桐九分离立交支架施工方案系杆拱桥支架施工方案及计算书

桐九分离立交支架施工方案根据本工程结构设计及现场条件的特点，综合考虑安全与经济，拟采用扣件式满堂支架现浇主桥上构。钢管采用Φ48×3.5Q235-A级钢管，扣件采用经试验满足要求的直角扣件、旋转扣件和对接扣件，底座选用可调底座，立杆间距按0.8M（纵向）×0.4M（横向）布置，大横杆（纵向）及小横杆（横向）间距均按1.5M间距设置，斜撑设置按横向每隔一排设置，间距3M，纵向每排设置，间距6M，拱脚处加密为2M。拱架纵梁采用长为3M的22CM×22CM弓形木，间距0.4M，行车道系纵梁采用20CM×20CM方木，间距0.4M。纵梁与支架顶托和横杆绑扎连接，厚15mm竹胶板底模直接支承于纵梁上。支架区16m宽范围内应进行地基补强处理：路基区直接铺筑C25素砼20cm，原状地基区域内填60cm宕渣，压实后铺筑C25素砼20cm。为保证高支架的稳定，拱圈支架两侧各设置两根缆风绳。支架布置详见附图。一、支架设计计算：1、钢管截面特性：A=4.89×102mm2，I=1.219×105mm4,W=5.078×103mm3,i=15.78mm,E=2.06×105mpa[σ]=205mpa。弓形木截面特性：A=484cm2，I=19521cm4，W=1774.7cm3，E=10.5×103mpa，[σ]=80.7mpa。方木截面特性：A=400cm2，I=13333cm4，W=1333.3cm3，E=10.5×103mpa，[σ]=80.7mpa。2、拱圈计算：因中拱肋截面高度较边拱肋大，单位面积荷载较边拱肋大，故在强度和稳定计算时以中拱为计算依据。1）支架荷载：拱肋砼自重取25×（1.2+1.0）/2×1.4=38.5kn/m2施工人员及机具和砼振捣荷载合计取4.5kn/m2竹胶模板或略不计支架自重为0.038kn/m×24(最大高度)=0.91kn2)弓形木计算：弓形木为22×22方木，横向支承于小横杆上，间距0.4m，立杆纵距0.8m为计算跨径，则均布荷载为：38.5×0.4×1.2(荷载系数)+4.5×0.4×1.4(荷载系数)=21kn/m,按三等跨连续梁计算如图示跨中最大弯矩Mmax=0.08*21*0.8=1.34kn.m21kn/m最大反力Qmax=0.6*21*0.8=10.08kn弯曲强度σ=M/W=1.34*10^5/1774.70.80.80.8=75.5mpa[σ]=80.7mpa挠度f=0.677*(ql^4/(100*E*I))=0.677*21*10^6*800^4/(100*10.5*10^9*19521*10^3)=0.28mm800/150=5.3mm满足要求3）小横杆计算：小横杆荷载为由弓形木直接传递的荷载，按三等跨连续梁计算其受力如图示：10.08kn跨中最大弯矩Mmax=0.175*10.08*0.4=0.70kn.m最大反力Qmax=0.65*10.08=6.55kn0.40.40.4弯曲强度σ=M/W=0.70*10^6/5.08*10^3=138mpa[σ]=205mpa挠度f=1.146*(Pl^3/(100*E*I))=1.146*10.08*10^3*400^3/(100*2.06*10^5*1.219*10^5)=0.29mm400/150=2.7mm满足要求4)大横杆计算：大横杆荷载为小横杆直接传递的荷载，按三等跨连续梁计算其受力如图示：6.55kn跨中最大弯矩Mmax=0.175*6.55*0.8=0.92kn.m弯曲强度σ=M/W=0.92*10^6/5.08*10^3=181mpa[σ]=205mpa0.80.80.8挠度f=1.146*(Pl^3/(100*E*I))=1.146*6.55*10^3*800^3/(100*2.06*10^5*1.219*10^5)=1.53mm800/150=5.3mm满足要求5)立杆计算：立杆承受由大横杆传递的荷载和支架自重，故N=6.55+0.91=7.46kn,横杆步距为1.5m。