1、栈桥栈桥/ /钢板桩围堰钢板桩围堰/ /支架支架/ /地基梁地基梁相关设计与探讨相关设计与探讨2013-04目录2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司2栈栈 桥桥1 12022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司3第一部分栈桥 一、概述一、概述栈桥作为跨越水域施工的常见辅助施工结构，通常和码头结合使用，有着交通、起重、转运等功能。第一部分栈桥 二、主要设计依据二、主要设计依据1、钢结构设计规范 （GB50017-2003）；2、混凝土结构设计规范 （GB50010-2002）；3、公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2004）；4、碳素结构钢 （GB700-2006）；5、铁路大
2、型临时工程和过渡工程设计暂行规定 （铁建设2008189 号）；6、港口工程荷载规范（JTS 144-1-2010）；7、港口工程桩基规范（JTS 167-4-2012）；8、公路工程技术标准（JTJ B01-2003）；9、装配式公路钢桥多用途使用手册、六四军用梁手册等。2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司4第一部分栈桥 三、设计过程简介三、设计过程简介2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司51、研究比较，明确功能设计图纸、施工调查地质、气象、水文资料栈桥的功能通过栈桥的各种机械设备通过栈桥的最大和最重构件第一部分栈桥2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司62、设计
3、要素 平面位置 栈桥跨径 栈桥标高 设计车速跨度、标高（水位选择）的确定，应从安全、经济、施工方便、满足通航和泄洪要求等方面综合考虑。第一部分栈桥 栈桥平面位置确定结合主体工程施工方法进行全面分析，考虑的主要因素有以下几点：2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司7（1）施工机械靠近现场，方便作业；（4）栈桥布置不得影响水上通航，如需船舶配合作业，栈桥优先布置在下游侧。钻孔平台钻孔平台（2）尽量保证栈桥轴线与主桥轴线平行；（3）尽量与钻孔平台相结合；第一部分栈桥2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司8栈桥跨径通航因素主梁材料施工方式受履带吊机起吊能力制约，采用钓鱼法施工时一般 9
4、12m。打桩船打桩，整跨或整片安装上部结构的施工，跨度可大些。第一部分栈桥 栈桥标高先保证桥下净空，根据计算水位或最高流冰水位加安全高度确定，并保证不会形成流冰、漂浮物阻塞。2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司90.51.5m同时要考虑大堤、施工便道及施工平台标高，并尽量与其保持一致，尽量避免设计纵坡。第一部分栈桥2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司10基础承重梁桥面板 扩大基础 钢管桩基础 钻孔桩基础 型钢 军用梁 贝雷梁 钢桥面板（标准件） 混凝土桥面板3、栈桥结构确定第一部分栈桥2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司11 结构自重永久荷载 车辆满载自重、制动力
5、（速度可限制）、风荷载、水流力、冰荷载（产生的上浮力、温度膨胀力等）、人群荷载可变荷载 船舶荷载（系缆力、挤靠力、撞击力等）、漂浮物撞击力偶然荷载4、设计荷载第一部分栈桥2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司12 基底承载力满足设计要求； 抗倾覆稳定性1.5； 抗滑稳定性1.3。重力式桥台（常用） 多采用钢管桩，沉桩施工； 特殊地质采用钻孔桩基础、石笼墩等。墩位处基础5、基础设计第一部分栈桥2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司136、上部结构设计主 梁：一般采用贝雷梁、军用梁（目前局里已有以贝雷梁 为主梁的栈桥标准化设计）桥面板：混凝土桥面板（自重大，造价低） 钢桥面板（自重
