泗許特大橋門洞方案及腳手架計(jì)算書

1、新建宿淮鐵路工程SHZH-1標(biāo)段跨泗許高速立交特大橋（40+64+40）m連續(xù)箱梁（DK020+795）連續(xù)梁滿堂現(xiàn)澆支架計(jì)算書及交通組織方案 中交第二航務(wù)工程局有限公司宿淮鐵路工程指揮部二一年三月二日新建宿淮鐵路工程SHZH-1標(biāo)段跨泗許高速立交特大橋（40+64+40）m連續(xù)箱梁（DK020+795）連續(xù)梁滿堂現(xiàn)澆支架計(jì)算書及交通組織方案 編制： 日期： 審批： 日期： 中交第二航務(wù)工程局有限公司宿淮鐵路工程指揮部二一年三月二日 跨泗許高速立交特大橋連續(xù)箱梁滿堂支架現(xiàn)澆計(jì)算書及交通組織方案1、概況跨泗許立交特大橋（40+64+40）m位于宿州市埇橋區(qū)，梁底寬3.4米，頂寬4.9米，梁高變化

2、在3m5m之間，宿淮鐵路于DK020+795處上跨泗許高速公路而建，高速公路目前在該段基層已施工完成，橋位處于地勢(shì)開闊平坦，交通條件便利。該橋在上跨泗許高速公路時(shí)設(shè)計(jì)為三跨連續(xù)箱梁，滿堂支架現(xiàn)澆。邊跨孔40米，主跨跨64米，現(xiàn)澆采用普通鋼管腳手架，為確保在建泗許高速公路正常施工，在高速公路路基寬度范圍內(nèi)留設(shè)門洞，左右幅各設(shè)置門洞一個(gè)，門洞寬度按路面瀝青混凝土攤鋪機(jī)通過(guò)為原則，門洞設(shè)置寬度7米，門洞的限制高度均為5.5米。2、工期安排：目前連續(xù)箱梁段鉆孔樁已全部完成，正在進(jìn)行下部結(jié)構(gòu)承臺(tái)、墩身的施工。計(jì)劃開始施工上部結(jié)構(gòu)連續(xù)箱梁在2010年3月25日，完工日期2010年6月25日，總工期3個(gè)月。

3、3、總體施工方案本工程施工協(xié)調(diào)主要牽涉到在建泗許高速公路相關(guān)單位，施工范圍不涉及其它的交通管理部門協(xié)調(diào)問題，施工時(shí)，跨高速公路設(shè)置雙向門洞行車道2個(gè)，門洞限高5米，凈寬7米。場(chǎng)外設(shè)置減速帶、標(biāo)示牌，夜間指示燈等安全防護(hù)用具。門洞支架采用鋼管樁加組合H型鋼分配梁搭設(shè)，非門洞處采用滿堂落地式腳手架現(xiàn)澆，混凝土澆注前采用袋裝砂進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓荷載根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工。4、基礎(chǔ)處理門洞基礎(chǔ)采用C30混凝土基礎(chǔ)，在基礎(chǔ)頂部配置鋼筋網(wǎng)片，基礎(chǔ)底部采用雙層油毛氈隔離，并在基礎(chǔ)混凝土頂面預(yù)埋鋼管樁立柱底座板。非鋼管支架基礎(chǔ)在高速公路范圍，采用滿堂支架澆注，鋼管腳手管底部支撐在25#槽鋼上，保護(hù)目前的路面基層部分

4、。非跨高速公路部分滿堂支架基礎(chǔ)需要進(jìn)行處理，施工前將原地面找平，場(chǎng)地平整后用18噸壓路機(jī)壓實(shí)，后鋪筑一層15cm厚級(jí)配碎石層壓實(shí)后（軟弱地段換填墊片石和灰土），再澆筑一層15cm厚C20混凝土墊層硬化處理。5、門洞設(shè)置及交通組織1）門洞設(shè)置在高速公路左右幅，每幅設(shè)置一個(gè)門洞，門洞凈尺寸B(寬)xH(高)=7.0mx5.5m和B(寬)xH(高)=7.0mx5.5m。2）安全設(shè)施：目前高速公路正在建設(shè)之中，車流流量主要來(lái)自施工車輛，在考慮安全設(shè)施防護(hù)時(shí)在主要考慮施工的車輛。在洞口前后各200米處設(shè)置減速帶，并設(shè)置限高桿，在門洞前后各1000m范圍設(shè)置限速標(biāo)識(shí)牌和安全警示牌。夜間照明及警示燈等裝置在

