某立交匝道跨越鐵路施工支架設(shè)計(jì)

1、某立交匝道跨越鐵路施工支架設(shè)計(jì)一、工程簡(jiǎn)介施工項(xiàng)目為位于某市區(qū)南端秦淮河?xùn)|南岸的某立交工程，屬互通式城市立交工程，處于某市主城路網(wǎng)規(guī)劃“兩縱兩橫快速路”的“東縱”與“南橫”的交叉點(diǎn)，是某市主城區(qū)“外環(huán)+井字”型快速道路網(wǎng)的重要組成部分。其中，某鐵路貫穿立交范圍，為滿足施工期間鐵路通行的需要，保證鐵路建筑界限不受侵占，須架設(shè)支架跨越鐵路以滿足施工需要。二、設(shè)計(jì)依據(jù)1、某立交橋工程D2標(biāo)設(shè)計(jì)文件。2、公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ02586）。3、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ1788）4、公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ0412000）。5、公路橋涵施工手冊(cè)及其他有關(guān)的現(xiàn)行國(guó)家及地方強(qiáng)制性規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)

2、。6、鐵路技術(shù)管理規(guī)程（鐵道部令第2號(hào)）。三、設(shè)計(jì)說明本支架專為滿足H匝道橋跨越某鐵路施工需要而設(shè)計(jì)。H匝道與某鐵路成40斜交，在滿足鐵路建筑界限要求前提下，支架垂直鐵路線路方向凈跨6.50m，貝雷片桁架梁梁底距鐵路軌頂面高7.0m。支架采用法蘭連接鋼管墩柱，每個(gè)墩柱由3根并排放置間距0.4m的2206mm鋼管組成，每片貝雷桁架梁對(duì)應(yīng)支立一墩柱，同時(shí)為了增強(qiáng)墩柱的整體穩(wěn)定性，每4.0m布置一道角鋼橫桿斜撐。墩頂蓋梁采用雙榀32c工字鋼，工字鋼蓋梁擱置在雙榀20b槽鋼頂托上。支架順橋向跨越構(gòu)件采用15003000mm4貝雷片桁架，其中箱底部位采用三排單層貝雷片，間距3.1m，翼板部位采用雙排單層

3、貝雷片，間距3.4m，懸挑1.0m。貝雷片桁架上按間距1.0m擱置三榀P43扣軌橫向分配梁，然后，在扣軌上支立扣件式滿堂鋼管支架。為了明確滿堂式支架每根立柱所傳遞豎向力的大小，本設(shè)計(jì)首先對(duì)滿堂式鋼管支架進(jìn)行了受力檢算，確定鋼管支架立柱的橫向間距：腹板附近為0.8m，箱底其它部位為1.0m，翼板部位為1.4m；縱向間距均為1.0m；支架縱橫桿步距1.5m。箱梁底模采用=15mm厚的竹編膠合模板，底模小楞采用間距0.3m的100100mm方木，大楞采用150150mm方木，相關(guān)的具體布置見附圖。四、受力檢算、荷載 砼自重： 箱底：22.30 KPa, 翼板部位：8.67 KPa, 模板重量（含內(nèi)模

4、、側(cè)模及支架），以砼自重5%計(jì)，則：箱底：22.305%=1.12 KPa翼板部位：8.67 5%=0.43 KPa 施工荷載：2.0 KPa 振動(dòng)荷載：2.5 KPa 砼傾倒產(chǎn)生的沖擊荷載：2.0 KPa荷載組合計(jì)算強(qiáng)度：q=計(jì)算剛度：q=、底模檢算底模采用15mm厚竹編膠合模板，直接擱置于間距L=0.30m的方木小楞上，按連續(xù)梁考慮，取單位長(zhǎng)度（1.0m）板寬進(jìn)行計(jì)算。 荷載組合 箱底：q1=22.301.12+2.0+2.5+2.0=29.92 KN/m 翼板：q2=8.670.43+2.0+2.5+2.0=15.60 KN/m截面參數(shù)及材料力學(xué)性能指標(biāo)W=bh2/6=1000152/6

5、=3.75104 mm3I= bh3/12=1000153/12=2.81105 mm4竹膠模板的有關(guān)力學(xué)性能指標(biāo)按竹編膠合板（GB13123）規(guī)定的類一等品的下限值?。?90 MPa, E=6103 MPa 承載力檢算 箱底 強(qiáng)度Mmax= q1l2/10=29.920.302/10=0.27 KNm， 合格。 剛度 翼板部位考慮此處荷載較小，方木小楞間距取L=0.40m。 強(qiáng)度 ， 合格。 剛度荷載：， 合格。、方木小楞檢算方木擱置于間距1.0m的方木大楞上，小楞方木規(guī)格為100100mm，小楞亦按連續(xù)梁考慮。 荷載組合 箱底： 翼板部位： 截面參數(shù)及材料力學(xué)性能指標(biāo) 方木的力學(xué)性能指標(biāo)按

