盖梁钢棒验算.doc

盖梁悬空支架施工方案（穿钢棒）
K85+365.52**大桥因本桥较长地质条件不好，采用满堂支架施工盖梁耗时长、占用大量钢管扣件等周转材料、不经济。拟采用在墩柱上预留孔穿钢棒搭设支承平台施工。盖梁尺寸为1.7m×1.4m×20.58m（宽×高×长）。盖梁长度20.58米分别为20.58m=3.11+7.18+7.18+3.11。
盖梁施工支承平台采用在墩柱上各穿一根3m长φ10cm钢棒（三柱式共6个支点），上面采用墩柱两侧各一根22m长45b工字钢做横向主梁，搭设施工平台的方式。主梁上面安放一排每根3m长 的[16槽钢，间距为50cm作为分布梁。分布梁上铺设盖梁底模。传力途径为：盖梁底模——纵向分布梁（双10槽钢）——横向主梁（45b工字钢）——支点φ10cm钢棒。
一、 计算参数
1. 主要材料
1) [16a槽钢
截面面积为：A=2195mm2
截面抵抗矩：W=108.3×103mm3
截面惯性矩：I=866.2×104mm4
弹性模量E=2.1×105Mpa
钢材采用Q235钢，抗拉、抗压、抗弯强度设计值[σ]=215Mpa。
2) 45b工字钢
横向主梁采用2根45b工字钢，横向间距为140cm（120+20）。
截面面积为：A=11140mm2，
X轴惯性矩为：IX=33759×104mm4，
X轴抗弯截面模量为：WX=1500.4×103mm3，
钢材采用Q235钢，抗拉、抗压、抗弯强度设计值[σ]=215Mpa。
3）钢棒
钢棒采用φ100mm高强钢棒(A45)，
截面面积为：A=3.14×502=7850mm2，
惯性矩为：I=πd4/32=3.14×1004/32=981.25×104 mm4
截面模量为：W=πd3/32=4.1396×104 mm3
抗剪强度设计值[τ]=125Mpa。
2. 设计荷载
1) 砼自重
砼自重统一取140cm梁高为计算荷载，
砼方量：V=1.7×1.4×20.58=48.98m3，钢筋砼按27KN/m3计算，
砼自重：G=48.98×27=1322.471KN
盖梁长20.58m，均布每延米荷载：q1=64.26kN/m
2) 组合钢模板及连接件0.95 kN/m2，侧模和底模每延米共计5.2m2， q2=4.94kN/m
3) [16a槽钢
3m长 [16槽钢间距0.5m，每延米2根共计6米，合计：q3=6×0.1723=1.03kN/m
4）45b工字钢
共2根，当根长22米，共重：2×22×87.45kg=3847.8kg
q4=38.48KN
4) 施工荷载
小型机具、堆放荷载：q5=2.5 KPa
振捣混凝土产生的荷载：q6=2 KPa
3. 荷载组合及施工阶段
盖梁自重及支架自重均按恒载考虑组合系数1.2，施工荷载按活载考虑组合系数1.4。
3、受力模型
1） [16a槽钢分布梁计算模型：
[16a槽钢分布梁直接承受底模以上的自重，[16a槽钢分布在圆柱两侧的45b工字钢上，两工字钢主梁紧贴圆柱，间距按圆柱直径120cm，故[16a槽钢分布梁计算跨径为120cm，盖梁底宽为170cm，分布梁两端各悬臂20cm，悬臂有利跨中受力，不计悬臂部分，按简支梁计算，实际偏安全。
2）工字钢主梁计算模型：
工字钢主梁承受由每根双槽钢分布梁传来的重力，按均布荷载考虑，两根工字钢各承受一半的力，工字钢搭在两圆柱预埋的钢棒上，故工字钢计算跨径为两圆柱中心的间距，取为7.18m，按两端外伸悬臂计算。
3）钢棒计算模型
钢棒为悬臂结构模型，工字钢紧贴圆柱，故只考虑钢棒受剪，6个支点抗剪截面分担承受上面传来的重力。
二、 计算结果
1. [16a槽钢分布梁计算
荷载q=1.2×(q1+q2)+1.4×(q5+q6)=1.2×(89.1+4.94)+1.4×(2.5+2)=119.148KN/m
[16a槽钢分布梁布设间距0.5m，单根承受0.5×119.148=59.574KN，
盖梁底宽1.7m
则单根槽钢均布荷载q=59.574/1.7=35.004KN/M
计算跨径1.2m
跨中弯矩：M=1/8ql2=0.125×35.004×1.22=6.301KN.M
σ=M/W=6.301/108.3×103mm3=58.18MPa＜(215Mpa)
挠度：f=5ql4/384EI=5×35.004×1.24/(384×2.1×866.2)=0.000519m<[f]=l0/400=1.2/400=0.0030m (满足要求)
2. 45b工字主横梁计算
荷载：q=1.2×(q1+q2+q3)+1.4×(q5+q6)=1.2×(89.1+4.94+1.21)+1.4×(2.5+2)=120.6KN/m
45工字钢设两根，单根承受q=0.5×120.6=60.3KN/M
计算跨径7.18m
跨中弯矩：M=1/2qlx[(1-a/x)(1+2a/l)-x/l]
=1/2×60.3×7.18×6.7×[(1-3.11/6.7)×(1+2×3.11/7.18)-6.7/7.18]=96.962KN.M
σ=M/W=96.962/1500.4×103mm3=64.62MPa＜[215Mpa]
跨中挠度：f=ql4(5-24a2/l2)/384EI
=60.3×7.184×(5-24×3.112/7.182)/(384×2.1×33759)= 0.0029m=2.9mm<[f]=l/400=7.18/400=18mm
悬臂端点挠度：f=qal3(6a2/l2+3a3/l3-1)/24EI
=60.3×3.11×7.183×(6×3.112/7.182+3×3.113/7.183-1)/(24×2.1×33759)=0.0151m
3. 钢棒计算
荷载：q=1.2×(q1+q2+q3)+1.4×(q5+q6)=1.2×(89.1+6.24+1.21)+1.4×(2.5+2)=122.16KN/m
Q=(122.16×20.58+38.48)/6=425.422KN
τ=Q/A=425.422×103/7850=81.291MPa<[τ]=125Mpa

三、 结论
综合以上计算得知，此支架方案能满足施工受力要求。