5、門洞口設(shè)置，所示警示牌均要有夜間反光裝置。6、基坑開挖施工跨泗許高速公路特大橋31#、32#墩位于高速公路路基兩側(cè)，基坑開挖深度在3.7米，原地地面標(biāo)高+25.2m，基坑開挖底標(biāo)高在+21.5m左右，基坑開挖在該處采用25#槽鋼，單根長(zhǎng)度10米，利用振動(dòng)錘逐根打入，形成垂直支護(hù)，對(duì)角采用水平支撐圍囹支撐。7、門洞支架設(shè)計(jì)方案門洞部分采用鋼管樁基礎(chǔ)，澆注混凝土擴(kuò)大條形基礎(chǔ)，鋼管樁直徑600mm，壁厚16mm，單根鋼管立柱頂橫橋向設(shè)置H700組合型鋼，與鋼管頂封端板采用三角勁板焊接牢固，縱橋向也布置H700組合型鋼。下圖為鋼管支撐部分梁體模板圖。8、門洞結(jié)構(gòu)設(shè)置力學(xué)安全性驗(yàn)算門洞立柱采用609X1

6、6鋼管，立柱間距2.25米，順橋向主梁布置H700型鋼，鋼管頂橫橋向分配梁為H700組合型鋼，高速公路與宿淮鐵路立交平面夾角50度。8.1各材料截面性能特征：（一）、609*16鋼管截面特性1、鋼管截面積:A=1/4(D2-d2) =/4*(60.92-57.72)=298.074cm22、鋼管的回轉(zhuǎn)半徑:ix=20.973cm3、單位重：g=234Kg/m4、抗扭系數(shù)Wt=8611.973cm35、軸慣性矩Ix= (D/2)2-(D/2-t)2*3.142=131117.298 cm46、截面抵抗矩 Wx= 0.0982*(D4-(DN)4/D=4305.9cm3（二）、H700組合鋼梁截面

7、特性1、截面積A=1.8*70*2+66.4*1.6*2=464.5 cm22、軸慣性矩Ix= 2*1.6*66.43/12+2*70*1.8*33.292+（忽略） =357340.4cm4；3、截面抵抗矩 Wx= IX/34.1=357340.4/34.1=10479.2cm34、單位重：g=364.6 Kg/m（三）、I32a截面特性1、截面積:A=67.12cm22、鋼管的回轉(zhuǎn)半徑:ix=12.85cm3、單位重：g=52.69Kg/m4、軸慣性矩Ix=11080 cm46、截面抵抗矩 Wx=692.5cm38.2荷載取值情況：荷載取值：最不利荷載處梁截面尺寸如下，頂?shù)装搴癜?00mm

8、計(jì)算，腹板處腹板厚600mm，梁高按為3500mm代入計(jì)算：1）根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙混凝土容重為N1=26KN/m3，2）模板考慮自重按N2=0.75KN/m2，3）、施工人員施工料具行走或堆放荷載N3=2.5KN/m2，4）、混凝土振搗時(shí)產(chǎn)生荷載N4=2KN/m2，5）、混凝土傾倒產(chǎn)生的沖擊荷載取N5=2.0 KN/m2，腹板與底板處每平米荷載值：腹板處砼自重N1腹=26X3.5=91KN/m2，底板處混凝土自重N1底=26X0.8=20.8KN/m2。P=1.2X（91+0.75）+1.4x(2.5+2+2)=119.2KN/m2底板處每平方米承受荷載為:P=1.2X（20.8+0.75）+1.4

9、x(2.5+2+2)=35KN/m2腹板處線荷載q=119.2x0.6+0.55*35=90.8kN/m。按腹板處最大彎矩Mmax=1/8*qL2=0.125*119.2*（8/COS40）2=1238KN.m。8.3驗(yàn)算跨門洞組合主型鋼（L=8/COS40=10.443m）:W=1238x1000/170=7281cm3。選H700組合型鋼，W=10479.2cm37281cm3，可以滿足要求。計(jì)算腹板下型鋼撓度：=5ql4/(384EI)=5*90.8*104434/(384 *2.10*105*357340.4*104)=18.7mm允許撓度f(wàn)=l/500=10443/400=26mm撓