长细比λ=l/i=1500/15.78=95,查表得稳定系数φ=0.626容许承载力[N]=φ*A*[σ]=0.626*489*205=62.75kn＞N=7.46kn满足要求6）扣件抗滑力计算：由以上计算可知：大横杆传给立杆的最大竖向作用力R=6.55knRc=8.5Kn（扣件抗滑移承载力设计值）满足要求7）地基承载力计算：P=N/Ab=7.46*10^3/(0.1*0.1)（底座面积）=0.75mpa3.0mpa(C25砼弯拉应力)满足要求8）预拱度计算：○1中拱：计算跨径L=60m，计算矢高f=15m,拱圈平均截面积A=1.54m2,半跨拱弦与水平线交角φm=arctg(1/4)，砼弹性模量E=2×106,拱圈恒载推力Hg=0.94*108.7/2*25=1270kn。拱圈自重产生的拱顶下沉δ1=（（l/2）^2+f^2）/f×Hg/(A*cosφm*E)=(30^2+15^2)/15×1270/(1.54*0.9412*2*10^6)=33mm拱圈温度变化产生的变形δ2=（l/2）^2+f^2）/f×（α*Δt）=(30^2+15^2)/15×0.00001×12o=9mm墩台水平位移产生的拱顶弹性挠度或略不计支架弹性变形δ3=σ*h/E=6.55*18.9(支架最大高度)/(0.626*489*10^-6*206)=2mm支架非弹性变形δ4:支架接触面有：模板/弓形木/小横杆；小横杆/大横杆/立杆/支架基础，δ4=3*2+2*3=12mmΣδ=33+9+2+12=56mm，预拱度值设置按二次抛物线分配○2边拱计算跨径L=25.36m，计算矢高f=5.354m,拱圈平均截面积A=1.875m2,半跨拱弦与水平线交角φm=arctg(5.354/25.36)，砼弹性模量E=2×106,拱圈恒载推力Hg=0.94*63.9*25=1270kn。拱圈自重产生的拱顶下沉δ1=（（l/2）^2+f^2）/f×Hg/(A*cosφm*E)=(12.68^2+5.354^2)/5.354×1502/(1.875*0.9573*2*10^6)=15mm拱圈温度变化产生的变形δ2=（l/2）^2+f^2）/f×（α*Δt）=(12.68^2+5.354^2)/5.354×0.00001×12o=4mm墩台水平位移产生的拱顶弹性挠度或略不计支架弹性变形及非弹性变形δ4按中拱近似取值14mmΣδ=15+4+14=33mm，预拱度值设置按二次抛物线分配2、行车系计算：在行车道系结构中，最大结构截面为边跨肋间端横梁，单位面积荷载最大，故在强度和稳定计算时以边跨肋间端横梁为计算依据。1）支架荷载：拱肋砼自重取25×1.2=30kn/m2施工人员及机具和砼振捣荷载合计取4.5kn/m2竹胶模板或略不计支架自重为0.038kn/m×12(最大高度两根)=0.46kn2)纵梁方木计算：方木为20×20方木，横向支承于小横杆上，间距0.4m，立杆纵距0.8m为计算跨径，则均布荷载为：30×0.4×1.2(荷载系数)+4.5×0.4×1.4(荷载系数)=16.92kn/m,按三等跨连续梁计算如图示:跨中最大弯矩Mmax=0.08*16.92*0.8=1.08kn.m16.92kn/m最大反力Qmax=0.6*16.92*0.8=8.12kn弯曲强度σ=M/W=1.08*10^5/1333.30.80.80.8=81mpa1.2[σ]=96.84mpa(临时结构容许应力可提高1.2)挠度f=0.677*(ql^4/(100*E*I))=0.677*16.92*10^6*800