新建瑞昌至九江铁路(82.75 154 88.75)m矮塔斜拉桥现浇连续梁施工支架安全性检算报告.6.4

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1、檄埃武轧办憎任就痕刑棋春众讳焚稿谩镐擅跺寨犯杰乡迂梧雨忙扮箔啦星浅邻很阳漏湃膨湛言沿言意寞挑虎兼诫十钒霉悟戈骇怒戌简镜皮芥传赠仁想虫戈掂仓妖涧辽茸灿淌粳杠兴裁筋洪疤诅栅溶徐控毯秽美应土利闹邹肉埂陶昌令剩诈勺蛙杂赌印沾边保宦缠蔼婆爷妇惯损递甜贵适欧卸残那涨偶筑秤傲伍斤荡缉睬执衅腾块涣矫伸宽磁迎票洋大淬弛喳联洛券锹冉哼捌涤晾厨给殃诀活尼诉谅沼竭更弦殴员义巫鸿凝涡亨踞诣养勺罐仑逢惮滇镭页苍缠厉端壬秽佳长速衫沾喊客膳学赤邪煽索匿陵菠佳泌豹阻忠厚祸霹昏扔劫耶娱介出园抖洋祝剧布袒蚤标空拎沸啼闪透味胎嫂苔策止狂楼幼公椭坑de tallar lalimentaci desprs del seu s, est

2、estrictament prohibit a la mquina piconat de vaixells que executa emplenaments clars. 6.3 serra circular fulla veure parts de placa i transmissi per installar escut i establir una assegur枚宗怒罐猾纂沁暑颤啼缺豢鞭学蹿牟寻破处砒两只臆碌涨辫亦战诌闰及裴琼灼垂獭陵唤羹缕汾点畦奖构潦逻群魏衰丧催摔姬枯锄烦梳邦达妙凤谢抨盯霹既委耐耙梁县废构佐胡恶祈液仪靡阅串砷裂吩县看辟示奔隙巫纤寅欢融宾厩茫淹型毋吨侣胃扔看袜扔境晕跟

3、詹磐衍弟抡戮楼链淄伐颧癸夺嚣兽评红宵饼漠待差腿缸窗溉急今浙集巡诸艾策核发驻攒叭寸么研镰报瞒熬寺基胺汹居嫁妆梁衡乙仍受就框楚妨榴桔妄设认砾员墓惕虚蚕态诉怯寅穆禁脯异藕博斋跺捅脂独度葫荡炸扩愚驻腮制栗刚听曝做涨晴媳拂嘶洲姨尹坊但措冈坦蹿碳空裹叠寞异裔亨羚辫隋匣买旬筏毖仓钙尤吏简陇览菏庞贷孤新建瑞昌至九江铁路(82.75 154 88.75)m矮塔斜拉桥现浇连续梁施工支架安全性检算报告2015.6.4札锚趁叠刑戳位民息疆令鸿蝇绕绒鸳烩实造鸡途病驭屈轴为扫元玩更捂慨钮拨晒拯嘶垃喂秧跑柳宇链卧帽橇肌征买把解完缆穗酵悠莲惶哄锐花详柯酌凤宵校荤番括凝发槐圆烫叔汞购扎骏考妊述乔言涵加浇予牡陵隋锭瓦息逊湍潭酷矫

4、切景酚冷续刊掳秦润举拂褥蹋盔些粘拉腮姥袍盛疡舌现汐刃芥愤诱卤滴渝安途呸丢藉瞻宠钉诡躲氯亦蛀豺猜帽但沂胀爆找囤息乾壳湛疾贺涧咀冉炳归秉藻撮膝矽汗御盔幂蜡淫液打词妮冒荆众皋及呕谰涧啡膏信譬元摧榷柿奴漏玉珠填焦戎挠榨酸桂歇呛瞅弥报牟徒曳房潦帧簿铝亲讨劈瘁宦泌为划细问械蒜衣闺宇被戌货彝庞厂靶握屏俄胳疲琶轧滩途贤即小心新建瑞昌至九江铁路西南下行联络线（82+154+88）m矮塔斜拉桥连续梁施工支架结构安全性检算报告中南大学土木工程学院工程与力学研究所2015年6月委托单位：中铁四局集团瑞九铁路RJZQ-2标项目经理部建设单位：昌九城际铁路股份有限公司瑞九铁路工程建设指挥部设计单位：中铁第四勘察设计院集团

5、有限公司施工单位：中铁四局集团瑞九铁路RJZQ-2标项目经理部监理单位：南昌华路监理咨询有限责任公司检算单位： 中南大学土木工程学院工程与力学研究所检算人员： 殷勇报告编写： 殷勇报告审核： 周德单位地址：湖南省长沙市韶山南路68号联 系 人：殷 勇邮政编码：410075联系电话：13107318822电子邮箱: 157533081目录第一章 引 言11.1工程概况11.2 主要检算内容41.3 检算依据4第二章 承插型盘口式满堂支架结构安全性检算62.1 满堂支架概况62.2 计算方法与主要参数92.3 计算结果与分析162.3.1满堂支架强度、刚度、稳定性有限元分析结果162.3.2立杆强

6、度及稳定性公式验算322.3.3分配梁强度与刚度检算342.3.4支架模板检算352.3.5 盘扣式钢管立杆处地基承载力计算392.4 本章小结39第三章 桩基立柱+贝雷梁+满堂支架结构安全性检算结果与分析413.1 组合支架概况413.2 计算方法与参数433.3 计算结果与分析433.3.1横向分配梁I14检算433.3.2贝雷梁支架检算453.3.3 4拼I56横梁检算523.3.4桩基承载力检算533.4 本章小结55第四章 主要检算结论与建议564.1 主要检算结论56第一章 引 言1.1工程概况 新建铁路瑞昌至九江铁路采用（82.75+154+88.75）m单线矮塔斜拉桥连续梁上跨

