按曲线径向布置。中墩为矩形板式墩，桩基础。中墩采用与梁中心线斜交布置，斜交角度为44°，墩中心线与石化大道中心线平行。

桥位处地址为：素填土，厚1.0m左右；淤泥粉质粘土，厚2.2m，承载力σ0=60kPa ；粉质粘土，厚2.3m，承载力σ0=120kPa；全风化页岩，厚1.8m，承载力σ0=200kPa；中风化页岩，承载力σ0=400kPa.

4.2 支架布置

4.2.1 碗扣式支架布置

现浇梁采用满堂式支架，支架采用碗扣式钢脚手架，规格为φ48×3.5 ，顺桥向碗扣支架间距0.6m。横桥向碗扣支架间距0.3m，翼缘处为0.6m。顶托横桥向方木为150×150mm，间距0.6m。顺桥向方木为100×100mm，腹板处间距0.2m，翼缘及顶、底板处间距0.3m。

41#墩两侧斜角处墩身两侧5m范围内，采用双立杆扣件式脚手架加强，使支架顺桥向间距为0.3m，扣件式脚手架与碗扣式脚手架采用扣件联接。扣件式脚手架大、小横杆竖向间距为1.2m。

4.2.2 支架基础及地基处理

支架位于石化大道路基硬路肩以内的部位，可以采用枕木支垫在脚手架立杆铁垫板下，其余位置采用厚30cmC30混凝土基础。支架施工前石化大道路基应填筑至标高为5.12m处，且应按路基设计要求进行地基处理及填筑碾压。

承台基坑回填处必须采用山皮石或砂砾并碾压密实，每层回填厚度不得大于30cm，承台基坑部分如果不能保证碾压密实，要求回填素混凝土，并进行振捣。

该工程桥位处为淤泥质粘土，承载力为60Kpa及120Kpa，不满足满堂支架地基承载力要求，必须进行地基处理。对于淤泥质粘土采用片石换填1.0m深，换填范围为桥宽两侧各增加0.5m。

公路硬路肩以外边坡处，挖台阶，台阶深度1.0m，宽度2.0m，其上浇筑混凝土，坡脚位置，挖台阶后浆砌片石。

地基处理见附图。

5、支架检算

5.1支架荷载计算

荷载种类及标准值

①：梁体混凝土重量，腹板处梁高3.4m，顶底板高0.7m，混凝土容重26KN/m3；

②：模板重量，取1.5KPa。

③：施工人员、材料及机械荷载，计算碗扣支架时取 1.0KPa，计算梁底木方时取

1.5KPa。

④：振捣混凝土时产生的冲击荷载，取2.0KPa。

⑤：浇筑混凝土时产生的冲击荷载，取2.0KPa。

s μ：风荷载体型系数，按照建筑结构荷载规范，取0.8；

Z μ：风压高度变化系数，本工程离地面高度5.5m ，为丘陵及乡村地区，取1.0；

0w ：临时工程取大连10年重现期的基本风压0.4Kpa 风荷载标准值，Kpa w w Z s k 224.04.018.07.07.00=???==μμ 荷载组合

支架强度计算

本工程结构重要性系数γ0=1.0

碗扣式脚手架立杆、梁底横向、纵向方木强度计算荷载组合为： )4.1(2.1⑤④（③②）①++?++?

支架刚度计算

碗扣式脚手架立杆、梁底横向、纵向方木刚度计算荷载组合为： ②①+ 支架稳定性计算

碗扣式脚手架整体稳定性计算

支架浇筑混凝土时稳定性计算荷载组合为：

⑦）⑤④（③②）（①+++??++?4.19.02.1

模板安装完毕浇筑混凝土前组合风荷载支架稳定性计算荷载组合为：

⑦）（③②+?+?9.09.000A9

5.2钢管参数

钢管参数表

5.3支架强度检算

5.3.1腹板及夹腋处支架单根立杆检算

采用1.2m 高立杆，支架间距0.6m(顺桥向)×0.3m(横桥向)。 （一）不组合风荷载

[]KN

N 68.20)0.20.20.1(3.06.04.1)5.1264.3(3.06.02.1)

4.1(2.1=++???++????=++?++?=⑤④（③②）① φ—轴心受压杆件的稳定系数，按λ= l 0/i 查表取值。 l 0=h+2a=1.2+2×0.65=2.5m λ=250/1.58=158，φ取0.282；

Mpa Mpa A N 21596.1491089.4282.01068.202

3>=???==φσ （二）组合风荷载

W

M A N W

w 9.0+

=

φσ []KN

N W 55.20)0.20.20.1(3.06.04.19.0)5.1264.3(3.06.02.1)