6、轻，造价高） 第一部分栈桥2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司14 四、设计中的关键点和注意事项四、设计中的关键点和注意事项1、桩承载力、桩的分类：桩按承载性状分为摩擦桩和端承桩。 竖向荷载主要由桩侧阻力承受，并考虑桩端阻力。摩擦桩 竖向荷载主要由桩端阻力承受，并考虑桩侧阻力。端承桩第一部分栈桥2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司15、桩的布置和中距群桩的平面布置可采用行列式形、梅花式或环式。桩中距应符合以下要求： 锤击、静压沉桩：桩端处中距3倍桩径； 振动沉桩：桩端处中距4倍桩径； 钻（挖）孔桩：中距2.5倍桩径。摩擦桩 支撑或嵌固在基岩中，钻（挖）孔桩中距2倍桩径。（注
7、意：嵌固于岩层 不一定就是 端承桩，2MPa）端承桩 不应小于1.5倍扩底直径或者扩底直径加1.0m，取较大值。(挖孔）扩底灌注桩第一部分栈桥2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司16、负摩阻力正摩阻力：桩相对于周围土向下运动，土对桩施加向上的摩擦力。这种摩擦力构成了桩承载力的一部分。负摩阻力：桩相对于周围土向上运动，土对桩施加向下的摩擦力。这种摩擦力构成了桩荷载的一部分，减少了桩的承载力，还可能引起较大的沉降。 正摩阻力正摩阻力负摩阻力负摩阻力第一部分栈桥2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司17 产生产生负摩阻力的原因负摩阻力的原因a、桩周有较大的堆载，引起桩周土的固结；b
8、、桩穿过欠固结的软粘土或新填土进入硬持力层，土层产 生自重固结下沉；c、软粘土地区，地下水下降或深基坑开挖降水等引起桩周 土下沉；d、湿陷性黄土引起桩周土下沉；e、砂土液化和冻土融化。第一部分栈桥2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司18、混凝土桩施工时内力验算、混凝土桩施工时内力验算a、 起吊、运输内力在计算吊运内力时应考虑桩长、截面尺寸、吊点位置、桩架高度、下吊索长度、桩的实心段长度、桩的浸水长度以及吊立过程中桩轴线与水平面的夹角等。所选用的吊点位置及施工工艺宜使桩受力合理。b、 锤击沉桩应力拉应力的标准值：预应力混凝土桩拉应力标准值分为5.0、5.5、6.0和6.5MPa四级；压
9、应力的标准值：预应力混凝土桩和钢筋混凝土桩压应力标准值可取12.0MPa20.0MPa；第一部分栈桥2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司191dfi iRdQUq lq A、一般桩基承载力（一般桩基承载力（永久结构，临时结构系数有区别）港口工程桩基规范公式（极限承载力） （分项系数1.45, 1.55)铁路桥涵地基和基础设计规范公式（容许承载力）公路桥涵地基和基础设计规范公式（容许承载力）常用开口钢管桩一般不考虑桩端承载力，打入全风化或强风化岩也仅做安全储备（闭、半开时考虑） ；设计时根据桩径（有无闭塞效应，港口0.6m）和间距、倾斜度、施工平面偏差等因素，应考虑折减效应。112na
10、i iikrprkiRul qA q 12ii iPUa f lARa第一部分栈桥2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司202、桩在水平力作用下的计算对于一般栈桥，可以不予以考虑水平力作用的影响；对于海上栈桥设计，需考虑波浪力以及强涌潮影响。考虑水平力或力矩作用时，采用假想嵌固点法计算m 法。第一部分栈桥3、钢管桩振动沉桩控制 振动沉桩共振理论：当桩的强迫振动频率与土壤颗粒的振频率一致时，土壤颗粒产生共振液化，足够的振动速度和加速度能迅速破坏桩和土壤间的粘合力，使桩身与土壤从压紧状态过渡到瞬间分离状态，沉桩阻力尤其侧面阻力迅速减小，桩在竖向力作用下下沉。激振力是反映振动桩锤综合能力的参
11、数，桩在土中沉入时，激振力F必须大于桩与土之间的静摩擦阻力。如用f表示桩与土间的静摩擦力，fv表示有振动作用时桩与土间的摩擦力，则f与fv之间的关系可表示为Ffv=f。（振动作用下摩擦力的降低系数）2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司21第一部分栈桥振动沉桩除了要有必要的振幅和加速度，还必须有一定的参振重量以克服沉桩时的阻力，桩在土中的静阻力R与土层的标准贯入值N和桩的截面积S之间的关系为R=4NS。因此，在桩受到振动而使摩擦力显著降低时，桩就可以沉入到与“参振重量大约等于桩端阻力”的某一标高。简单来说，有时候我们的桩不能继续贯入，并不一定代表桩的承载力达到激振力所对应的力，也有可能
