临时支架设计方案中国二十冶集团有限公司目录1设计说明 (1)2设计依据 (2)3设计方案 (2)3.1结构设计 (2)3.1.1标准节段设计 (2)3.1.2立杆设计 (3)3.1.3横向支撑设计 (3)3.1.4中间撑设计 (4)3.2柱底连接设计 (4)3.2.1柱脚螺栓 (4)3.2.2专用路基箱 (5)3.3顶部支撑设计 (5)3.4扩展性设计 (6)3.4.1高度扩展性设计 (6)3.4.2长度扩展性设计 (6)3.5钢结构涂装 (7)3.5.1涂装要求 (7)3.5.2涂装配套体系 (7)4结构验算 (8)4.1验算软件 (8)4.2荷载工况及组合 (8)4.3风荷载计算 (8)4.4验算模型 (8)4.5验算结果 (10)4.5.1变形验算 (10)4.5.2反力验算 (11)4.5.3应力验算 (12)4.5.4应力比验算 (13)4.5.5杆件验算结果 (14)附件：支架制作图纸 (18)本公司在桥梁类的钢结构工程项目逐渐增多，大多数桥梁类的钢结构有着不同于普通钢结构工程特点，其跨度大、自重大、地理位置特殊，这就导致桥梁类的钢结构安装工艺有着更高的要求，需要起重量大的起重设备、更多的安装辅助措施等，从而造成施工成本增加。
为提高投标阶段的价格竞争力、降低施工过程的安装措施成本、规范钢结构桥梁的安装工艺，结合本公司已有的施工经验，本方案针对钢结构桥梁安装所用到的临时支架进行设计。
临时支架广泛应用在大跨度拱桥的拱肋拼装、纵梁拼装，高架桥大跨度简支梁、连续梁施工，斜拉桥主梁拼装，在本公司已建的工程中已有多次应用。
但在以往的工程中，临时支架仅针对本工程设计制作，为一次性使用，不可重复利用，施工成本较大。
图1-1 漕宝路工程图1-2 中环线5标工程图1-3 张江路工程图1-4 中环线11标工程本方案的临时支架设计，需具备以下特点：（1）结构体系稳定，能够承受500t荷载；（2）应用广泛，能够适用多种工程条件；（3）重复使用，便于拼装、拆卸、运输；（4）经济实用，减少使用时的适用费用。
（1）《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64-2015）（2）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）（3）《铁路钢桥制造规范》（Q/CR 9211-2015）（5）《建筑结构荷载规范》（GB 5009-2012）（6）《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）（7）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB 50205-2001）（8）《钢结构焊接规范》（GB 50661-2011）（9）《钢结构工程施工规范》（GB 50755-2012）（10）《钢结构防护涂装通用技术条件》（GB/T 28699-2012）（11）《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》（JT/T 722-2008）（12）《铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件》（TB/T 1527-2011）3设计方案3.1结构设计3.1.1标准节段设计本方案临时支架设计采用钢管格构支架，标准节段尺寸为3m（长）×3m（宽）×3m （高），包含立杆4根，横杆8根，斜撑8根，中间撑2根。
其中，立杆4根各为单独构件；横向支撑4片，每个横向支撑包含2个横杆与4个斜撑；中间撑2根各为单独构件。
图3.1-1 标准节段模型立杆采用Ф478*12mm焊接钢管，材质为Q235B，高度3m，整体尺寸为0.8*3m。
两端均采用法兰盘式节点，便于立杆对接并保证连接稳定，法兰盘规格为D20*700mm钢板，每个法兰盘设置8个M20*70 HS10.9级高强螺栓。
立杆与横杆及中间撑的连接均增加PL12*300*300加强板围焊接在立杆上。
图3.1-2 立杆模型3.1.3横向支撑设计横杆采用Ф152*5mm焊接钢管，斜撑采用Ф114*4mm焊接钢管，材质为Q235B，整体尺寸为2.2*2.7m。
横杆与立杆的连接采用法兰盘式连接节点，法兰盘规格为D10*300mm 钢板，每个法兰盘设置4个M20*50 HS10.9级高强螺栓；横杆与斜撑的连接采用焊接。
图3.1-3 横向支撑模型中间撑采用C16B槽钢，长度3.7m，材质为Q235B。
中间撑两段与立杆的连接采用连接板节点，连接板规格为PL10*200mm，每个连接板设置2个M20*50 HS10.9级高强螺栓；两中间撑之间的连接采用1个M20*50 HS10.9级高强螺栓连接。
图3.1-4 中间撑模型3.2柱底连接设计底部连接根据工程实际情况，采用2种形式可选：地脚螺栓和专用路基箱。
3.2.1柱脚螺栓柱脚螺栓适用于柱底采用混凝土基础的形式，柱脚板规格为D20*800mm钢板，配8根地脚螺栓，地脚螺栓规格为D20*560mm圆钢，弯钩长度为100mm。
图3.2-1 柱脚螺栓3.2.2专用路基箱专用路基箱适用于地面条件较好或不宜浇筑混凝土基础的情况，专用路基箱采用箱型结构，尺寸为2000（长）*2000（宽）*124（高）mm，内设8根HW100*100*6*8型钢，上线封板均为PL12*2000*2000钢板，在柱底处设置D20*800mm柱底板，柱底板上设置8个M20*70 HS10.9级高强螺栓，排列尺寸同立杆的法兰盘设置。
