1、杭州灣大橋北接線 9號橋橋梁維修加固安全防護計算書1計算依據(jù)杭州灣大橋北接線第四合同段施工圖；公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（JTJ025-86）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB500017-2003;路橋施工計算手冊周水興編著；MIDAS/civil計算軟件。2工程概況9號橋第五聯(lián)采用等截面預應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，跨度為 38+2X 50+38m主橋多f梁高2.5m,箱梁頂板寬12m,底板寬7.5m,兩側(cè)懸臂長 各為2.25m,采用C50現(xiàn)澆，兩側(cè)護欄高度1.2m,上跨北接線高速公路， 與公路的斜角為25 ,橋下凈空為14.7m。9號橋上跨公路施工情況：第 5#、6#墩（跨徑30n）上跨PS匝道， 第8#

2、、9#墩（跨徑30m）上跨PJ匝道，第10#、11#、12# （跨徑分別 為 32,第 12#、13# （跨徑 32m）上跨 JP匝道，第 20#、21#、22# （跨徑分別為50m）上跨杭州灣北接線高速公路，第 25#、26# （跨徑 30項上跨NJ匝道，第30#、31# （跨徑30m上跨JN匝道。3主要施工工藝采用移動式吊掛平臺作為維修加固的作業(yè)平臺，吊裝過程中暫時封閉公路交通，平臺鋼桁梁先在空地拼接完成后，采用橋面兩端護欄掛手拉葫 蘆同時起吊固定，平臺鋼桁梁縱向2米一道，鋼梁間采用48X 4mm管 連接，鋼管間距0.4米，鋼管上橫向綁扎方木，方木間距0.3米，方木上 滿鋪竹膠板；平臺兩側(cè)

3、面采用縱向鋼管連接，1.2米一道，側(cè)面底層1.2 米采用竹膠板封閉，上部用防護網(wǎng)全部封閉至梁翼緣板底。同時，為保證橋下正常通行，采用在公路上搭設(shè)鋼管防護棚架進行防 護。防護棚架凈寬7.5米，凈高5米，支架上滿鋪竹膠板，對高空落物進 行防護；需要占用超車道和左側(cè)硬路肩，支架兩端實行車輛導流，只限中 間兩車道行駛。4設(shè)計計算參數(shù)材料設(shè)計參數(shù)表主要材料設(shè)計參數(shù)表廳P材料規(guī)格材質(zhì)容重（KN/m3備注1鋼管 48x4mmQ23578.52圓鋼 20mmQ23578.53型鋼H15Q23578.54竹膠板15mm145P方木10cmx10cm木材8.5材料設(shè)計強度值鋼材設(shè)計強度值（N/m冷鋼材抗拉、抗 壓

4、、抗彎抗剪承壓型號厚度或直徑（mmQ235 16-40205120Q345 16-40295170說明：設(shè)計強度按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB50017-2003取值設(shè)計荷載分項系數(shù)設(shè)計荷載分項系數(shù)廳P荷載類別安全系數(shù)1靜楠栽1.22動福裁1.45結(jié)構(gòu)計算操作平臺系統(tǒng)計算1、荷載取值及荷載組合操作平臺從下到上的主要結(jié)構(gòu)：間距為2米布置的鋼桁架系統(tǒng)，縱向 分配梁采用48x4mmi岡管，橫向分配梁采用100mnx100m昉木，方木上 滿鋪15mnfT膠板，兩側(cè)采用0 20mmi勺圓鋼固定于橋梁防撞墻混凝土上。 平臺系統(tǒng)主要荷載取值內(nèi)容如下：(1)模板、支架自重；(2)施工人員和施工材料、機具等行走運輸或堆

5、放的荷載，取1.5kPa。；采用承載力極限法設(shè)計：計算強度時荷載組合為：1.2 (1) +1.4 (2)驗算剛度時荷載組合為：1.2(1);5015*40015*4002、竹膠板驗算為保證安全和施工操作，采用 5 =15 mm竹膠板直接滿鋪于間距L=300mm勺方木上，計算時按三跨連續(xù)梁考慮，計算時取1m板寬。(1)計算模型：q了了LLXLLJ強度計算：q=2.35kN/m, L=300mm剛度計算：q=0.25kN/m, L=300mm(2)截面參數(shù)及材料力學性能指標W=bh2/6=1000*15/6=3.75*10 4mmI=bh3/12=1000*15 3/12=2.81*10 5mm竹

6、膠模板的有關(guān)力學性能指標按 竹編膠合板(GB13123規(guī)定的厚型I類一等品的下限值?。?50 MPa, E=5X103 MPa(3)計算結(jié)果強度：Mma xql2/10 =2.35*0.3*0.3/10 =0.02KN.mcrma-Mmax /W 0.03*10 6/3.75*10 4 = 0.53Mpa cr 合格剛度：f =0.677ql 4/(100EI)=0.2mm f=0.75mm 合格3、方木驗算方木擱置于間距400mm的48x4mmi岡管縱向分配梁上，方木規(guī)格為100*100mm亦按三跨連續(xù)梁考慮。-4 -(1)計算模型強度計算：q=2.35*0.3+8.5*0.1*0.1=0.

