支架检算书新310.docx

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支架检算书新310

杨家院子大桥59.15m异型刚架支架检算书

四川华威建筑设计有限公司

2010-3-6

杨家院子大桥59.15m异型刚架支架检算书

计算：

复核：

四川华威建筑设计有限公司

2010-3-6

杨家院子大桥59.15m异型刚架支架检算书

杨家院子大桥异型刚架全长59.15m，跨越达成新建双线部分跨径10m，分两次性浇注。

根据各部位荷载的不同，支架间距布置设计为：

50钢轨范围内支架钢管立杆布置为0.3*0.3m，两侧钢管立杆布置为0.3*0.6m，采用碗扣式脚手架。

碗扣式采用0.3m与0.6m横杆，钢管立杆顶设可调托撑，底设可调支座，下垫20cm（宽）×5cm（厚）木板。

碗扣式支架搭设时，必须保证纵、横、竖成线，纵横向杆件要用碗扣扣紧，形成牢固的纵、横、竖三维网架。

为加强支架整体稳定性，顺桥向和横桥向每隔4排设置一道剪刀撑，剪刀撑左右、上下连通。

为保证碗扣支架顶部稳定性，碗扣支架立杆上部增加一步横杆。

调底座及可调托撑丝杆与螺母捏合长度不得少于4～5扣，插入立杆内的长度不得小于250mm。

1检算依据

1）《钢结构荷载规范》（GB50009-2006）；

2）《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）；

3）《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）；

4）《粗直径钢丝绳》（GB20067-2006-T）；

5）《路桥施工计算手册》（中国交通出版社）。

2支架方案

支架是钢筋混凝土刚架桥上部施工质量的根本保证，钢筋混凝土板与板连为整体，连续混凝土工程量大，采用现浇施工，在支架上浇注。

主要是钢支架需要有足够的强度、刚度和整体稳定性。

搭设支架模板前对承力索进行热缩包裹绝缘防护，锚段在刚架外增加绝缘磁浮，刚架内电杆三脚架磁浮移防电板内（防电板与达成线路中线线间），回流线改为电缆，临时改移至接触网杆靠线路侧。

防护范围为刚架范围向两侧各延伸10m。

下部支撑系统采用满堂脚手架，支架顶部用横向方木及纵向20a工字钢做纵向连接，用8#铁丝绑扎牢固，工字钢上部采用P50正放倒扣密排轨束梁，每延m布置10根，保证支架整体完整，受力均匀。

P50钢轨下挂防电板，钢轨上铺设防水帆布以防止漏水，防水帆布上铺厚15mm底模板，用双面胶粘结。

先搭设小里程端支架（从沉降缝分开）及挂设防电板，等小里程端墙身及顶板混凝土施工完毕后再把P50钢轨移至大里程端，支架布置图如图2.1所示。

图2.1跨新建达成左线刚架支架图

2.1支架基础

保证地基足够的强度，支架下的地基在不过水的情况下，土质必须是经过密实碾压的砂性土或砾石土。

一般规定强度不小于0.3MPa，地基标高要高出地表0.3～0.5m，以防止雨水浸泡，降低地基强度。

本桥中间地基为达成线路基，清除表层杂物，底部采用C15混凝土回填。

墙身外侧为水田段，基础不能承受支模压力，墙身外侧3.5m范围内需挖除软土2m，换填片石1.6m深，在表层施工0.4m混凝土，要求地基压实系数在95%，基底承载力0.3MPa以上。

