贝雷梁支架结构计算方案

重庆外环高速公路北段 XX 标段

X X 2 号

桥

贝雷梁支架结构计算方案

编制：

复核：

审核：

批准：

XX集团二公司重庆外环高速公路

XX标段工程项目经理部

2007年10月31日

跨XX铁路平台、支架设计计算书

一、计算依据

1、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）

2、《设计施工图》

3、《路桥施工计算手册》（周水兴等编著人民交通出版社）

4、《路桥施工手册--桥涵》（交通部第一公路工程总公司编制）

5、《钢结构-原理与设计》（夏志斌姚谏等编著中国建筑工业出版社）

6、《基本资料》

7、《竹编胶合板国家标准》（GB/T13123-2003）

8、《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024-85)

二、工程概述

XX2#桥的跨XX铁路现浇箱梁为40+55+40m，为单箱三室结构，箱梁高均为2.3m，桥面宽16.75m，底腹板宽为：11.85m，即两边翼缘板宽分别为2.45m，翼板变截面为0.15~0.5m，

顶板和底板厚度分别为0.25、0.2m。混凝土标号为C55。根据现场实际需要，所设支架的净空为16.3m。

三、支架设计

跨铁路部分箱梁采用贝雷架施工平台式门洞结构进行承重，门洞的净空设置为16.3m。门洞支墩基础采用Φ150cm桩基础,采用C25砼浇注，支墩采用100*100cm方形钢筋混凝土墩身，立柱高平均约17m,支柱顶横梁采用贝雷片组(并设置I50工字钢牛腿和加设相应的斜支撑)。纵向主承重梁采用贝雷梁拼装搭设，横向采用通长Φ48*3.5钢管和交叉撑进行加固，间距1.3m/道。上部支架采用Φ48*3.5钢管、扣件搭设或碗扣支架搭设。立杆横向间距和贝雷片间距相同。立杆纵向间距分别为0.9m/道、0.6 m/道、0.3m/道(实腹板处)，立杆横向间距普通段为0.9m/道（箱梁两端为0.6m/道）,横杆步距为1.2m/道（箱梁两端实腹段步距为0.6m/道）。立杆上下口采用可调顶托，上口采用I10工字钢(或双[8槽钢)作为纵向分配梁，其上采用10*10方木作为底模板横肋，间距为0.3m、0.4m(翼板处)；立杆下口在普通段采用[8槽钢(平放即可)作为横向连接梁。在梁两端实腹板处采取I10工字钢作为纵向分配梁

(施工注意调整支架底座高度，使其碗扣结点与普通箱梁段支架对应高度)。底模板采用δ=15mm 光面竹胶合板，另外考虑贝雷片纵梁底下火车通行安全，可以在贝雷纵梁上与碗口支架间可以通过满铺2cm 厚的木板（或其他材料，但必须能够承担堆放的一定杂物、人等荷载），紧贴贝雷片纵梁下其下可以再增设一层安全防护网，以防止上部杂物砸到既有线上。

箱梁普通段贝雷桁架梁、支架搭设斜截面示意图如下：

1、本图单位以厘米计；

2、承重纵梁采用单层非加强型贝雷架，共计28组.均采用单排；

3、该断面为顺桩中线截面图,墩身中心距离为6.0m。

左线临时1#墩贝雷桁架梁立面示意图

四、模架受力计算 4.1、翼板分析 (1)、底模板计算：

○

1、竹胶板技术指标以及力学性能： 根据《竹编胶合板国家标准》（GB/T13123-2003），现场采用15mm 厚光面竹胶板为Ⅱ类一等品，静弯曲强度≥50MPa ，弹性模量E ≥5×103MPa ；密度取3/10m KN =ρ。

由于翼板处方木按中心间距40cm 横向布设，实际计算考虑方木实体宽度10cm ，即模板计算跨径取：m l 3.0=；

又模板单位宽(1m)面板截面参数：

惯性矩：453

3108125.212

15100012mm bh I ?=?==

截面抵抗矩：352

210625.56

1510006mm bh W ?=?== ○

2、荷载计算： a.钢筋砼自重取26KN/m 3，即砼产生的面荷载：q 1=[(0.15+0.50)/2]*26＝8.45KN/m 2； b.竹胶板自重产生的荷载：q 2=0.015×10=0.15 KN/m 2； c.施工人活载：q 3=2.5 KN/m 2；

d.砼倾倒、振捣砼产生的荷载：q 4=2.0 KN/m 2； 则取1m 宽分析线荷载为： q 强=8.45+0.15+2.5+2.0＝13.10KN/m q 刚=8.45+0.15＝8.6KN/m