7、京九上、下行铁路和既有西南下行联络线铁路，铁路与线路大里程夹角为16度，连续梁采用满堂支架现浇施工,拆除支架后形成T构体系，再平面转体至设计线位后进行边跨以及中跨合拢施工。主桥结构类型为单线有砟轨道（82+154+88）m矮塔斜拉桥，结构为塔与梁固结，墩与塔梁分离的体系。连续梁主梁截面类型为单箱单室直腹板变高度箱梁，箱梁顶面宽10.0m，底宽6.5m，中支点截面梁高7.5m，跨中合拢段及边跨现浇段、边跨合拢段梁高4.0m，梁底下缘按圆曲线变化，圆曲线半径R=773.5m，顶板厚42cm，腹板厚分别为45cm、70cm、90cm，底板厚由中跨跨中及边跨直线段的50cm按圆曲线变化至110cm，中

8、支点再加厚至150cm，边支点加厚到80cm，除索梁锚固横梁外，全桥共设5道横隔梁，分别设于中支点、端支点和中跨跨中处，中支点处设置厚1.55m的端隔梁，中跨跨中合拢段设置厚0.4m的中横隔梁，横隔梁处设有孔洞供检查人员通过，在索梁锚固点处分别设置高1.6m横梁一道，全梁共设24道锚固横梁。桥塔采用钢筋混凝土结构，横向为双柱式，桥面以上塔高20 m。塔柱采用矩形实心截面，塔柱横截面轮廓四周设R=25cm圆倒角处理，顺桥向塔底宽5.0m，塔顶宽4.0m；横桥向宽度2.0m。在桥塔塔顶顺桥向设有0.8*0.8m的切角处理，塔底纵桥向两侧以及横桥向内侧设25*25cm的倒角。塔柱横向不设横联。20-

9、23#墩（82.75+154+88.75）m转体矮塔斜拉连续箱梁采用满堂支架分节段现场浇筑法施工。A节段26m，B、C节段30m，D、E节段33m，合拢段长2m。连续梁共15个浇筑段，边跨现浇段长分别为4.75m、10.75m。图1.1为（82+154+88）m矮塔斜拉桥立面图，图1.2为主梁截面图。图1.1 （82+154+88）m矮塔斜拉桥立面图图1.2（a） 边跨支座位置断面图1.2（b） 中支墩位置断面图1.2（c） 中跨跨中位置断面1.2 主要检算内容受中铁四局集团瑞九铁路RJZQ-2标项目经理部四分部委托，中南大学土木工程学院对新建瑞九铁路庐山枢纽西南下行联络线特大桥（82.75+

10、154+88.75)m矮塔斜拉桥现浇连续箱梁施工支架体系进行安全性检算和优化设计服务，主要工作内容如下：1、对箱梁A、C、E节段的承插型盘扣式满堂支架方案的安全性能进行检算与方案优化：（1）根据地质资料，确定采用满堂支架方案的地基承载力条件；（2）检算承插式盘扣满堂支架各构件强度、刚度、稳定性；（3）检算纵、横向分配梁设计及强度、变形；（4）检算模板强度、变形。2、对箱梁B、D节段跨河流部分拟采用的桩基立柱+贝雷梁+满堂支架设计方案的安全性能进行设计、检算和方案优化；（1）检算桩基的单桩承载力以及其强度、刚度、稳定性；（2）检算桩顶横向盖梁所采用的工字钢（H型钢）横梁的强度、刚度、稳定性；（3

11、）检算贝雷梁各构件的强度、刚度、稳定性；（4）检算贝雷梁上方横向分配梁的强度、刚度；（5）检算贝雷梁上方的满堂支架各构件强度、刚度、稳定性；（6）检算纵向方木与底板模板的强度、刚度；3、对临时支墩各构件进行安全性检算与方案优化： （1）检算钢管立柱的强度、刚度及稳定性；（2）检算纵、横向分配梁强度、刚度；（3）检算模板强度、变形。1.3 检算依据（1）中华人民共和国国家标准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）；（2）中华人民共和国国家标准铁路桥涵基本设计规范（TB1002.1-2005）；（3）中华人民共和国国家标准高速铁路桥涵工程施工技术指南（铁建设2

12、010241号）；（4）中华人民共和国国家标准钢结构设计规范（GB 50017-2003）；（5）中华人民共和国国家标准混凝土结构设计规范（GB 50010-2010）；（6）中华人民共和国国家标准建筑地基基础设计规范（GB 50007-2011）；（7）中华人民共和国国家标准建筑桩基设计规范（JGJ94-2008）；（8）中华人民共和国行业标准建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2011）；（9）中华人民共和国行业标准建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规范（JGJ232-2010）；（10）（82+154+88）m矮塔斜拉桥相关图纸，施工单位提供的施工方案编制文件。第二章

13、承插型盘口式满堂支架结构安全性检算2.1 满堂支架概况B、C（C）、E（E）节段支架采用落地式承插型盘扣式钢管支架，立杆横向在腹板位置立杆横向间距为60cm，其他位置横向间距为90cm，立杆纵向间距随支架高度变化由150cm变化到60cm，步距为150cm。次龙骨为L-150铝梁，顺桥向布置，腹板下间距150mm，箱室下间距为250mm。主龙骨底板下采用L-185铝梁，横桥向布置。翼缘板主龙骨采用L-150铝梁，横桥向布置，次龙骨采用10*10cm方木，间距为20cm。水平剪刀撑间距6m布设，不足6m时上下各布设一道水平剪刀撑。扫地杆距不超过地面30cm处布设。水平安全网从3m高度开始间距6m

