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大朝陆家大桥盖梁钢棒支架系统受力计算盖梁钢棒悬空支架施工工艺1、悬空支架搭设大朝陆家大桥盖梁尺寸为2.2m×1.9m×13.914m（宽×高×长），右幅4#、5#、左幅幅4#、5#、6#墩柱直径1.8m，其余墩柱直径1.6m。取墩柱直径1.8m进行盖梁支架计算，盖梁简图如下：盖梁施工悬空支架采用在两墩柱上各穿一根2.8m长Φ10cm钢棒，上面采用墩柱两侧各两根15.5m长40b工字钢做主梁，搭设施工平台的方式。主梁上面安放一排每根3.6m长的12#槽钢盒子，间距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——木板——分布梁——主梁（40b工字钢）——千斤顶（或钢楔子）——Φ10cm钢棒。如下图：Ⅰ40b工字钢Φ100mm钢棒[12.6槽钢对拼千斤顶单根长360cm间距50cm盖梁底模2Ⅰ40b工字钢[12.6槽钢对拼Φ100mm钢棒2、材料性能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.《钢结构设计规范》（GB50017-2003）3.《路桥施工计算手册》（GB50009-2001）主要材料1)12.6#槽钢截面面积为：A=1570mm2截面抵抗矩：W=62.1×103mm3截面惯性矩：I=391×104mm4钢材采用Q235钢，抗拉、抗压、抗弯强度设计值［σ］=215Mpa。2)40b工字钢主梁采用4根40b工字钢，每侧2根紧贴墩柱，横向间距为180cm。40b工字钢截面面积为：A=9410mm2，X轴惯性矩为：IX=22780×104mm4，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φ100mm高强钢棒(A45)，截面面积为：A=3.14×502=7850mm2，惯性矩为：I=πd4/32=3.14×104/32=981.25×104mm4截面模量为：W=πd3/32=3.14×103/32=9.8125×104mm3抗剪强度设计值［τ］=125Mpa。3、设计荷载1)砼自重砼自重统一取190cm梁高为计算荷载，砼方量：V=56m3，钢筋砼按26KN/m3计算，砼自重：G=56×26=1456KN盖梁长13.914m，均布每延米荷载：q1=1456kN/13.914m=104.6kN/m2)组合钢模板及连接件共重12.6吨，均布荷载为q2=12.6×103kg×10N/kg/13.914m=9.1kN/m3)12#槽钢分布梁采用3.6m长12#双槽钢对拼，间距0.5m，共50根，均布荷载：q3=50×3.6×12.4×10/13.914=1796.6N/m=1.8kN/m4）40b工字钢共4根，单根长15.5米，共重：4×15.5×73.8kg/m=4575.6kg均布荷载q4=3.3KN/m5）双拼贝雷架共两榀，单榀为2排4片贝雷片采用45#花架连接。每榀长12米。共重5）施工荷载小型机具、作业人员、振捣混凝土产生的荷载：q5=2KN/m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1）、12#双槽钢分布梁计算模型：12#双槽钢分布梁直接承受底模以上的自重，12#双槽钢分布在圆柱两侧的双排40b工字钢上，两侧工字钢主梁紧贴墩柱，间距180cm，故12#槽钢分布梁计算跨径为180cm，盖梁底宽为220cm，分布梁两端各悬臂40cm，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Mq2）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，两侧工字钢各承受一半的力，工字钢靠墩柱预埋的钢棒支撑，故工字钢计算跨径为两圆柱中心的间距，取为8.3m，按两端外伸悬臂计算。如下图Mq3）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荷载。