12、是桩端阻力过大。使用液压振动锤时，贯入度不能作为沉桩到位的控制指标。2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司22第一部分栈桥4、桩帽样式下图所示为工程中常用的桩帽形式，桩帽一钢材150kg，桩帽二钢材30kg。桩帽的作用是为荷载能够均匀的往下传递，受力性能上来说，桩帽一要优于桩帽二。但一般设计时，钢管桩应力并不作为主控指标，而是为达到一定的侧阻力选取的桩身截面。所以，从经济性来讲，对于不是桩身应力控制的钢管桩应优先选择第二种桩帽，这种桩帽还有一个优势就是拔桩时，不需要割除盖板。2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司23第一部分栈桥2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司24
13、5、靠船桩的设计作用在固定式系船、靠船结构上的船舶荷载包括下列内容：、由风和水流产生的系缆力；、由风和水流产生的挤靠力；、船舶靠岸时产生的撞击力；、系泊船舶在波浪作用下产生的撞击力等。相关计算公式可参照港口工程荷载规范。第一部分栈桥2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司256、设计者应注意的事项、施工期将受到洪水、台风、风暴潮等不良气候因素的影响，设计应该有一定的安全储备。、材料用量较大，尽量选择较为通用的型材，应尽量减少对型材的焊接、切割和破坏，做好防腐，控制变形量，方便周转使用。、对施工人员进行交底并对施工质量进行检验，做好管养工作。、对冲刷和桥上荷载的确定要尽量与实际吻合。目录2
14、022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司26栈 桥1 第二部分钢板桩围堰一、概述一、概述钢板桩围堰适用于水不太深、有覆盖层且可下沉钢板桩的土水不太深、有覆盖层且可下沉钢板桩的土质质(如砂类土、粘性砂土等）。 其防水性能好，整体刚度较强，打拔较容易，可多次重复使用，回收利用率高，广泛用于基础施工中。 2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司27 第二部分钢板桩围堰1、常见钢板桩类型：（国产U型型钢板桩亦属于拉森式钢板桩。）2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司28 295/1.5 197MPa国产常用钢板桩为：拉森型400170）、拉森型（600210）钢板桩 正应力容许值：
15、第二部分钢板桩围堰 二、主要设计依据二、主要设计依据1、 基础结构设计图；2、钢结构设计规范、建筑基坑支护技术规程；3、简明施工计算手册、支挡结构设计手册；4、土力学、基础工程；5、热轧U型钢板桩 GB/T 209332007。 2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司29 第二部分钢板桩围堰 三、设计过程简介（三、设计过程简介（常用常用 简化法计算，有限元法不常用简化法计算，有限元法不常用）1、设计资料、参数 2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司30高出设防水位0.50.7m围堰顶标高土层厚度h、重度、内摩擦角、粘聚力c地下水位高出地面/水位0.20.4m围堰顶标高承台长、宽
16、、高及顶、底标高围堰设防水位承台放宽0.51.0m封底混凝土与钢护筒/钻孔桩粘结力 第二部分钢板桩围堰2、设计荷载、土压力（朗肯）；主动土压力：被动土压力：、水压力；有水头差时作用在钢板桩上水压力：水位以下透水层中水土分算，土体重度取浮重度；水位以上土层及水位以下不透水层中水土合算，土体重度取饱和重度 。 2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司31wwwqhpa+qw+qhapp+qwhphwhwq2aaaaph KcK2ppppphKcK 第二部分钢板桩围堰、围堰周围施工荷载；、承台自重荷载G。围堰设计荷载组合：(1)+(2)+(3)封底混凝土设计荷载组合：(2)+(4)水下封底混凝
