1、都香高速公路六盘水至威宁段 LWTJ-7 合同段项目经理部 狭岩大桥中系梁支架计算书贵州省公路工程集团有限公司 第 0 页 共 13 页狭岩大桥中系梁支架验算书一、 工程概况狭岩大桥为（120+120）米预应力砼 T 型刚构，桥梁全长 249.6m。主墩由两片薄壁墩组成，每片薄壁墩采用实心矩形截面，左、右幅墩柱高分别为 66m、62m。两片墩间净距为 8.0m，在墩柱半腰处由一道中系梁连接，中系梁截面尺寸横桥向宽 7.5m，顺桥向长 8m，高 1.6m，中系梁与墩柱相接处上下各设置一倒角，倒角尺寸为 1.50.5m。单个中系梁砼 107.25m3，钢筋 38.795t。图 2.1-1 狭岩大桥
2、立面图 都香高速公路六盘水至威宁段 LWTJ-7 合同段项目经理部 狭岩大桥中系梁支架计算书贵州省公路工程集团有限公司 第 1 页 共 13 页图 2.1-2 狭岩大桥中系梁图二、 总体施工方案因本桥中系梁高度较高，采用满堂支架施工耗时长、占用大量钢管扣件等周转材料、不经济。拟采用在墩柱上预留孔穿钢棒搭设支承平台施工。三、 支承平台布置中系梁施工支承平台采用在两个墩柱上各穿四根 2m 长 110mm 钢棒，钢棒穿入墩柱 1.5m，悬挑 0.5m，墩柱预埋 130mmPVC 管时，墩壁处比墩内端头高 2cm，当钢棒插入时确保钢棒水平；钢棒上设置 20a工字钢做下横梁，下横梁上安装卸荷砂箱，砂箱上
3、设置 40a 工字钢做上横梁；横梁上面采用 15 根 8m 长 50a 工字钢做纵向主梁；纵向主梁与中系梁底模板之间采用 40a 工字钢做分配梁，搭设施工平台的方式。分配梁上面安放一排 8m 长的16 槽钢，间距为 50cm 作为分布梁。分布梁上铺设中系梁底模。传力途径为：中系梁底模纵向分布梁（16 槽钢）横向分配梁（40a 工字钢）纵向主梁（50a 工字钢）上横都香高速公路六盘水至威宁段 LWTJ-7 合同段项目经理部 狭岩大桥中系梁支架计算书贵州省公路工程集团有限公司 第 2 页 共 13 页梁（40a 工字钢） 砂筒下横梁（20a 工字钢）支点110mm 钢棒。支架布置图如下：中系梁支架
4、系统纵断面图都香高速公路六盘水至威宁段 LWTJ-7 合同段项目经理部 狭岩大桥中系梁支架计算书贵州省公路工程集团有限公司 第 3 页 共 13 页中系梁支架系统横断面图四、 计算依据1. 公路桥涵施工技术规范 （JTJ041-2000）2. 钢结构设计规范 （GB 50017-2003）3. 建筑结构荷载规范 （GB50009-2001）4. 建筑施工扣件式钢管支架安全技术规范 （JGJ130-2001）5. 其他现行相关规范、规程五、 支架验算1. 16a 槽钢分布梁验算（1）材料参数截面面积为：A=2195mm 2截面抵抗矩：W=108.310 3mm3都香高速公路六盘水至威宁段 LWT
5、J-7 合同段项目经理部 狭岩大桥中系梁支架计算书贵州省公路工程集团有限公司 第 4 页 共 13 页截面惯性矩：I=866.210 4mm4弹性模量 E=2.1105Mpa钢材采用 Q235 钢，抗拉、抗压、抗弯强度设计值 =215Mpa 。（2）荷载计算1)砼自重砼方量为 107.25m，钢筋砼按 25KN/m计算，砼自重：G=107.2525=2681KN中系梁长 8m，均布每延米荷载：q 1=335.13kN/m组合钢模板及连接件共 12t，即 120kN，中系梁长 8m，均布每延米荷载：q 2=15kN/m2)16a 槽钢8m 长 16 槽钢间距 0.5m，中系梁宽 7.5m，即单排
6、布置 15 根，合计：q3=150.1723=2.585kN/m3)施工荷载小型机具、堆放荷载：q4=2.5 KPa振捣混凝土产生的荷载：q5=2 KPa中系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。荷载 q=1.2(q1+q2+q3)+1.4(q4+q5)=1.2(335.13+15+2.585)+1.4(2.5+2)=429.56KN/m则单根槽钢均布荷载 q=429.56/15=28.637KN/M（3）受力模型都香高速公路六盘水至威宁段 LWTJ-7 合同段项目经理部 狭岩大桥中系梁支架计算书贵州省公路工程集团有限公司 第 5 页 共 13 页1
