给水管道保护专项方案.doc

给水管道保护专项方案1、荷载分析贝雷架每个标准节自重为290kg，贝雷架考虑3排单层贝雷架，2-1通道D600给水管需保护范围内的长度为39米，共26个标准节，则每米贝雷架自重为26*3*290一、箱梁支架设计概况引桥为3×45m连续箱梁。引桥箱梁支架第一、二跨根据地形采用满堂钢管支架，第三跨采用分别在6#塔下横梁处引桥支墩、7#墩墩柱壁预埋钢牛腿与在跨中搭设2列3排钢管立柱(D630mm、10mm)支墩共同支撑贝雷桁架纵梁构成整体浇筑平台，再在浇筑平台上搭设钢管支架调平层（D48mm，3.5mm）支模现浇。第三跨净跨径为41.34m，混凝土设计方量为411.88m3，梁高2.7m，顶板、底板、腹板厚度从支墩至跨中分别由75cm突变到30cm、85cm突变到27cm、250cm突变到50cm。对第三跨，在墩柱施工时，即按照设计要求，在接近墩顶适当位置预置钢牛腿预埋件。在搭设支架时，将墩柱两侧采用精扎螺纹粗钢筋对拉钢牛腿。在浇筑墩身同时，在适当位置对钢管立柱基础进行处理，后在基础上搭设钢管立柱，按照设计精确定出顶面标高，钢管立柱(D630mm、10mm) 2列3排共6根（纵桥向路线前进方向间距布置为：12.57m+16m+12.57m；横桥向间距为3m），钢管立柱节段长度根据市场销售及运输能力确定，节间采用法兰盘并螺栓连接。为满足稳定要求，横向采用10槽钢制作成桁架与贝雷桁架形式将各钢管立柱连接成为整体，原则上每10m布置一道。钢牛腿与钢管立柱顶部横桥向分配梁采用经过特殊工艺处理后的工字钢组拼，根据施工需要，钢牛腿与钢管立柱顶部每片分配梁分别由2工40a、2工63c组拼而成，分配梁上布置18排贝雷桁架，每排由13片贝雷标准节和1片2.1m异型节段组成,共234片贝雷标准节和18片异型节段组成。贝雷梁布置时，在箱梁每侧腹板底部布置6排贝雷梁，底板部分布置2组3排贝雷梁，共18排。为保证箱梁砼整体性，箱梁砼的浇筑在立面内按底腹顶、翼板顺序分层浇筑。二、贝雷梁支架整体受力计算共计18排贝雷梁，每排由13片贝雷标准节和1片2.1m异型节段组成,共234片贝雷标准节和18片异型节段组成。上部荷载、模板、钢管、施工、贝雷梁自重均视为均布荷载考虑。1、荷载分析(按半幅计算)混凝土按高配筋计算，容重取26KN/m3，贝雷梁按3KN/片，钢管支架（D48mm，3.5mm）按3.84kg/m：混凝土设计方量为411.88m3：顶板方量74.401 m3，底板方量71.51 m3，腹板方量82.965 m3(单侧),翼缘方量50.02(单侧)。a混凝土自重 b贝雷梁自重c满堂钢管支架按每根立杆承重1t考虑：箱外钢管：3m长钢管820根；5.7m长钢管265根，总长3970.5m。按横杆与立杆等长考虑，共计钢管长度7941m。则箱外钢管自重 箱内钢管：立杆共计200根，每根2.1m，总长420m，按横杆与立杆等长考虑，共计钢管长度840m。箱内钢管自重 d模板自重 全部采用大面积钢模，按50kg/m2计，约计1100 m2计，则有： e施工荷载（人员、设备、机具等）：2.5KN/mf振捣砼时产生的荷载：2KN/mg倾倒砼时产生的冲击荷载：2KN/m综合以上计算，取均布荷载为：305.29 KN/m2、贝雷梁内力计算贝雷梁为三跨连续梁，其计算简图如下所示：弯矩图：剪力图：由内力图可知：贝雷梁承受的最大弯矩Mmax、最大剪力Qmax、最大支座反力R2，3分别为：Mmax=6379.18KN·mQmax=2442.32KNR2，3=4879.82KN牛腿位置支承反力：R1，4=1430.52KN牛腿位置均布作用反力：R1，4=1430.52/18=79.47KN则单排贝雷梁受力情况为：Mmax=6379.18/18=354.4KN·mM=788.2 KN·mQmax=2442.32/18=135.68KNQ=245.2KN贝雷梁抗弯、抗剪均满足使用要求。