盖梁施工支承平台验算书讲课稿.docx

.桃巴高速LJ3合同段
盖梁悬空支架结构验算书
考虑最不利情况，采用石桥河左幅2号大桥4#墩、石桥河右幅3号大桥5#墩、五兰庙大桥右幅1#墩盖梁作为计算模型。盖梁简图如下：

石桥河左幅2号大桥4#墩
石桥河右幅3号大桥5#墩

五兰庙大桥右幅1#墩
一、 支承平台布置
盖梁施工支承平台采用在两墩柱上各穿一根3m长φ12cm钢棒，上面采用墩柱两侧各一根13m(14米长盖梁为15m)长40b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 的双拼[16槽钢，间距为30cm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（双拼[16槽钢）——横向主梁（双40b工字钢）——支点φ12cm钢棒。如下图：
用
I40
120mm钢棒

2x13m(15)
130(160，210)
400(650,800)
0
120
φ

30cm
nx3m
1300(1500)

二、 计算依据及采用程序
本计算书采用的规范如下：
1. 《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）
2. 《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）
3. 《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
4. 《建筑施工扣件式钢管支架安全技术规范》（JGJ130-2001）
5. 其他现行相关规范、规程
三、 计算参数
1. 主要材料
1) [16a槽钢（槽口左右向）
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) I40b工字钢
横向主梁采用2根40b工字钢，横向间距为墩柱直径。
截面面积为：A=9407mm2，
X轴惯性矩为：IX=22781×104mm4，
X轴抗弯截面模量为：WX=1139×103mm3，
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φ120mm高强钢棒(A45)，
截面面积为：A=3.14×37.52=11309.73 mm2，
惯性矩为：I=πd4/32=3.14×754/32=2035.75×104 mm4
截面模量为：W=πd3/32=16.96×104 mm3
抗剪强度设计值［τ］=125Mpa。

2. 设计荷载

1）砼自重:
①石桥河左幅2号大桥4#墩：
砼方量：V=51.23m³，钢筋砼按26kN/m³计算，
砼自重：G=51.23×26=1331.98kN
盖梁长11.6m，均布每延米荷载：q1=114.83kN/m
②石桥河右幅3号大桥5#墩:
砼方量：V=35.312m³，钢筋砼按26kN/m³计算，
砼自重：G=35.312×26=918.112kN
盖梁长11.6m，均布每延米荷载：q1=79.15kN/m
③兰庙大桥右幅1#墩:
砼方量：V=34.78m³，钢筋砼按26kN/m³计算，
砼自重：G=34.78×26=904.176kN
盖梁长11.6m，均布每延米荷载：q1=77.95kN/m

2) 组合钢模板、连接件及钢楞0.95 kN/m²，侧模和底模每延米共计9.3m²，q2=8.835kN/m.

3) [16a槽钢
3m长 双拼[16槽钢间距0.3m，每延米6.67根共计20米，合计：q3=20×0.1723=3.446kN/m

4）40b工字钢
共2根，每根长13米，共重：2×13×73.84kg=1919.84kg，
q4=19.20kN;
15米长的共重2×15×73.84kg=2215.2kg，q4=22.15kN;

5) 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（以五兰庙大桥右幅1#墩盖梁为例）
1） [16a槽钢分布梁计算模型：
1.3m
[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40b工字钢上，两工字钢主梁紧贴圆柱，间距为圆柱直径130cm，故[16a槽钢分布梁计算跨径为130cm，盖梁底宽为180cm，分布梁两端各悬臂25cm，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，如下图

2）工字钢主梁计算模型：
3.0m
3.0m
8.0m
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8.0m，按两端外伸悬臂计算。如3.0m
3.0m
8.0m
下图
8.0m

