盖梁支撑系统受力计算书

第一章盖梁施工托架设计概况

一、施工设计说明：

1、工程概况

xx公路改建工程xx合同段共有桥梁两座，分别为xx大桥、xx大桥。桥长分别为166m、189.5m，共有桥墩15个，均为三柱式桥墩（墩柱直径为1.3m的钢筋混凝土结构），墩柱上方为盖梁。聂河大桥盖长19.44m，宽1.9m，高1.4m，如图1所示；金桥大桥盖梁长22.448m，宽1.9m，高1.4m，如图1所示。由于两座大桥大部分墩位于水中，均采用筑岛围堰的施工方案，如采用传统支架法施工，筑岛面地基承载力差，方案不可行，故桥墩盖梁施工均采用预留孔穿钢销作托架施工，两座大桥盖梁混凝土浇注量分别为49.76m3，57.45m3。托架设计检算时以金桥大桥盖梁托架设计进行控制。

图1 聂河大桥盖梁立面图

图2 金桥大桥盖梁立面图

2、设计依据

1）公路桥涵钢结构及木结构设计规范

2）路桥施工计算手册

3）建筑结构静力计算手册(xx版)

4）江正荣编建筑施工计算手册

5）最新钢结构实用设计手册

6）xx公路改建工程聂河大桥、金桥大桥施工图设计文件

7）国家、交通部相关规范和标准

8）我单位类似工程施工经验

二、模板设计

1、侧模与端模

侧模为特制大钢模,面模厚度为δ6mm，肋板高为10cm，在肋板外设[10背带。在

φ的圆钢做拉杆，侧模外侧采用间距0.4m的[10作竖带，竖带高1.7m；在侧模上下设20

上下拉杆间间距1.52m，在竖带外设φ48的钢管斜撑，支撑在横梁上。

端模为特制大钢模,面模厚度为δ6mm，肋高为10cm。在端模外侧采用间距0.4m的[10作竖带，在竖带外设φ48的钢管斜撑，支撑在横梁上。

2、底模

底模为2cm厚竹胶模，在底模下部采用间距0.4m [10型钢作横梁，横梁长4.1m。盖梁悬出端底模下设三角支架支撑，三角架放在横梁上。横梁底下设纵梁。横梁上设钢垫块以调整盖梁底的横向坡度与安装误差。与墩柱相交部位采用特制型钢支架作支撑。

3、纵梁

在横梁底部采用单层两排56b工字钢连接形成纵梁，长26.5m，两组工字钢纵梁位于墩柱两侧，工字钢之间采用拉杆连接。纵、横梁之间采用U型螺栓连接；纵梁下为抱箍。

4、托架

φ钢筒埋置在墩柱钢筋上，拆在浇注墩柱时距柱顶以下0.8~0.9m处采用内径为110

φ钢销，两端各伸出30cm作为工字梁的支承牛腿。在模后形成预留孔洞，然后插入100

牛腿上架设I56b工字钢，然后上铺盖梁支承平台。

5、防护栏杆与与工作平台

(1)栏杆采用φ48×3.5的钢管搭设，在横梁上每隔2.4米设一道1.2m高的钢管立柱，横向设置两道水平栏杆，钢管之间采用扣件连接。

(2)工作平台设在横梁悬出端，在横梁上铺设2cm厚的木板，木板与横梁之间采用铁丝绑扎牢靠。

xx章盖梁施工托架设计计算

一、设计检算说明

1、设计计算原则

（1）在满足结构受力情况下考虑挠度变形控制。 （2）综合考虑结构的安全性。 （3）采取比较符合实际的力学模型。

（4）尽量采用已有的构件和已经使用过的支撑方法。 2、对部分结构的不均布，不对称性采用较大的均布荷载。 3、本计算未扣除墩柱承担的盖梁砼重量。以做安全储备。 二、侧模支撑计算 1、力学模型

