高架支架 大连高架候车厅跨线路施工支架检算

　　[摘要]以大连火车站新建高架候车厅施工为例,着重阐述大跨度门架施工技术在施工中的应用,为指导以后同类工程施工奠定一定的基础。 　　[关键词]高架候车厅大跨度门架检算方案
　　中图分类号:TU7文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1110104-02
　　
　　一、工程概况
　　
　　大连站高架候车厅工程是在既有站台使用状态下增建的高架跨线候车室。候车厅沿线路方向长75米,跨越既有线路8股道、垂直线路方向长89.5米。施工期间线路不封锁,无法实施满堂支架施工方案。经过施工方案论证后确定采用大跨门式支架施工方案。大跨门式支架施工方案作为一层梁和楼板的施工支撑平台,待一层框架混凝土结构实施予应力后进行体系转换,拆掉临时支撑。大跨门式支架施工方案施工用料少,利用车站夜间运营空闲时间架设施工,施工全部采用自有材料、用料因地制宜,施工方案工艺方法简单、经济投入少。大跨门式支架施工方案采用φ219mm直径的钢管作为临时支柱撑,柱顶搭设I450b大型工字钢作为跨越横梁。
　　
　　二、施工方案结构设计
　　
　　采用φ219钢管作为竖向支撑柱。钢管外径D=219mm,内径d=203mm,沿站台方向布置钢管,钢管之间稳定斜拉杆件采用L75×75×6角钢连接。在钢管柱顶部加设一块t=20mm厚钢板做盖钣,盖板顶部直接架设I450b工字钢横梁。盖板设置20mm厚的加劲肋板连接,具体布置见下图。楼板底模板放置单根I45工字钢横梁。
　　
　　(一)I45工字钢梁内力检算
　　跨1、2道和3、4道支架钢横梁跨度最大,以此荷载标准进行验算设计。高架候车室钢筋混凝土纵横梁位置摆布两根I45工字钢,跨度10.5米,楼板底面布置单根I45工字钢间距1.5米。
　　1.钢筋混凝土楼板I45工字钢(楼板厚120mm)
　　(1)荷载计算:
　　①恒荷载:砼板自重:0.12×1.5×25=4.5kn/m
　　木(方)模自重:0.05×1.5×8=0.6kn/m
　　I45自重:0.8kn/m
　　恒荷载:q恒=(4.5+0.6+0.8)×1.2=7.08kn
　　②活荷载:施工人员:2.5×1.5=3.75kn/m
　　振捣砼:2×1.5=3kn/m
　　倾倒砼:2×1.5=3kn/m
　　活荷载:q活=9.75×0.9=8.8kn/m
　　验算荷载q=q恒+q活=7.08+8.8=15.9kn/m
　　(2)稳定性计算:
　　M=1/8qL2=1/8×15.9×10.52=219kn.m
　　Σ=M/W=21900/1500=146kn/mm2〈215kn/mm2
　　稳定性满足要求
　　(3)挠度计算:
　　F=5q恒L4/384EI=(5×7080×10.54)/(384×210×109×33760×10-8)=15mm〈L/400=38mm
　　挠度满足设计要求
　　所以采用I45作为板底支撑满足要求。
　　2.框架梁下的I45工字钢横梁(砼梁1200mm×600mm)
　　(1)荷载计算:
　　①恒荷载:砼板自重:(0.3×1.2+0.3×0.12)×25=9.9kn/m
　　木(方)模自重:0.05×1.5×8=0.6kn/m
　　I45自重:0.8kn/m
　　恒荷载:q恒=(4.5+0.6+0.8)×1.2=13.56kn
　　②活荷载:施工人员:2.5×0.6=1.5kn/m
　　振捣砼:2×0.5=1kn/m
　　倾倒砼:2×0.5=1kn/m
　　活荷载:q活=3.5×1.4=4.9kn/m
　　验算荷载q=q恒+q活=13.56+4.9=18.46kn/m
　　(2)稳定性计算:
　　M=1/8qL²=1/8×18.46×10.5²=254kn.m
　　Σ=M/W=25400/1500=170kn/mm²〈215kn/mm²
　　稳定性满足要求
　　(3)挠度计算:
　　f=5q恒L4/384EI=(5×13560×10.54)/(384×210×109×33760×10-8)=28mm〈L/400=38mm
　　挠度满足设计要求
　　所以采用I45作为梁底支撑梁满足要求。
　　
　　(二)φ219钢管支撑墩内力计算
　　1.砼板底φ219钢管(板厚120mm)
　　(1)荷载计算:
　　①恒荷载:砼板自重:0.12×1.5×25=4.5kn/m
　　木(方)模自重:0.05×1.5×8=0.6kn/m
　　I45自重:0.8kn/m
　　恒荷载:q恒=(4.5+0.6+0.8)×1.2=7.08kn
　　②活荷载:施工人员:2.5×1.5=3.75kn/m