17、土粘结力取值可参照铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范表5.2.1 第7项的相关规定，并考虑部分折减（例如C20可取150kPa）。2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司32/qhq施工荷载q换算为土层超载hq 第二部分钢板桩围堰3 3、设计流程、设计流程 2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司33确定围堰施工方案、平面尺寸及顶标高；若采用水下封底，检算封底混凝土厚度和强度。围堰内支撑立面布置设计，计算钢板桩最小入土深度。围堰稳定性检算：软弱基底承载力、基底抗隆起、涌砂等。围堰内支撑平面设计，圈梁为压弯构件、横撑一般为轴心受压构件。 第二部分钢板桩围堰 四、设计中的关键
18、点和注意事项四、设计中的关键点和注意事项1、设计原理钢板桩的稳定标准为不发生倾覆，分析时可假定桩底为充分嵌固不可自由转动(深埋) 和可以自由转动（浅埋）两种模式进行分析。2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司34嵌固支承(深埋)自由支承(浅埋） 第二部分钢板桩围堰2、常规几种钢板桩计算方法：土压力分布土压力分布 土压力叠加土压力叠加2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司35悬臂钢板桩稳定通过桩前、后各压力对桩底取矩求抗倾覆系数K1.2，试算钢板桩入土深度t强度求钢板桩上剪力为0点（图中g点，被动土压力合力Ep=主动土压力合力Ea），该处桩身弯矩最大。tHtH被动土压力Ep主动土
19、压力Ea 第二部分钢板桩围堰2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司36单层支撑钢板桩浅埋式稳定板桩处于支点处铰支下端自由的极限平衡状态，根据支点处力矩平衡试算钢板桩入土深度t强度求钢板桩上剪力为0点，该处桩身弯矩最大深埋式稳定板桩处于支点处简支下端嵌固的超静定状态，等值梁法计算钢板桩入土深度强度等值梁法计算钢板桩上剪力为0点，该处桩身弯矩最大 第二部分钢板桩围堰(a) 等值梁法 (b)土压力分布 (c)弯矩 (d)等值梁2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司37(a) 土压力分布 (b)叠加土压力 (c)弯矩 (d)变形单层支撑浅埋板桩计算简图单层支撑深埋板桩计算简图 第二部分
20、钢板桩围堰等值梁法：图(a)中ab梁中c点弯矩为0，在c点将梁切开并将c点视为左端梁的简支点（铰接），简支伸臂梁ac称为ab梁中的等值梁。2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司38 深埋钢板桩采用等值梁法计算：假定净土压力为0点(图(b)中c点，距基坑底y)即为反弯点，按等值梁计算A点反力和C点剪力；CD段荷载对C点取矩为0可求出有效嵌固深度x，桩入土深度为y+x；求解等值梁AC剪力为0点位置，求得钢板桩最大弯矩。 第二部分钢板桩围堰 (a) 土压力分布 (b) 等值梁盾恩近似法 等值梁法2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司39多层支撑钢板桩稳定盾恩近似法、等值梁法等计算入土
21、深度强度等弯矩布置内支撑充分发挥钢板桩强度等反力布置内支撑各层支撑截面基本一致 第二部分钢板桩围堰3、土压力计算理论钢板桩围堰计算一般采用朗肯土压力理论，简化为平面结构计算。（即使采用空间结构，影响因素也很多）4、多层土的土压力计算方法相关内容见支挡结构设计手册5、设计注意事项钢板桩截面选用要满足自身材料强度、刚度要求，同时考虑经济性要求。注意开挖过程中围堰土层实际情况，与设计不符时应进行必要检算。2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司40采用换算高度法把上一层土换算成下一层的超载采用加权平均值法把多层性质相近的土层换算成一层土 第二部分钢板桩围堰五、计算示例五、计算示例1、工程概况地
22、面标高：+4.35m，承台顶标高：+0.27m，底标高：-1.73m，承台高2.0m，承台尺寸10.35m8.1m，钻孔桩直径0.9m，钻孔桩4排5列，桩间距2.25m。承台施工期间设防水位：+4.0m。土层参数如下表：2、设计参数初拟：围堰顶标高+4.5，基坑底标高-2.53m（初拟水下封底0.8m），基坑深度7.03m；初选12m长国产拉森型钢板桩，围堰底标高-7.5m；初拟于+3.0m设一道支撑，初拟围堰尺寸11.95m9.7m（承台放宽0.8m）。2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司41土层名称层顶高程重度（kN/m3)内摩擦角 黏聚力c(kPa）粉细砂+4.35012511