图3.2-2 专用路基箱图3.2-3 专用路基箱剖面图3.3顶部支撑设计支架顶部通过4个300t级液压千斤顶托住横梁，承载构件架设在横梁上，并可以通过调整液压千斤顶的伸出高度从而精确调整横梁的标高。
横梁规格为口300*500*30*30矩形钢管，可根据实际工程需要调整横梁的规格尺寸。
卸载时，仅需缩回液压千斤顶即可安全的拆除支架，避免支架的破坏，便于重复使用。
图3.3-13.4扩展性设计根据已有工程经验并查阅相关资料，在钢结构桥梁工程施工中，临时支架的高度一般在20m以内，长度一般在10m以内，宽度一般仅需1个节段即可。
本方案的临时支架设计，考虑到临时支架结构体系需承受500t的荷载，并且高度越高对所能承受的荷载影响越大，在设计时高度按照21m设计，宽度按照3m设计，长度可无限扩展，基本满足各类钢结构桥梁工程施工的需要。
3.4.1高度扩展性设计本方案临时支架标准节的立杆上下连接均采用法兰盘的连接方式，在竖向可以连续累加连接，最大连接7层，即最大高度可达21m。
图3.4-1 高度扩展连接形式3.4.2长度扩展性设计本方案临时支架标准节的横向支撑均采用法兰盘的连接方式，并且，在立杆的两侧均预留了连接节点，理论上长度方向可无限扩展。
图3.4-2 长度度扩展连接节点图3.4-3 长度扩展连接形式3.5钢结构涂装3.5.1涂装要求钢结构在进行涂装前，必须将构件表面的毛刺，铁锈、氧化皮、油污及附着物彻底清除干净。
工厂施工，钢结构内外表面在涂装前应采用抛丸除锈；现场除锈，工地焊缝及破损部位可采用风动工具打磨除锈。
表面处理完成后，应在4小时之内应进行防腐施工，当所处环境湿度不大于60%时，可以适当延时，但最长不应超过12小时，不管停留多长时间，只要表面出现返锈现象，应重新除锈。
当涂膜出现粉化、开裂、剥落、气泡、锈蚀时，若面积较小面积应进行维修涂装，若面积较大，应进行重新涂装。
小面积的维修涂装，先清理损坏区域周围松散的涂层，延伸至未损坏区域50~80mm，并应修成坡口，表面处理至Sa2级；中等面积维修涂装，表面处理至Sa2.5级；整体重新涂装，表面处理至Sa3级。
表面处理完成后，按照涂装配套体系重新涂装。
3.5.2涂装配套体系项目防护方案道数厚度(μm) 表面预处理除锈等级：Sa2.5，表面粗糙度：Rz50～80μm底漆环氧富锌底漆 1 50面漆耐磨环氧厚浆漆 1 1004结构验算4.1验算软件Midas Gen本工程临时支架验算，采用软件Midas Gen 计算。
4.2荷载工况及组合（1）荷载工况：工况1：恒载（结构自重）工况2：风荷载工况3：活荷载（临时支架承受的荷载）（2）荷载组合：1.2DL+1.4LL+1.0WLDL 为临时支架自重，LL 为临时支架承受的荷载，WL 为水平风荷载。
4.3风荷载计算风荷载计算时，钢结构高度取20m ，结构形式为圆管杆件桁架，地面粗糙度取A 类地貌，基本风压取上海地区50年重现期的风压，即基本风压2055.0m kN =ω，风压高度变化系数52.1=z μ。
风荷载体形系数0.6=s μ，风振系数0.1=z β。
总的迎风面积：232.31143.80.111430.152210.48m A i =⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=∑。
总的水平风荷载计算：kN A P z s z i 16.210.551.520.61.032.3101=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=∑ωμμβ。
临时支架共设置4个支撑点，则每个支撑点所受风荷载水平力平均值为kN F 4.054 16.21=÷=风。
4.4验算模型本方案临时支架设计按照最大承受荷载为500t ，高度最大为7层共21m ，长度可无限扩展，宽度为3m 。
此种方案下结构最不利情况为：长度1节、高度7节，即按照长度3m ，宽度3m ，高度21m 计算。
立杆规格为Ф478*12mm 焊接钢管，横杆规格为Ф152*5mm 焊接钢管，斜撑规格Ф114*4mm 焊接钢管，中间撑规格C16B 槽钢，材质为Q235B 。
支架所承受荷载以集中荷载的形式施加在支架的立杆上，按承受500t 荷载计算，则每个支撑点承受的荷载为1250kN ，风荷载4.05kN 。
支架底部通过法兰盘固定，可视为刚接节点，各向无位移无转动。
图4.4-1 验算模型4.5.1变形验算最大变形在立杆处，为10.49mm，小于l/400=52.5mm，满足规范要求。
柱底竖向反力分别为1857.2kN、1857.2kN、1749.7kN、1749.7kN。
应力最大于立杆处，为12.57Mpa，小于规范允许的215Mpa，满足规范要求。
应力最大于立杆处，为0.90，小于规范允许的1.0，满足规范要求。
经验算，各向数据均满足规范要求。
附件：支架制作图纸构件清单构件编号规格数量材质面积(m2) 单重(kg) 总重(kg) DB-1 PL20*799 4 Q235B 1.33 88.67 354.69 HG-1 PD114*4 4 Q235B 4.93 166.52 666.07 LG-1 PD478*12 2 Q235B 10.1 683.2 1366.39 LG-2 PD478*12 2 Q235B 10.1 683.2 1366.39 ZJC-1 C16b 2 Q235B 2.11 72.72 145.44 合计：14 28.57 3898.98。