精品贝雷片支架法现浇制梁施工计算书.docx

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精品贝雷片支架法现浇制梁施工计算书

沪宁城际铁路站前I标

贝雷片支架法现浇制梁

计算书

编号：

版本号：

发放编号：

计算：

总工审核：

总监批准：

有效状态：

中铁四局沪宁城际铁路工程站前I标项目部

二〇〇九年三月

1、编制依据1

1.1、施工图纸1

1.2、标准、规范1

1.3、上级部门颁发的文件、规定2

1.4、其它2

2、编制原则2

3、工程概况3

3.1、主要技术标准3

3.2、工程概况3

3.3、岩土工程勘察4

3.3.1、地形、地貌4

3.3.2、地质条件4

4、施工部署5

4.1、施工工法5

4.2、一跨式移动支架材料用量5

4.3、两跨式移动支架材料6

5、支架设计8

5.1、移动支架概述8

5.1.1、设计原理8

5.1.2、特点8

5.1.3、主要技术参数8

5.1.4、支架系统构成9

5.1.4.1、主结构系统9

5.1.4.2、外模系统9

5.1.4.3、内模系统9

5.2、两跨式支架9

5.2.1、两跨式支架设计图（以32m为例）9

5.2.2、移动支架计算书15

5.2.2.1、主要技术标准15

5.2.2.2、采用数据（单层单排加强型贝雷梁）15

5.2.2.3、计算荷载16

5.2.2.4、结构计算17

5.2.2.5、内力验算18

5.2.2.6、贝雷梁下横梁I36a工字钢验算19

5.2.2.7、φ529螺旋钢管支柱验算21

5.2.2.8、承台上I50工字钢验算22

5.2.2.9、中间支墩设计23

5.2.2.10、承台验算24

5.2.2.11、计算结论25

5.3、一跨式移动支架25

5.3.1、一跨式支架设计图（以32m为例）25

5.3.2、移动支架计算书29

5.3.2.1、主要技术标准29

5.3.2.2、采用数据（双层单排加强型贝雷梁）29

5.3.2.3、结构计算30

5.3.2.4、计算荷载31

5.3.2.5、内力验算32

5.3.2.6、贝雷梁下横梁2I36a工字钢验算32

5.3.2.7、φ529螺旋钢管支柱验算35

5.3.2.8、承台上I63c工字钢验算35

5.3.2.9、承台验算37

5.3.2.10、计算结论38

贝雷片支架法现浇制梁计算书

1、编制依据

1.1、施工图纸

1.1.1、《七乡河特大桥施工图》，图号：

沪宁城际施（桥）-W15；

1.1.2、《双线单箱单室现浇后张法预应力混凝土简支整孔箱梁31.1m》，图号：

沪宁城际施图（通桥）-I-01；

1.1.3、《双线单箱单室现浇后张法预应力混凝土简支整孔箱梁23.1m》，图号：

沪宁城际施图（通桥）-I-02；

1.1.4、《简支梁桥上预埋钢筋布置图》，图号：

沪宁城际施图（轨）预埋1；

1.1.5、《七乡河特大桥接触网基础预留接口设计图》，图号：

沪宁城际施（桥）-W15-J00；

1.1.6、《综合接地通用图》，图号：

沪宁城际施图-（接地）参；

1.1.7、《盆式橡胶支座安装图》，图号：

沪宁城际施图（通桥）-Ⅵ-01。

1.2、标准、规范

1.2.1、《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》，铁建设[2005]160号；

1.2.2、《客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准》，铁建设[2007]85号；

1.2.3、《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》，铁建设[2005]160号；

1.2.4、《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》，TZ213-2005；

1.2.5、《客运专线无砟轨道铁路工程施工技术指南》，TZ216-2007；

1.2.6、《铁路混凝土工程施工技术指南》，TZ210-2005；

1.2.7、《客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南》，铁建设[2006]158号。

1.3、上级部门颁发的文件、规定

1.3.1、《铁路工程施工安全技术规程》，TB10401-2003；

1.3.2、《沪宁城际常用跨度简支箱梁局部修改技术交底书》，2008年11月份中铁第四勘察设计院集团有限公司下发；

1.3.3、《沪宁城际铁路“8854”安全质量管理办法》，沪宁城际安质[2008]110号；

1.3.4、《沪宁城际铁路建设工程桥位制梁安全卡控措施》，沪宁城际安质[2009]84号；

1.3.5、《沪宁城际铁路线下工程沉降观测及评估管理规定》；

1.3.6、国家、地方和铁路其它相关标准、规定、规程等；

1.4、其它

1.4.1、《沪宁城际铁路七乡河特大桥施工支架岩土工程勘察报告》，编制单位：

安徽工程勘察院；

2、编制原则

2.1、按照两年工期的总工期要求，按2009年12月15日整体工期目标，考虑梁体徐变2个月，将2009年10月15日作为制梁关门工期，合理配置劳动力，移动支架等机械设备，优化施工工法，确保工期目标的实现。

