中交四公局钢箱梁支架计算书分解.doc
东二环跨线桥钢箱梁吊装专项施工方案计算书1、工程概况1.1工程简介本工程位于呼和浩特市南二环东延伸段与南二环相交处，桥梁起桥桩号KO+261.000,终桥桩号K1+116.000,桥梁总长855.0m,桥梁范围内最大纵坡3.5%，桥梁总面积22230.0。桥梁横向分A、B两幅布置，中间中央分隔带留2m空档。上部结构为预应力钢筋混凝土连续箱梁、连续钢箱梁及简支钢箱梁。按与线路交叉情况依次分为：跨腾飞路、跨东二环地道及跨鄂尔多斯东街钢箱梁。本桥斜交角度为正交。A幅桥桥梁跨径布置为5×30m+50m+4×30m+3×30m+2×25m+(38+58+54)m+3×25m+50m+4×30m，B幅桥桥梁跨径布置为5×30m+50m+4×30m+3×30m+2×25m+(54+58+38)m+3×25m+50m+4×30m，30m和25m标准跨径均采用预应力混凝土连续箱梁（简支变连续结构），跨腾飞路、鄂尔多斯东街采用50m单跨简支钢箱梁，跨南二环地道采用三跨连续钢箱梁。本桥斜角角度为正交。1.2施工平面图（见图1.2-1）东二环跨线桥平面布置图 图1.2-11.3主要工程数量东二环跨线桥钢箱梁工程数量表 表1.3-1序号施工部位孔跨布置单跨重量t钢箱梁数量联（跨）单联（跨）合计t备注1跨腾飞路1×50m331.3 2662.6 2跨东二环地道38+58+54m965.0 21930.0 3跨鄂尔多斯东街1×50m331.3 2662.6 合计：3255.2 2、总体施工方案2.1总体吊装方案考虑到运输、架设各种因素影响，钢箱梁采取在工厂分节段加工，经验收合格后采用汽车陆地运输至施工现场拼装成型。总体拼装方案如下：钢梁分段运至施工现场后，采用吊车将钢梁分段吊装到现场搭设的临时支架上进行拼装作业；根据各联钢箱梁在加工方案中分段最大重量和拼装时最大起重高度，钢梁拼装临时支架采用钢管立柱支架进行搭设，钢箱梁节段吊装选用260t履带吊吊装。钢梁拼装时均采用全断面焊接进行连接。2.2钢箱梁节段划分方案结合现场实际情况及钢结构设计特点，同时经过与设计单位沟通，最终确定了钢箱梁节段划分。钢箱梁节段划分如下（见下图）：图2.2-1 1-50m钢箱梁横向分块图图2.2-2 1-50m钢箱梁节块分布图图2.2-3 38+58+54m钢箱梁横向分块图图2.2-4 38+58+54m钢箱梁节块分布图2.3钢箱梁分段参数及拟用吊车类型节段重量见图2.2-2及2.2-4，主要指标及吊车选用类型见下表（表2.3-1）。钢箱梁分段的主要技术指标及采用吊车类型（单幅） 表2.3-1钢梁编号跨腾飞路跨地道跨鄂尔多斯东街分段数量（个）123912吊装钩数（钩）123912最大分段重量（t）68.668.768.6总重量（t）331.3965331.3拟采用吊车类型260t履带吊260t履带吊260t履带吊分段最大起升高度6m12m6m3、设计计算依据3.1、基础资料（1）施工图及设计文件3.2、主要技术标准城市桥梁工程施工与质量验收规范（CJJ2-2008）；3.3、主要参考工具书（1）实用土木工程手册（第三版），杨文渊编，人民交通出版社出版；（2）基础工程施工手册，基础工程施工手册编写组编著，中国计划出版社出版；（3）钢结构设计规范GB50017-2003；（4）建筑施工起重吊装安全技术规范JGJ276-20124、支架设计计算4.1、钢箱梁临时支架计算4.1.1、支架结构形式(1)支架采用529mm钢管立柱支撑体系由下至上为:图4.1-1 钢箱梁临时支墩结构形式图图4.1-2 临时支墩预埋钢板图临时支墩下部设50cm厚C30混凝土基础，基础内预埋500×500×14mm预埋钢板，间距同立柱钢管并与立柱钢管底部钢板焊接；临时支墩立柱采用直径400mm壁厚10mm钢管，每个临时支墩设置6根钢管立柱，间距如上图所示；钢管立柱上部焊接500×500×15mm钢板，其上采用双拼32b型工字钢设置纵、横梁，连接处全部采用焊接；临时支墩各立柱之间采用14#槽钢焊接，同时上下层连接件之间采用14#槽钢焊接斜撑，横梁挑臂部位亦采用14#槽钢焊接斜撑，斜撑角度在45°-60°间；横梁上部设置小立柱，用于承受上部荷载，在每个纵梁上各设置双向千斤顶一个，用于调整平面、里面位置。4.1.2、支架计算过程（1）400mm钢管立柱检算根据临时支墩布置及受力情况分析，1-50m单跨钢箱梁II-4节段为最不利节段，节段荷载68.6t，单根立柱承受的荷载为11.4t；工字钢及上部支撑计算荷载按2t计，人员机具荷载按2t计。计算荷载：1.2×恒载+1.4×活载=1.2×（11.4+2）×10+1.4×2×10=188.8KN。依据相关数据得知临时支墩的最大高度为5.5m。