盖梁支架施工方案(三立柱穿钢棒法)教学文案.doc

浅谈桥梁盖梁穿钢棒法支架施工

摘要：桥梁盖梁穿钢棒法支架施工，即为盖梁施工前，在桥梁立柱上预留孔洞，在孔内穿一横向钢棒，再在钢棒上放置纵向工字钢，在工字钢上铺设横向槽钢，再辅以模板等这样就形成了盖梁施工平台（支架）。而为保证该支架的安全，钢棒和工字钢的型号选择极为重要，本文通过实践及实际计算阐述如何解决这一问题。
随着我市干线公路的不断新建，道路桥梁等级不断提高，新建桥梁的数量不断增加，随之而来是各种技术的应用。在桥梁盖梁施工中，采用的方法有满堂支架法、抱箍法、穿钢棒法。而穿钢棒法与其他方法相比具有占用钢管扣件等周转材料少、不需对每一个桥墩原地面硬化、施工不受墩下河水影响等优点，在施工中越来越受到广泛使用。但如何计算该支架受力状况，该支架是否安全可靠，现今桥梁多为双立柱，如碰到三立柱又如何解决，本文以施工中很少碰到的三立柱为例验算盖梁穿钢棒法支架受力是否满足要求。
一、 工程概况
本例以我市干线公路合子桥为例，该桥梁全长为124.88m，上部构造采用6×20m预应力混凝土空心板梁，先简支后桥面连续，下部构造桥墩采用三柱式墩。
二、 总体施工方案
因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，以及位于河中的墩不便搭设满堂支架。故拟采用在墩柱上预留孔穿钢棒搭设支承平台施工。本桥墩圆柱直径均为1.4m，0#及6#为桩基直接接台帽，1#、2#、3#、4#、5#下部构造为桩基-立柱-盖梁，本桥盖梁尺寸、砼方量均相同，盖梁尺寸均为1.65m×1.4m×21.362m（宽×高×长）。其中3#立柱平均高7m，且位于河中，故选取该盖梁作为计算模型用于计算指导盖梁施工。盖梁简图如下：

三、 支承平台布置
盖梁施工支承平台采用在三个墩柱上各穿一根2m长φ100mm钢棒，上面采用墩柱两侧各一根21.5m长45c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2m长 的[10a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（10a槽钢）——横向主梁（45c工字钢）——支点φ100mm钢棒。如下图：

四、 计算参数
1. 主要材料
1) 45C工字钢
横向主梁采用2根45C工字钢，横向间距为140cm。
截面面积为：A=12044.6mm2，
X轴惯性矩为：IX=35300×104mm4，
X轴抗弯截面模量为：WX=1570×103mm3，
钢材采用Q235钢，抗拉、抗压、抗弯强度设计值［σ］=215Mpa。
2）钢棒
钢棒采用φ100mm高强钢棒，
截面面积为：A=3.14×502=7850mm2，
抗剪强度设计值［τ］=125Mpa。

2. 设计荷载
1) 砼自重
查设计资料，盖梁砼方量为48.01m³，
砼自重：G=48.01×25=1200KN
盖梁长21.362m，均布每延米荷载：q1=56.17kN/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4.45m2， q2=4.23kN/m
3) [10a槽钢
2m长 [10a槽钢间距0.5m，每延米2根共计4米，合计：q3=4×0.0859=0.34kN/m
4)45c工字钢
共2根，每根长21.5米，共重：2×21.5×94.55kg=4065.65kg
q4=40.66KN
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。

4、受力模型建立
1）工字钢主梁计算模型：
工字钢主梁承受由每根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，工字钢搭在圆柱预埋的钢棒上，故工字钢计算跨径为圆柱中心的间距，取为7.9m，如下图

2）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。

五、 计算结果
1. 45c工字主横梁计算
荷载：q=1.2×(q1+q2+q3)+1.4×(q5+q6)=1.2×(56.17+4.23+0.34)+1.4×(2.5+2)=79.2KN/m
45c工字钢设两根，单根承受q=0.5×79.2=39.6KN/M
计算跨径7.9m

跨中弯矩：M=Kmql²=0.125×39.6×7.9²=308.9KN·M
σ=M/W=308.9/1570×103mm3=196.75MPa＜【215MPa】
跨中挠度：f=KWql4/100EI=0.521×39.6×7.94/(100×2.1×35300)= 0.0108m＜0.0198m<[f]=l/400=7.9/400=0.0198m
悬臂端点挠度：f=qal3(6a2/l2+3a3/l3-1)/24EI =39.6×2.781×7.93×(6×2.7812/7.92+3×2.7813/7.9-1)/(24×2.1×35300)=-0.00397mm
2. 钢棒计算
荷载：q=1.2×(q1+q2+q3)+1.4×(q5+q6)=1.2×(56.17+4.23+0.34)+1.4×(2.5+2)=79.2KN/m
Q=(79.2×21.362+40.66)/6=288.76KN
τ=Q/A=288.76×103/7850=36.78MPa<[τ]=125Mpa
六、 结论
综合以上计算得知，此支架方案能满足施工受力要求。

结术语：本文通过举例计算验证了盖梁穿钢棒法支架受力情况，在实际的施工中，对钢棒和工字钢等支架材料的采购，还应选择国标正材，以确保施工中的安全。

参考文献：
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. 《简明施工计算手册》
6. 其他现行相关规范、规程