14、一道布设，架体四周设置防护安全网。架体断阵处采用钢管扣件拉结，每隔一个立杆拉结一道，步距150cm。承插型盘扣式钢管支架基础采用换填和硬化处理，对软弱地段，换填80cm片石，承插型盘扣式钢管支架场地全部硬化，硬化采用C20砼浇筑，硬化厚度15cm。底模、侧模及翼缘模、端头模采用15mm厚竹胶板，竖肋为10*10cm方木，间距0.3m，水平肋采用双钢管，间距0.5m。水平支撑模板，水平支撑间距0.6m，竖向间距0.6m。外侧模、内模、端模间用拉杆螺栓连接并用钢管作内撑，以制约施工时模板变位和变形。内模侧模采用15mm厚竹胶板，竖肋为10*10cm方木，间距0.3m，水平肋采用双钢管，间距0.5m

15、，内模支撑为钢管架，水平向支撑固定内侧模，水平间距0.6m，纵向间距为0.6m，层间距为0.6m，形成“井”字框架支承系统。钢管架底部支立于采用20钢筋加工成板凳筋上，如图5.4.5-1所示。内外模设通长16精轧螺纹钢对拉螺杆,拉杆每端套双螺母，顺桥向0.5m一道，竖向最大间距0.6m；拉杆外套PVC管，内外模上下共设三道拉杆。图2.1为矮塔斜拉桥满堂支架布置立面图和断面架体布置示意图。图2.1(a)矮塔斜拉桥满堂支架布置立面图图2.1(b)矮塔斜拉桥满堂支架最高和最低断面架体示意图2.2 计算方法与主要参数利用有限元软件MIDAS/civil建立矮塔斜拉桥盘扣式满堂支架空间有限元分析模型，如

16、图2.2所示。（1）立杆纵向间距0.6m或0.9m，截面D-D与截面F-F之间支架的计算模型；（2）立杆纵向间距为0.9m，截面C-C与截面D-D之间支架的计算模型，取9m长度范围，分别计算；（3）立杆纵向间距为1.2m，局部位置加密为0.9m，截面B-B与截面C-C之间支架的计算模型，取9m长度范围，分别计算；（4）立杆纵向间距为1.2m或1.5m，局部位置加密为0.9m，截面A-A与截面B-B之间支架的计算模型，取9m长度范围，分别计算。 图2.2（a) 截面D-D与截面F-F之间盘扣式满堂支架有限元计算模型(1)图2.2（b) 截面C-C与截面D-D之间盘扣式满堂支架有限元计算模型(2)

17、 图2.2（c) 截面B-B与截面C-C之间盘扣式满堂支架有限元计算模型(3)图2.2（d) 截面A-A与截面B-B之间盘扣式满堂支架有限元计算模型(4)各种材料的容重及弹性模量等参数和钢管截面特性如表2.1和2.2所示。表2.1 材料特性值名称容重(KN/m3)弹性模量(Mpa)名称容重(KN/m3)弹性模量(Mpa)钢材78.52.06105方木8.3311103竹胶板250.1105混凝土263.45104铝梁6351T6270.7105铝梁6061T6270.5105表2.2 主材截面特性材料名称外径(mm)壁厚(mm)面积(cm2)截面惯性矩(cm4)截面模量(cm3)回转半径(cm

18、)M60603.25.7323.17.72.0148482.53.989.283.861.60铝梁L1857018516.231214131-铝梁L1507015014.438357.2-支架体系所承受荷载主要为静载和活载；静载为梁段混凝土和钢筋自重，以及模板支架重量，活载为施工荷载。便于分析起见，在计算过程中假定混凝土为理想流体材料，即材料颗粒之间不存在剪应力，这个假定对于一次浇筑完成的箱梁是恰当的，因为混凝土尚未初凝，应力重分布现象不明显；先浇的混凝土底板已经初凝，具备了一定的应力重分布能力，上述假定会有一定偏差，但总体来说底板初凝形成的应力重分布对于支架受力是有利的。连续梁箱梁截面为变高

19、，在横桥方向可划分为四个区域： 1）翼板区A1；2）腹板区A2；3）腹板附近带倒角顶底板区A3；4） 腹板之间顶底板区A4，横桥向截面划分如图2.3所示。支架体系空间有限元整体分析时方木和模板只考虑其重量不计提供的抗力。各区域荷载大小列于表2.3中，底板处以线荷载的形式作用在主龙骨L185铝梁上，翼板处以节点荷载的形式加在支架立杆顶部。 图2.3 横桥向截面区域划分表2.3（a）空间有限元整体分析时各区段立杆顶部分配梁荷载的加载值（断面F-F）序号类别A1A2A3A4荷载系数1面积m20.7911.34-9.17-2横桥向宽度m1.751.5-3.5-3单位面积混凝土重量KN/ m211.92

20、00.3-69.41.24模板及支架荷载2.5 KN/ m21.2a)施工人员、施工料具荷载； b)倾倒、振捣混凝土荷载2.52=5.0 KN/ m21.45总面荷载KN/ m224.3250.4-93.3_6间距为0.6m的主龙骨L185铝梁的线荷载 KN/ m14.6150.2-56.0-表2.3（b）空间有限元整体分析时各区段立杆顶部分配梁荷载的加载值（断面E-E）序号类别A1A2A3A4荷载系数1面积m20.796.432.822.65-2横桥向宽度m1.750.91.51.7-3单位面积混凝土重量KN/ m20.796.432.822.651.24模板及支架荷载2.5 KN/ m21

21、.2a)施工人员、施工料具荷载； b)倾倒、振捣混凝土荷载2.52=5.0 KN/ m21.45总面荷载KN/ m224.3237.369.859.6_6间距为0.9m的主龙骨L185铝梁的线荷载 KN/ m21.9213.562.853.6-表2.3（c）空间有限元整体分析时各区段立杆顶部分配梁荷载的加载值（断面D-D）序号类别A1A2A3A4荷载系数1面积m20.796.002.672.48-2横桥向宽度m1.750.91.51.7-3单位面积混凝土重量KN/ m211.9176.847.138.61.24模板及支架荷载2.5 KN/ m21.2a)施工人员、施工料具荷载； b)倾倒、振捣