构件参数：螺旋焊钢管：mm净截面面积：A=122.522cm2计算长度： l=5.5m构件的回转半径：lx=13.793cm竖向压力设计值为N=215KN容许长细比：强度验算构件截面最大厚度为10mm，根据GB50017-2003表3.4.1-1,f= 215.00N/mm2 根据公式5.1.1-1进行计算=N/A=188.8×103/(122.522×102)=15.4=215N/mm2强度满足根据公式5.1.2-2进行计算=l0/i=550×2/13.793=79.8【】=150长细比满足根据GB50017-2003表5.1.2-1中属于a类截面，查附录C得稳定系数=0.783根据公式：5.1.2-1N/(*A)=188.8×103/(0.783×122.522×102)=19.7=215N/mm2整体稳定满足支架基础计算支架基础承受，钢梁重量和支架钢管重量。由工况分析得，单根钢管传递至混凝土面最大荷载为N=188.8+5.3=194.1KN。基础表面受压：P1=194.1/(0.5×0.5)=776.4Kpa,混凝土支承面强度满足要求。地基承载力要求计算混凝土自重N=3×7.5×0.5×26=293KNP2=(194.1×6+293)/(3×7.5)=64.8KN地基承载力满足64.8KN即可4.2、起重设备计算过程（1）起重机的最小起重量计算起重机最小起重量Qmin=Q1+Q2=69+3=72t其中：Q1为起重构件重量；Q2为索具重量，选值为3t；因此起重设备最小起重量为72t。（2）起重机的起升高度计算起重机的起升高度H=h1+h2+h3+h4=5.5+0.2+2.6+14=22.3m。其中：h1-从停机面算起至安装支座表面的高度，5.5m；h2-安装间隙（选取0.2m）；h3-构件吊起后底面至绑扎点的距离，取梁高2.6m；h4-索具高度，自绑扎点至吊钩中心距离，索具与构件水平角70°，取荷载最重、节段最长段并根据吊点布置计算h4值为14m（见附图4.2-1）。图4.2-1 吊索布置与吊索高度示意图（3）起重机臂杆长度计算臂杆仰角计算=arctg（h/(f+g)）1/2=arctg(22.3/(3.665+1)=78.2°起重机臂杆长度L=h/sin+(f+g)/cos =22.3/sin78.2°+（3.665+1）/cos78.2° =45.6m式中：h-构件提升高度；f-构件边缘至吊具中心之间距离,按1/2梁宽取值，3.665m；g-臂杆轴线与安装好构件的水平距离，取1m（见图4.2-2）图4.2-2 吊索布置与吊索高度示意图吊装作业拟选用260t履带吊，根据260t履带吊外形尺寸、吊臂仰角及长度计算起重半径。R=L0+Lcos=4+45.6×cos78.2°=13.3m式中：L0根据外形图及图示比例取4m。图4.2-3 260t履带吊外形尺寸图根据计算结果，臂长45.6m，工作半径13.3m，查下表（表4.2-1 260t履带吊起重性能表）得知臂长48m，工作半径14m起重量为75t。因此选用260t履带吊吊装能力满足要求。表4.2-1 260t履带吊起重性能表4.3、吊索计算吊索采用6×37型钢丝绳，采用单根吊装。吊索与构件水平面交角取70°，钢梁靠支座位置处加强（单侧约7t），单个吊点位置处计算荷载通过计算按19t考虑。钢丝绳内力T=19×10÷sin70°=202.2KN。光面钢丝绳选择容许拉应力为1700N/mm2。根据钢丝绳内力及容许拉应力推算钢丝绳截面面积，安全系数取10，计算过程如下：S=10×202.2×1000/1700=1189.4mm2。因此钢丝绳应选择直径60.5mm、钢丝直径2.8mm6×37光面钢丝绳，截面面积为1366.28。1366.28mm21189.4mm2。吊索安全性能满足要求。4.4、吊耳安全性计算吊耳选用下图（图4.4-1）所示,钢板材质Q235b，允许拉应力=113MPa。表4.4-1 吊耳布置形式图单个吊耳最大受力19t，动载组合系数K规范取值1.65，考虑到吊装安全计算取值2。竖向荷载FV=G×2=19×10×2=380KN吊耳面积A=（2×110-90）×2×20+（2×150-90）×30=11500mm2。耳板强度按最大合力检算，即：=N/A=380×1000/(11500×10-6)=33.0 MPa【】=113MPa。强度满足要求。焊缝面积A=330×2×10+300×2×10+270×2×10=17400mm2。=N/A=380×1000/(17400×10-6)=21.8MPa【】×0.7=79.1MPa。4.5、吊装施工地基承载力要求计算经查吊车性能表260t履带吊整机重量270t（含配重），最大起重荷载72t，吊车履带宽度1.2m，长度8.39m。地基承载力要求：（270+72）×10/(1.2×8.39×2)=170Kpa。因此吊车行走区域地基承载力要求在170Kpa以上。