2.2、积极响应和遵守投标文件中承诺的质量、安全、环保措施、文明施工的规定和履行合同条例。

2.3、立足施工现场，结合地质情况，合理选取一跨法、两跨法支架施工工法，并以满樘脚手架法作为备用方案进行桥位制梁。

3、工程概况

3.1、主要技术标准

铁路等级：

客运专线铁路

线路情况：

双线，曲线，最小曲线半径1000m，线间距4.8m

轨道类型：

无砟轨道

设计速度：

旅客列车行车速度200km/h以上

设计活载：

ZK活载

环境类别及作用等级：

一般大气条件下无防护措施的地面结构，环境类别为碳化环境，作用等级为T1、T2

地震设防烈度：

地震动峰值加速度Ag≤0.2g

3.2、工程概况

贝雷片支架法制梁主要用于七乡河特大桥、龙潭特大桥、唐家村大桥、宝华车站新增大桥。

其中七乡河特大桥简支箱梁27孔，龙潭特大桥简支箱梁24孔，唐家村大桥简支箱梁4孔，宝华车站新增大桥7孔。

32m简支梁，单孔梁长32.6m，跨度31.1m，采用C50混凝土，每孔梁320.6m3，钢筋61.81T，总重约为905T。

其中七乡河特大桥24孔，龙潭特大桥24孔，唐家村大桥4孔，宝华站新增大大桥7孔，共计80孔。

24m简支梁，单孔梁长24.6m，跨度23.1m，采用C50混凝土，每孔梁249.2m3，钢筋48.44T，总重约为700T。

其中：

七乡河特大桥3孔，共计3孔。

简支箱梁均为单箱单室，梁端顶板、底板及腹板局部向内侧加厚。

梁中心高为2.53m，横桥向支座中心距5.6m，防护墙根部内侧净宽8.4m，桥上人行道栏杆内侧净宽12.1m，桥面板宽12.2m，桥梁建筑总宽12.48m。

3.3、岩土工程勘察

2008年11月份，受我单位委托，由安徽工程勘察院对七乡河特大桥梁跨中位置进行了钻孔取样，共完成勘探点46个，其中取样孔12个，取样+标贯孔3个，静探孔31个，总进尺1032.2米。