22、混凝土荷载2.52=5.0 KN/ m21.45总面荷载KN/ m224.3222.166.556.3_6间距为0.9m的主龙骨L185铝梁的线荷载 KN/ m21.9199.959.950.7-表2.3（d）空间有限元整体分析时各区段立杆顶部分配梁荷载的加载值（断面C-C）序号类别A1A2A3A4荷载系数1面积m20.79 4.46 2.22 1.98 -2横桥向宽度m1.750.91.51.7 -3单位面积混凝土重量KN/ m211.93 131.18 39.27 30.79 1.24模板及支架荷载2.5 KN/ m21.2a)施工人员、施工料具荷载； b)倾倒、振捣混凝土荷载2.52=5

23、.0 KN/ m21.45总面荷载KN/ m224.31222.1166.5156.33_6间距为0.9m的主龙骨L185铝梁的线荷载 KN/ m24.31 167.41 57.13 46.95 _7间距为1.2m的主龙骨L185铝梁的线荷载 KN/ m21.88 150.67 51.41 42.26 -表2.3（e）空间有限元整体分析时各区段立杆顶部分配梁荷载的加载值（断面B-B）序号类别A1A2A3A4荷载系数1面积m20.79 2.01 2.10 2.81 -2横桥向宽度m1.750.451.52.6-3单位面积混凝土重量KN/ m211.93 118.19 37.10 28.62 1.

24、24模板及支架荷载2.5 KN/ m21.2a)施工人员、施工料具荷载； b)倾倒、振捣混凝土荷载2.52=5.0 KN/ m21.45总面荷载KN/ m224.31 151.83 54.52 44.34 _6间距1.2m的主龙骨L185铝梁线荷载 KN/ m29.17 182.19 65.42 53.21 -表2.3（f）空间有限元整体分析时各区段立杆顶部分配梁荷载的加载值（断面A-A）序号类别A1A2A3A4荷载系数1面积m20.79 1.80 2.01 2.65 -2横桥向宽度m1.750.451.52.6-3单位面积混凝土重量KN/ m211.9 106.0 35.5 27.0 1.2

25、4模板及支架荷载2.5 KN/ m21.2a)施工人员、施工料具荷载； b)倾倒、振捣混凝土荷载2.52=5.0 KN/ m21.45总面荷载KN/ m224.3 137.2 52.6 42.4 _6间距为1.2m的主龙骨L185铝梁的线荷载 KN/ m29.2 164.6 63.1 50.9 -7间距为1.5m的主龙骨L185铝梁的线荷载 KN/ m36.5 205.8 78.9 63.7 -风荷载计算公式：风荷载标准值，kN/m2；基本风压值，kN/m2；风速，系按平坦空旷地面，离地面10m高30年一遇10min平均最大风速，按10级大风计，取28.4m/s；风压高度变化系数，取1.28；

26、风荷载体型系数，取0.8；kN/m2kN/m2；最后根据各构件的实际受风面的大小确定所受风荷载的大小。2.3 计算结果与分析2.3.1满堂支架强度、刚度、稳定性有限元分析结果截面D-D与截面F-F之间的满堂支架检算：盘扣式钢管立杆M60轴力如图2.4(a)和图2.4(b)所示。由图可知，钢管立杆最大轴压力发生在腹板下方立杆的顶部为-97.3kN，承台以外处底部需提供的反力最大为82.75kN。 整个满堂支架各构件应力计算结果如表2.4(a)所示，整个满堂支架各构件位移计算结果如表2.4(b)所示。由计算结果表明：1）满堂支架中，竖向钢管立杆最大应力为-206.0MPa,发生在立杆顶部悬臂段，小

27、于300MPa，水平杆和斜杆的应力均不超过130.9MPa，小于205MPa；主龙骨L185铝梁应力不超过-78.0MPa，小于200MPa，各构件强度均满足设计要求。2）满堂支架立杆竖向位移为-5.9mm；主龙骨L185铝梁竖向位移最大为-5.93mm，挠度最大为 1.03mm小于其L/400=1.25mm，刚度满足设计要求，刚度满足设计要求。 表2.4（a) 混凝土浇筑时满堂支架各构件应力计算结果构件名称最大压应力（MPa）最大拉应力（Mpa）应力云图竖向钢管立杆-206.0-图2.4（c）水平杆钢管-130.9124.0图2.4（d）斜杆钢管-112.638.3图2.4（e）主龙骨L18

28、5铝梁-78.0-图2.4（f） 表2.4（a)混凝土浇筑时满堂支架各构件位移计算结果构件名称竖向位移（mm）位移图竖向钢管立柱顶部-5.9图2.4（g）主龙骨L185铝梁-5.93（-1.03）图2.4（h）注：括号中数据为跨中挠度满堂支架稳定性计算结果如图2.4(i)所示，由计算结果可知，最小弹性稳定性安全系数为5.35，稳定性满足要求。图2.4（a）竖向钢管立柱轴力分布（kN)图2.4（b）竖向钢管立柱底部反力分布（kN)图2.4（c）竖向钢管立柱应力分布图(MPa)图2.4（d）水平杆钢管应力分布图(MPa)图2.4（e）斜杆钢管应力分布图(MPa)图2.4（f）主龙骨L185铝梁应力