10、度滿足要求。8.4鋼管立柱頂橫橋向分配梁計(jì)算翼緣板與頂?shù)装逄幘?00mm毫米混凝土計(jì)算，腹板寬度600mm以內(nèi)按3500mm高厚度計(jì)算荷載，各處線荷載計(jì)算如下：邊跨線荷載：Q1(頂?shù)装濉⒁砭壈逄?= 37.36X0.5X10.443=195KN/mQ2(腹板處)= q=121.6x=635kN/m簡(jiǎn)化計(jì)算簡(jiǎn)圖，受力簡(jiǎn)圖如下：經(jīng)過(guò)計(jì)算，得到彎矩和剪力圖如下：荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖（KN m）彎矩圖（KN.m）剪力圖（KN）最大彎矩Mmax=136.38KN.m按此布置需要的材料截面抗彎模量W=136.38x1000/170=802cm3.選2I32a工字鋼，W=2x469.4=938.8802cm3滿足

11、要求。計(jì)算最大截面處剪力產(chǎn)生的應(yīng)力：最大剪力：Qmax=490.28+195.25=685.53KN：Sx=400.5cm3,I=11080 cm4,滿足要求。中間跨立柱頂橫向分配梁荷載如下：最大計(jì)算荷載處，荷載分布寬度B=0.5*（7+5）/COS40=15.7*0.5m，各處線荷載計(jì)算如下：Q1(頂?shù)装濉⒁砭壈逄?= *0.5=293.3KN/mQ2(腹板處)= *0.5=954.5kN/m荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖（KN m）彎矩圖（KN.m）剪力圖（KN）最大彎矩Mmax=205.1KN.m按此布置需要的材料截面抗彎模量W=205.1x1000/170=1206cm3.選H700組合型鋼，W=104

12、79.2cm31206cm3滿足要求。計(jì)算最大截面處剪力產(chǎn)生的應(yīng)力：最大剪力：Qmax=736.22+287.93=1024.2KN：腹板處 A=66.4*1.6*2=212.5 cm2,滿足要求。8.5鋼管立柱驗(yàn)算：柱頂受到荷載為軸向力P=2408.8KN 立柱計(jì)算長(zhǎng)度L0=5.0m，由于是舊管。乘以0.75折簡(jiǎn)系數(shù)。 查規(guī)范，=0.90 求穩(wěn)定 1N*1000/(A*0.75)=89.8MPa 1=89.8/0.75=120Mpa164 Mpa 滿足要求（Q235鋼管容許應(yīng)力205*80%=164Mpa，80%為舊管折減系數(shù)）9、非門洞處滿堂鋼管支架體系及模板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本工程支架體系分兩部分

13、，一部分為跨門洞少支點(diǎn)型鋼式支架，另一部分為滿堂式鋼管式腳手架支撐體系。從目前原地面和設(shè)計(jì)標(biāo)高可知，高管腳手架搭設(shè)最高點(diǎn)在邊跨處，高度達(dá)8米。9.1、最不利荷載分析：梁最不利荷載分布在31#、32#墩，該分布3米范圍內(nèi)梁高5米，荷載集中在墩頂，支架計(jì)算時(shí)忽略該點(diǎn)；滿堂支架體系分直線段和非直線段兩部分。非直線段最不利荷載：取31#墩某截面，取梁相臨截面（14#截面）為最不利荷載。梁高取4800mm，腹板厚取值800mm，頂?shù)装搴穸群嫌?jì)320+650=970mm。直線段最不利荷載：選取30#墩邊梁3#4#截面處截面參數(shù)計(jì)算，梁高取3000mm，腹板厚取值600mm，頂?shù)装搴穸群嫌?jì)450+500=9

14、50mm。9.2、荷載取值：恒載取1.2安全分項(xiàng)系數(shù)，活載取1.4安全分項(xiàng)系數(shù)，不考慮風(fēng)荷載。（1-5項(xiàng)根據(jù)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范取值）1）根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙混凝土容重為N1=26KN/m3，2）模板考慮自重按N2=0.75KN/m2，3）、施工人員施工料具行走或堆放荷載N3=2.5KN/m2，4）、混凝土振搗時(shí)產(chǎn)生荷載N4=2KN/m2，5）、混凝土傾倒產(chǎn)生的沖擊荷載取N5=2.0 KN/m2，6）、鋼管支撐桿自重荷載構(gòu)配件取值如下；根據(jù)按照 <建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范> JBJ1302001中規(guī)定直角扣件：按每個(gè)主節(jié)點(diǎn)處二個(gè)，每個(gè)自重：13.2N/個(gè)；旋轉(zhuǎn)扣件：按剪刀撐每個(gè)