3.3.1、地形、地貌

场地地形为西高东低，地貌属河墁滩及一级阶地。

3.3.2、地质条件

层杂填土（Q4ml）：

灰黄色，松散～稍密，稍湿～湿，主要成分为粘性土，含碎石、瓦片等，层厚0.1～2.8m，地基承载力100Kpa，该层在场地内普遍分布。

层粉质粘土夹粉土（Q4pl+al）：

灰白、灰黄色，可塑状态（局部呈硬塑状态），局部含有少量粉砂。

层顶埋深0.1m～2.8m，层厚0.8m～9.2m，层顶高程3.5～15.97m，地基承载力180Kpa，该层在场地内普遍分布。

层淤泥质粉质粘土（Q4pl+al）：

青灰色，软塑～流塑状态，层顶埋深1.7～10m，层厚1～23.8m，层顶高程-4.0～13.87m，地基承载力80Kpa。

-1层粉质粘土（Q4pl+al）：

灰白、灰黄色，软塑状态，层顶埋深20～26.2m，层厚5.4～9.5m，层顶高程-13.7～-20.0m，地基承载力110Kpa。

-2层粉质粘土（Q4pl+al）：

灰白色，可塑状态，层顶埋深1.2～18.9m，层厚0.7～10.9m，层顶高程-9.87～13.08m,地基承载力180Kpa。

层粉质粘土夹粉土（Q4pl+al）：

灰白、灰黄色，硬塑～坚硬状态，层顶埋深3.3～20.0m，层厚0.8～14.0m，层顶高程-10.97～11.08m,地基承载力260Kpa。

层强风化泥质砂岩：

棕黄色、紫红色，呈泥砂状，夹有少量碎石，层顶埋深8.0～35.3m，层厚0.2～3.3m，层顶高程-0.8～-29.0m,地基承载力360Kpa。

4、施工部署

4.1、施工工法

简支梁采用原位现浇施工，分别采用一跨式支架法、两跨式支架法施工，其中七乡河特大桥配备三套、龙潭特大桥配备三套、唐家村大桥配备一套、宝华车站新增大桥配备一套。

4.2、一跨式移动支架材料用量

表4.2-1材料用表

序号

物资名称

规格

单位

单位重量

数量

重量

结构名称

1

螺旋管

Q235D529*10L-7500mm

t

165kg/m

135m

22.275

立柱

2

螺旋管

Q235D529*10L-450mm

t

166kg/m

8.1m

1.34

砂筒

3

工字钢

Q235Ⅰ18L-600mm

t

24.13kg/m

66m

1.6

顶托、横梁

4

工字钢

Q235Ⅰ18

t

24.14kg/m

648m

15.64

底板横向支撑

5

工字钢

Q235Ⅰ36

t

65.66kg/m

48m

3.15

横梁

6

工字钢

Q235Ⅰ63c

t

179.79kg/m

120m

21.6

下横梁

7

工字钢

Q235Ⅰ20

t

31.05kg/m

24m

0.75

端部加强

8

钢板

Q23560*60*16mm

t

125.6kg/m2

20m2

2.5

立柱、顶心

9

钢板

Q23510mm

t

78.5kg/m2

1.5m2

0.12

立柱加强

10

联接片

L75×75×845cm

t

9.03kg/m

880m

8.184

贝雷片连接

11

联接片

L75×75×890cm

t

9.04kg/m

342m

3.09

贝雷片连接

12

联接片

L75×75×8120cm

t

9.05kg/m

94.32m

0.85

贝雷片连接

13

贝雷片

321型16Mnl-3000mmm

t

270kg/片

344片

92.88

14

贝雷片

321型16Mnl-2500mmm

t

225kg/片

80片

18

15

贝雷销子

30CrMnTi50*200

套

1008套

16

加强弦杆

321型16Mnl-3000mmm

根

320套

17

弦杆螺栓

45#钢M36*120

套

640套

18

角钢

L75×75×8

t

9.03kg/m

235m

2.13

立柱、贝雷片间连接

19

钢管

d=114mm,壁厚10mm

t

7.85t/m3

0.27m3

2.15

端部加强

4.3、两跨式移动支架材料

表4.3-1材料用表

序号

物资名称

规格

单位

单位重量

数量

重量

结构名称

1

螺旋管

Q235D529*10L-7500mm

t

165kg/m

270m

44.5

立柱

2

螺旋管

Q235D529*10L-450mm

t

166kg/m

16.2m

2.68

砂筒

3

工字钢

Q235Ⅰ18L-600mm

t

24.13kg/m

66m

1.6

顶托、横梁

4

工字钢

Q235Ⅰ18

t

24.14kg/m

648m

15.64

底板横向支撑

5

工字钢

Q235Ⅰ36

t

65.66kg/m

96m

6.3

横梁

6

工字钢

Q235Ⅰ36c

t

179.79kg/m

144m

25.9

下横梁

7

工字钢

Q235Ⅰ20

t

31.05kg/m

24m

0.75

端部加强

8

钢板

Q23560*60*16mm

t

125.6kg/m2

20m2

2.5

立柱、顶心

9

钢板

Q23510mm

t

78.5kg/m2

1.5m2

0.12

立柱加强

10