29、分布图(MPa)图2.4（g）竖向钢管立柱顶部竖向位移分布（mm)图2.4（h）主龙骨L185铝梁竖向位移分布（mm)图2.4（i）满堂支架失稳模态截面C-C与截面D-D之间的满堂支架检算：盘扣式钢管立杆M60轴力如图2.5(a)和图2.5(b)所示。由图可知，钢管立杆最大轴压力发生在腹板下方立杆的顶部为-101.98 kN，立杆底部需提供的反力最大为84.9kN。 整个满堂支架各构件应力计算结果如表2.5(a)所示，整个满堂支架各构件位移计算结果如表2.5(b)所示。由计算结果表明：1）满堂支架中，竖向钢管立杆最大应力为-202.2MPa,发生在立杆顶部悬臂段，小于300MPa，水平杆和斜杆

30、的应力均不超过178.7MPa，小于205MPa；主龙骨L185铝梁应力不超过-90.1MPa，小于200MPa，各构件强度均满足设计要求。2）满堂支架立杆竖向位移为-6.27mm；主龙骨L185铝梁竖向位移最大为-6.732mm，挠度最大为 0.83mm小于其L/400=1.25mm，刚度满足设计要求，刚度满足设计要求。 表2.5（a) 混凝土浇筑时满堂支架各构件应力计算结果构件名称最大压应力（MPa）最大拉应力（Mpa）应力云图竖向钢管立杆-202.2-图2.5（c）水平杆钢管-178.7171.3图2.5（d）斜杆钢管-110.214.5图2.5（e）主龙骨L185铝梁-90.190.1

31、图2.5（f） 表2.5（b)混凝土浇筑时满堂支架各构件位移计算结果构件名称竖向位移（mm）位移图竖向钢管立柱顶部-6.27图2.5（g）主龙骨L185铝梁-6.732（0.83）图2.5（h）注：括号中数据为跨中挠度满堂支架稳定性计算结果如图2.5(i)所示，由计算结果可知，最小弹性稳定性安全系数为5.145，稳定性满足要求。图2.5（a）竖向钢管立柱轴力分布（kN)图2.5（b）竖向钢管立柱底部反力分布（kN)图2.5（c）竖向钢管立柱应力分布图(MPa)图2.5（d）水平杆钢管应力分布图(MPa)图2.5（e）斜杆钢管应力分布图(MPa)图2.5（f）主龙骨L185铝梁应力分布图(MPa

32、)图2.5（g）竖向钢管立柱顶部竖向位移分布（mm)图2.5（h）主龙骨L185铝梁竖向位移分布（mm)图2.5（i）满堂支架失稳模态截面B-B与截面C-C之间的满堂支架检算：盘扣式钢管立杆M60轴力如图2.6(a)和图2.6(b)所示。由图可知，钢管立杆最大轴压力发生在腹板下方立杆的顶部为-86.3kN，立杆底部需提供的反力最大为81.56kN。 整个满堂支架各构件应力计算结果如表2.6(a)所示，整个满堂支架各构件位移计算结果如表2.6(b)所示。由计算结果表明：1）满堂支架中，竖向钢管立杆最大应力为-253.4MPa,发生在立杆顶部悬臂段，小于300MPa，水平杆和斜杆的应力均不超过13

33、6.6MPa，小于205MPa；主龙骨L185铝梁应力不超过-91.0MPa，小于200MPa，各构件强度均满足设计要求。2）满堂支架立杆竖向位移为-6.29mm；主龙骨L185铝梁竖向位移最大为-6.673mm，挠度最大为 0.857mm小于其L/400=1.25mm，刚度满足设计要求，刚度满足设计要求。 表2.6(a) 混凝土浇筑时满堂支架各构件应力计算结果构件名称最大压应力（MPa）最大拉应力（Mpa）应力云图竖向钢管立杆-253.4-图2.6（c）水平杆钢管-136.6 115.7图2.6（d）斜杆钢管-106.613.9图2.6（e）主龙骨L185铝梁-91.091.0图2.6（f）

34、 表2.6(b)混凝土浇筑时满堂支架各构件位移计算结果构件名称竖向位移（mm）位移图竖向钢管立柱顶部-6.29图2.6（g）主龙骨L185铝梁-6.673（0.857）图2.6（h）注：括号中数据为跨中挠度满堂支架稳定性计算结果如图2.6(i)所示，由计算结果可知，最小弹性稳定性安全系数为5.17，稳定性满足要求。图2.6（a）竖向钢管立柱轴力分布（kN)图2.6（b）竖向钢管立柱底部反力分布（kN)图2.6（c）竖向钢管立柱应力分布图(MPa)图2.6（d）水平杆钢管应力分布图(MPa)图2.6（e）斜杆钢管应力分布图(MPa)图2.6（f）主龙骨L185铝梁应力分布图(MPa)图2.6（g

35、）竖向钢管立柱顶部竖向位移分布（mm)图2.6（h）主龙骨L185铝梁竖向位移分布（mm)图2.6（i）满堂支架失稳模态截面A-A与截面B-B之间的满堂支架检算：盘扣式钢管立杆M60轴力如图2.7(a)和图2.7(b)所示。由图可知，钢管立杆最大轴压力发生在腹板下方立杆的顶部为-71.5kN，立杆底部需提供的反力最大为70.84kN。 整个满堂支架各构件应力计算结果如表2.7(a)所示，整个满堂支架各构件位移计算结果如表2.7(b)所示。由计算结果表明：1）满堂支架中，竖向钢管立杆最大应力为-211.1MPa,发生在立杆顶部悬臂段，小于300MPa，水平杆和斜杆的应力均不超过89MPa，小于2