4.19.0(2.1=++????++????=++??++?=⑤④（③②）① φ—轴心受压杆件的稳定系数，按λ= l 0/i 查表取值。 l 0=h+2a=1.2+2×0.65=2.5m λ=250/1.58=158，φ取0.282；

W M :风荷载产生的立杆弯矩

m KN L L w M x k W

?=???==147.08

5.2

6.0224.04.184.1220

0γ

Mpa Mpa W M A N W w 21508.1751008.510147.09.01089.4282.01055.209.03

6

23<=???+???=+=φσ 5.3.2顶底板处支架单根立杆检算

顶底板处支架间距0.6m×0.6m ，跨中出顶板厚0.35m ，底板厚0.35m ，桥墩支点附近顶板厚0.5m ，底板厚0.7m 。

（一）不组合风荷载

A

N φσ=

A

N φσ=

[]KN

N 65.16)0.20.20.1(6.06.04.1)5.1262.1(6.06.02.1)

4.1(2.1=++???++????=++?++?=⑤④（③②）① φ—轴心受压杆件的稳定系数，按λ= l 0/i 查表取值。 l 0=h+2a=1.2+2×0.65=2.5m λ=250/1.58=158，φ取0.282；

Mpa Mpa A N 2157.1201089.4282.065

.164

<=??==

-φσ （二）组合风荷载

W

M A N W

w 9.0+

=

φσ []KN

N W 39.16)0.20.20.1(6.06.04.19.0)5.1262.1(6.06.02.1)

4.19.0(2.1=++????++????=++??++?=⑤④（③②）① φ—轴心受压杆件的稳定系数，按λ= l 0/i 查表取值。 l 0=h+2a=1.2+2×0.65=2.5m λ=250/1.58=158，φ取0.282；

W M :风荷载产生的立杆弯矩

m N L L w M x k W

?=???==147.08

5.2

6.0224.04.184.1220

0γ

Mpa Mpa W M A N W w 2159.1441008.510147.09.01089.4282.01039.169.036

23<=???+???=+=φσ

5.4支架整体抗倾覆计算

支架整体抗倾覆稳定计算工况为：模板安装后，尚未安装梁体钢筋前，取顺桥向1.0m 进行计算。

此时倾覆弯矩中的风力为KN w k 762.00.14.3224.0=??= 作用点距地面5.5+1.7=7.2m

倾覆弯矩m K M q ?=?=48.52.7762.0

模板荷载取1.5KPa ，支架倾覆支点取梁边缘对应的地面

抗倾覆弯矩m N M W ?=???=01.182

9

.419.45.1 安全系数：5.128.348

.501

.18>===

Q W M M k ，满足 5.5支架竖向变形计算

?+=

EA H Q y 1δ

Q 1=20.68KN ，H=5.5m ，E=2.1×105MPa ，A=4.89cm 2，

Δ：立杆接头变形，一个接头取1mm ，本工程取5个接头。

mm y 1.651089.4101.2105.51068.202

53

3=+??????=δ

5.6方木检算

5.6.1 顺桥向方木强度计算

顺桥向方木翼缘及顶、底板下间距0.3m ，腹板下间距0.2m ，截面100mm×100mm 。计算跨中部分腹板位置，支点间距0.6m 。

（一）腹板处

KN

N 58.115)0.20.25.1(4.1)5.1264.3(2.1)(4.1)(2.1=++?++??=++?++?=⑤④③②① 作用在方木上的均布荷载为：m KN q /12.232.058.115=×= 方木顺桥梁方向的两个支点间距为0.6m ，故承受的弯矩为：

m KN

ql M 04.18

6.012.238122=×==

方木拉应力为：

Mpa cm

m KN W M 5.9Mpa 24.667.16604.13<===

σ(I 级木材顺纹抗拉设计值) 方木的剪力为：KN 94.62

6

.012.232ql Q =×== 方木的剪应力为：

Mpa Mpa A Q 6.104.11

.01.0294

.6323<=×××==τ(I 级木材顺纹抗剪强度设计值)

挠度计算：W 方木＝5qL 4/(384EI)