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，4个支点抗剪截面分担承受上面传来的重力。

四、 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×(77.95+8.835)+1.4×(2.5+2)
=110.442kN/m
[16a槽钢分布梁布设间距0.3m，单根承受0.5×0.3×110.442=16.57kN，
盖梁底宽1.8m
则单根槽钢均布荷载q=16.571.8=9.21kN/m
计算跨径1.3m
跨中弯矩：M= ql28 =0.125×9.21×1.32=1.95kN.m
σ=MW =1.95108.3×10³=18.01MPa＜【215MPa】
挠度：f=5ql4384EI=5×9.21×1.34384×2.1×866.2=0.19mm<[f]= l0400= 1300400 =3.25mm (满足要求)
同理：对于石桥河左幅2号大桥4#墩盖梁，M=7.254 kN.m，σ=66.96 MPa＜【215MPa】，挠度f=0.78mm<[f]= l0400= 1600400 =4.0mm (满足要求) ；
对于石桥河右幅3号大桥5#墩盖梁，M=16.36 kN.m，σ=151.1 MPa＜【215MPa】，挠度f=1.95mm<[f]= l0400= 2100400 =5.25mm (满足要求)。
2. 40b工字主横梁计算
荷载：q=1.2×(q1+q2+q3)+1.4×(q5+q6)
=1.2×(77.95+8.835+3.446)+1.4×(2.5+2)
=114.58kN/m
40工字钢设两根，单根承受q’=0.5×114.58=57.29kN/m
计算跨径8.0m
300
300
800

跨中弯矩：M= q’ x ×l2 - q’ x ×x2
=57.29×7×4-57.29×7×3.5=200.515kN.m
σ=MW =200.5151139 ×10³=176.05MPa＜【215MPa】
跨中挠度：f=ql4(5-24a2/l2)/384EI
=57.29×8.04×(5-24×32/82)/(384×2.1×22781)
= 20.76mm>[f]=l/400=8000/400=20mm (满足要求)
同理：对于石桥河左幅2号大桥4#墩盖梁，M=414.57 kN.m，σ=363.98 MPa >【215MPa】，挠度f=-18.44mm>[f]= l0400= 4000400 =10mm (不满足要求) 。
故对于墩轴线间距为4m的盖梁采用4根40b工字钢，钢棒两侧各双拼两根，则σ=181.99 MPa <【215MPa】,挠度f= -9.22mm < [f]=10mm（满足要求）。
对于石桥河右幅3号大桥5#墩盖梁，M=117.74 kN.m，σ=103.37 MPa＜【215MPa】，挠度f=7.36mm<[f]= l0400= 6500400 =16.25mm (满足要求)。
2. 钢棒计算
将自重最大的代入计算，即将石桥河左幅2#桥4#墩代入计算：
受力：Q=1.2×(11.6×q1+11.6×q2+13×q3+q4)+1.4×(q5+q6)
=1.2×(11.6×114.83+11.6×8.835+13×3.446+19.2)+1.4×(2.5+2)
=1804.52kN/m
τ=Q4A =1804.524X11309.73×10³=39.9MPa<[τ]=125Mpa

由以上计算知，对于墩轴线间距为4m的盖梁（即预应力盖梁），工字钢中部所受最大弯矩较其他类型的盖梁大得多，考虑到本项目桅杆田丫大桥处全为墩轴线间距为3.5m的预应力盖梁，故以此新建计算模型单独验算工字钢受力情况。桅杆田丫大桥预应力盖梁简图如下：

桅杆田丫大桥预应力盖梁
工字钢横梁受力模型如下:
405
350
405

砼方量：V=27.4m³，钢筋砼按26kN/m³计算，
砼自重：G=27.4×26=712.4kN
盖梁长11.6m，均布每延米荷载：q1=61.42kN/m
其余荷载参考上面计算值。
2. 40b工字主横梁计算
荷载：q=1.2×(q1+q2+q3)+1.4×(q5+q6)
=1.2×(61.42+8.835+3.446)+1.4×(2.5+2)
=94.74kN/m
40工字钢设两根，单根承受q’=0.5×94.74=47.37kN/m
跨中弯矩：M = q’ x ×l2 - q’ x ×x2
=47.37×5.8×1.75-47.37×5.8×2.9
=316kN.m
σ=MW =3161139 ×10³=277.4MPa >【215MPa】
跨中挠度：f=ql4(5-24a2/l2)/384EI
=47.37×3.54×(5-24×4.052/3.52)/(384×2.1×22781)
=-10.5mm>[f]= l400 =3500400=8.75mm (不满足要求)
故对于墩轴线间距为3.5m的盖梁采用4根40b工字钢，钢棒两侧各双拼两根，则σ=138.7 MPa <【215MPa】,挠度f= -5.25mm < [f]=10mm（满足要求）。

五、 结论
综合以上计算得知，此支架方案能满足施工受力要求，但对于墩轴线间距为4m和3.5m的预应力盖梁应采用4根40b工字钢，钢棒两侧各双拼两根。