36、05MPa；主龙骨L185铝梁应力不超过-87Pa，小于200MPa，各构件强度均满足设计要求。2）满堂支架立杆竖向位移为-6.6mm；主龙骨L185铝梁竖向位移最大为-6.597mm，挠度最大为 0.58mm小于其L/400=1.25mm，刚度满足设计要求，刚度满足设计要求。 表2.7(a)混凝土浇筑时满堂支架各构件应力计算结果构件名称最大压应力（MPa）最大拉应力（Mpa）应力云图竖向钢管立杆-211.1-图2.7（c）水平杆钢管-88.8 78.2图2.7（d）斜杆钢管-87.54.5图2.7（e）主龙骨L185铝梁-86.996.9图2.7（f） 表2.7(a)混凝土浇筑时满堂支架各构

37、件位移计算结果构件名称竖向位移（mm）位移图竖向钢管立柱顶部-6.6图2.7（g）主龙骨L185铝梁-6.597（0.58）图2.7（h）注：括号中数据为跨中挠度满堂支架稳定性计算结果如图2.7(i)所示，由计算结果可知，最小弹性稳定性安全系数为5.665，稳定性满足要求。图2.7（a）竖向钢管立柱轴力分布（kN)图2.7（b）竖向钢管立柱底部反力分布（kN)图2.7（c）竖向钢管立柱应力分布图(MPa)图2.7（d）水平杆钢管应力分布图(MPa)图2.7（e）斜杆钢管应力分布图(MPa)图2.7（f）主龙骨L185铝梁应力分布图(MPa)图2.7（g）竖向钢管立柱顶部竖向位移分布（mm)图2

38、.7（h）主龙骨L185铝梁竖向位移分布（mm)图2.7（i）满堂支架失稳模态2.3.2立杆强度及稳定性公式验算立杆强度根据以下式子进行验算：立杆稳定性根据以下式子进行验算：N 单根立杆所承受的轴向压力；轴心受压构件的稳定系数；A 钢管横截面面积；钢材的抗压强度设计值，取300 MPa；由上一节可知，最大轴力为101.98kN，发生在C-C与D-D截面之间。顶部悬臂处，计算长度为1.0m，稳定系数为=0.7。步距为1.5m，对应最大轴力最大为86.1kN。稳定系数由构件的长细比通过查表而得，其中为钢管的计算长度，按最不利情况取=m。或=m。取=1.8m。则=，b类截面，稳定系数为=0.588。

39、 ； 。 。 支架强度及稳定性满足要求。组合风荷载时：式中：组合风荷载时的单根钢管竖向荷载；风荷载标准值产生的弯矩；有效弯矩系数，采用1.0；立杆纵距，取1.35m；步距，取1.5m；风荷载标准值，kN/m2；基本风压值，kN/m2；风速，系按平坦空旷地面，离地面10m高30年一遇10min平均最大风速，按10级大风计，取28.4m/s；风压高度变化系数，取1.28；风荷载体型系数，取0.8；kNkN/m2kN/m2kNmMPa300MPa综上可知支架抗风稳定性满足要求。2.3.3分配梁强度与刚度检算1） 横向分配梁-主龙骨L185铝梁强度与刚度验算主龙骨L185铝梁承受底模传递的均布荷载，按

40、照3跨连续梁进行验算。主龙骨L185铝梁的力学性能及计算参数如下：（1）弹性模量E= 7104MPa；（2）截面惯性矩：I=1214cm4；（3）截面抵抗矩：W=131cm3；（4）铝抗弯强度设计值：=200MPa。对于混凝土箱梁腹板下方主龙骨L185铝梁： 荷载：q=205KN/m（纵向间距立杆间距1.5m)，钢管立柱中心间距：l=0.6m。主龙骨L185铝梁强度及刚度分别按以下两式进行计算： ； 则有205MPa； mm。故主龙骨L185铝梁强度及刚度满足要求。2） 纵向分配梁-L150铝梁强度与刚度验算纵向L150铝梁承受底模传递的均布荷载，按照3跨连续梁进行验算。纵向L150铝梁，其力

41、学性能及计算参数如下：（1）弹性模量E=5104MPa；（2）截面惯性矩：I=383cm4；（3）截面抵抗矩：W=57.2cm3；（4）荷载：q=1370.15=20.55KN/m；（5）横向分配梁-主龙骨L185铝梁的中心间距（纵向）：l=1.5m。（6）铝梁抗弯强度设计值：=200MPa。纵向L150铝梁强度及刚度分别按以下两式进行计算： ， 则有MPa=200MPa；=3.6mm。故纵向L150铝梁强度及刚度满足要求。3） 混凝土箱梁翼板下方10cm10cm纵向方木强度与刚度验算（1）弹性模量E=0.11105MPa；（2）截面惯性矩：I=101000/12=833.33cm4；（3）截

42、面抵抗矩：W=10100/6=166.67cm3；（4）荷载：q=24.30.2=4.86KN/m；（5）横向分配梁I14的中心间距（纵向）：l=1.5m。（6）木材抗弯强度设计值：=11MPa。纵向方木强度及刚度分别按以下两式进行计算： ， 则有MPaMPa； 。故10cm10cm纵向方木强度及刚度满足要求。2.3.4支架模板检算1）底模强度与刚度验算模板采用15mm厚竹胶板，底模下部支点为规则排列的纵向方木，故底模按照均布荷载作用下3跨单位宽度的连续单向板进行验算。单位宽度模板100015mm胶合板计算力学性能,计算参数如下：（1）弹性模量E=0.65104MPa；（2）截面惯性矩：I=1

43、001.53/12=28.125cm4=28.12510-8m4；（3）截面抵抗矩：W=1001.52/6=37.5cm3=37.510-6m3；（4）腹板下方荷载：q=250KN/m21m=205KN/m；（5）底模支撑方木中心间距：腹板下方l=0.13m；（6）竹胶板抗弯强度设计值：=13MPa。模板强度及刚度分别按以下两式进行验算： ； 则有腹板下方： ；=0.21mm。故模板强度及刚度均满足要求。 2）腹板处侧模强度与刚度验算新浇筑混凝土对模板的侧压力标准值计算：采用内部振捣器施工，当混凝土浇筑速度在以下时，作用于侧面模板的最大压力可按照下列二式中的较小值 （式1） （式2）当V/T0