不计分配梁自重的单根钢管立柱最大承重为： P1=4879.82/3=1626.61KN平均每排贝雷梁对分配梁的作用力为：4879.82/18=271.1KN3、贝雷梁位移计算：单层18片贝雷梁的抗弯刚度为9468900 KN·m2位移图：由位移图有：2单元跨中变形最大，为：fmax=6mmL/400=40mm，满足刚度要求三、贝雷梁支架分部受力计算实际布置贝雷梁时，采取以下布置形式：在箱梁每侧腹板底部布置6排贝雷梁，底板部分布置2组3排贝雷梁，共18排；每排由13片贝雷标准节和1片2.1m异型节段组成，共234片贝雷标准节和18片异型节段组成。1、腹板位置（1）、荷载分析（按半幅箱梁单侧考虑）腹板位置贝雷梁承受腹板、翼缘、模板、钢管支架、施工荷载及贝雷梁自重等荷载，按整跨均匀布置。a混凝土自重 b贝雷梁自重c满堂钢管支架按每根立杆承重1t考虑： 3m长钢管220根；5.7m长钢管130根，总长1401m。按横杆与立杆等长考虑，共计钢管长度2802m。则钢管自重 d模板自重 全部采用大面积钢模，按50kg/m2计，约计320.4m2计，则有： e施工荷载（人员、设备、机具等）：5KN/mf振捣砼时产生的荷载：4KN/mg倾倒砼时产生的冲击荷载：4KN/m综合以上计算，取均布荷载为：109.22 KN/m（2）、贝雷梁内力计算贝雷梁为三跨连续梁，其计算简图如下所示：弯矩图：剪力图：由内力图可知：贝雷梁承受的最大弯矩Mmax、最大剪力Qmax、最大支座反力R2，3分别为：Mmax=2282.21KN·mQmax=873.76KNR2，3=1745.8KN则单排贝雷梁受力情况为：Mmax=2282.21/6=380.4KN·mM=788.2 KN·mQmax=873.76/6=145.63KNQ=245.2KN贝雷梁抗弯、抗剪均满足使用要求。平均每排贝雷梁对分配梁的作用力为：1745.8/6=290.97KN牛腿位置支承反力：R1，4=511.78KN牛腿位置均布作用反力：R1，4=511.78/6=85.3KN（3）、贝雷梁位移计算：单层6片贝雷梁的抗弯刚度为3156300 KN·m2位移图：由位移图有：2单元跨中变形最大，为：fmax=6.4mmL/400=40mm，满足刚度要求2、底板位置（1）、荷载分析（按半幅箱梁考虑）底板位置贝雷梁承受底板及顶板、内倒角、模板、钢管内外支架、施工荷载及贝雷梁自重等荷载，按整跨均匀布置。a混凝土自重 b贝雷梁自重c满堂钢管支架按每根立杆承重1t考虑： 箱外钢管：3m长钢管380根，总长1140m。按横杆与立杆等长考虑，共计钢管长度2280m。则箱外钢管自重 箱内钢管：立杆共计200根，每根2.1m，总长420m，按横杆与立杆等长考虑，共计钢管长度840m。箱内钢管自重 d模板自重 全部采用大面积钢模，按50kg/m2计，约计454.74m2计，则有： e施工荷载（人员、设备、机具等）：5KN/mf振捣砼时产生的荷载：4KN/mg倾倒砼时产生的冲击荷载：4KN/m综合以上计算，取均部荷载为：119.27 KN/m（2）、贝雷梁内力计算贝雷梁为三跨连续梁，其计算简图如下所示：弯矩图：剪力图：由内力图可知：贝雷梁承受的最大弯矩Mmax、最大剪力Qmax、最大支座反力R2，3分别为：Mmax=2492.21KN·mQmax=954.16KNR2，3=1906.44KN则单排贝雷梁受力情况为：Mmax=2492.21/6=415.37KN·mM=788.2 KN·mQmax=954.16/6=159.03KNQ=245.2KN贝雷梁抗弯、抗剪均满足使用要求。