7、6a 槽钢分布梁直接承受底模以上的自重，16a 槽钢分布在 40a 分配梁上，两分配梁间距 150cm，故16a 槽钢分布梁计算跨径为 150cm，受力模型如下图：（4）受力验算跨中弯矩：M=1/8ql 2=0.12528.6371.52=8.054KN.M=M/W=8.054/108.310mm3=74.4MPa【215MPa 】挠 度 ： f=5ql4/384EI=528.6371.54/(3842.1866.2)=0.001038mf=l0/400= 1.5/400=0.004m (满足要求)2. 40a 分配梁验算（1）材料参数16 槽钢腿宽：b=63mm，40a 工字钢肋厚为： B=
8、10.5mm，40a 工字钢受压面积为：A=661.5mm 2，钢材采用 Q235 钢，抗拉、抗压、抗弯强度设计值 =215Mpa 。（2）荷载计算因16 槽钢布置间距与 50a 纵梁布置间距相等，均为 0.5m，即 40a 分都香高速公路六盘水至威宁段 LWTJ-7 合同段项目经理部 狭岩大桥中系梁支架计算书贵州省公路工程集团有限公司 第 6 页 共 13 页配梁只承受压力作用。因16 槽钢最大反力为 43kN，即为作用在分配梁上的作用力，设计时作用在分配梁上的集中力 P 按 50kN 计算。（3）受力验算受压强度：=P/A=50 10/661.5mm3=75.6MPa【215MPa】(满足
9、要求)3. 50a 纵梁计算（1）材料参数截面面积为：A=11930mm 2，X 轴惯性矩为：I X=46500104mm4，X 轴抗弯截面模量为：W X=1860103mm3，钢材采用 Q235 钢，抗拉、抗压、抗弯强度设计值 =215Mpa 。（2）荷载计算40a 分配梁共 6 根，每根长 9 米，共重：615967.6kg=3650.4kgq6=4.56KN4)50a 纵梁共 15 根，每根长 8 米，共重：15893.7kg=11244kgq7=14.06KN荷载 q=1.2(q1+q2+q3+q6+q7)+1.4(q4+q5)=1.2(335.13+15+2.585+4.56+14.
10、06)+1.4(2.5+2)=451.9KN/m则单根纵梁均布荷载 q=451.9/15=30.127KN/M（3）受力模型纵梁承受由每根分配梁传来的重力，按均布荷载考虑，15 根工字钢都香高速公路六盘水至威宁段 LWTJ-7 合同段项目经理部 狭岩大桥中系梁支架计算书贵州省公路工程集团有限公司 第 7 页 共 13 页各承受 1/15 的力，工字钢搭在砂箱上，故工字钢计算跨径按系梁净跨径8m 较安全。（4）受力验算跨中弯矩：M=1/8ql 2=0.12530.12782=241.02KN.M=M/W=241.02/186010mm3=129.6MPa【215MPa 】挠 度 ：f=5ql4/
11、384EI=530.12784/(3842.146500)=0.016454mf=l0/400= 8/400=0.02m (满足要求)4. 40a 工字主横梁计算（1）材料参数截面面积为：A=8610mm 2，X 轴惯性矩为：I X=21700104mm4，X 轴抗弯截面模量为：W X=1090103mm3，钢材采用 Q235 钢，抗拉、抗压、抗弯强度设计值 =215Mpa 。（2）荷载计算纵梁最大反力为 30.1278/2=121kN，加上 40a 工字钢自重即为作都香高速公路六盘水至威宁段 LWTJ-7 合同段项目经理部 狭岩大桥中系梁支架计算书贵州省公路工程集团有限公司 第 8 页 共
12、13 页用在上横梁上的作用力=12115+6.1=1821.1KN，设计时作用在上横梁上的集中力 P 按 2000kN 计算。荷载 q=285.71KN/m（3）受力模型横梁承受由每根纵梁传来的重力，按均布荷载考虑，两根工字钢各承受一半的力，工字钢搭在砂箱上，故工字钢计算跨径为相邻两砂箱间的间距，取为 2.0m，因荷载分布长度为 7m，则两端外伸悬臂按 0.5m 计算。如下图（4）受力验算跨中弯矩：M=1/2qlx(1-a/x)(1+2a/l)-x/l=1/2285.712.01.5(1-0.5/1.5)(1+20.5/2.0)-1.5/2.0=107.14KN.M=M/W=107.14/18
