钢管支架的强度和稳定性分析.doc

1、1钢管支架的强度和稳定性分析摘要：本文以大榭第二大桥工程 20米以上组合支架现浇箱梁（跨距：42.8m）为实例，对大钢管立柱强度和稳定性进行分析、验算，得到的钢管立柱强度和稳定性均满足设计及规范要求。 关键词：组合支架； 钢管立柱； 强度； 稳定性 Strength and stability analysis of steel pipe piles ZHANG Xiao-tianLI Chang-suo (No.1 Eng.Co.Ltd.of CCCC First Harbour Eng.Co.Ltd Tianjin300456) Abstract: Taking the Cast-in-p

2、lace Box Beam(span:42.8m) of 20-meters-above combined supports of the Second Bridge in Daxie as a living example, this paper analyzed and checked the strength and stability of the large steel pipe posts, then calculated that the strength and stability of these large steel pipe posts met with the req

3、uirements of design and specification. Keyword ：Combined Support；Steel-pipe Posts；Strength；Stability 2中图分类号：U445 文献标识码：A 1、工程概况 大榭对外第二公路通道（大榭第二大桥）工程，位于宁波市北仑区和大榭岛之间的黄歭江上。大榭侧引桥工程 20m以上现浇箱梁支架采用组合支架，按跨距可分别为 32.4m跨、35m 跨,38m 跨和 42.8m跨计四种类型，以 Pdx51-52跨（42.8m 跨，净空高 2628m）为例进行钢管桩的强度和稳定性分析计算。 2、大钢管支架结构形式 2.1

4、 现浇梁结构形式 本跨箱梁断面形式为标准断面。桥宽 12.5m，采用单箱双室箱形截面。箱梁高 2.3m；箱梁顶板宽 12.3m（两侧各设置 0.1m宽防撞墙滴水） ，顶板厚 0.22m，底板厚 0.2m（0.4m） ，挑臂长 1.9m，悬臂根部高度 0.4m。箱梁外腹板为斜腹板，斜率 1:2.5，腹板跨中厚 0.4m，支点厚 0.6m。具体如下 2-1图示： 图 2-1 箱梁横断面图（渐变段） 2.2 支架设计方案 据现场施工条件，决定采用短跨度大钢管立柱贝雷梁支架施工。该类型支架(临时支墩) 荷载传递途径明确，对钢管立柱和贝雷梁要求低；支架构件较大，数量少，较易保证施工安全；但临时支墩设置较

5、繁琐，支架搭设、拆除工作量大；临时支墩设置费用高，机械设备投入大。 2.3 支架总体结构 3组合支架传力途径：模板方木U 托门式支架横向槽钢纵向贝雷梁工字钢横梁钢管立柱钢管桩基础（或混凝土条形基础） 。以42.8m跨箱梁为例，支架总体布置如下图 2-2所示。 图 2-2 支架体系纵断面图 3、分析内容 3.1 大钢管立柱强度验算 3.2 大钢管立柱稳定性验算 4、荷载组合分析 4.1 上部总荷载统计 箱梁砼自重：N1 26335.58723 kN （本跨 374方砼，箱梁端头实心段位于墩柱顶，该部分不在支架承重范围内，扣除19.245238.5 方，即砼为 374-38.5335.5 方） 模

6、板自重：N20.7512.540.3377.8KN（模板取 0.75 kN/m2 ） 支架自重：N30.2941821438.5KN（门架单榀 0.29 kN/m2，纵 21横 18高 4层） 活荷载：N4 612.340.3 2974 KN（施工荷载取 6 kN/m2 ） 风荷载：N5 4.2518211606.5KN（门架单榀轴力 4.25KN，纵 21横 18 ） 4支垫槽钢自重：N6 0.22713212124 KN（槽钢自重0.227KN/m,单根 13m，42 排） 贝雷梁自重：N7 3.01613624KN（贝雷片平均自重 3.0KN/片,纵 13横 16） 工字钢横梁自重：N8

7、 0.67615（82）162.3KN（工字钢自重 0.676KN/m,8个双拼） 钢管立柱自重：N9 2.021624776KN（钢管自重2.02KN/m,24根，每根 16m） 连系杆自重：N10 0.2276436262KN（槽钢自重0.227KN/m） 4.2 钢管立柱上部总荷载： 1）不组合风荷载 N1.2（N2+N3+N6+N7+N8+N9+N10）+1.4(N1+N4 )19693KN 2）组合风荷载 N1.2（N2+N3+N6+N7+N8+N9+N10）+0.91.4(N1+N4 )+ N5 19662KN 取较大值，上部结构总荷载 N19693KN 5、强度、稳定性验算 5.

8、1 依据现场大钢管立柱布置形式和受力分析，得出每根钢管立柱承受荷载如下表： 55.2 钢管柱验算 钢管立柱承受横梁的支座压力，根据计算可得。钢管立柱受力最大为：805.3KN，最小为 264.1KN，以此对钢管立柱进行验算： 5.2.1 单根钢管立柱最大受力：（18m 高钢平台，钢管立柱长 16m） 单根钢管自重及连接杆配重： 则钢管立柱承重： 5.2.2 钢管柱参数（600 钢管，壁厚 10mm）： 钢材 Q235，抗压抗弯强度 截面面积 A18535.5mm2 截面最小回转半径 r208.6mm 钢管长细比16000/208.676.780 按钢结构设计规范 5.1.2-1规定，截面类型

9、b类,查附表 C-2， ，则： 5.2.3 强度稳定验算 考虑施工原因可能产生局部钢管受力及钢管磨损，验算时取 1.2的安全系数。 强度验算54.9MPa1.3=1.3145=188MPa 强度满足要求 稳定验算 75MPa1.3=1.3145=188MPa 6稳定性满足要求 5.2.4 压缩变形 =0.0042m=4.2 mm =0.0015m=1.5mm 结论与分析 （1）大钢管立柱强度满足设计及规范要求。 （2）大钢管立柱稳定性满足设计及规范要求。 （3）支架搭设完毕后，按规范顺序对支架进行箱梁砼自重的 1.2倍预压，观测支架沉降，消除地基非弹性变形和支架非弹性变形的影响，确保施工安全。 参考文献 1 上海市政工程设计研究总院.大榭对外第二公路通道工程（大榭第二大桥）施工图设计R.上海:上海市政工程设计研究总院,2010. 2JTG D63-2007,公路桥涵地基与基础设计规范S. 3GB50009-2001,建筑结构荷载规范S. 4GB50017-2003,钢结构设计规范S. 5JGJ94-2008,建筑桩基技术规范S. 6JTJ254-98,港口工程桩基规范S. 7 周水兴等编著.路桥施工计算手册M.北京:人民交通出版社, 2001. 7