钢棒悬空支架盖梁施工方案(及检算过程)

盖梁钢棒悬空支架施工方案及受力检算一、编制依据1、根据《长邯高速公路改扩建工程》及相关规范要求、与业主签署的施工承包合同书、图纸会审补充说明。2、施工依照的中华人民共和国行业标准、规范及细则：（1）、《公路工程水泥混凝土实验规范》（JTJ054-94）；（2）、《公路工程石料实验规范》（JTJ054-94）；（3）、《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T-F50-2011）；（4）、《公路工程质量检验评定标准》（JTG–F80-2004）；二、工程概况：长邯高速改扩建工程ZB1-1，起讫里程为Z2K768+500～Z2K770+700，路线长2.2km，公路设计速度为80km/h，其中新建左线填方路基宽16.0米。本合同段分离式隧道2座、跨线桥1座、涵洞5座、其余为路基总长1.298km。姜庄大桥总长188m：全桥共两联：3×30+3×30；桥梁上部结构左线采用预应力砼（后张）小箱梁，先简支后结构连续；下部结构采用柱式墩、柱式台；基础采用桩基础。因本桥盖梁高度较高，采用满堂支架施工盖梁耗时长、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、施工计划1、材料及设备进场设备计划设备名称型号数量进场情况装载机ZLM302台已进场汽吊QY-251辆已进场砼搅拌站JS-10001台已进场砼运输车7m33辆已进场电焊机500型3台已进场盖梁模板1套已进场工字钢45b4根已进场工字钢14#30根已进场枕木4根已进场碗扣式脚架240根已进场2、工期计划姜庄大桥共有桥墩盖梁5个，计划于3月20日开始施工首个盖梁，于5月15日完成全桥盖梁施工。四、盖梁钢棒悬空支架施工工艺1、悬空支架搭设姜庄大桥盖梁尺寸为14.6m×2m×1.6m（长×宽×高），1#-5#墩圆柱直径1.6m。盖梁简图如下：盖梁施工悬空支架采用在三墩柱上各穿一根2.6m长φ10cm钢棒，上面采用墩柱两侧各一根15m长45b工字钢做横向主梁，搭设施工平台的方式。主梁上面安放一排每根3.5m长的14#工字钢，间距为30cm作为分布梁。分布梁上铺设盖梁底模。传力途径为：盖梁底模——纵向分布梁（14#工字钢）——横向主梁（45b工字钢）——钢楔子——φ10cm钢棒。如下图：钢楔子2个φ10cm钢棒钢板牛腿45b工字钢12#工字钢盖梁底模2、力学检算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)14#工字钢截面面积为：A=2150mm2截面抵抗矩：W=101.7×103mm3截面惯性矩：I=712×104mm4钢材采用Q235钢，抗拉、抗压、抗弯强度设计值［σ］=215Mpa。2)45b工字钢横向主梁采用2根45b工字钢，横向间距为200cm。截面面积为：A=11140mm2，X轴惯性矩为：IX=33759×104mm4，X轴抗弯截面模量为：WX=1500.4×103mm3，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φ90mm高强钢棒(A45)，截面面积为：A=3.14×452=6358.5mm2，惯性矩为：I=πd4/32=3.14×904/32=643.7981×104mm4截面模量为：W=πd3/32=7.1533×104mm3抗剪强度设计值［τ］=125Mpa。3、设计荷载1)砼自重砼自重统一取170cm梁高为计算荷载，砼方量：V=41.3m3，钢筋砼按27KN/m3计算，砼自重：G=41.3×27=1115.1KN盖梁长11.492m，均布每延米荷载：q1=97.03kN/m2)组合钢模板及连接件0.95kN/m2，侧模和底模每延米共计6m2，q2=5.52kN/m3)14#工字钢3.5m长14#工字钢间距0.3m，每延米3根共计10.5米，合计：q3=10.5×0.1688=1.7724kN/m4）45b工字钢共2根，当根长13.5米，共重：2×13.5×87.45kg=2361.15kgq4=23.615KN4)施工荷载小型机具、堆放荷载：q5=2.5KPa振捣混凝土产生的荷载：q6=2KPa1.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）14#工字钢分布梁计算模型：14#工字钢分布梁直接承受底模以上的自重，14#工字钢分布在圆柱两侧的45b工字钢上，两工字钢主梁紧贴圆柱，间距按圆柱直径200cm，故14#工字钢分布梁计算跨径为200cm，盖梁底宽为240cm，分布梁两端各悬臂55cm，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2）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，两根工字钢各承受一半的力，工字钢搭在两圆柱预埋的钢棒上，故工字钢计算跨径为两圆柱中心的间距，取为7.04m，按两端外伸悬臂计算。如下图3）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重力。5、计算结果1.14#工字钢分布梁计算荷载q=1.2×(q1+q2)+1.4×(q5+q6)=1.2×(97.03+5.52)+1.4×(2.5+2)=129.36KN/m14#工字钢分布梁布设间距0.3m，单根承受0.3×129.36=38.808KN，盖梁底宽2.4m则单根槽钢均布荷载q=38.808/2.4=16.17KN/M计算跨径2m跨中弯矩：M=1/8ql2=0.125×16.17×22=8.085KN.Mσ=M/W=8.085/101.7×103mm3=79.498MPa＜【215MPa】挠度：f=5ql4/384EI=5×16.17×24/(384×2.1×712)=0.0047m[f]=l0/400=2/400=0.005m(满足要求)2.45b工字主横梁计算荷载：q=1.2×(q1+q2+q3)+1.4×(q5+q6)=1.2×(97.03+5.52+1.77)+1.4×(2.5+2)=131.484KN/m45工字钢设两根，单根承受q=0.5×131.484=65.742KN/M计算跨径7.04m跨中弯矩：M=1/2qlx[(1-a/x)(1+2a/l)-x/l]=1/2×65.742×7.04×5.746×[(1-2.05/5.746)×(1+2×2.05/7.04)-5.746/7.04]=268.12KN.Mσ=M/W=268.12/1500.4×103mm3=178.703MPa＜【215MPa】跨中挠度：f=ql4(5-24a2/l2)/384EI=65.742×7.044×(5-24×2.052/7.042)/(384×2.1×33759)=0.0123m=17.5mm[f]=l/400=7.04/400=17.6mm悬臂端点挠度：f=qal3(6a2/l2+3a3/l3-1)/24EI=65.742×2.05×7.043×(6×2.052/7.042+3×2.053/7.043-1)/(24×2.1×33759)=-0.011m3.钢棒计算荷载：q=1.2×(q1+q2+q3)+1.4×(q5+q6)=1.2×(89.1+6.24+1.21)+1.4×(2.5+2)=131.484KN/mQ=(131.484×11.492+20.99)/4=383.00KNτ=Q/A=383×103/6358.5=60.23MPa[τ]=125Mpa4、结论综合以上计算得知，此支架方案能满足施工受力要求。