6、公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ02586）中的A3類木材并按濕材乘0.9的折減系數(shù)取值，則：， 承載力檢算 箱底部位 強(qiáng)度 ，合格。 剛度荷載： ， 合格。 翼板部位 強(qiáng)度 剛度荷載： ， 合格。、方木大楞檢算考慮箱梁腹板部位的重量較集中，而為了方便計(jì)算，箱梁自重是按整體均布考慮，這必將導(dǎo)致腹板處的實(shí)際荷載要大于計(jì)算荷載，而其他部位的計(jì)算荷載比實(shí)際荷載偏大，因而在腹板部位對(duì)支架立柱給予加密，橫向間距取0.80m，箱底其他部位立柱間距取1.0m，翼緣板處立柱間距取1.40m，同時(shí)，腹板部位大楞的計(jì)算跨度按1.00m計(jì)以平衡因計(jì)算荷載比實(shí)際荷載偏小的不利影響，且大楞偏安全地按簡(jiǎn)支梁考慮。大

7、楞規(guī)格為150mm150mm的方木。 荷載組合小楞所傳遞給大楞的集中力為： 箱底： 翼板部位：大楞方木自重： 截面參數(shù)及材料力學(xué)性能指標(biāo) 方木的力學(xué)性能指標(biāo)按公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ02586）中的A3類木材并按濕材乘0.9的折減系數(shù)取值，則：， 承載力檢算箱底部位由于小楞方木的布置具有一定的隨機(jī)性，因此檢算應(yīng)力時(shí)應(yīng)按產(chǎn)生最大應(yīng)力布載模式進(jìn)行計(jì)算。力學(xué)模式： 強(qiáng)度按產(chǎn)生最大正應(yīng)力布載模式計(jì)算。支座反力 則最大跨中彎距 ， 合格。 剛度按產(chǎn)生最大豎向力的“最大支座反力布載模式”計(jì)算 集中荷載： ，合格。 翼板部位力學(xué)模式： 翼板部位的鋼管立柱間距1.4m，方木規(guī)格同箱底部位。 強(qiáng)度

8、按產(chǎn)生最大正應(yīng)力布載模式計(jì)算。支座反力 則最大跨中彎距 ， 合格。 剛度按產(chǎn)生最大豎向力的“最大支座反力布載模式”計(jì)算 集中荷載： ，合格。 、滿堂式鋼管支架檢算每根鋼管立柱所承受的豎向力按其所支撐面積內(nèi)的荷載計(jì)算，忽略方木小楞自重不計(jì)，則大楞傳遞的集中力：箱底（均以跨度1.00m計(jì)算）：翼板：483mm鋼管自重，滿堂式鋼管支架按8.0m高計(jì)： 則單根鋼管立柱所承受的最大豎向力為： 檢算其穩(wěn)定性。483mm鋼管的面積，鋼管回轉(zhuǎn)半徑為： 支架橫桿、縱桿的步距均為1.5m，并適當(dāng)布置垂直剪刀撐。長(zhǎng)細(xì)比 查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ17-88），得.強(qiáng)度驗(yàn)算： 故滿足要求。穩(wěn)定性驗(yàn)算： ，滿足要求。 扣

9、軌橫向分配梁檢算 荷載組合 鋼管立柱傳遞的集中力：箱底：P1=30.71 KN翼板：P2=22.040.65=22.69 KN扣軌自重： 軌束截面參數(shù)及力學(xué)性能指標(biāo) 三根43軌扣軌的截面抵抗矩：，三根43軌扣軌的截面慣性矩：，三根43軌扣軌的中性軸以上部分面積對(duì)中性軸的面積矩：中和軸以上部分面積近似的按其上下部分抵抗矩之比取值 面積矩 鋼軌腹板厚： 取彈性模量：，由于缺少鋼軌的相關(guān)資料，鋼軌的力學(xué)性能指標(biāo)偏安全地參照A3鋼取值.容許彎曲應(yīng)力： 承載力檢算橫向分配梁采用由三根P43軌相扣組成的軌束支承滿堂式鋼管支架。考慮箱梁自重主要集中在箱底部位，即對(duì)稱梁中線分布在4.60/sin40o=7.1