5、计算结果1.12#槽钢分布梁计算荷载q=1.2×(q1+q2)+1.4×q5=1.2×(104.6+9.1)+1.4×2=139.24KN/m12#双槽钢分布梁布设间距0.5m，双槽钢承受0.5×139.24=69.62KN，盖梁底宽2.2m，则单根槽钢均布荷载q=55.7/2.2/2=15.82KN/M计算跨径1.8m跨中弯矩：M=1/8ql2=0.125×15.82×1.82=6.41KN.Mσ=M/W=6.41/62.1×103mm3=103.2MPa＜【215MPa】挠度：f=5ql4/384EI=5×15.8×1.84/(384×2.1×391)=0.0026m[f]=l0/400=1.8/400=0.0045m(满足要求)2、40b工字钢主梁计算荷载：q=1.2×(q1+q2+q3)+1.4×q5=1.2×(104.6+9.1+1.8)+1.4×2=141.4KN/m40b工字钢每侧设两根，单根承受q=141.4/4=35.35KN/M跨中弯矩最大，计算跨径取8.3m跨中弯矩：M=1/2qlx[(1-a/x)(1+2a/l)-x/l]=1/2×35.35×8.3×6.95×[(1-2.8/6.95)×(1+2×2.8/8.3)-6.95/8.3]=165.83KN.Mσ=M/W=165.83/1140×103mm3=145.5MPa＜【215MPa】跨中挠度：f=ql4(5-24a2/l2)/384EI=35.35×8.34×(5-24×2.82/8.32)/(384×2.1×22780)=0.0207m=20.7mm[f]=l/400=8.3/400=20.8mm3、钢棒计算荷载：q=1.2×(q1+q2+q3)+1.4×(q4+q5)=1.2×(104.6+9.1+1.8)+1.4×(3.3+2)=146.3KN/mQ=146.3×13.914/4=508.9KNτ=Q/A=508.9×103/7850=64.8MPa[τ]=125Mpa4、结论通过以上计算得知，此支架方案能满足受力要求，计算出主梁跨中挠度20.7mm，由于计算中未考虑墩柱提供的支撑力，故实际受力应小于计算结果，实际绕度小于计算挠度，为消除挠度影响，可在跨中位置设置1cm-1.5cm预拱度。盖梁模板拉杆计算采用内部振捣器，当混凝土浇筑速度在6.0m/小时以下时，新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，可按以下二式计算，并取二式中的较小值。Pm=4+1500KSKwV1/3/（T+30）（3-1）Pm=25H（3-2）式中：Pm——新浇混凝土的最大侧压力（KN/m2）；T——混凝土的入模温度（ºC）；H——混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（m）；KS——混凝土坍落度影响修正系数。当坍落度为50～90mm时取1.0，为110～150mm时取1.15；KW——外加剂影响修正系数。不掺外加剂时取1.0，掺有缓凝作用的外加剂时取1.2；V——混凝土的浇筑速度（m/h）。已知盖梁混凝土高为1.9m，采用坍落度为120-140mm的C30高性能混凝土，浇筑速度为1m/h，浇注入模温度约为10ºC，则作用于模板的最大侧压力及有效压头高度为：查表得：KS=1.15，KW=1.0由公式（3-1），Pm=4+1500×1.15×（1）1/3/（10+30）=47.12KN/m2由公式（3-2），Pm=25×1.9=47.5KN/m2取较小值，故最大侧压力为47.12KN/m2。有效压头高度为：h=47.12/25=1.9m。模板拉杆用于连接内、外两组模板，保持内、外两组模板的间距，承受混凝土侧压力和其它荷载，使模板有足够的刚度和强度。本工程模板拉杆采用对拉螺栓，间距为1m×2m，采用3号圆钢制作。其计算公式为：F=PmA式中：F——模板拉杆承受的拉力（N）；Pm——混凝土的侧压力（N/m2）；A——模板拉杆分担的受荷面积（m2），其值为A=a×b（a为模板拉杆的横向间距，b为模板拉杆的纵向间距，单位均为m）。已知混凝土对模板的侧压力为47.12KN/m2，a=1.0m，b=2.0m拉杆承受的拉力为：F=47120×1.0×2.0=94240N查表得：直径为M20螺栓容许拉力为38200N94240N，不满足要求。螺纹内径(mm)净面积(mm2)重量(kg/m)容许拉力(N)M129.85760.8912900M1411.551051.2117800M1613.551441.5824500M1814.93174229600M2016.932252.4638200M2218.932822.9847900