两侧设置临时排水沟，以免雨水浸泡引起地基下沉。

2.2脚手架

钢管立杆是决定承载能力大小的主要构件，其密度的大小决定成架后承载力的大小，钢管立杆的密度根据上部结构的恒载和施工荷载确定。

钢管立杆是通过横拉杆的连接形成整体而共同工作的，故钢管立杆高度的连接组合要根据桥下标高至钢架基底标高而定。

横杆的最密程度一般是每0.6m一层，在桥的高度不大时，中间层可适当的减少。

但一般上下及最中间层不予减少。

横杆要通过碗扣卡紧，当发现有变形而松动时要用焊接点死，不留活动空间。

本桥支架使用φ48mm、壁厚3.5mm碗口式钢管搭设，碗扣式横杆使用0.6m和0.3m两种横杆，选用方案如下：

横向P50钢轨范围内支架钢管立杆布置为0.3*0.6m，横向P50钢轨外及墙身外侧钢管立杆及布置为0.6*0.6m。

钢管立杆顶设可调托撑，底设可调支座。

为确保支架稳定，在已经浇注完成的墙身混凝土上设置侧向拉筋固定支架，防止支架侧弯和倾限，侧向拉筋可设置在既有模板拉筋孔处。

2.3纵向20a工字钢（或钢轨）

每根钢架管上安装可调托撑，再按既有铁路横向在其上安装方木。

20a工字钢对应每根钢管立杆位置安装，顺线路方向共6根（两侧各3根）。

2.4横向50钢轨

横梁采用50钢轨，每根长7m，净跨径6m，P50钢轨采用扣轨式布置，每延米布置10根。

2.5防电板铺设

待P50钢轨钢铺设好后，用绝缘尼龙绳把防电板固定在横向钢轨下面和支架内侧，尼龙绳与工字钢、架管绑扎必须结实，牢靠。

防电板铺设范围包括横跨铁路的钢轨，两侧支架应铺设到接触网下2.5m。

刚架内电杆三脚架磁浮移至防电板内侧（防电板与达成线路中线线间），防电板将三脚架封闭。

2.6顶模板

在P50钢轨上铺设铺设防水帆布以防止漏水，然后再1.5cm厚竹胶板，板间贴双面胶。

2.7墙身侧模

采用15mm厚的竹胶板作为模板，外设12*12cm横向方木，间距30cm*30cm，方木后背竖向钢管（每处两根），并采用ф20对拉钢筋加固，对拉钢筋用PVC套筒，待模型拆除时，抽出对拉钢筋。

对拉钢筋设置根据砼浇注高度分为：

对拉钢筋布置间距50×50cm，选用10.9级高强度螺栓，加工特制钢垫板，垫板厚度10mm。

2.8支架预压

支架使用前按现浇顶板的重量进行1.2倍荷载预压以消除其非弹性变形，并测定其弹性变形值。

预压采用砂袋，压载方式尽量与施工的实际荷载分布相符，并测出弹性变形值，对立模标高加以调整，以满足刚架施工后的设计标高。

支架压载按5级进行，每级为压载总量的20%，单级压载必须保持压载30～60min，仔细检查支架各部件的情况，并实测支架的沉降后方可进行下一级压载。

观测点的布置横桥向设置3点，纵向每2m设置一点，具体结合现场情况进行编号布置，沉降观测必须设专人负责。

支架压载、卸载均应考虑其均衡性。

在支架搭设完毕后，利用DS3水准仪观测支架的顶板高程点，待支架加载到预压荷载后再对上次观测点的同一位置进行观测，待卸载后再次测出同一测点的回弹值，以此调整支架高程后再进行下步施工。

在进行压载的过程中，要边进行压载，边进行支架变形观测，如果发现异常，应立即停止加载，及时查找原因，处理正常后再进行。

2.9绝缘包裹

承力索设置热缩包裹绝缘防护，防护范围为刚架向两侧各延伸10m。

热缩包裹绝缘防护由设备管理单位专业人员按照规定的缠绕方式先在承力索上包裹1层绝缘胶带，然后用电热烤枪进行加热使胶带在搭接范围内粘接牢固并与承力索裹紧，达到绝缘隔离效果，采用的绝缘热缩胶带型号为FJRD-25，其耐电击穿强度为33KV。

2.10接地

接地装置采用φ12纯铜裸线与脚手架底部连接，并沿脚手架向上与P50钢轨连接，连接方式采用热焊接，同时在接地线下部地面设置40×40×40cm盐水池，接地线应浸入盐水30cm以上，接地装置安装完毕后需用专业测量仪器检测其电阻，接地装置的电阻应小于4Ω，接地装置按20m一处布置，若检测不满足则增加接地。