15、扣接點(diǎn)一個(gè)，每個(gè)自重：14.6N/個(gè)；對(duì)接扣件：按每6.5m長(zhǎng)的鋼管一個(gè)，每個(gè)自重：18.4N/個(gè)；橫向水平桿每個(gè)主節(jié)點(diǎn)一根，取2.2m長(zhǎng)；鋼管尺寸：48×3.5mm，每米自重：38.4N/m?？奂戒摴苤Ъ茏灾兀ò?m高度計(jì)算）a、 立桿自重（采用48*3.5mm鋼管單位重量為3.84kg/m）q立=0.0384KN/m*8m=0.307(KN/根)q水平桿自重：=6*2.2*0.0384=0.507(KN/根)b、 可調(diào)托座q托=0.045KN/m*1個(gè)=0.045(KN/根)c、 扣件自重直角扣件：q扣=0.0132KN/m*6個(gè)*2=0.1584(KN/根)對(duì)接扣件：q對(duì)接扣

16、=0.0184KN/m*1個(gè)=0.0184(KN/根)則，扣件式鋼管支架自重：q=0.307+0.045+0.158+0.0184+0.507=1.04(KN/根)9.3、荷載組合：荷載組合表荷載種類直線段恒荷載（KN/m2）非直線段恒荷載（KN/m2）腹板頂?shù)装迥０邃摴苣_手架腹板頂?shù)装迥０邃摴苣_手架大小7824.70.751.04(KN/根)124.825.220.751.04(KN/根)荷載種類直線段活荷載（KN/m2）非直線段活荷載（KN/m2）振搗砼荷載振搗荷載活荷載振搗砼荷載振搗荷載活荷載大小2.02.02.52.02.02.59.4、立桿計(jì)算（一）、立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算因支架高度較小，根

17、據(jù)<建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī) 范> JBJ1302001中規(guī)定，可不考慮風(fēng)荷載計(jì)算。本工程設(shè)計(jì)上直線段，頂?shù)装辶U橫橋向間距600，縱向間距800，大小橫桿步距1200mm；腹板處立桿橫橋向間距加密為300mm；本工程設(shè)計(jì)上非直線段，頂?shù)装辶U橫橋向間距600，縱向間距600，大小橫桿步距1200mm；腹板處立桿橫橋向間距加密為300mm。不組合風(fēng)荷載時(shí)N=1.2（NG1k+NG2k）+1.4NQk （1）組合風(fēng)荷載時(shí)N=1.2（NG1k+NG2k）+0.85×1.4NQk （2）式中NG1k腳手架結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力；NG2k構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力

18、NQk施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和，內(nèi)、外立桿可按一縱距（跨）內(nèi)離工荷載總和的1/2取值。荷載設(shè)計(jì)值在不同部位的設(shè)計(jì)值如下：（1）直線段底板處：N=1.2（NG1k+NG2k）+1.4NQk N=1.2*（24.7+0.75）*0.6*0.8+1.4*（2+2.5+2）*0.6*0.8 +1.04=14.66+5.82=20.48KN;（2）直線段腹板處：N=1.2*（78+0.75）*0.3*0.8+1.4*（2+2.5+2）*0.3*0.8 +1.04=22.68+3.64=26.32KN;（3）非直線段頂?shù)装逄帲篘=1.2*（25.22+0.75）*0.6*0.6+1.4*（2+2.5

19、+2）*0.6*0.6 +1.04=11.22+4.73=15.95KN;（4）非直線段腹板處：N=1.2*（124.8+0.75）*0.3*0.6+1.4*（2+2.5+2）*0.3*0.6 +1.04=27.12+3.1=30.22KN;立桿計(jì)算長(zhǎng)度l0應(yīng)按下式計(jì)算：l0=kh式中 k計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)，其值取10。考慮腳手架整體穩(wěn)定因素的單桿計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，=1；h立桿步距。l0=kh=1200mm選用48mm×3.5mm鋼管，截面面積A=489.3mm2，=215MPa，最小回轉(zhuǎn)半徑i=15.78mm，支撐立桿步距1.2m，長(zhǎng)細(xì)比=l200/i=1200/15.78=76.05，