假定砼浇筑时的侧压力由拉杆和竖带承受，P m 为砼浇筑时的侧压力，T 1、T 2为拉杆承受的拉力，计算图式如图3所示。

T1

H=1.4m

P m =23k P a

T2

h=0.6m

2、荷载计算

砼浇筑时的侧压力：m p K h γ= 式中：K ---外加剂影响系数，取1.2；

γ ---砼容重，取26kN/m3；

h ---有效压头高度。

砼浇筑速度v 按0.3/m h ，入模温度按020C 考虑。 则：

0.30.01520v T ==<0.035 0.2224.90.2224.9v

h m T

=+=+?0.015=0.6 1.20.619m p K h kpa γ==?26?=

砼振捣对模板产生的侧压力按4KPa 考虑。 则：423m p p KPa '=+=

图3 侧模支撑计算图式

盖梁侧模长度方向每延米上产生的侧压力按最不利情况考虑（即砼浇筑至盖梁顶时）

230.6

230.825.322

p h p p h KN '??'=?(H -)+

=?+= 3、拉杆拉力验算

拉杆间距0.75m ，0.75m 范围砼浇筑时的侧压力由上、下两根拉杆承受。按2倍安全系数考虑，则所需要的拉杆截面积为：

[]

()3

32

126

20.7525.310T T A 20.23810m 16010σ-???+=?==??（）

则所需单根拉杆半径为：36.1567r m mm -=

=

=10≈?， 选用14φ圆钢即可满足要求，实际根据项目部现有材料情况选用20φ圆钢作为拉杆。 4、竖带抗弯与挠度计算

设竖带两端的拉杆为竖带支点，竖带为简支梁，梁长按上下两拉杆中心间距

0 1.52L m =，砼侧压力按均布荷载0q 考虑。

竖带[10的弹性模量E=2.1×105Mpa ；惯性矩I x =198.3cm 4;抗弯模量W x =39.4cm 3

023123/q KN m =?=

最大弯矩：22

00max 23 1.52 6.6488

q L M KN m ?===g

截面强度：max 6

6.648426484239.410x M KPa MPa Pa W σσ-===≈<[]=160M ?? 满足要求 挠度：400max 885523 1.520.001920.003838438410198.310400

q L f m f m EI 4-??1.52===<[]==?2.1??2?? 满足要求 三、横梁计算

采用间距0.4m 的[10型钢作横梁，横梁长4.2m 。 1、荷载计算

（1）盖梁砼自重：33157.4526/1493.7G m KN m KN =?=

（2）模板自重：250.65G KN = (根据模板设计资料) （3）施工荷载与其它荷载：330G KN = 则横梁上的总荷载：

1231493.750.65301574.35h G G G G KN =++=++=

1574.35

70.13/22.44822.448

h h G q KN m =

==

横梁采用间距为0.4m 的[10型钢，则作用在单根横梁上的荷载为：

0.470.13/0.428.05h h G q KN m m KN =?=?=

则作用在横梁上的均布荷载为：

28.05

14.76/1.9 1.9

h h

G q KN m '=== 2、力学模型 如图4所示。

14.76

D

图4 横梁计算模型

3、横梁抗弯与挠度、抗剪验算

横梁[10的弹性模量E=2.1×105Mpa ；惯性矩I x =198.3cm 4;抗弯模量W x =39.4cm 3 最大弯矩：22

00max 14.76 1.9 6.6688

q L M KN m ?===g

截面强度：max 6

6.66

16939.410x M MPa Pa W σσ-===<1.3[]=208M ? (临时结构取1.3倍放大系数)

由结构力学公式计算出14.76 1.914.02222

h

h A B q L R R KN '?==== 截面剪应力：614.022

2645626.55.310010

R KPa MP Pa dh ττ-≈

===<[]=85M ??

