六景西枢纽互通加减速车道延长工程 中墩施工临时钢管支架及防护棚架验
算报告
目 录
一、临时钢管支架验算 .........................................................................- 1 - 二、防护棚架验算 .................................................................................- 6 -
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一、临时钢管支架验算
1概述
本次对M匝道桥中墩施工临时钢管支架验算进行结构验算，采用桥梁Midas2012进行计算。
1.1 计算内容
本计算书主要包括以下主要内容: (1) 结构内力计算 (2) 应力与变形计算 (3) 屈曲稳定计算
1.2 技术标准
1.2.1 依据规范
《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTG 025-86) 《钢结构设计规范》(GB 50017-2003) 1.2.2 荷载标准
1、泥浆（比重按1400kg/m）及管道（直径20cm）：0.44KN/m；
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2、人群集中荷载：10KN；
3、施工机具及主梁上的附属结构：0.8KN/m； 4、楼梯：0.5KN/m； 1.3 基本数据
1、设计材料：主梁采用直径529mm壁厚8mm的A3钢管，两侧立柱采用直径402mm壁厚10mm的A3钢管。楼梯采用[12槽钢，主梁上的附属结构采用[16槽钢。
2、结构尺寸：主梁跨度15m，悬臂1.5m；立柱高6.5m，斜撑支撑与距地面3.5m处。
2临时钢管支架总体纵向计算
2.1计算方法概述
总体纵向计算采用空间杆系理论。根据荷载组合要求的内容进行内力、应力和稳定计算，确保结构承载力及整体刚度是否符合规范要求。
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2.2施工方法概述
1、临时钢管支架各构件采用焊接连接，吊装施工，一次成桥。 2.3数值符号规定
弯矩M： 以使单元下缘受拉为正，单元上缘受拉为负 剪力Q： 以使单元产生顺时针转动为正，反之为负 轴力N： 以单元受压为正，受拉为负 应力： 以压应力为正，拉应力为负 位移： 以向上为正，向下为负 2.4荷载组合
承载能力、使用性能组合： 永久作用标准值效应与可变作用标准值效应相组合 2.5验算规则
根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》规定： 1、轴向应力 σ≤140Mpa； 2、弯曲应力 σ≤145Mpa； 3、剪应力τ≤85Mpa；
4、竖向挠度:跨中f≤1/600L=25mm；悬臂端部f≤1/300L=5mm，水平位移应不大于H/1250=5.2mm。
3 临时钢管支架计算结果
3.1结构离散
图3.1.1 结构透视图 图3.1.2 结构离散图
采用空间杆系计算，共划分32个单元，33个节点。立柱和斜撑端部固结。 3.2承载能力、使用性能组合强度验算
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图3.2.1 轴向应力图（Mpa）
由图3.2.1可见，轴向应力最大为2.9 Mpa，满足规范要求。
图3.2.2 弯曲应力图（Mpa）
由图3.2.2可见，弯曲应力最大为36.0 Mpa，满足规范要求。
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图3.2.3 剪应力图（Mpa）
由图3.2.3可见，弯曲应力最大为3.6 Mpa，满足规范要求。 3.3承载能力、使用性能组合刚度验算
图3.3.1 竖向位移（Mpa）
由图3.2.1可见，主梁跨中竖向位移最大为11mm，悬臂端部竖向位移最大为2mm，满足规范要求。
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图3.3.2水平纵向位移（mm）
由表3.3.2可见，水平位移最大为1mm，满足《钢结构设计规范》要求。 3.4屈曲验算
图3.4.1 屈曲分析
由图3.4.1可见，屈曲系数为159远大于1，支架稳定。
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二、防护棚架验算
1概述
本次对M匝道桥预制箱梁架设完成后设置的防护棚架进行结构验算，采用桥梁Midas2012进行计算。
1.1 计算内容
本计算书主要包括以下主要内容: (1) 结构内力计算 (2) 应力与变形计算 (3) 屈曲稳定计算
1.2 技术标准
1.2.1 依据规范
《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTG 025-86) 《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004) 1.2.2 荷载标准
1、防护棚架只承受小型机具、钢筋、电焊渣等坠物重量，故荷载按均布荷载1KN/㎡计算 1.3 基本数据
1、设计材料：所有构件均采用A3钢；钢筋采用R235，其主要技术性能符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB 13013-1991）有关规定。
2、结构尺寸：防护棚架横向25m，纵向21.5m；纵梁采用[8槽钢，两侧间距297cm，中间间距324cm；横梁采用[8槽钢，间距100cm；顶面先满铺网格为5×5cm的钢丝网，绑扎牢固，再满铺1.5mm薄铁皮。悬出箱梁的部分利用桥面防撞墙钢筋来进行固定，实现防护棚架的整体稳定性。纵梁采用两根直径为10mm的 R235钢筋吊杆，纵桥向间距为300m，横桥向间距为两侧间距297cm，中间间距324cm。
2防护棚架总体纵向计算
2.1计算方法概述
总体纵向计算采用空间杆系理论。根据荷载组合要求的内容进行内力、应力和稳定计算，确保结构
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承载力及整体刚度是否符合规范要求。 2.2施工方法概述
1、防护棚架纵横梁构件采用焊接连接，吊装施工，一次成桥。 2.3数值符号规定
弯矩M： 以使单元下缘受拉为正，单元上缘受拉为负 剪力Q： 以使单元产生顺时针转动为正，反之为负 轴力N： 以单元受压为正，受拉为负 应力： 以压应力为正，拉应力为负 位移： 以向上为正，向下为负 2.4荷载组合
承载能力、使用性能组合： 永久作用标准值效应与可变作用标准值效应相组合 2.5验算规则 根据规范规定：
1、R235钢筋轴向应力 σ≤195Mpa； 2、A3钢弯曲应力 σ≤145Mpa； 3、A3钢剪应力τ≤85Mpa；
4、纵横梁竖向挠度:跨中f≤1/600L。
3 防护棚架计算结果
3.1结构离散
图3.1.1 结构离散图
防护棚架共划分72个桁架单元，113个梁单元，53个板单元，144个节点。 3.2承载能力、使用性能组合强度验算
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图3.2.1 纵梁弯曲应力图（Mpa）
由图3.2.1可见，纵梁弯曲应力最大为3.0 Mpa，满足规范要求。
图3.2.2 纵梁剪应力图（Mpa）
由图3.2.2可见，纵梁弯曲应力最大为0.4 Mpa，满足规范要求。
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图3.2.3 横梁弯曲应力图（Mpa）
由图3.2.3可见，横梁弯曲应力最大为3.9 Mpa，满足规范要求。
图3.2.4 横梁剪应力图（Mpa）
由图3.2.4可见，横梁弯曲应力最大为0.4 Mpa，满足规范要求。
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图3.2.5单根吊杆轴向应力图（Mpa）
由图3.2.5可见，单根吊杆轴向应力最大为150 Mpa，满足规范要求，建议采用两根直径为10mm的 R235钢筋悬吊。
图3.2.6 铁皮弯曲应力图（Mpa）
由图3.2.6可见，铁皮弯曲应力最大为0.1 Mpa，满足规范要求。 3.3承载能力、使用性能组合刚度验算
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图3.3.1 纵横梁竖向位移（Mpa）
由图3.3.1可见，纵横梁跨中竖向位移最大为1.4mm，满足规范要求。
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