44、.35时：当V/T0.35时：式中：新浇筑混凝土对侧面模板的最大压力，Kpa；有效压头高度，m；外加剂影响系数，不加时，取值为1，掺缓凝外加剂时，混凝土塌落度影响系数，当塌落度小于30mm时，取0.85,；当塌落度等于50-90mm时，取1.0；当混凝土塌落度等于110-150时，取1.15；混凝土入模板时的温度，；混凝土初凝时间，可按实测确定，当缺乏试验资料时，可采用计算，为温度，；混凝土浇筑速度，；每小时混凝土的浇筑体积；A浇筑混凝土结构的水平投影面积，；H混凝土浇筑层的高度（在初凝时间内），m混凝土的容重取。混凝土振捣对侧模产生的压力混凝土倾倒对侧模产生的压力假设混凝土入模时的温度为20

45、，混凝土浇筑拟定每个主墩两侧对称采用两台泵车同时浇筑，每小时浇筑方量为60，混凝土初凝时间为6小时， 则有： 按（式1）计算 按（式2）计算故取侧模板水平加劲纵梁采用方木，竖直间距为30cm，纵梁按照两跨L=0.6m的连续梁计算图式进行计算，按均布荷载（计入荷载分项系数）,参照建筑结构静力计算手册可得出各控制截面的内力值如下：跨中最大弯矩中支点处最大负弯矩中间支点处最大剪力边支点处最大剪力边支点处支反力中间支点处支反力模板竖向背带与水平纵梁的接触面积为支座处局部承压应力最大弯曲应力 满足要求。最大剪应力满足要求。主拉应力故满足要求。跨中挠度：刚度满足要求！3）腹板处对拉钢筋强度验算拉杆采用16

46、钢筋，截面积A2.01cm2，钢筋屈服强度195Mpa,拉杆采用布置则有KN,。2.3.5 盘扣式钢管立杆处地基承载力计算考虑地基处理浇注15cmC20砼，立杆下部为底托150mm150mm10mm钢板，C20混凝土容许承压应力MPa，则立杆下C20混凝土局部承载力： MPaMPa立杆下部为底托150mm150mm10mm钢板，地基处理浇注15cmC20砼，下铺设30cm厚碎石，按照45扩散角，则地基承载力： P=86.1103/（0.15+0.152 ）2=425.2KpaMPa。C20混凝土局部承载力满足要求。最大受力处立杆间距为0.6m0.9m。故有：P=86.1103/（0.60.9）

47、=160Kpa260kPa。场地平整，上铺设30cm厚碎石，压实后地基承载力能够达到260kPa以上，满足要求。2.4 本章小结根据前述计算结果可知，该工程拟采用的承插型盘扣式支架结构的强度、刚度、稳定性均能满足施工要求。支架结构应力和位移计算结果汇总于下表2.8所示。表2.8 满堂支架结构的主要检算结果（取公式计算或有限元数值模拟中较大者）构件内容检算结果容许值内容检算结果容许值立杆60轴力(KN)96100竖向位移（mm） 8.0-轴向强度验算(MPa)253300压弯+风荷载稳定性验算(MPa)273.4300稳定性验算(MPa)255.5300整体稳定性安全系数5.145大于4横向分配

48、梁铝梁L185应力(MPa)91200竖向挠度（mm）1.033纵向分配梁铝梁L150应力(MPa)80.8200竖向挠度（mm）3.63.75纵向方木10应力(MPa)6.5413竖向位移（mm）1.793.75底模板应力(MPa)7.1413竖向挠度（mm）0.2820.375侧模板应力(MPa)4.318对拉钢筋应力(MPa)181195盘扣立杆处地基局部承载力(MPa)3.839.6地基承载力(KPa)160260第三章 桩基立柱+贝雷梁+满堂支架结构安全性检算结果与分析3.1 组合支架概况受沙河支流的影响，河道附近支架基础采用桩基础，桩尖嵌入持力层，桩横向间距5.6m，纵向间距自小里

49、程向大里程分别为9m、9m、12m、15m、17m，桩处于箱梁腹板位置。桩基施工前在河道埋设120cm临时排水涵管，将河水引入涵管后填筑钻机作业平台，待桩施工完成后清理河道，保证流水畅通。桩基础采用常规的钻孔灌注桩施工工艺。钻孔桩破除桩头后进行打磨，令桩头顶面平整，并处于同一水平面上。在桩头上铺设800*800*30mm钢板，钢板与桩头钢筋可靠焊接。桩顶采用4片I56横梁并列放置，以承受由贝雷梁传递的荷载。桩基础施工完成后，在贝雷梁桁架节段采用标准节段，每节段长3m，高1.5m。两节桁架连接时，将一节的阳头插入另一节的阴头内，对准销子孔，插上销子，最后插入保险插销即可，将单片组装成排，每排2或

50、3片为宜。为了装拆起来方便，销子按下列规定安装：下层第一排（内排）桁架的销子由里往外插，第二、三排桁架销子则由外往里插；贝雷梁搭设吊装采用25t吊车，搭设贝雷梁时应将节点落在桩基础的中心位置或主桁梁中心位置。贝雷片纵向布置，贝雷片间距在梁底腹板下加密为45cm，其他位置均为90cm。图3.1为桩基础+贝雷梁+满堂支架结构的布置示意图。图3.1（a)桩基础+贝雷梁+满堂组合支架结构横截面布置图3.1（b)桩基础+贝雷梁+满堂组合支架结构布置示意图3.2 计算方法与参数利用有限元软件MIDAS/civil建立矮塔斜拉桥桩基立柱+贝雷梁+满堂支架结构的空间有限元分析模型，如图3.2所示。图3.2矮塔