平均每排贝雷梁对分配梁的作用力为：1906.44/6=317.74KN牛腿位置支承反力：R1，4=558.87KN牛腿位置均布作用反力：R1，4=558.87/6=93.15KN（3）、贝雷梁位移计算：单层6片贝雷梁的抗弯刚度为3156300 KN·m2位移图：由位移图有：2单元跨中变形最大，为：fmax=7mmL/400=40mm，满足刚度要求四、钢管立柱顶端分配横梁受力计算根据以上布置情况及受力分析，对分配横梁进行受力计算。通过以上分析计算，对分配横梁进行组合，受力简图如下：弯矩图：剪力图：由不计分配横梁自重的内力图可知：Mmax=1192.98KN·m Qmax=1163.88KNR2，4=2326.55 KN R3=744.98 KN分配梁采用长度为10.9m的2工63c型工字钢并排拼焊而成，则Wx=6600 cm3，Ix=204000cm4，S*=3856cm3，=3.4cm，强度验算得：分配梁抗剪满足规范要求；但抗弯不满足要求，需在2、4钢管支墩顶处分配梁左右各80cm作加强处理。位移图：（2工63c的抗弯刚度为428400 KN·m2）由位移图可知分配横梁最大变形发生在1单元首端、4单元末端，为6.4mm。五、牛腿受力计算单侧墩柱布置四个牛腿，受力按照最不利组合与实际组合布置进行比较，取最不利内力值计算如下：在未计分配梁自重下，对分配梁进行最不利荷载组合的内力计算如下：弯矩图：剪力图：由内力图可知：Mmax=437.81KN·m Qmax=420.85KNR2，5=793.45KN R3，4=44.9KN在未计分配梁自重下，对分配梁按实际荷载组合的内力计算如下：弯矩图：剪力图：由内力图可知：Mmax=400.91KN·m Qmax=381.14KNR2，5=722.34 KN R3，4=68.91KN支撑横梁采用长度为10.9m的2工40a型工字钢并排拼焊而成，则Wx=2180cm3，Ix=43400cm4，S*=1272.7 cm3，=2.1cm，取最不利内力值进行强度验算得：支撑横梁抗剪满足规范要求；但抗弯不满足要求，需在2、5钢牛腿处分配梁左右各80cm作加强处理。位移图：（2工40a的抗弯刚度为91140KN·m2）由位移图可知支撑横梁最大变形发生在1单元首端与5单元末端，为13mm。牛腿处最大支承反力为793.45KN，即Rmax=793.45KN牛腿采用Q235钢板焊接，所需最小面积为：每个钢牛腿使用20mm厚Q235钢板两肢。尺寸形式为200mm×20mm×2=8000mm2。 满足规范要求。牛腿采用在墩柱上张拉32精轧螺纹钢筋固定。六、钢管立柱受力计算根据市场供需与施工需要，钢管立柱采用外径D630mm、壁厚10mm的规格，计算参数为：截面积A=194.78cm2，惯性矩I=93615.5 cm4，抗弯截面模量W=2264.5cm3，回转半径r=21.92，单位重量为152.89kg/m。通过上述计算，得到钢管立柱最大受力为2326.55KN，根据地形，钢管长度取50m，钢管自重为：基础承重为：2326.55+76.45=2403（KN）。以此为控制力对钢管立柱进行强度与稳定性验算：L=1000cm， r=21.92cm=1000/21.92=45.62钢管截面属于b类，查表得稳定系数=0.85钢管立柱刚度不满足使用要求。七、钢管立柱基础受力计算由上可知，钢管立柱最大受力为2403KN，根据实际受力情况，可取基础受力面积为1.5m×1.5m，则基础强度为：砼标号取为C20，钢筋布置根据设计规范及使用要求进行合理配筋。