=5×23.12×0.64/（384×10000×833.33×10-8）

=0.47mm<600/400=1.5mm （二）顶、底板处

KN

N 94.46)0.20.25.1(4.1)5.1262.1(2.1)(4.1)(2.1=++?++??=++?++?=⑤④③②① 作用在方木上的均布荷载为：m KN q /08.143.094.46=?= 方木顺桥梁方向的两个支点间距为0.6m ，故承受的弯矩为：

m KN

ql M 63.08

6.008.14812

2=?==

方木拉应力为：

Mpa cm

m KN W M 5.9Mpa 78.367.16663.03<===

σ(I 级木材顺纹抗拉设计值) 方木的剪力为：KN 2.42

6

.008.142ql Q =?=

= 方木的剪应力为：

Mpa Mpa A Q 6.163.01

.01.022

.4323<=???==

τ(I 级木材顺纹抗剪强度设计值) 挠度计算：W 方木＝5qL 4/(384EI)

=5×14.08×0.64/（384×10000×833.33×10-8） =0.29mm<600/400=1.5mm 5.6.2 横桥向方木强度计算

横桥向方木间距0.6m ，截面150mm×150mm 。 （一） 腹板处

横桥向方木受到的荷载为

KN

N 58.115)0.20.25.1(4.1)5.1264.3(2.1)(4.1)(2.1=++?++??=++?++?=⑤④③②①。 作用在方木上的均布荷载为：m KN q /35.696.058.115=?= 方木横桥梁方向的两个支点间距为0.6m ，故承受的弯矩为：

m KN

ql M 12.38

6.035.698122=?==

方木拉应力为：

Mpa cm

m KN W M 5.9Mpa 55.55.56212.33<===

σ(I 级木材顺纹抗拉设计值) 方木的剪力为：KN 81.202

6

.035.692ql Q =?=

= 方木的剪应力为：

Mpa Mpa A Q 6.139.115

.015.0281

.20323<=???==

τ(I 级木材顺纹抗剪强度设计值) 挠度计算：W 方木＝5qL 4/(384EI)

=5×20.81×0.64/（384×10000×4218.75×10-8） =0.83mm<600/400=1.5mm （二）顶、底板处 横桥向均布荷载为

KN

N 94.46)0.20.25.1(4.1)5.1262.1(2.1)(4.1)(2.1=++?++??=++?++?=⑤④③②① 作用在方木上的均布荷载为：m KN q /16.286.094.46=?= 方木横桥梁方向的两个支点间距为0.6m ，故承受的弯矩为：

m KN

ql M 27.18

6.016.288122=?==

方木拉应力为：

Mpa cm

m KN W M 5.9Mpa 26.25.56227.13<===

σ(I 级木材顺纹抗拉设计值) 方木的剪力为：KN 45.82

6

.016.282ql Q =?=

= 方木的剪应力为：

Mpa Mpa A Q 6.156.015

.015.0245

.8323<=???==

τ(I 级木材顺纹抗剪强度设计值) 挠度计算：W 方木＝5qL 4/(384EI)

=5×8.45×0.64/（384×10000×4218.75×10-8） =0.34mm<600/400=1.5mm 5.7 支架基础检算

浇筑30cmC20混凝土作为支架基础。碗扣支架底部设置10cm×10cm 垫板。 （一）按最不利腹板处考虑

地基顶面压应力为：（分为竖杆自重，竖向荷载）

KPa 20901

.01.068

.2010001.01.05.51084.3=?+÷???=

σ<9200 Kpa

C20混凝土轴心抗压强度为9200 Kpa 。 6、施工注意事项

1、支架立、横杆、斜杆应构成网格几何不变体系，必须保证网格每层有一根斜杆。

2、碗扣式支架施工中要求必须安装顶部的横杆和底部的“扫地杆”，不得缺失。支架的搭设应严格按照规定的步距和纵横向间距搭建，并按规范要求设置纵横向剪刀撑， 支架的横杆不得缺失或减少。

3、当碗扣脚手架顶部立杆节点在横桥向和顺桥向，不能与相邻节点连接时，应使用扣件脚手架φ48×3.5mm 钢管连接，并采用扣件连接。

4、本工程为软土地基，浇筑混凝土前，支架必须按照预压规范进行预压。根据箱梁形状布置载重物，预压时间不少于48小时。预压时仔细观测各杆件及基础的变形，并根据预压后的变形设置相应的预留度。

5、检算数据均按照材料无缺陷考虑，现场施工中不得使用有缺陷的材料或低强度的材料进行替代，碗扣式脚手架钢管的壁厚要保证3.5mm 。

6、施工中如果对施工组织、杆件规格和结构有改动，请及时通知检算单位。

7、承台基坑部分必须回填山皮石或砂砾并碾压密实，如果不能保证回填质量，需要回填素混凝土并振捣密实。

8、支架基础顶面设置排水坡，周围设置排水沟，且支架基础不得被水浸泡。 9、其它未尽事宜按照《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》JGJ166-2008办理。

XXXX 集团有限公司勘察设计院

2015.03