　　振捣砼:2×1.5=3kn/m
　　倾倒砼:2×1.5=3kn/m
　　活荷载:q活=9.75×0.9=8.8kn/m
　　故有设计荷载q=q恒+q活=7.08+8.8=15.9kn/m
　　(2)稳定性计算:
　　N=15.9×6.25=99.4kn
　　A=0.0053m²,i=7.46cm
　　λ=L/i=700/7.46=93.83
　　所以有α=0.69
　　Σ=N/αA=99400/(0.69×5300)=27kn/mm²〈215kn/mm²
　　稳定性满足要求
　　(3)强度计算:
　　N/A+M/W=99.4/0.0053+(99.4×5²×5²)/0.333
　　=139kn/mm²〈215kn/mm²
　　强度满足设计要求
　　所以采用φ219作为板底支撑满足要求。
　　2.砼梁底φ219钢管(砼梁1200mm×600mm)
　　(1)荷载计算:
　　①恒荷载:砼板自重:(0.3×1.2+0.3×0.12)×25=9.9kn/m
　　木(方)模自重:0.05×1.5×8=0.6kn/m
　　I45自重:0.8kn/m
　　恒荷载:q恒=(4.5+0.6+0.8)×1.2=13.56kn
　　②活荷载:施工人员:2.5×0.6=1.5kn/m
　　振捣砼:2×0.5=1kn/m
　　倾倒砼:2×0.5=1kn/m
　　活荷载:q活=3.5×1.4=4.9kn/m
　　验算荷载q=q恒+q活=13.56+4.9=18.46kn/m
　　(2)稳定性计算:
　　N=18.46×6.25=115kn
　　A=0.0053m²,i=7.46cm
　　λ=L/i=700/7.46=93.83
　　所以有α=0.69
　　Σ=N/αA=115000/(0.69×5300)=31kn/mm²〈215kn/mm²
　　稳定性满足要求
　　(3)强度计算:
　　N/A+M/W=115/0.0053+(115×5²×5²)/0.333
　　=161kn/mm²〈215kn/mm²
　　强度满足设计要求
　　所以采用φ219作为梁底支撑满足要求。
　　
　　(三)钢砂箱设计
　　根据施工设计方案,工字钢梁采用8T汽车吊车架设就位,待桥面系预应力钢筋混凝土及张拉形成能力之后,进行体系转换――拆掉临时支撑墩。为使拆卸简便、快捷,同时必免对砼板面和梁造成损伤,临时支撑墩上应设置临时支座。经方案比选确定采用钢砂箱临时支座。
　　1.钢砂箱支座承受荷载
　　每片工字钢梁每端设置1个支座。由钢管支墩计算可知,按最大P=12吨取值。
　　2.钢砂箱强度检算
　　(1)上部伸缩内钢筒的强度检算:
　　①受压强度检算
　　上半截伸缩钢筒拟采用外径Φ180mm、壁厚t=20mm的无缝A3钢管。A3钢的允许承压强度[σdc]=210Mpa,其弹性模量E=2.1×105Mpa。钢管的横截面积A=100.5cm²。
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文 　　则钢管最大承压应力σmax=P/A=11.94Mpa>P=12吨。
　　③底板焊缝抗剪强度检算
　　上半截伸缩钢筒外径Φ180mm、内径r=140mm。砂筒承压底面积A=263cm²。底板采用厚δ=30mmA3钢板,周边上下双面焊缝,焊缝高度hf=15mm。为加强其刚度,在筒内的底板上面对称布置4块70×70×20mm三角形加筋肋板,材质A3,双面焊缝,焊缝高度hf1=10mm。焊条T422,手工焊,则其允许抗剪强度[τ]=85Mpa。
　　筒内干砂承受压应力q1=P/A=4.56Mpa,底板面积A1=π(r/2)²=π×7²=153.94cm²,底板承受压力Pd=A1×q1=7024kg。
　　底板周边长度l=πr=44cm,加筋肋板高a=7cm,则有效焊缝抗剪面积A2=2×0.7hfl+2×4×0.7hfa=131.6cm²,焊缝抗剪切应力τ=Pd/A2=53.4MPaP=17t
　　所以拟定基础尺寸满足承载力要求。
　　
　　三、施工效果
　　
　　I45b型工字钢横梁最大下挠度为8.5mm,平均下挠度为7mm,小于理论计算值11mm。经过施工实践的检验,本方案完全满足了施工和结构的需要,保证了铁路运输的正常运行和旅客的出入安全,使现浇楼板和纵横框架结构钢筋砼梁验收质量评定均达到优良标准。本方案具有施工方便、结构简单、经济合理等特点。
　　
　　参考文献:
　　[1]夏斌,《钢结构构件计算》,浙江大学.
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