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1、For personal use only in study and research; notfor commercial use螂钢箱梁安装计算书腿 1 、设计依据葿( 1)、公路桥涵设计通用规范 (JTG D60-2004)薇(2)、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 (JTG D62-2004)膃(3)、公路桥涵钢结构及木结构设计规范 (JTJ 025-86 )羁( 4)、钢结构设计规范 (GB 50017-2003)膈( 5)、公路桥涵施工技术规范 (JTGJ F50-2011)蚇 2 、支架设计薄2.1 、结构分析内容与结论荿(1)、结构分析内容羇依据钢桁支架的结构设计构造大
2、样图，根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ 025-86 )和钢结构设计规范(GB 50017-2003)的要求，施工阶段考虑了钢桁临时支架结构自重、 施工机具和人群临时荷载， 以及钢箱梁节段吊装安置施工全过程作用于支架上的最不利荷载， 分析计算施工阶段最不利荷载作用下钢桁支架构件的应力和内力值、 支架水平位移、 基础支撑反力值和钢桁支架屈曲稳定系数螆（ 2）、结构分析结论蚁在短暂状况下，钢桁支架结构自重、施工机具和人群荷载，以及公路钢结构 箱梁节段最不利值作用下，钢桁支架的 400x8mm钢管立柱、16#曹钢水平连杆 和斜杆应力均满足规范要求； 32#工字钢弯曲应力满足规范要求；钢桁支
3、架的屈 曲稳定系数满足规范要求。肁2.2 、支架结构及材料螆依据钢箱梁安装工程的特点，设计了钢桁支架，支架的尺寸位置根据匝道钢 箱梁的分段和钢箱梁的断面尺寸确定。 本工程根据钢箱梁梁底宽尺寸确定 2 种支 架，根据梁段的重量，最大分段重量在A匝道2223#墩跨和C匝道23#墩跨, 支架计算按照最不利状态取此部位支架计算。螆 2.2.1 、支架结构肂钢桁支架的立柱采用10根 400x8m洞钢管，纵桥向设置2根，间距为3.0m； 横桥向设置5根，间距分别为3.5m和2.25m,其平面尺寸11.5x3.0m。相邻钢管 间设置 16#槽钢的一道斜撑； 钢管的水平加劲杆采用 16#槽钢，竖向间距为 3.
4、0m。 圆钢管支架顶横桥向设置两道长 9.0m的2x32#工字钢，钢桁支架构造尺寸如图 2.1 所示。蕿图 2.1 钢桁支架构造示意图蝿2.2.2 、材料特性和容许值袆（1）、材料特性蒃钢管立柱、16#槽钢和工字钢组成的支架材料均为 Q235钢；依据钢结构设计规范（GB 50017-2003）第3.4.1条，钢材材料特性如表 2.3.1所示芁表2.2.1钢材的材料特性薈型号羆厚度袄（mm）螈弹性模量莇 E（ MPa）肆强度设计值（MPa）膆抗拉、抗压和抗弯 f蒁抗剪fV膂Q235钢膈芆 206000袂215蚀125袇（2）、规范容许值莆、短暂状况的应力芃依据公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JT
5、J 025-86 ）第1.2.5条，施工 阶段在钢桁支架结构自重、施工机具和人群荷载，以及节段钢拱和钢系梁吊装安 置施工全过程的最不利荷载作用下，钢结构容许应力如表2.3.2所示。莂表2.3.2Q235钢材的容许应力（MPa）蚆钢号莅轴向应力 蚄弯曲应力w螀剪应力H虿 Q235（ A3 ）蒅140螁145蒂85蒈、钢桁支架水平位移薅依据钢结构设计规范（GB50017-2003附录A第A.2.1条，钢桁支架结构柱顶水平位移最大值H/500=12000/500=24mm膂、稳定系数羀依据公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ 025-86 ）第1.2.12条，钢桁支架应具有必要的纵横向刚度，施工过
6、程中应保证横向和纵向的倾覆稳定性。 稳定系数应不小于4.0。芇2.2.3、作用力取值蚅（1）、作用（荷载）取值3薃永久作用：钢桁支架结构的自重计算采用容重78.5kN/m ；蚂依据设计单位提供的钢箱梁结构设计图纸， 考虑施工机具和人群荷载等因素， 同时根据纵桥向钢桁支架布置的间距，其支架顶部考虑施工机具和人群荷载的单 跨钢结构箱梁重量见表2.4.1 0芀表2.4.1考虑施工机具和人群荷载等因素的钢结构箱梁重量（kN）螅部位羄类型腿跨径（cm）聿钢箱梁重量（kN）袅钢桁支架莄公路钢结构袁 1900螇600莄 2140蚂700肀（2）、作用效应组合肇根据公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004
7、）和公路钢筋混凝土及预应 力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）的要求，钢桁支架结构属于施工阶段 临时支撑系统，因此按短暂状况进行构件的应力、变形和屈曲稳定验算。肆施工荷载除了有特别规定外均米用标准值。不同类型荷载组合时不考虑荷载组合系数蚄施工阶段的钢桁支架纵横向稳定计算，其构件自重效应分项系数取1.2，附加的其他荷载效应分项系数取1.4。膀3、钢箱梁支架计算分析蒈3.1、计算模型薄采用有限元分析软件Midas/Civil2011对钢箱梁支架进行分析，建立计算模型如图3.1.1所示。蒃图3.1.1钢箱梁支架计算模型图芀3.2、外荷载作用衿依据表2.4.1按集中力作用于钢箱梁支架的两道