23、9 第二部分钢板桩围堰3、封底混凝土厚度初步检算封底混凝土厚0.8m，钻孔桩直径0.9m，共20根，钻孔桩与C30封底混凝土之间的粘结力取 。封底混凝土验算：封底混凝土自重+粘结力(向下)浮力封底混凝土自重+承台自重1.2 ，满足要求。计算封底厚度应适当增加，封底施工中考虑浮浆等影响。2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司42150ckPa18679f=1.296739FF抗浮水 第二部分钢板桩围堰4、钢板桩围堰计算、设计工况工况一：钢板桩插打完毕，基坑内抽水开挖至+2.0m，准备安装内支撑（+3.0m）。工况二：内支撑安装完毕，基坑水下开挖至-2.53m，准备水下封底施工前。工况三：
24、封底砼达到一定强度后，围堰内抽水至封底顶面-1.73m，准备进行承台施工前。工况一受力简图工况一受力简图 工况二受力简图工况二受力简图 工况三受力简图工况三受力简图2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司43 第二部分钢板桩围堰、围堰内支撑围堰内支撑由圈梁、角撑组成。圈梁采用3根I56a型钢焊接成箱型截面。角撑采用6008钢管，材质均采用Q235B。内支撑计算模型：圈梁四周承受线荷载，由工况分析结果得钢板桩对内支撑的反力为 。内支撑自重乘1.1倍的安全系数。模型中释放角撑与圈梁节点处的梁端部约束，计算模型如下图：2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司44103/qkNm 第二部分
25、钢板桩围堰、封底混凝土强度工况三时封底混凝土底面承受静水压力，侧面承受钢板桩水平反力。封底混凝土计算模型如下（与钻孔桩粘结处为支承边界）、各工况计算结果2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司45内支撑内支撑封底砼封底砼钢板桩钢板桩线荷载（kN/m）应力（MPa）线荷载（kN/m）应力（MPa）应力（MPa）入土计算值（m）入土实际值（m）工况一/124/工况二86/80/584.784.97工况三10364220-1.05/0.1888/ 第二部分钢板桩围堰、基坑底抗隆起验算围堰开挖至-2.35m标高时，验算坑底土体抗隆起，取板桩底为验算的基准弧面，参照普朗特尔(Prandtle)地基
26、极限承载力公式进行计算。抗隆起系数： ，满足要求( 不小于1.72.5) Nq、Nc地基承载力系数2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司46wzK21019 4.97 10.66204.06()19 (7.034.97)20qCwzDNcNKhDq围堰外土层重度均值1围堰内土层重度均值2围堰开挖深度h0基坑底桩深度D滑移影响线范围内土层参数c、围堰外超载q 第二部分钢板桩围堰、透水基坑底涌砂验算在围堰内施工过程中，当抽水开挖至+2.0m标高时，围堰内外水头差为2m，检算此工况下有无可能发生涌砂现象。围堰内不发生涌砂的条件为：K= 1.5K= 1.52.02.0相应在该工况下计算K=18
27、，满足要求。2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司47水重度w围堰内外水头差h钢板桩入基坑底深度t土体浮重度( 2 ) whth目录2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司48栈桥12022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司49第三部分现浇梁支架 一、概述一、概述混凝土梁现浇施工，是指在桥跨的两墩之间，采用固定式或移动式承重结构，在梁部的设计位置上安装模板和钢筋就地浇筑梁体混凝土的施工方法。常用的混凝土梁现浇施工方法为支架法。第三部分现浇梁支架二、主要设计依据二、主要设计依据1、相关设计图纸2、钢结构设计规范50017-20033、建筑施工模板安全技术规范JGJ 162-20