○

3、受力分析： 按三跨0.30m 连续梁建模计算模板强度及刚度：

强度分析：

m N ql M ??=??==2232max 10179.110

3.0101.1310 []MPa MPa W M 502096.010

625.510179.15

5

max =<=??==σσ，满足要求 刚度分析：

[]mm l

f mm EI ql f 75.0400

33.0108125.21051503.06.81507

644max ==<=?????==- 翼板处模板强度、刚度均满足要求。 (2)、翼板处底模下方木检算：

○

1、方木技术指标以及力学性能： 底模下统一采用100×100mm 的方木。依最大三跨0.9m 连续梁计算方木强度、剪力及挠度：

100×100mm 的方木为针叶材，A-2类，方木的力学性能指标按"公路桥涵钢结构及木结构设计规范"中的A-2类木材并按湿材乘0.9的折减系数取值，则：

[σw ]=13*0.9=11.7 MPa E=10×103×0.9=9×103MPa [τ]=1.4×0.9＝1.26MPa 又方木的截面参数：

惯性矩：463

310333.81210010012mm bh I ?=?== 截面抵抗矩：352

210667.16

1001006mm bh W ?=?== ○

2、荷载计算： 由上一节模板分析可知转递到方木的面荷载如下(由于方木自身重相对较小，故不予计算)：

q 强=8.45+0.15+2.5+2.0＝13.10KN/m 2 q 刚=8.45+0.15＝8.6KN/m 2

又方木的中心间距为：0.4m ，故线荷载为： q 强=13.1×0.4=5.24KN/m q 刚=8.6×0.4=3.44KN/m

○

3、受力分析： 由于方木下面分配梁按0.9m 间距布置，故方木建模按三跨0.90m 连续梁分析如下：

强度分析：

m N ql M ??=??==22

32max 10244.410

9.01024.510 []MPa MPa W M 7.11546.210

667.110244.45

5

max =<=??==σσ，满足要求 刚度分析：

方木的强度、刚度均满足要求。

(3)、方木下分配梁检算：

○1、I10工字钢技术指标以及力学性能：

方木下分配梁统一采用 I10工字钢(或双 [8槽钢)。计算按照最大跨距为0.9m 的三跨连续梁荷载计算。

I10工字钢技术指标：

E=2.1×105 MPa I=2.45×106 mm4 W=4.90×104 mm3

A=1433mm2 自重g=11.249kg/m=0.1125KN/m，

[σ]=145MPa

○2、荷载计算：

由前面模板分析可知转递到工字钢的面荷载如下

q强=8.45+0.15+2.5+2.0＝13.10KN/m2

q刚=8.45+0.15＝8.6KN/m2

考虑工字钢身重，按其间距0.9m布置，故线荷载如下：

q强=13.10*0.9+0.1125=11.903KN/m

q刚=8.6*0.9+0.1125=7.853KN/m

○3、受力分析：

由于翼板处工字钢下面钢管支撑横向间距有0.9m、0.6m两种布置，按最不利分析，即按三跨连续为0.9m建模如下：

强度分析：

，满足要求

刚度分析：

I10工字钢的强度、刚度均满足要求。

(4)、碗扣架检算：

根据《桥涵》中对碗扣支架分析可知，当横杆步距为1.2m时，单根立杆稳定允许荷载设计值为30KN；

由模板的荷载分析可知，模板上的面荷载为q强=8.45+0.15+2.5+2.0＝

13.10KN/m2

又立杆承受荷载还包括工字钢分配梁重，自身重，分析如下：

钢管自身重按4.0kg/m=0.04KN/m，按照步距1.2m，立杆刚度取4.8m，则有每根立杆承受自重(包括横杆)为：(5*0.9*2+4.8)*0.04=0.552KN,又每根立杆承受分配梁重为：0.9*0.1125=0.1013KN。

所以有立杆在翼板承受的荷载为:

q=13.1×0.9×0.9+0.552+0.1013=11.26KN＜[N]=30KN

故碗扣支架在翼板处满足要求。

4.2、一般箱梁截面计算分析

选取荷载最大的中腹板下位置按一次浇注荷载进行模板、方木、钢管分配梁计算分析；按整个横断面计算支架承载力。

(1)、底模计算：

○1、竹胶板技术指标以及力学性能：

静弯曲强度≥50MPa，弹性模量E≥5×103MPa；密度：。

由于除翼板外底模方木按中心间距为30cm横向布设，考虑其本身的10cm实体尺寸，即模板计算跨径取：；

又模板单位宽(1m)面板截面参数：

惯性矩：

截面抵抗矩：

○2、荷载计算：

对于箱梁底部的模板荷载分析，主要考虑两种情况，即空腹板处和实腹板处，且两种情况下的模板下方木间距均为0.3m，按最不利情况分析，取实腹板处底模板进行分析；荷载分析如下：