7、79kN/m, L=400mm剛度計算：q=0.25*0.3+8.5*0.1*0.1=0.16kN/m, L=400mm(2)截面參數(shù)及材料力學性能指標W=ba/6=100*100 2/6=1.67*10 5mmI=ba 3/12=100*100 3/12=8.33*10 6mm方木的力學性能指標按公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(JTJ025-86)中的A-3類木材并按濕材乘0.9的折減系數(shù)取值，則：a =12*0.9 =10.8MPa,E=9*103*0.9=8.1*10 3MPa(3)計算結(jié)果強度：Mma xql2/10 =0.79*0.4*0.4/10 =0.012KN.moma-Mma

8、x /W 0.012*10 6/1.67*10 5 = 0.1Mpa (r=10.8 Mpa 合格剛度：f=0.677ql 4/(100EI)=0.0004mm f=400/400=1mm 合格4、鋼管及桁架驗算(1)計算模型(2)施工荷載(3)結(jié)構(gòu)變形MIDAS/Cjuil口兩-PROCESSORDEFORMEO 5HAPE西方的K-DR-OX)ME*KMNCD”1r-DjR-oxjDaE+cioaNODE-1Z-D1R-5.535E+001COME.-SS57E+OD3NODE的1XI07E*CO1ST：施工指俄MAK ! 4MOM !若4文福：平的，軸 I m m日都 11/11JMS1

9、，-一-向葭 D.2S9最大變形值：f = 55mf =12000/150 = 80mm 可(4)鋼管應(yīng)力MIDA/Gvil的，用U7dO2S9e*WJ5 品 4537CM3 央6W3fr*WJN.兩NH】7 歲957TEB0gjIQOQrHQ R 卻QEOQl -354L+Og?.-?40SO?*-i-OCll -j040firi-001ST：董工朝i收MAM : 1M7MBH s 1106文*:平白3由他；NENBSl; 1101/2011 費平一方方Z： 02S弓最大組合應(yīng)力：仃=86.8Pa。 =215MPa可(5)鋼桁架應(yīng)力P 溝-PR&E55QfiBEAM STRESS培臺（量1.

10、90125-102 95211e-KKl 1.76106e*mi oKnaoe+Kn金,i式知+DOi7 s4SS56+豌 -l,B93S9ei-0O2Ti除工相城MA ! 492MIN i 177申也；N/mm A2BW= IliTHjaOti肅壽tlZi D.259最大組合應(yīng)力：仃=190Pa。 = 215MPa 可(6)吊桿驗算兩側(cè)吊桿采用中20mm勺圓鋼固定于橋梁防撞護欄上MiDASfCiYilRO 5 T 叩RXE5S0RBERM 5TRE55圖合i：品大歸S.0K8e*001 7108627e+ODl 7.685E5e+001 7.48483e+0Dl 7.3B412e*001 7

11、.0S340e+0Dl fi.6S6e+001 16,6B197e+0Dl 6.46125e+0Dl .2HE3e+001 后，口 TWIN* 十口口 i 5,67310+001STi奏工新蔻寮AX ；加MIM l I田 文件；甲占M 單粒：MJmm A2Ll/lgpOLl 一示-齊司最大組合應(yīng)力：。=80.9PaM = 215MPa 可(7)吊桿拉力MmAS/CivilgST-PRQCE55OR我白蟆tg忖Kft北力呻點=176FZ! l；724SE-i-DCl3事火質(zhì)方節(jié)點=141FZ; 1.7253E-HB3打二工霸戰(zhàn)MAX ：34?MEN I 179文將！平=3量也kN且期:$田中安1

12、Zi 0259吊桿最大拉力 F=17.2KN(8)防撞墻穩(wěn)定驗算設(shè)計操作平臺懸掛于橋梁兩側(cè)防撞墻上，因此吊桿上的拉力將偏心作用在防撞墻上，現(xiàn)取2米防撞墻為一個單元(即兩根吊桿間距)，按最不 利情況對防撞墻抗傾覆進行驗算，即以防撞墻外側(cè)底部角點轉(zhuǎn)動，內(nèi)側(cè)與 梁板連接豎向鋼筋承擔全部的偏心拉力，即 T,防撞墻受力簡圖如下:八T計算簡式為：FX 0+GX L/2=T x L經(jīng)計算：T=2XG=2X26X0.2 X2X1.0=20.8KN則以2米防撞墻為單元的內(nèi)側(cè)豎向抗傾覆最小鋼筋截面面積為：A=T/fy=20.8 Xl03/300=69.3mnf根據(jù)設(shè)計圖紙，內(nèi)側(cè)豎向鋼筋設(shè)計為 。16mm的二級鋼筋