28、084、建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范JGJ 166-20085、建筑施工扣件式脚手架安全技术规范JGJ 130-20016、钢管满堂支架预压技术规程7、路桥施工计算手册8、装配式公路钢桥多用途使用手册2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司502022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司51 三、设计过程简介三、设计过程简介1、收集资料、初步比较设计图纸地质、气象、水文资料支架形式比较第三部分现浇梁支架第三部分现浇梁支架 满堂支架常用立杆步距为0.6m、0.9m、1.2m 梁式支架跨径一般为932m2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司522、设计要素平面位置支架跨径桥下净
29、空第三部分现浇梁支架3、支架结构形式 -常用满堂支架、梁式支架和混合支架三种类型。 -不常见的有吊架。2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司53 第三部分现浇梁支架结构结构形式形式构造构造特点特点适用范围适用范围主要材料主要材料基础类型基础类型满堂支架基础+立柱+卸落设备+模板系统地质较好；直曲线；梁下净空高度15m以下的陆地桥梁扣件式、碗扣式，门式支架地基处理、铺设垫块梁式支架基础+立柱+卸落设备+横向分配梁+纵向主梁+模板系统跨水、跨既有路、地质较差的陆地以及梁下净空高度大于15m的桥梁立柱钢管柱、格构式支墩等；横向分配梁型钢；纵向主梁贝雷梁、 军用梁、型钢等；扩大基础、打入桩（钢
30、管桩）、钻孔桩等混合支架满堂支架+梁式支架跨路或变截面梁钢管脚手+梁式支架地基处理+立柱2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司54、支架特点比较第三部分现浇梁支架、现浇支架设计内容2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司55支架形式设计检算内容满堂支架a) 基础设计、承载力计算；b) 立柱设计，立柱强度、刚度和稳定性计算；c)纵向、横向水平杆等受弯构件的强度和连接扣件抗滑承载力计算；d) 挠度、压缩变形、支架及基础沉降变形计e) 斜杆、剪刀撑设置；f) 基础防、排水设计；g) 安全防护设施设计。梁式支架a) 基础设计、承载力计算；b) 立柱设计，强度、刚度、稳定性计算；c) 横梁
31、和纵梁设计、强度、刚度、稳定性计算；d) 挠度、压缩变形、支架及基础沉降变形计算；e) 安全防护设施设计。混合支架 参照满堂支架及梁式支架第三部分现浇梁支架、设计荷载 a、模板及支架自重荷载根据支架类型照实计算b、施工荷载施工人员、设备荷载按均布荷载取12 KN/m2；浇筑和振捣混凝土产生的荷载取1KN/m2。c、风荷载根据支架样式按相应规范取值满堂支架参见建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范及建筑施工扣件式脚手架安全技术规范；梁式支架参见公路桥涵设计通用规范。2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司56第三部分现浇梁支架d、预压荷载所承载的梁体结构与模板重量之和的1.051.1倍。 (与前
32、面 a+b之和 比较，取大者）（预压所测得的变形数据用于指导预拱度设置）2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司57第三部分现浇梁支架四、设计中的关键点和注意事项四、设计中的关键点和注意事项1、设计标准“钢管脚手架的相关规范”和“企标”，对各类支架的荷载标准值和组合值均不相同，钢管脚手架是按极限应力法设计。但对于梁式支架，其主梁设计值多为容许应力值，例如贝雷梁的应力控制值273MPa就是容许应力值210MPa乘以临时结构应力提高系数1.3得来的。因此，设计时应根据不同的支架形式对应于相关规范取值（梁式支架参考“企标”）。2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司58第三部分现浇梁支架
33、、“企标”中对支架设计荷载的规定2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司59序序号号荷载类别荷载类别荷载分项系荷载分项系数数1模板、拱架、支架、脚手架等自重1.02新浇混凝土、钢筋混凝土或新砌体自重1.13施工人员及施工机具运输或堆放的荷载1.04倾倒混凝土时产生的竖向荷载1.05振捣混凝土时产生的竖向荷载1.06冬季施工时保温设施荷载和雪荷载1.07风荷载1.0计算承载力：计算承载力：16验算刚度：验算刚度：1、2、6 梁、板和拱的底模梁、板和拱的底模板以及支承板、拱架、板以及支承板、拱架、支架等的荷载组合支架等的荷载组合注：3、4、5、6类不发生时，可不计入计算第三部分现浇梁支架、支