10、6m范圍內(nèi)，而翼板部位相對(duì)較小，因而采用圖-1模式布置貝雷片縱梁，并為了方便計(jì)算偏安全的采用圖-2簡(jiǎn)支簡(jiǎn)化模式進(jìn)行計(jì)算。1 帶伸臂的邊跨段強(qiáng)度支座反力：計(jì)算并繪制受彎圖控制彎矩： ，合格。 剛度伸臂梁的撓曲變形受懸挑段的負(fù)彎與跨內(nèi)的正彎的相互約束，其最大撓度應(yīng)小于懸挑段單獨(dú)布載或跨內(nèi)單獨(dú)布載時(shí)的撓度，故為了方便計(jì)算，計(jì)算懸挑段的最大撓度時(shí)僅考慮懸挑段荷栽，而跨內(nèi)按簡(jiǎn)直梁計(jì)算。荷載計(jì)算：P1=（22.30+1.12）1.01.0+0.141.0=23.56 KN P2=（8.67+0.43）1.01.4+0.141.4=12.94 KNg=1.29 KN懸挑段的最大撓度 故，滿足要求。跨內(nèi)段的最

11、大撓度按簡(jiǎn)直梁考慮，則 故，滿足要求。中間跨橫向分配梁 強(qiáng)度 支座反力：計(jì)算并繪制受彎圖： 控制彎距： ，合格。 剛度 集中荷載：P=23.56KN， 故，滿足要求。 抗剪檢算 控制剪力按軌束傳遞給貝雷片縱梁的最大集中力計(jì)算。 1#、5#貝雷梁： 2#、4#貝雷梁： 3#貝雷梁： 故控制剪力： 容許剪應(yīng)力增大系數(shù)便安全地取C=1.0，臨時(shí)結(jié)構(gòu)提高系數(shù),則 ，故滿足要求。 軌束整體穩(wěn)定性檢算P43軌軌束繞y軸的慣性矩如下： 為了增強(qiáng)鋼軌的整體穩(wěn)定性，每根滿堂式鋼管支架的立柱下設(shè)一方鋼卡（具體構(gòu)造見附圖），因而計(jì)算長(zhǎng)度取最大立柱間距 查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ17-88），得，則 ，故滿足要求。 貝

12、雷桁架縱梁檢算 荷載軌束傳遞給貝雷片縱梁的最大集中力： 1#、5#貝雷梁： 2#、4#貝雷梁： 3#貝雷梁： 雙排單層貝雷片自重： 三排單層貝雷片自重： 截面參數(shù)及力學(xué)指標(biāo)雙排單層貝雷片：三排單層貝雷片： 承載力檢算雙排單層貝雷桁架1#、5#縱梁為雙排單層貝雷片梁。為了減少不均勻沉降，橫向分配梁自桁架中心對(duì)稱布置，計(jì)算跨徑偏安全地按12m計(jì)。則力學(xué)模型為： 強(qiáng)度支座反力：Ra=Rb=（212+70.9612）/2=437.76KN取跨中彎矩作為控制彎距： 故，滿足要求。 抗剪檢算控制剪力取支點(diǎn)反力： 故，滿足要求。 剛度集中荷載近似地減去間距一半的施工荷載，則： P=1270.96-122.7

13、（2.0+2.5+2.0）=640.92 KN，故滿足要求。三排單層貝雷桁架2#、3#、4#縱梁均為三排單層貝雷桁架梁，其中2#、4#梁受力集中荷載最大，檢算時(shí)取2#、4#梁進(jìn)行計(jì)算。其力學(xué)模型同雙排單層貝雷桁架梁。 強(qiáng)度支座反力：Ra=Rb=（312+108.8112）/2=670.86KN跨中彎矩： 故，滿足要求抗剪檢算 控制剪力： 故，滿足要求。剛度集中荷載近似地減去相鄰兩貝雷片梁間距范圍內(nèi)的施工荷載，則： P=12108.81-123.25（2.0+2.5+2.0）=1052.22 KN，故滿足要求。 雙榀I32c工字鋼墩頂蓋梁檢算考慮貝雷片縱梁所傳遞給墩頂蓋梁的集中荷載較大，如跨內(nèi)布置集中荷載必會(huì)導(dǎo)致過大跨內(nèi)彎曲應(yīng)力，為避免蓋梁的材料用量過大，采用改善墩柱布置來消除這一不利影響，在每個(gè)集中力下面設(shè)一支點(diǎn)，即每片貝雷片梁下方布設(shè)一鋼管墩柱，這樣按簡(jiǎn)支梁考慮的話，工字鋼蓋梁跨內(nèi)僅有自重所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力，而集中荷載通過工字鋼梁直接傳遞給了墩柱，因而再此僅對(duì)蓋梁的抗剪能力進(jìn)行檢算。I32c工字鋼的截面參數(shù)： 腹板厚 控制剪力采用2#縱梁所產(chǎn)生的最大支點(diǎn)反力，工字鋼自重忽略不計(jì)，并按2根工字鋼平均受力考慮。則 力學(xué)模式：故 因 ， ，故取容許剪應(yīng)力增大系數(shù)C=1.0，臨時(shí)結(jié)構(gòu)的鋼材容許應(yīng)力提高系數(shù)，則 ，故滿足要求。 H型鋼組合截面墩柱檢算