联接片

L75×75×845cm

t

9.03kg/m

880m

8.184

贝雷片连接

11

联接片

L75×75×890cm

t

9.04kg/m

342m

3.09

贝雷片连接

12

联接片

L75×75×8120cm

t

9.05kg/m

94.32m

0.85

贝雷片连接

13

贝雷片

321型16Mnl-3000mmm

t

270kg/片

200片

54

14

贝雷片

321型16Mnl-2500mmm

t

225kg/片

40片

9

15

贝雷销子

30CrMnTi50*200

套

560套

16

加强弦杆

321型16Mnl-3000mmm

根

320套

17

弦杆螺栓

45#钢M36*120

套

320套

18

角钢

L75×75×8

t

9.03kg/m

235m

2.13

立柱、贝雷片间连接

19

钢管

d=114mm,壁厚10mm

t

7.85t/m3

0.27m3

2.15

端部加强

5、支架设计

5.1、移动支架概述

5.1.1、设计原理

移动支架是为了满足客运专线32m、24m简支箱梁原位现浇的施工工法而设计制造的桥梁施工设备。

移动支架可在任意两个桥墩之间进行拼装、制梁，完成桥梁上部结构在桥墩原位现浇制梁。

本支承系统通过贝雷片传力于立柱，后通过立柱传力于承台。

通过对支承系统的重复组合使用，实现对混凝土梁原位现浇、逐孔成桥的施工工法。

本工法具有设备简单、造价相对低廉、施工操作方便、占用施工场地少、其过孔快捷，变跨方便，提高了整体造桥速度，节约设备投资等特点。

5.1.2、特点

移动支架工法具有作业程序清晰、结构受力明确、支架强度较高、经济节约、周转速度快、便于开展平行流水作业等特点。

主要结构有：

立柱、砂筒、上横梁、纵梁、底侧模及支撑、内模及支撑。

移动支架立柱及贝雷片安装采用人工配合吊车施工，内模采用自动滑移系统，调位准确、安全。

5.1.3、主要技术参数

施工梁跨：

32m24m，每跨梁重≤900t；

适应最大纵坡≤3%，横坡≤4%。

5.1.4、支架系统构成

5.1.4.1、主结构系统

由悬挑梁、φ529螺旋管立柱、顶托、砂筒及顶芯、横梁、纵梁组成。

5.1.4.2、外模系统

外模板系统由非标模板、标准模板和支撑组成。

其中标准模板每段长为2米配作。

每块模板在横向和纵向都有螺栓连接，其骨架由工字钢及角钢组焊而成。

起拱线型按二次抛物线特征进行起拱。

侧模和底模起拱必须是同一线型同一起拱量。

为保证施工中安全，模板上设有活动平台和栏杆。

在32m、24m跨梁长变换时，只需将标准模板抽出即可。

5.1.4.3、内模系统

内模系统由内模板、轨道、螺旋撑杆等组成。

内模板系统由非标模板、标准模板、支撑组成。

其中标准模板每段长为4米。

每块模板在横向和纵向都有螺栓连接，其骨架由钢板筋肋与槽钢组焊而成，面板厚度6mm。

5.2、两跨式支架

5.2.1、两跨式支架设计图（以32m为例）

5.2.1.1、悬挑梁（2根）：

悬挑梁采用五根I50工字钢焊接成整体。

5.2.1.2、立柱（36根）：

立柱采用φ529螺旋管。

5.2.1.3、顶托（40个）：

顶托采用I18工字钢焊接成整体。

5.2.1.4、砂筒（36个）：

砂筒采用φ529螺旋管做砂箱，C30钢筋混凝土做顶芯。

5.2.1.5、横梁（4根）：

横梁采用两根I36b工字钢。

5.2.1.6、纵梁（单层20道）：

纵梁采用加强型贝雷片（321型16Mnl-3000mm、321型16Mnl-2500mm）；

图5.2.1-1支架及模板横断面图

图5.2.1-2立柱平面布置图

图5.2.1-3下横梁、立柱安装后影像图

图5.2.1-4支架平面布置图

图5.2.1-5支架立面图

图5.2.1-6拼装成型后影像图

5.2.2、移动支架计算书

5.2.2.1、主要技术标准

箱梁顶宽度：

12.2m；箱梁底宽度：

6.5m；箱梁高度：

2.7m

图5.2.2-1箱梁截面图

（1）、C50砼：

320.6m3

（2）、砼容重：

26KN／m3

（3）、底模及内模重：

30T

（4）、每排贝雷片的布置形式：

采用单层单排两跨加强型的组装形式。

（5）、砼一次浇筑成型。

（6）、贝雷梁排列形式：

3＋6＋2＋6＋3＝20排。

5.2.2.2、采用数据（单层单排加强型贝雷梁）

（1）、贝雷梁：

321型3m×1.5m

（2）、桁片惯矩：

〔I0〕=577434.4cm4

（3）、桁片截面模量：

〔W〕=7699.1m3

（4）、桁片允许弯矩：

〔M〕=1687.5KN·M

（5）、桁片允许应力：

〔б〕=210MPa

（6）、桁片允许剪力：

〔Q〕=245KN

（7）、弹性模量：

E=2.1×105MPa

（8）、允许挠度：

f=L／700

5.2.2.3、计算荷载

（1）、砼容重：

26KN／m3

（2）、侧模自重：

30吨×10/（32.6×1.9）=4.84KN／m2

（3）、施工荷载：

1KN／m2

（4）、倾卸砼冲击荷载：

2KN／m2

（5）、振捣荷载：

2KN／m2

（6）、底模及内模：

300／（32.6×6.5）=1.4KN／m2

（7）、翼缘板计算荷载（沿箱梁横断面方向计算长度为1.9m；3排）