13、6010 3mm=57.6MPa 【215MPa】跨中挠度：f=ql 4(5-24a2/l2)/384EI=285.712.04(5-240.52/2.02)/(3842.146500)= -0.000122m=-0.12mmf=l/400=2/400=5mm都香高速公路六盘水至威宁段 LWTJ-7 合同段项目经理部 狭岩大桥中系梁支架计算书贵州省公路工程集团有限公司 第 9 页 共 13 页悬臂端点挠度：f=qal 3(6a2/l2+3a3/l3-1)/24EI=285.710.52.03(60.52/2.02+30.53/2.03-1)/(242.121700)=0.0013m=1.3mm
14、5. 卸荷砂箱计算由横梁的反力输出可知：横梁最大反力为 520KN，砂箱自重2.5KN，两者相加即为作用在卸荷砂箱上的作用力，设计时作用在卸荷砂箱上的集中力 P 按 600KN 计算。砂的容许承压应力10Mpa ，如将其预压 30Mpa，设计按 16Mpa 计算。砂箱活塞所需直径 d0 的计算：1604.370pd0.118m118mm，取砂筒直径 200mm，则砂筒内径 d1d00.020.220m=220mm取筒壁厚度 15mm ，降落高度 H100mm，活塞放入砂筒长度为40mm，放砂孔直径 d232mm ，筒壁应力 计算公式为24012dhHp代入数据可得129.7MPa145MPa满
15、足规范要求。6. 20a 工字钢下横梁验算都香高速公路六盘水至威宁段 LWTJ-7 合同段项目经理部 狭岩大桥中系梁支架计算书贵州省公路工程集团有限公司 第 10 页 共 13 页（1）材料参数横梁受力宽度按钢盒宽度计算：b=120mm，20a 工字钢肋厚为： B=7mm，20a 工字钢受压面积为：A1=840mm 2，3 根 10mm 加强肋截面积为A1=1500mm2，则 A=2340mm2。钢材采用 Q235 钢，抗拉、抗压、抗弯强度设计值 =215Mpa 。（2）荷载计算因砂筒间距与钢棒间距相等，均为 2m，即 20a 下横梁只承受压力作用。因砂箱最大反力为 520kN，即为作用在下横
16、梁上的作用力，设计时作用在下横梁上的集中力 P 按 600kN 计算。（3）受力验算受压强度：=P/A=600 10/2/2340mm2=128.2MPa【215MPa】(满足要求)7. 钢棒计算（1）材料参数钢棒采用 110mm 高强钢棒 (Q345)，截面面积为：A=3.1455 2=9498.5mm2，惯性矩为：I=d 4/32=3.141104/32=14361104 mm4截面模量为：W=d 3/32=130.7103 mm3抗剪强度设计值=145Mpa。抗拉、抗压、抗弯强度设计值 =250Mpa。（2）荷载计算都香高速公路六盘水至威宁段 LWTJ-7 合同段项目经理部 狭岩大桥中系
17、梁支架计算书贵州省公路工程集团有限公司 第 11 页 共 13 页由横梁的反力输出可知：横梁最大反力为 523KN，钢棒自重1.5KN，两者相加即为作用在钢棒上的作用力，设计时作用在钢棒上的集中力 P 按 600KN 计算。（3）受力模型钢棒为悬臂结构模型，考虑由 C20 斜撑工字钢承受全部弯矩，故只考虑钢棒受剪，8 个支点抗剪截面分担承受上面传来的重力。（4）受力验算=P/A=600 103/9498.5=63.2MPa=145Mpa(满足要求)8. 20a 工字钢斜撑验算（1）材料参数斜撑采用两根 20a 工字钢加工而成，斜撑外露面与钢板之间采用对接焊接，焊缝采用三角堆焊，堆焊宽度 2cm
18、，受力验算时按 1cm 宽计算。即：抗剪面积 A1=（2002+404+180 2）10=9200mm2抗弯面积 A2=（200+402+180/42）10=3700mm2（肋板处都香高速公路六盘水至威宁段 LWTJ-7 合同段项目经理部 狭岩大桥中系梁支架计算书贵州省公路工程集团有限公司 第 12 页 共 13 页抗弯按 1/4 计算）对接焊缝抗拉强度设计值=160Mpa，因该斜撑为抗弯构件，则抗剪折减系数取 0.5，则抗剪强度设计值=1100.5=55Mpa 。（2）受力验算抗剪：M=Pl1=6000.13=78KN.MP2=M/l2=78/0.309=252.4KN=P 3/A=252.4103/9200mm2=27.4MPa【110/2=55MPa】弯矩：M1=P2l3=P3l4P3=P2l3/l4=252.40.369/0.283=329KN=P 3/A=329103/3700mm2=88.9MPa【160MPa】满足要求。六、 结论综合以上计算得知，此支架方案能满足施工受力要求。