51、斜拉桥桩基立柱+贝雷梁+满堂支架结构的空间有限元分析模型本模型中对于横向分配梁I14上方的盘扣式满堂支架没有建立模型，其受力状况已经在前一章进行了详细的分析，本章采用结点荷载的形式模拟荷载由立杆传递到横向分配梁I14，以此对横向分配梁I14及以下各构件进行安全性检算。3.3 计算结果与分析3.3.1横向分配梁I14检算 图3.3（a）图3.3（d）分别为B节段和D节段混凝土浇注完时贝雷梁上I14分配梁应力和竖向位移图；分配梁最大拉应力为195.0MPa，最大压应力为 -149.0MPa，强度满足要求。最大竖向变形为-49.2mm发生在D节段混凝土浇注完时，活载作用下最大相对竖向挠度1.4mm9

52、00/400=2.25mm，刚度满足要求。图3.3（a）B节段混凝土浇注完时贝雷梁上I14分配梁应力(MPa）图3.3（b）B节段混凝土浇注完时贝雷梁上I14分配梁竖向位移图（mm）图3.3（c）D节段混凝土浇注完时贝雷梁上I14分配梁应力(MPa）图3.3（d）D节段混凝土浇注完时贝雷梁上I14分配梁竖向位移图（mm）3.3.2贝雷梁支架检算图3.4（a）为B和D节段混凝土浇注完时贝雷梁中Q345槽10弦杆（单根）的弯矩图。单层双排贝雷梁弦杆总弯矩最大为168 kNm，满足承载力要求。图3.4（b）图3.4（e）分别为混凝土浇注完时贝雷梁中Q345槽10弦杆、竖杆、斜杆、支撑架的轴力图。贝雷

53、梁强度检算结果汇总如表3.1，由表可知，竖杆个别位置最大轴压力达到-371.2KN，斜杆个别位置最大轴压力达到-271.6KN，不能满足承载力要求。轴力较大的杆件仅仅在支座处，因此必须在与I56工字钢相互接触的每片贝雷梁弦杆处的上下弦之间焊以槽12加强，以便减小竖杆、斜杆的内力。表3.1 混凝土浇注完成时荷载作用下贝雷梁主要构件的强度检算结果主要构件轴力（KN）容许承载力（KN）拉压贝雷梁弦杆304.5-368.9560贝雷梁竖杆94.3-371.2210贝雷梁斜杆220-271.6171.5贝雷梁之间的支撑架34.98-53.6150采用措施加强支座处竖杆和斜杆后，能满足承载力要求。图3.4

54、（a）贝雷梁槽10弦杆在混凝土浇注时弯矩图（kNm）（单层双排共8根）图3.4（b）贝雷梁槽10弦杆在混凝土浇注时轴力图（kN）图3.4（c）混凝土浇注完时贝雷梁中竖杆轴力图（kN）图3.4（d）混凝土浇注完时贝雷梁中斜杆轴力图（kN）图3.4（e）混凝土浇注完时贝雷梁中支撑架轴力图（kN）图3.4（f）和图3.4（g）为混凝土浇注完时贝雷梁中Q345槽10弦杆竖向位移图；槽10弦杆在跨中有最大竖向变形为-49.24mm, 活载作用下最大相对竖向挠度为40mm17000/300=56mm，刚度满足要求。由销孔间隙引起的挠度:销孔间隙,节数, 桁高,跨度贝雷梁总的最大竖向位移为49.24+53.

55、4=102.6mm。 图3.4（f）贝雷梁槽10弦杆在B段混凝土浇注时竖向位移图（mm） 图3.4（f）贝雷梁槽10弦杆在D段混凝土浇注时竖向位移图（mm）3.3.3 4拼I56横梁检算图3.5(a)图3.5(b)为混凝土浇注时桩顶部横梁4拼I56的应力云图和竖向位移曲线。由图可知：1) 在连续梁混凝土浇注完成时,桩顶横梁最大压应力为-209.8MPa，最大拉应力为156.4MPa，略大于205MPa，不超过5%，满足强度要求。 2) 桩顶横梁在端部有最大竖向变形为-9.4mm, 端部最大相对竖向挠度为4.9mm5600/600=9.3mm，刚度满足要求。跨中最大相对竖向挠度为2.0mm560

56、0/600=9.3mm。图3.5（a）桩顶横梁在混凝土浇注时最大应力图（MPa）图3.5（b）桩顶横梁在混凝土浇注时竖向位移图（mm）3.3.4桩基承载力检算图3.6为混凝土浇筑后桩顶所受力。由图可知，第1排与第6排桩单根桩承重不超过2500kN， 第5排桩单根桩承重最大达5347.5kN。最大压应力为-15.6MPa。图3.6（a）混凝土浇筑后桩顶所受竖向力（kN)图3.6（b）混凝土浇筑后桩顶所受应力（MPa)图3.7为21#至22#墩之间各土层基本地质状况。土层状况：+31.1+29.3为粉质粘土， 2050kN/m2 桩侧摩阻力； +29.3+25.4为粗圆砾土， 3080kN/m2 桩侧摩阻力； +25.4+13.1为强风化砂岩， 140160kN/m2 桩侧摩阻力； 16502200 kN/m2 桩端承载力； +13.1-7.41为弱风化砂岩， 160180kN/m2 桩侧摩阻力； 40006000 kN/m2 桩端承载力。由公式： p-桩的轴向容许承载力； D-桩截面周长；Li-各土层厚度； A-桩底支承面积；-震动沉桩影响系数，取1.0； -桩周长的极限摩阻力；R-桩底土的极限承载力。图3.7 21#至22#墩之间各土层基本地质状况第一排桩与第