盖梁悬空支架施工方案(实例)演示教学.doc

S211鸭池河至清镇凤凰山段公路改扩建工程
（二标段）
跳蹬河桥盖梁专项施工方案

编制： 李友良
审核：
批准：

洛阳市信昌道桥工程有限责任公司
S211鸭凤公路二标项目部
二○一七年三月

贵州省清镇市S211国道跳蹬河中桥
盖梁悬空支架施工方案（穿钢棒）

一、 工程概况
跳蹬河桥全长为97m，最大桥墩高13.5米，上部构造采用3×30m预应力混凝土T梁，先简支后桥面连续，共两联。
总体施工方案
因本桥盖梁高度较高，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。本桥1#、2#墩圆柱直径1.6m，盖梁尺寸为2.0m×1.5m×7.95m（宽×高×长）。盖梁简图如下：

二、 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2m长φ9cm钢棒，上面采用墩柱两侧各一根9m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16槽钢）——横向主梁（45b工字钢）——支点φ9cm钢棒。如下图：

三、 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
四、 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200cm。
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φ90mm高强钢棒(A45)，
截面面积为：A=3.14×452=6358mm2，
惯性矩为：I=πd4/32=3.14×904/32=643.7981×104 mm4
截面模量为：W=πd3/32=7.1533×104 mm3
抗剪强度设计值［τ］=125Mpa。
2. 设计荷载
砼自重
砼自重统一取150cm梁高为计算荷载，
砼方量：V=2.0×1.5×7.95=23.85m3，钢筋砼按27KN/m3计算，
砼自重：G=23.85×27=643.95KN
盖梁长7.95m，均布每延米荷载：q1=81kN/m
1) 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
2) [16a槽钢
3m长 [16槽钢间距0.5m，每延米2根共计6米，合计：q3=6×0.15=0.9kN/m
4）45b工字钢
共2根，当根长9米，共重：2×9×87.45kg=1574kg
q4=15.74KN
3) 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160cm，故[16a槽钢分布梁计算跨径为180cm，盖梁底宽为200cm，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，如下图
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4.5m，按两端外伸悬臂计算。如下图

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。

五、 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×(81+4.75)+1.4×(2.5+2)=109.28KN/m
[16a槽钢分布梁布设间距0.5m，单根承受0.5×109.2=54.6KN，
盖梁底宽2.0m
则单根槽钢均布荷载q=59.574/2.0=27.3KN/M
计算跨径1.8m
跨中弯矩：M=1/8ql2=0.125×27.3×1.82=11.06KN.M
σ=M/W=11.06/108.3×103mm3=102.09MPa＜【215MPa】
绕度：
f=5ql4/384EI=5×27.3×1.84/(384×2.1×866.2)=0.00205m<[f]=l0/400=1.8/400=0.0045m (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×(81+4.75+0.9)+1.4×(2.5+2)=110.28KN/m
45工字钢设两根，单根承受q=0.5×110.28=55.14KN/M
计算跨径4.5m

跨中弯矩：M=1/2qlx[(1-a/x)(1+2a/l)-x/l]
=1/2×55.14×4.5×3.975×[(1-1.725/3.975)×(1+2×1.725/4.5)-3.975/4.5]=57.535KN.M
σ=M/W=57.535/1500.4×103mm3=38.35MPa＜【215MPa】
跨中挠度：f=ql4(5-24a2/l2)/384EI
=55.14×4.54×(5-24×1.7252/4.52)/(384×2.1×33759)= 0.0122m=12.2mm<[f]=l/400=4.5/400=11.25mm
悬臂端点挠度：f=qal3(6a2/l2+3a3/l3-1)/24EI
=55.14×1.725×4.53×(6×1.7252/4.52+3×1.7253/4.53-1)/(24×2.1×33759)=-0.00535m=-5.35mm
3. 钢棒计算
荷载：q=1.2×(q1+q2+q3)+1.4×(q5+q6)=1.2×(81+4.75+0.9)+1.4×(2.5+2)=110.28KN/m
Q=(110.28×7.95+15.74)/4=223.12KN
τ=Q/A=223.12×103/6362=35.07MPa<[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。