20、查表得穩(wěn)定系數(shù)=0.713根據(jù)<建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī) 范> JBJ1302001中規(guī)定：取荷載最大處N=30.22KN進(jìn)行立桿驗(yàn)算，由公式得出結(jié)果如下：強(qiáng)度驗(yàn)算：=N/A=30220/489.3*0.713=86.6MPaf=205MPa（二）扣件抗滑驗(yàn)算直角扣件、旋轉(zhuǎn)扣件抗滑承載力每個(gè)取RC=8.5KN，立桿接高時(shí)，接高扣件數(shù)量確定：30.22/8.5=3.6，取整數(shù)4，即接高時(shí)，防滑扣件數(shù)量4個(gè)。9.5、立桿地基承載力驗(yàn)算立桿荷載通過(guò)15cm后C20混凝土墊層傳遞至地基，荷載最不利腹板處每平方米立桿承受荷載為p腹板處=30.22/(0.3*0.6)=168KN/m

21、2，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙差的參數(shù)，地基承載力在120150kpa之間，經(jīng)過(guò)表層硬化，通過(guò)試驗(yàn)取得地基承載力參數(shù)，要求承載力不小與168KN/m2。為確保地基完全可靠，考慮到不可預(yù)見因素，地基經(jīng)平整碾壓須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)（不合格的換填處理）,其容許承載力最少200KPa?？紤]雨水影響,再在上鋪設(shè)一層混凝土厚度0.15m進(jìn)行封閉，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)地基荷載試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后方可進(jìn)行下道工序施工。結(jié)論：故滿堂腳手架在直線段立桿間距按0.6x0.8m布置，橫橋向間距600mm，縱橋向間距800，腹板處加密為300布置，滿足設(shè)計(jì)要求。非直線處滿堂腳手架在直線段立桿間距按0.6x0.6m布置，橫橋向間距600mm，縱橋向間距6

22、00，腹板處加密為300布置，滿足設(shè)計(jì)要求。10、梁續(xù)箱梁模肋及螺桿設(shè)計(jì)根據(jù)最不利荷載，取非直線段進(jìn)行計(jì)算，對(duì)拉螺桿按照梁全高5m處進(jìn)行計(jì)算。實(shí)際腳手管布置簡(jiǎn)圖如下：10.1、梁底縱橫分配梁模肋選型橫橋向底模模肋計(jì)算 初步假定：橫橋向底模模肋分布間距200，采用7x10cm的木方。由荷載組合可知，底板模肋各位置的線荷載如下：q腹板=1.2*（124.8+0.75）*0.2+1.4*(2+2+2.5)*0.2=31.95kN/Mq頂?shù)?1.2*（25.22+0.75）*0.2+1.4*(2+2+2.5)*0.2=8.05kN/M橫橋向底模模肋計(jì)算受力簡(jiǎn)圖如下，按均布荷載取值計(jì)算：受力計(jì)算圖（單位

23、KN,m）由結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器，可得出彎矩、剪力圖。彎矩圖（單位：KN.m）剪力圖（單位：KN）7x10cm木方設(shè)計(jì)抗彎模量：最大彎矩為：最大彎應(yīng)力：慣性矩，,彈性模量E=9X103Mpa;最大撓度：;底板橫向分配梁布置滿足要求.、底模板縱向分配主梁計(jì)算分配梁縱橋按均布荷載計(jì)算取值，采用10X10cm木方。縱向分配梁按照3等跨連續(xù)梁計(jì)算，取最不利腹板下的分配梁計(jì)算，計(jì)算簡(jiǎn)圖及內(nèi)力圖計(jì)算如下。線荷載q腹板=1.2*（124.8+0.75）*0.3+1.4*(2+2+2.5)*0.3=47.93kN/M10x10cm木方設(shè)計(jì)抗彎模量：慣性矩，,彈性模量E=9X103Mpa;簡(jiǎn)化按均布荷載布置于縱向分配梁上。受力計(jì)算圖（單位KN,m）由結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器可知彎矩、剪力圖如下：彎矩圖（單位：KN.m）剪力圖（單位：KN）最大彎矩為：最大彎應(yīng)力：10.2、梁側(cè)模計(jì)算（取最大截面處計(jì)算）0號(hào)塊為箱梁最大截面處，梁高5米計(jì)算側(cè)模板，側(cè)模板面板小肋采用5X10cm木枋，間距200。側(cè)模板受力縱肋采用型鋼，側(cè)模采用4道25螺桿。、側(cè)模板驗(yàn)算1）、荷載分析： 式中：P-新澆注砼對(duì)模板的最大側(cè)壓力，KN/m2；-砼的容重，26 KN/m2；t0-