盖梁支架受力计算知识讲解.doc

盖梁支架受力计算
（预埋钢棒上安工字钢横梁法）
一、概况
汨罗江特大桥盖梁除悬浇主墩及28#过渡墩盖梁另外计算外,最重盖梁为40mT梁盖梁，其尺寸为15.9m（长）×2.3m（宽）×2.1m（高），若经计算该盖梁支架满足要求，则其他盖梁支架均满足要求。
针对该工程特点设计便易操作的盖梁支架系统。混凝土及模板系统的恒载、施工操作的活荷载通过型钢直接传递给牛腿，牛腿递给墩柱及桩基础。
二、设计计算依据
（1）《路桥施工计算手册》
（2）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》
（3）《机械设计手册》
三、支架模板的选用
盖梁模板： 1.1、侧模：采用组合钢模拼装。
1.2、底模：方正部分用组合钢模拼装。 1.3、横梁：采用[14#a槽钢，间距40cm。 1.4、主梁：采用I45a工字钢。
1.5、楔块：采用木楔。 1.6、穿心钢棒：采用45号钢，直径10cm。长度每边外露30cm.
四、计算方法
1、总荷载计算
盖梁砼荷载F1：体积71.85立方米，比重2.6吨/立方米，自重:195.9吨，合F1=185.9*10=1859KN
模板重量F2：盖梁两侧各设置一根I45a工字钢作为施工主梁，长18米（工字钢荷载），q1=80.4×10×18×2/1000=28.94 KN；主梁上铺设[ 14a槽钢，每根长3.0米，间距为40cm，墩柱外侧各设置8根，两墩柱之间设置19根。
q2=（19+8×2）×3.0×14.53×10/1000=15.26KN（铺设槽钢的荷载）; 槽钢上铺设钢模板，每平方按0.45KN计算，
q3=（15.9×2.1×2+2.3×15.9+2.1×2.3×2）×0.45=50.9 KN
（底模和侧模、端头模的荷载）；
q4=6KN（端头三角支架自重）
F2=q1+q2+q3+q4+q4=107.1KN
F3：人员0.5吨，合5KN
F4：小型施工机具荷载：0.55吨，合5.5KN
F5：振捣器产生的振动力及混凝土冲击力；本次施工时采用HZ6X-50型插入式振动器，设置2台，每台振动力为5KN，施工时混凝土冲击力按5KN计，则F5=2×5+5=15KN
总荷载：
F=F1+F2+F3+F4+F5 =1859+107.1+5+5.5+15=1991.6KN
2、穿心钢棒(45号钢)受力安全分析
共有4个受力点,每点受力：Qmax =F/4=1991.6/4≈497.9KN；
钢棒截面积：S=0.05*0.05*3.14=0.0079m2
最大剪应力：τmax=Qmax/S=497.9/0.0079=63.03Mpa
45号钢钢材的允许剪力： [τ]=125Mpa
则[τ] =125 ＞τmax=63.03Mpa
结论：穿心钢棒(45号钢)受力安全
3、I45a工字钢主梁受力安全分析
工字钢均布荷载：q=F/2/15.9=1991.6/2/15.9=62.63KN/m
R1=R2=ql/2（a+l/2）=2340.17KN
工字钢横梁AB段最大弯矩出现在中间处（x=a+l/2=7.95m），a=3.25m，l=9.4m；跨中最大弯矩
Mmax=62.63*9.4*7.95/2*[(1-3.25/7.95) *(1+2*3.25/9.4)-7.95/9.4]
=360.98KN•m
横梁CA段和BD段最大弯矩出现在支承点A、B两处，最大弯矩
=-1/2*62.63*3.252=-330.76 KN•m
单根工字钢最大弯曲正应力：
=360.98KN.m/1432.9cm4=251.9 MPa < [σ]=375 MPa

挠度：
横梁中跨AB段挠度
=20.04mm < =L/400=9400/400= 23.5 mm
符合要求！
横梁悬臂端CA段、DB段挠度
==-8.2mm < =3250/400=8.13 mm
符合要求！
结论：I45a工字钢主梁受力安全
4、底板[14a横梁受 力安全分析
共31根[14a，单根受力：F/31=1991.9/31=64.25KN，均布荷载分布： q=64.25/2.3=27.93KN/m
①最大弯矩Mmax=q*L*L/8=27.93*2.3*2.3/8=18.47KN.m （Mmax=ql2/8）
最大弯应力：σmax=Mmax/WX
18.47*1000
=----------
80.5*10-6
=229Mpa (δ=Mmax/wx)
则：[σ] =375Mpa＞229Mpa
②最大剪力：Qmax=64.25/2=32.13KN
最大弯曲剪应力：
τmax=QmaxSz/(Iz*d)
32.13*103*8.12*10-6
=----------------
(5.637*10-6*6*10-3)
= 7.7Mpa
[τ]=125Mpa
安全系数取2则：[τ]/2=125Mpa/2 =62.5Mpa＞7.7Mpa
③挠度：
5ql4
f= ------ （路桥计算手册）
384EI

5*27.93*1000*2.34
=--------------------------
384*(206*109)*( 5.637*10-6)

=3.8mm；
[f]=2300/400=5.75mm f<[f]
结论：14a槽钢受力安全,挠度满足要求
综上所述：以10cm粗的钢棒作为牛腿，以12m/根I45a工字钢作为受力主纵梁，［14a@40cm槽钢作为受力次横梁的盖梁模板支架体系受力安全。