^4/(100*10.5*10^9*13333*10^3)=0.33mm800/150=5.3mm满足要求3）小横杆计算：小横杆荷载为由弓形木直接传递的荷载，按三等跨连续梁计算其受力如图示：8.12kn跨中最大弯矩Mmax=0.175*8.12*0.4=0.57kn.m最大反力Qmax=0.65*8.12=5.28kn0.40.40.4弯曲强度σ=M/W=0.57*10^6/5.08*10^3=112mpa[σ]=205mpa挠度f=1.146*(Pl^3/(100*E*I))=1.146*8.12*10^3*400^3/(100*2.06*10^5*1.219*10^5)=0.24mm400/150=2.7mm满足要求4)大横杆计算：大横杆荷载为小横杆直接传递的荷载，按三等跨连续梁计算其受力如图示：5.28kn跨中最大弯矩Mmax=0.175*5.28*0.8=0.74kn.m弯曲强度σ=M/W=0.74*10^6/5.08*10^3=146mpa[σ]=205mpa0.80.80.8挠度f=1.146*(Pl^3/(100*E*I))=1.146*5.28*10^3*800^3/(100*2.06*10^5*1.219*10^5)=1.23mm800/150=5.3mm满足要求5)立杆计算：立杆承受由大横杆传递的荷载和支架自重，故N=5.28+0.91=6.19kn,横杆步距为1.5m。长细比λ=l/i=1500/15.78=95,查表得稳定系数φ=0.626容许承载力[N]=φ*A*[σ]=0.626*489*205=62.75kn＞N=6.19kn满足要求6）扣件抗滑力计算：由以上计算可知：大横杆传给立杆的最大竖向作用力R=5.28knRc=8.5Kn（扣件抗滑移承载力设计值）满足要求7）地基承载力计算：P=N/Ab=6.19*10^3/(0.1*0.1)（底座面积）=0.62mpa3.0mpa(C25砼弯拉应力)满足要求8）预拱度计算：现浇行车系预拱度设置考虑三方面的因素，作为预压前底模标高的控制依据。支架卸载后构造自重及一半活载产生的竖向挠度：按δ1=20mm取值。支架在施工荷载作用下的弹性压缩：δ2＝σL/E＝5.28*8*10^3/（489*2.06*10^5）=0.4mmδ2—支架的弹性压缩σ—杆件所受压应力（取最大处计算，为5.28KN）L—支架杆件的长度（按8米计）E—杆件的弹性模量（2.06×105Mpa）支架在荷载作用下的非弹性压缩：δ3=3*2+2*3=12mmΣδ=33mm，预拱度值设置按二次抛物线分配。二、支架搭设及支架预压支架在搭设前，必须挂好每孔的纵向中心线，沿中心线向两侧对称搭设支架。搭设顺序为中拱肋→边跨行车道→边拱肋。为增强支架体系的整体稳定性，顺桥向及横桥向设斜撑，中拱肋设置缆风。杆件的相互连接必须紧密。最后按作业要求设置防护栏及连接、加固杆件。底座安放时必须垫平，以保证立杆的垂直度。支架在搭设时要留设浇注砼时用的施工平台、过道。支架搭设完毕后，调整底模面板至设计标高，同时保证每个顶托与垫木顶紧、受力；当垫木与顶托之间有缝隙时，要用硬木楔楔紧垫木与顶托之间的缝隙。考虑砼自重、支架的弹性和非弹性变形等因素影响，粗略调整好底模标高后进行配载预压，配载可以用砂袋，加载重量不得小于1.2倍砼自重。预压时间根据地质情况、梁体重量、支架类型等进行现场预压试验后确定，以支架不再出现沉降为度,一般要求预压时间为7d。通过预压施工，可以消除非弹性变形的影响，则在底模安装时，其预拱度的设置按砼自重产生的弹性变形量、支架弹性压缩量计算，在模板的高程控制时加入预拱度数值。对于边拱梁及纵梁，考虑到张拉时起拱,跨中预拱度的设置要适当减小。支架预压应进行全过程监测记录，形成预压总结报监理工程师并以此作为模板预拱调整的依据。