34、架容许挠度值不大于L/400，悬臂结构为L/200（L为结构计算跨度），支架的压缩变形值不大于L/1000。、支架容许长细比，主要的受压构件（立柱），不大于150，次要受压构件，不大于200。、当支架纵梁采用贝雷梁、六四式军用梁等制式器材时，纵梁支座应设置在桁架节点位置，并且应对桁架节点处的杆件进行验算，防止局部应力超标。2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司60第三部分现浇梁支架2、梁体荷载横断面划分一般采用条分法（也指导预压时荷载的堆放布置），但对于角度较大的斜腹板梁，腹板区的荷载分布不能完全按条分法进行，应按模板体系实际布置情况确定荷载分布。2022-6-2中铁大桥局集团第四工程
35、有限公司61第三部分现浇梁支架3、脚手架中单根钢管安全承载力“企标”中对扣件式立杆作出了明确规定，但对于碗扣式立杆未明确。 查阅桥梁施工临时结构设计和建筑施工脚手架实用手册可知，碗扣式支架的立杆允许荷载与步距有关，例如常规步距1.2m时为3t/根，实际设计时考虑旧料、自重等影响，建议取值为2.02.5t。2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司62目录2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司63栈 桥12022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司64第四部分地基梁 一、概述一、概述扩大基础、存梁台座、龙门吊机轨道基础等是工程中常见的基础形式，基础按构件刚度的不同，可分为刚性基础和
36、弹性基础两种。2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司65第四部分地基梁 承受荷载后，基础本身不发生挠曲，故基础底面在受荷后仍为一平面。在中心荷载作用下，基础底面各点的沉降都是一致的。刚性基础 承受荷载后，基础本身发生挠曲，因而基础底面各点的沉降都不相同。地基反力的分布与地基土壤的物理力学性能、基础底面的形状、基础刚度和荷载情况都有关系，必须对基础底面反力的分布或反力与沉降的关系作出模拟假定，以简化计算。弹性基础2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司66第四部分地基梁 二、二、 主要设计依据主要设计依据1、混凝土结构设计规范（GB 50010-2010）2、建筑地基基础设计规范（
37、GB 50007-2011）3、基础工程4、弹性地基梁与矩形板计算（中国船舶工业总公司第九设计研究院）2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司67第四部分地基梁 三、设计过程简介三、设计过程简介1、地基梁设计假定假定假定原理原理优点优点缺点缺点反力直线分布假定地基反力按直线变化分布，其反力图形在对称荷载时为矩形的，在偏心荷载时为梯形。当基础刚性大而压缩土层薄，所得结果与实际接近。这一假定没有考虑基础和地基变形的一致性。文克尔假定地基由许多独立且互不影响的弹簧组成，即假定地基上任意一点受的压力强度p只与该点的地基变形s成正比。表达式：p=ks 。计算简便；k选择得当，可获满意的结果；特别适
38、用于软土。忽略地基中的剪应力，地基变形只发生在基底范围内与实际不符，使用不当会造成不良的后果半无限弹性体假定地基土半无限弹性体，柱下条形基础假定为在半无限弹性体上的梁，当荷载作用在半无限弹性体上时，某点的沉降不仅和该点压力有关，也和该点附近作用荷载有关。弹性半空间地基模型具有扩散应力和变形的优点，比文克勒地基模型合理些。计算的沉降量和地表沉降范围都较实测结果大，无法反应各向异性、非均匀土的分层特性。2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司68第四部分地基梁2、弹性地基梁计算、梁的柔度特征值式中：梁柔度特征值，m-1，并定义S=1/为特征长度； E材料的弹性模量，kPa； K地基的基床系数