13、，間距為20cm,則As=2211mrp完全滿足要求。(9)操作平臺穩(wěn)定驗算由于平臺兩側(cè)面底層1.2米采用竹膠板封閉，上部用防護網(wǎng)全部封閉至梁翼緣板底，因此側(cè)面將受風荷載作用，風荷載計算具體如下：橫向風力F嘴向風壓 W迎風面積A根據(jù)規(guī)范及相關(guān)資料，計算時取橫向風壓 W=1.0KPa取兩吊桿間的防護面積作為迎風面單元，即A=2.0 乂 3.7=7.4m2;因此一個迎風面單元橫向風荷載計算為：F=W X A=7.4X 1.0=7.4KN為防止施工過程中，操作平臺在風荷載作用下不穩(wěn)，采用在鋼桁架中心位置處設(shè)置“人”支撐與橋梁底板錨固。支撐材料采用48x4mn管,與鋼桁架成45設(shè)置。鋼管受力驗算：f=

14、1.414 X7.4 xi03/489=21.4N/mm2215 N/mni滿足要求。5.2防護棚架系統(tǒng)計算1、荷載取值及荷載組合(1)模板、支架自重；(2)只需考慮施工人員和施工材料的運輸或堆放荷載，取1.0kPa。;采用承載力極限法設(shè)計：計算強度時荷載組合為：1.2 (1) +1.4 (2)驗算剛度時荷載組合為：1.2(1);斷面圖2、竹膠板驗算防護棚架頂部面板采用S =15 mm的竹編膠合模板，竹膠板直接擱置-10 -1m板寬于間距L=800mm勺方木上，算時按三跨連續(xù)梁考慮，計算時取(1)計算模型:q111 IH JU J|1 1 III JU JII J.| J Jl qi I 11

15、 jj Jjj J I J I J I J l|NHHLLXLL.強度計算：q=1.65kN/m, L=800mm剛度計算：q=0.25kN/m, L=800mm(2)截面參數(shù)及材料力學性能指標W=bh2/6=1000*15/6=3.75*10 4mmI=bh3/12=1000*15 3/12=2.81*10 5mm竹膠模板的有關(guān)力學性能指標按 竹編膠合板(GB13123規(guī)定的厚型I類一等品的下限值?。?50 MPa, E=5X103 MPa(3)計算結(jié)果強度：Mmaxql 2/10 = 1.65*0.8*0.8/10 =0.11KN.m(rma.Mmax /W 0.11*10 6/3.75*

16、10 4 = 2.9Mpa a 合格剛度：f =0.677ql 4/(100EI)=0.49mm f= 800/400=2mm 合格3、方木驗算方木擱置于間距1200mmi勺H150mmi鋼橫梁上，方木規(guī)格為80*80mm, 亦按三跨連續(xù)梁考慮。(1)計算模型-11 -t JJJ J JLfUiLLTLLltm強度計算：q=1.65*0.8+8.5*0.08*0.08=1.37kN/m, L=1200mm剛度計算：q=0.25*0.8+8.5*0.08*0.08=0.25kN/m, L=1200mm(2)截面參數(shù)及材料力學性能指標W=ba/6=80*80 2/6=8.5*10 4mmI=ba3

17、/12=80*80 3/12=3.41*10 6mm方木的力學性能指標按公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(JTJ025-86)中的A-3類木材并按濕材乘0.9的折減系數(shù)取值，則：a =12*0.9 =10.8MPa,E=9*103*0.9=8.1*10 3MPa(3)計算結(jié)果強度：Mmax ql 2/10 = 1.37*1.2*1.2/10 = 0.20KN.moma-Mmax /W 0.20*10 6/8.5*10 4=2.4Mpa (r=10.8 Mpa 合格剛度：f =0.677ql 4/(100EI)=0.13mm R*0JCI00E+000 叩OOE二 IY-DIR-OJOOOE+OO

18、O NCOE* IZOIRwlS41E*OQl MODE* 10COMB.- 1ME+皿 制ODE-I 口力敷心GBlEM口 1MAX j IDMIN i 3文忤“鵬闔MH 中位_= mm日期 EL/LZ/Z011藁不-為向i-0?8832i D.B最大變形值：f = 18mf =8600/400= 22mm 可(5)結(jié)構(gòu)應(yīng)力MDA3jCli*IPa. 金-92.：二 E =二 p.BEAM STRESS 殂倒最北歸 2467944-1-001 L043-4口口 1 D.ODCXHh-i-OOO-IJ95324-KKI 山口04+OCl -4.7473&i+00l-7j&4N7+OOI -9.0SeS2-KKil_0G 在aMON 1.19827+002 -l2*297+002ST i巳也FbrMAK I 1上吧a 痛卸n&M地怛: N/nm日期二 L1/1272OIL 一力司KrO-403 JZ; D.255最大組合應(yīng)力：二=134Pa,取1.2m。經(jīng)計算 Mw=1.4X 1.2 X 1.2 2X 1.0/10=0.24 KN m（3）立桿壓彎強度按下式計算：Nw 0.9 Ww +A I ANW（1-0.8） Ne