a.钢筋砼自重取26KN/m3，即砼产生的面荷载：q1=2.3*26＝59.8KN/m2；

b.竹胶板自重产生的荷载：q2=0.015×10=0.15 KN/m2；

c.施工人活载：q3=2.5 KN/m2；

d.砼倾倒、振捣砼产生的荷载：q4=2.0 KN/m2；

则取1m宽分析线荷载为：

q强=59.8+0.15+2.5+2.0＝64.45KN/m

q刚=59.8+0.15＝59.95KN/m

○3、受力分析：

按三跨0.20m连续梁建模计算模板强度及刚度：

强度分析：

，满足要求

刚度分析：

实腹板处模板强度、刚度均满足要求。

(2)、底模下方木检算：

○1、方木技术指标以及力学性能：

底模下统一采用100×100mm的方木。其跨径分两种情况分析：一、实腹板出：按三跨0.3m连续梁计算；二、空腔腹板处：按三跨0.9m连续梁计算。

100×100mm的方木为针叶材，A-2类，方木的力学性能指标按"公路桥涵钢结构及木结构设计规范"中的A-2类木材并按湿材乘0.9的折减系数取值，则：

[σw]=13*0.9=11.7 MPa

E=10×103×0.9=9×103MPa

[τ]=1.4×0.9＝1.26MPa

又方木的截面参数：

惯性矩：

截面抵抗矩：

○2、荷载计算：

由4.2-1节的底模板分析可知转递到方木的面荷载如下(由于方木自身重相对较小，故不予计算)：

a.实腹板处：

q强=59.8+0.15+2.5+2.0＝64.45KN/m2

q刚=59.8+0.15＝59.95KN/m2

又此时方木的中心间距为：0.3m，故线荷载为：

q强=64.45×0.3=19.34KN/m

q刚=59.95×0.3=17.99KN/m

b.空腔腹板处：

q强=(0.2+0.25)*26+0.15+2.5+2.0＝16.35KN/m2

q刚=(0.2+0.25)*26+0.15＝11.85KN/m2

又此时方木的中心间距为：0.9m，故线荷载为：

q强=16.35×0.9=14.715KN/m

q刚=11.85×0.9=10.665KN/m

○3、受力分析：

同样根据前面荷载分析情况分如下两种情况：

a.实腹板处：

按方木下面分配梁按0.3m间距布置，故方木建模按三跨0.30m连续梁分析如下：

强度分析：

，满足要求

刚度分析：

故实腹板处的方木的强度、刚度均满足要求。

b.空腔腹板处：

按方木下面分配梁按0.9m间距布置，故方木建模按三跨0.9m连续梁分析如下：

强度分析：

，满足要求

刚度分析：

故空腔腹板处的方木的强度、刚度均满足要求。

(3)、10#工字钢分配梁检算：

方木下分配梁采用I10工字钢作为纵向分配梁，沿纵断面方向间距90cm。按整个断面考虑。

○1、I10工字钢技术指标以及力学性能：

I10工字钢技术指标：

E=2.1×105 MPa I=2.45×106 mm4 W=4.90×104 mm3

A=1433mm2 g=11.249kg/m=0.1125KN/m，[σ］=145MPa ［τ］=85MPa

○2、荷载分析

根据梁全横断面分析如下：

a.钢筋砼自重取26KN/m3；

b.竹胶板、方木自重等其他堆放材料重产生的荷载取：q2=0.5 KN/m2；

c.施工人活载：q3=2.5 KN/m2；

d.砼倾倒、振捣砼产生的荷载：q4=2.0 KN/m2；

翼缘板处：外侧：q1=(0.15*26+0.5)+(2.5+2)=8.9KN/m2

内侧：q1’=(0.50*26+0.5)+(2.5+2)=18KN/m2

边腹板处：q2=(2.3×26+0.5)+(2.5+2)=64.8KN/m2

空腹板处：q3=(0.45×26+0.5)+(2.5+2)=12.2KN/m2

根据以上荷载分析，取0.9米宽线荷载,对上部10＃工字钢进行受力分析。

则相应的强度线荷载为：q1=8.9*0.9=8.01KN/m，q1’=18*0.9=16.2KN/m，

q2=64.8*0.9=58.32KN/m，q3=0.9*12.2=10.98KN/m。

○3.建模计算

建模如下：

注意：其中现场实际搭设中，贝雷桁架布置从跨径最大的那侧起，如上图从左到右进行即可。