8、横桥向2x32#工字钢和纵桥向单根32#工字钢，内侧横桥向2x32#工字钢单个集中荷载60*1.4/3=28T，外侧 横桥向2x32#工字钢单个集中荷载70*1.4/3=33T，纵桥向单根32#工字钢单个集0荿3.3.1、变形分析芆图|3.2&32#工字钢上集中荷节3.3、分析结果中荷载考虑5T，如图3.2.1所示芀支架竖向变位如图3.3.1所示。螄图3.3.1 竖向变形（mrj）芅支架最大竖向变位为2.8mm葿3.3.2、钢管支承点反力分析莇钢管支承点竖向反力值如图3.3.2所示。向反力膈图3.3.3支架应力包络RTAC7TCDM FORUFZ 3.5T33E*W3予QIFZiT期甫.MAS
9、, : Miw j a文件确H护丈甑M-& kN Iff： iM/MVa诂XMJDA/OvilPQT-PRQCEORBEAM STRESS* Q6BS2-hX 1Z-Z5?7S#-HM1135270e*(MlOJODOODa-MMD-4L4ae-HXKPa-2.275S4e*Wl-4,5673*1S.W379e*D01蕿4、支Z.15E*OT2腿 4.1、架基础设L*Lhb_* 51! yyI现场的工程的支、（础全部米用扩大基础的方案。进场后,根据钢箱梁安车的需要，在总包方协助下进行现场场地平整硬化Ze 0.2&9,并准确定出临时支架及基础的具体位置。薂支架为钢管格构柱支架，搭设支架基础位置在
10、原有道路上和原状土上两种。 基础具体尺寸见支架搭设平面图（见附图） ，浇注 C30 砼条形基础，尺寸长 9m 宽1m*高0.5m和长12.5m*宽1m*高0.5m内配钢筋C 12250双向布置砼基础。 另外，钢管位置顶部预埋500*500*16mm的钢板，与支撑钢管焊接固定。虿 4.2 、支架基础验算薀（ 1 ）、钢箱梁重量莇根据施工组织方案中支架墩的纵、横向位置，按计算跨径20m的简支梁计算， 由于箱梁最大重量约为240t，在长12.5m的基础上。支架需承受一半120t的重 量。单根条形基础承受的钢箱梁最大反力 1200/2=600KN。薅（2）、钢管型钢支架重量蝿由钢管型钢支架形式计算自可
11、得钢管型钢支架传给砼基础的最大反力为78*5*10*1.6=6240kg=62.4KN 。蚆（ 3）、人群及施工荷载螅按规范取1.0kN/m2,则人群及施工荷载总重为 1 X12.5 X20=250kN同时， 根据箱梁节段重量的横向分配比例，人群及施工荷载为 250/4=62.5kN 。莃（ 4）、 独立基础重量衿 1 X 12.5 X 0.5 X 26kN/m3=162.5kN肇独立基础受力最大总和为： 600+62.4+62.5+162.5=887.4kN 。蒇基底最大应力设计值应同时满足下列计算公式:膂将数据代入计算公式可得基底平均压应力为：887.4/12.5=71kPa110kPa。
12、膃考虑原为原有道路地面或在地面以下30cm厚范围内进行灰土或建筑垃圾处理，使地基应力扩散，按34度角计算，实际受力面积为1.4 X 12.9m,此时基底 平均压应力为887.4/ (1.4*12.9 ) =50kPa110kPa满足规范要求。蒈4.3、扩大基础沉降计算羅取承受最大反力独立扩大基础进行计算膅由上节计算可知，基底处最大压应力均 71kPa。芃以A匝道22号墩处钻孔桩为陆地扩大基础计算参考地质资料，计算如下:衿基底附加应力：p0=100kPa蚇沉降计算范围内压缩模量的当量值 Es =4.923cp羄沉降计算经验系数：s P.908莂表4.1扩大基础沉降计算表芀基础底面至 第i层土底面
13、 的距离膅基础底面下 第i层土的压 缩模量螃矩形基础的长 边/矩形基础的短 边蒂基础底面算起 的土层深度/矩 形基础的短边蒇基础底面计算 点至第i层土底 面范围内平均附 加压应力系数每层的 沉降量Zi(m)Esi(MPa)l/bz/bai(m)s(mm)2.294.92312.52.290.56326.192.354.92312.52.350.5500.07按分层总和法计算的地基沉降量s0 (mm)26.25按分层总和法计算的地基沉降量s0 (mm) X0.0250.66地基最终沉降量s(mm)23.84由上表计算结果可知，临时钢筋砼支墩基础沉降为23.84mm本工程支架为钢格构支架，钢构件间
14、全部采用焊接连接，支架本身无弹性变 形和非弹性变形，对支架的预压主要为消除基础沉降。钢箱梁安装支架的预压采 用钢箱梁自压重的方法，即钢箱梁吊装与支架上，待沉降稳定后在利用千斤顶调 节钢箱梁标高至符合设计要求，后再进行钢箱梁对接缝的焊接。5、吊耳、钢丝绳、卸扣的选择根据梁的截面尺寸、分段的长短和吊装工况，选择用4个吊耳起吊。吊耳设 在钢梁纵横板交点处，端部用钢板加强，保证局吊部稳定，吊耳采用坡口焊接。5.1、吊耳强度验算5.1.1、吊耳选择吊耳选择25吨吊耳，材质为Q345B钢，主板厚25mm外侧加强侧板厚12mm吊耳详图如下。5.1.2、吊耳强度核算夹角最大按-4个4个吊耳进行4个吊耳：最重段按60度计算经上述计算，当采用丝绳角度大于60度,由于吊装时钢受剪截面积为：A=20*200=4000mm2卜项系数取1.1 ,动力系数取1.2，钢丝绳吊耳。每个典所承受耳承受的拉力为吊装时单个吊耳eoo拉力为:261.
