盖梁受力验算书(穿钢棒)复习课程.doc

广东中人集团建设有限公司

盖梁悬空支架结构验算书
（穿钢棒法）

广东中人集团建设有限公司
四川小金县崇美路B标段项目经理部

盖梁悬空支架结构验算书（穿钢棒法）

一、 工程概况
小金县崇美公路B标段所施工的小金川河2#大桥上部构造采用9×30m预应力混凝土T梁，先简支后桥面连续，共三联。基础及下部构造采取桩柱式，桩基直径1.5m，桥墩采用双柱式墩，直径1.4m，盖梁尺寸2.0m×1.6m×8.95m，全桥共计8个盖梁。
二、 总体施工方案
因本桥盖梁高度较低，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2.0m×1.6m×8.95m（宽×高×长），底宽1.7m。盖梁简图如下：

三、 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φ90mm钢棒，上面采用墩柱两侧各一根11m长I40b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[10槽钢，间距为40cm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（[10槽钢）——横向主梁（40b工字钢）——支点φ9cm钢棒。如图：

四、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》（JTG/T F50-2011）
2. 《路桥施工计算手册》
五、计算参数
1. 主要材料
1) [10槽钢
截面面积为：A=1274.8mm2
截面抵抗矩：W=39.7×103mm3
截面惯性矩：I=198×104mm4
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I40b工字钢，横向间距为140cm。
截面面积为：A=9411.2mm2，
X轴惯性矩为：IX=22800×104mm4，
X轴抗弯截面模量为：WX=1140×103mm3，
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=6358.5mm2，
惯性矩为：I=πd4/32=3.14×904/32=643.8×104 mm4
截面模量为：W=πd3/32=7.15×104 mm3
抗剪强度设计值［τ］=125Mpa。
2. 设计荷载
1) 砼自重
砼方量：V=25.81m3，钢筋砼按27KN/m3计算，
砼自重：G=25.81×27=696.87KN
盖梁长8.95m，均布每延米荷载：q1=77.9kN/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4.61m2， q2=0.95×4.61=4.38kN/m
3) [10槽钢
3m长 [10槽钢间距0.4m，每延米2.5根共计7.5米，合计：q3=7.5×0.101=0.758kN/m
4）I40b工字钢
共2根，每根长11米，共重：2×11×73.878kg=1625.3kg
q4=16.253KN
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） [10槽钢分布梁计算模型：
[10槽钢分布梁直接承受底模以上的自重，[10槽钢分布在圆柱两侧的I40b工字钢上，两工字钢主梁紧贴圆柱，间距按圆柱直径140cm，故[10钢分布梁计算跨径为140cm，槽钢全长300cm，分布梁两端各悬臂80cm，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5.35m，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。

四、 计算结果
1. [10槽钢分布梁计算
荷载q=1.2×(q1+q2)+1.4×(q5+q6)=1.2×(77.9+4.38)+1.4×(2.5+2)=105.036KN/m
[10槽钢分布梁布设间距0.4m，单根承受0.4×105.036=42.014KN，
盖梁底宽1.7m
则单根槽钢均布荷载q=42.014/1.7=24.714KN/M
计算跨径1.4m
跨中弯矩：M=1/8ql2=0.125×24.714×1.42=6.055KN.M
σ=M/W=6.055/39.7×103mm3=152.5MPa ＜【215MPa】
挠度：f=5ql4/384EI=5×24.714×1.44/(384×2.1×198)=0.00297m<[f]=l0/400= 1.4/400=0.0035m (满足要求)
a) I40b工字钢主横梁计算
荷载：q=1.2×(q1+q2+q3)+1.4×(q5+q6)=1.2×(77.9+4.38+0.758)+1.4×(2.5+2)=105.946KN/m
I40b工字钢设两根，单根承受q=0.5×105.946=52.973KN/M
计算跨径5.35m
跨中弯矩：M=1/2qlx[(1-a/x)(1+2a/l)-x/l]
=1/2×52.973×5.35×4.475×[(1-1.8/4.475)×(1+2×1.8/5.35)-4.475/5.35]=103.711KN.M
σ=M/W=103.711/1140×103mm3=90.97MPa＜【215MPa】
跨中挠度：f=ql4(5-24a2/l2)/384EI
=52.973×5.354×(5-24×1.82/5.352)/(384×2.1×22800)= 0.00539m=5.39mm<[f]=l/400=5.35/400=13.38mm
悬臂端点挠度：f=qal3(6a2/l2+3a3/l3-1)/24EI
=52.973×1.8×5.353×(6×1.82/5.352+3×1.83/5.353-1)/(24×2.1×22800)=-0.00262m=-2.62mm<[f]=l/400=1.8/400=4.5mm
2. 钢棒计算
荷载：q=1.2×(q1+q2+q3)+1.4×(q5+q6)=1.2×(77.9+4.38+0.758)+1.4×(2.5+2)=105.946KN/m
Q=(105.946×8.95+16.253)/4=241.117KN
τ=Q/A=241.117/（6358.5×103）=37.92MPa<[τ]=125Mpa
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。

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