q=〔（0.211+0.533）／2×1.65+（0.533+0.541）／2×0.25〕×26+1.9×（4.84+1+2+2）=38KN／m

（8）、腹板计算荷载（沿箱梁横断面方向计算长度为2.025m；4排）

取各个截面的加权平均值

q=[2.1×23.6+（3.2+2.1）/2×3）]/（23.6+3）×26+（1.4＋1+2+2）×2.025=69KN／m

（9）、底板计算荷载（沿箱梁横断面方向计算长度为2.175m；3排）

取各个截面的加权平均值

q=[1.4×23.6+（1.4+2.7）/2×3）]/（23.6+3）×26+（1.4＋1+2+2）×

2.175=49KN／m

（10）、由以上计算可知腹板处计算荷载最大，每排贝雷片计算值69/4=17KN/m。

5.2.2.4、结构计算

将贝雷梁看作为下部有4个铰接的连续梁，按荷载均匀分布计算，不考虑不均匀分布系数。

力学模型图如下：

图5.2.2-2计算简图

图5.2.2-2弯矩图

图5.2.2-3剪力图

图5.2.2-4位移图

内力计算

杆端内力值（乘子=1）

-----------------------------------------------------------------------------------------------

杆端1杆端2

----------------------------------------------------------------------------------

单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩

-----------------------------------------------------------------------------------------------

10.0000000089.35617620.000000000.00000000-138.103823-326.121761

20.0000000012.7500000-326.1217610.00000000-12.7500000-326.121761

30..103823-326.1217610.00000000-89.3561762-0.00000000

-----------------------------------------------------------------------------------------------

位移计算

杆端位移值（乘子=1）

-----------------------------------------------------------------------------------------------

杆端1杆端2

----------------------------------------------------------------------------------

单元码u-水平位移v-竖直位移XXX-转角u-水平位移v-竖直位移XXX-转角

-----------------------------------------------------------------------------------------------

10.000000000.00000000-0.000799470.000000000.000000000.00019973

20.000000000.000000000.000199730.000000000.00000000-0.00019973

30.000000000.00000000-0.000199730.000000000.000000000.00079947

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5.2.2.5、内力验算

（1）、弯矩验算：

Mmax=326KN·m＜〔M〕=1687.5KN·m，满足要求。

（2）、剪力验算

Qmax＝138KN＜〔Q〕=245KN，满足要求。

（3）、挠度验算

fmax=0mm＜L／700=13.38×1000/700=19mm，满足要求。

5.2.2.6、贝雷梁下横梁I36a工字钢验算

（1）、计算简图如下：

图5.2.2-5计算简图

（2）、竖向计算荷载轴力：

P＝q×B/n/2＋贝雷梁自重

q－沿梁纵向计算荷载；B－沿梁纵向计算长度28.26m；n－贝雷梁排数；

P1＝[38×28.26/3＋（9×0.27＋1×2.5/3×0.27）×10]/2=192KN

P2＝[69×28.26/4＋（9×0.27＋1×2.5/3×0.27）×10]/2=257KN

P3＝[49×28.26/3＋（9×0.27＋1×2.5/3×0.27）×10]/2=244KN

（3）、横向工字钢支撑计算

I36a工字钢惯矩：

〔Ix〕=15796cm4；

截面模量：

〔Wx〕=877.6cm3；A＝76.44cm2。

A3钢材的容许弯曲应力：

[σW]＝145MPa；

弹性模量：

E＝2.1×105MPa,

容许剪应力：

〔Q〕=85MPa

采用清华大学结构力学求解器2.0（简称SMSolver）

P1＝192KN；P2＝257KN；P3＝244KN

图5.2.2-6