3荷载分析

1）7m（横向50钢轨）范围内混凝土顶板荷载（混凝土厚1m）：

F1=26kN/m2

2）施工人员：

F2=1.0kN/m2

3）倾倒混凝土时产生的冲击荷载：

F3=2kN/m2

4）振捣混凝土时产生的荷载：

F4=4kN/m2

5）7m钢轨自重产生的荷载：

F5=6.5kN/m2

6）竹胶板：

取F6=2.0kN/m2

荷载组合系数，静荷载取1.2，活荷载取1.4。

4检算内容

检算内容包括：

1）横向50钢轨检算；

2）挠度检算；

3）纵向20a工字钢检算；

4）钢管立杆承载力验算；

5）地基检算。

4.1横向50钢轨检算

横截面布置图

横向50钢轨跨径6.0m，1m范围布置10根，并将所有荷载简化到其上。

受力如图4.1所示，其荷载工况为：

结构自重+施工荷载。

每根钢轨上的承受的均布荷载：

q=5.6kN/m

图4.1横向50钢轨计算简图

计算应力及位移结果如图4.2和图4.3所示。

图4.2横向50钢轨应力

图4.3横向50钢轨位移

由上图可得：

最大应力为62.5MPa＜

=215Mpa，横向50钢轨强度满足要求。

最大位移为21.3mm，稍微超出容许挠度L/400=6000/400=15mm。

4.2纵向20a工字钢检算

纵向20a工字钢沿顶板纵向布置每边3根，共6根，间距0.3m。

将横向50钢轨支点反力平均分配到3根纵向20a工字钢上。

支点反力为6.55kN。

如图4.5所示。

图4.5纵向20a工字钢计算模型

计算应力及位移结果如图4.6和图4.7所示。

图4.6纵向20a工字钢应力

图4.7纵向20a工字钢位移

由上图可得：

最大应力为6.62MPa＜

=215Mpa，纵向20a工字钢强度满足要求。

最大位移为0.023mm＜L/400=600/400=1.5mm，纵向20a工字钢刚度满足要求。

4.3钢管立杆承载力验算

钢管立杆沿纵向距离为0.6m，见图4.8所示。

对于钢管立杆，计算模型取最不利的布置0.3*0.3m进行分析检算，如图4.9所示。

图4.9钢管立杆三维计算模型

钢管立杆计算应力结果如图4.10。

由下图可得：

图4.10钢管立杆应力图

最大应力为67.13MPa＜

=200MPa，钢管立杆强度满足要求。

4.3立杆稳定验算

两平面纵横联间距为0.6m，取L＝2×0.6m=1.2m，两端按铰接进行计算，根据相应的规范和经验，k=1.155，

，回转半径

，长细比

查（JGJ130-2001）附录C可知，稳定系数

，立杆所受的最大压应力

，符合要求。

4.4地基检算

由4.3节计算结果，可得地基最大反力为20kN，如图4.13所示。

钢管立杆下垫木为0.15m（宽）×0.15m（厚），取有效长度0.45m。

根据《建筑施工手册》：

B=B0+2H0tga=0.15＋2×0.1×1=0.35m。

其中，B—计算宽度；

B0—垫木宽度；

H0—基础或垫层的厚度；

tga—基础或垫层台阶宽高比，查表取1.0。

=20/（0.35×0.35）=97.61kPa=0.167MPa＜

=0.3MPa

综上所述，地基承载力满足要求。

5结论及建议

通过对支架进行有限元分析，可以得到以下结论：

1）横向50钢轨强度满足要求，挠度稍微超限。

2）纵向20a工字钢强度和刚度均满足要求。

3）钢管立杆强度和刚度均满足要求，稳定性满足要求。

4）基础底面平均压应力为0.167MPa，地基承载力满足要求。

5）建议对钢轨上缘通过钢板连接，使钢轨连成整体，增加整体性。

通过设置横杆，缩短立杆上端自由端长度，增加稳定性。

增强枕木及钢管、枕木与工字钢连接，工字钢与50钢轨之间垫设一层橡胶垫。