满足要求 最大挠度： 400max 8855 6.66 1.9

0.002790.0047538438410198.310400

q L f m f m EI 4-??1.9===<[]==?2.1??? 满足要求 四、纵梁计算

在横梁底部采用单层两排56b 工字钢连接形成纵梁，长度按23.084m ，两组工字钢纵梁位于墩柱两侧，工字钢之间采用拉杆连接。纵梁下为钢销牛腿。 1、荷载计算

（1）横梁自重：457 4.110/23.37G kg m KN =??= （2）纵梁自重：526.52116/61.48G kg m KN =??= 纵梁上的总荷载：

23.3761.481659.2Z h G G KN =++=

纵梁所承受的荷载假定为均布荷载Z q :

1659.2

62.62/26.5

Z Z Z G q KN m L =

== 2、力学计算模型 建立力学模型如图5所示。

62.62

62.62

62.6262.622.864

8.66

8.66

2.864

23.0845

图5 结构计算模型图

在结构力学求器2.0版中输入如下INP 数据： 结点,1,0,0 结点,2,2.864,0 结点,3,11.524,0

结点,4,20.184,0 结点,5,23.084,0 单元,1,2,0,0,0,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,0,0,0 结点支承,2,3,0,0,0 结点支承,4,1,0,0 结点支承,3,1,0,0 单元荷载,2,3,62.62,0,1,90 单元荷载,3,3, 62.62,0,1,90 单元荷载,1,3,62.62,0,1,90 单元荷载,4,3, 62.62,0,1,90 单元材料性质,1,4,1,137006,0,0,-1

尺寸线,1,0.3,0.3,7.8,1.0,0.5,0,-4,2.864,2.864,-4 尺寸线,1,0.3,0.3,7.8,1.0,0.5,11.524,-4,8.66,20.184,-4 尺寸线,1,0.3,0.3,7.8,1.0,0.5,2.864,-4,8.66,11.524,-4 尺寸线,1,0.3,0.3,7.8,1.0,0.5,20.184,-4,2.864,23.084,-4 尺寸线,1,0.3,0.3,7.8,1.0,0.5,0,-6,23.084,23.084,-6 软件运行计算得：

12

3

45

( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )-256.82

229.22

-458.80-256.10

图6 M 图

12

345( 1 )( 2 )( 3 )

( 4 )-179.34

247.82294.55-247.74

179.09

图7 N 图

62.62

62.62

62.6262.62

5

图8 支座反力图

x

5

图9 纵梁挠度图

4、纵梁结构强度验算

（1）根据以上力学计算得知，最大弯矩出现在中间墩支座，

max 458M KN m =?

则：max 6

458

93.222446.510x M MPa Pa W σσ-=

==<[]=160M ?? 截面剪应力：6

589

36.2214.556010A R MP Pa dh ττ-≈==<[]=85M ??? 满足要求。 5、纵梁挠度验算

纵梁工56b 的弹性模量E=2.1×105Mpa ；惯性矩I x =68503cm 4;抗弯模量W x =2446.5cm 3 （2）最大挠度发生在盖梁端

4242max

288262.628.66 2.864 4.59(5)(5)0.0076[]0.0115384384 2.110268503108.66400

Z q L a f m f m EI L -'?=-=-=<==????? 满足要求 五、牛腿计算 1、荷载计算

每个盖梁按墩柱设三个钢销牛腿支承上部荷载，由上面的计算可知： 支座反力

132430589R R KN R KN

===

以最大值为牛腿需承受的竖向支承力进行计算，综合考虑各方面因素，牛腿按 2.0安全系数进行设计。

225891178KR KN KN =?=

牛腿主要承受上部纵梁荷载，牛腿受力验算主要以剪应力为主

100φ钢销：

2323.140.057.8510A m -=?=?

截面剪应力：3

3

5891075.037.8510R MP Pa A ττ-?≈=

=<[]=85M ? 满足要求

通过以上计算分析得知，盖梁托架支承钢销牛腿设计尺寸和型式满足受力要求，并有一定的安全储备。