39、，KN/m3； I梁的截面惯性矩，m4； b梁的宽度，m。44kbEI2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司69第四部分地基梁3、地基梁分类L称为柔度指数，它反映了对刚度对内力分布的影响。地基梁可按L值的大小分为下列三种类型。无限长梁(柔性梁)L有限长梁(有限刚度梁)/4L短梁(刚性梁)L/42022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司70第四部分地基梁4、倒梁法（反力直线分布法）工程中，倒梁法是一种常见的按线性分布的基底反力简化计算方法。适用条件地基均匀上部结构刚度好荷载分布均匀基础高度大于1/6柱距2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司71第四部分地基梁具体步骤如下：、根
40、据初步选定的柱下条形基础尺寸和作用荷载，确定计算简图；倒梁法计算图式2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司72第四部分地基梁、计算基底净反力及分布，按刚性基底线性分布进行计算；、用弯矩分配法或弯矩系数法计算弯矩和剪力；、调整不平衡力。由于上述假定不能满足支座处静力平衡条件，因此应通过逐次调整消除不平衡力；调整荷载计算简图2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司73第四部分地基梁、继续用弯矩分配法或弯矩系数法计算内力，并重复步骤，直至达到精度范围（一般不超过荷载的20%）；、将逐次计算结果叠加，得到最终内力分布。2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司74第四部分地基梁5、文
41、克尔地基模型计算、无限长梁受集中力P0的作用无限长梁的挠度、转角、弯矩M、剪力Q表达式为：Ax、Bx、Cx、Dx可查表得。0 x20 x0 x0 x0 xA2BMC4QD2A2pkbpkbppppkb 2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司75第四部分地基梁、半无限长梁受集中力P0的作用在实际工程中，基础梁还存在一端为有限梁段，另一端为无限长，如轨道基础梁端作用有集中力P0的情况。半无限长梁的挠度、转角、弯矩M、剪力Q及基底应力p表达式为：0 x20 x0 x0 x0 x2D2AMBQC2Dpkbpkbppppkb 2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司76第四部分地基梁 四、
42、设计中的关键点和注意事项四、设计中的关键点和注意事项在工程实际设计中选择符合实际情况的地模基型是一个比较困难的问题，很难给出一个同一的、普遍适用的结论。一般来说，当基础位于无粘性土上时，采用文克尔地基模型是比较适当的，特别是当地基比较柔软、又受有局部荷载作用时。当基础位于粘性土上时，一般应采用连续性地基模型，特别是对于有一定刚度的基础，基底反力适中，地基土中应力水平不高、塑性区开展不大时。2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司77第四部分地基梁1、条形基础与独立基础比较、假定基础梁承受钢管柱传来的轴向力设计值如图所示，计算其内力，地基承载力300KPa。采用倒梁法计算，拟定截面宽度b=
43、1000*3/（9*300）1.2m。计算结果以及调整不平衡力后，得出内力如下图：2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司78第四部分地基梁调整后的弯矩M=363.4KN.m；剪力V=582.5KN。2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司79第四部分地基梁、假定基础承受钢管柱传来的轴向力1000KN，计算其内力，地基承载力300KPa。拟定截面尺寸，a=(1000/300)1/2 1.9mM=1/24p(l-az)2(2b-bz)=1/12*（1000/1.92）*1.93=158.3KN.m根据上述计算所知，荷载相同，基础底面积、高度基本一致的情况下（条基：9*1.2=10.8、独立基础1.9*1.9*3=10.83），倒梁法计算弯矩值大约是独立基础计算值的2倍。2022-6-2中铁大桥局集团第四工程有限公司80第四部分地基梁2、计算误区以往地基梁设计中，往往已知荷载大小，拟定截面的高度，然后根据地基容许承载力，按刚性角扩散，计算出一个截面尺寸。当采用文克尔地基模型计算时，如果采用这种方法，由于忽略了荷载在基础作用范围内的传递，使得截面取值偏大，造成了浪费。可以根据计算出基础的挠度，乘以基床系数，可得基础的基底反力，即p=k。欢迎指正
