南北大道高架桥xx墩盖梁支架设计专项方案

1、南北大道高架桥xx#墩独柱盖梁支架设计专项方案xx公路工程有限公司xx高速公路xx合同段项目经理部xx年xx月目 录一 、 盖梁设计概况2二 、受力验算依据2三、 盖梁支架方案2四、 支架力学计算24.1、20a工字钢横梁力学计算24.2、贝雷架纵梁力学计算24.3、斜撑力学计算34.4、抱箍及钢棒力学计算44.5、支架的抗风安全6五、盖梁支架设计图纸6南北大道高架桥xx#墩独柱盖梁支架设计专项方案一 、 盖梁设计概况南北大道高架桥xx#墩位于被交路中央分隔带，受场地限制，墩柱设置为独柱，柱顶盖梁设置为预应力砼盖梁，盖梁长度14.84m，宽度2.8m，高度2.6m，盖梁横坡度2%，砼体积100

2、.3m3，预应力筋设置为n1、n2、n3、n4各4束，共16束。二 、受力验算依据1、xx经济区外环公路xx至xx段xx合同段施工图设计第三册2、南北大道高架桥变更图纸（第三联现浇改预制）3、路桥施工计算手册4、公路桥涵设计通用规范（jtg d60-2004）5、公路桥涵施工技术规范（jtj041-2000）6、公路桥涵钢结构及木结构设计规范（jtj025）三、 盖梁支架方案考虑12#墩盖梁重量较大，拟采用双抱箍加插销法作为支撑点进行支架搭设，采用2个长度60cm的抱箍，抱箍底部分别加设直径15cm的钢棒插销。支架的顶部采用20a工字钢做主横梁，间距40cm，主纵梁采用贝雷架，长度21m，主斜

3、撑采用40c工字钢，斜撑内设置2层14a槽钢加固。支架的主纵梁应安装水平，两片贝雷架之间采用10#槽钢连接稳固，盖梁的横坡度通过枕木及木楔调整。四、 支架力学计算因在模板设计时已充分考虑其承载能力，其力学计算忽略。结合12#墩特点，选取受力最不利情况进行验算。查施工手册，恒载分项系数为1.2，活载分项系数为1.4。4.1、20a工字钢横梁力学计算a、荷载计算（1）盖梁砼自重：g1=100.3m326kn/m3=2608kn（2）模板及杆件自重：g2=99.8=88.2kn （3）施工荷载与其它荷载：g3=20kn横梁上的总荷载：gz=1.2g1+1.2g2+1.4g3 =3263.5kn qh

4、=3263.5/14.84=219.9kn/m横梁工字钢间距为0.5m，则作用在单根横梁上的荷载gh=219.90.4=88kn 作用在横梁上的均布荷载为：qh= gh/lh=88/2.8=31.4kn/m(式中：lh为横梁受荷段长度，为2.8m)b、横梁抗弯与挠度验算横梁20a工字钢的弹性模量e=2.1105mpa，惯性矩i=2369cm4，抗弯模量wx=236.9cm3最大弯矩：mmax= qhlh 2/8=31.42.82/8=30.77knm= mmax/wx=30.771000/(236.910-6)=129886028130mpaw=160mpa (可)最大挠度：fmax= 5 q

5、hlh 4/384ei=531.42.84/(3842.1108236910-8)=0.0051mf=l0/400=2.8/400=0.007m (可)4.2、贝雷架纵梁力学计算考虑盖梁预应力张拉的操作平台，贝雷架主梁采用7片贝雷片组装而成，其中只有中间5片承受盖梁的全部荷载，沿盖梁纵向两斜撑中心距离为10.84m，因此，计算贝雷架受力时，贝雷架的悬臂端长度取a=（14.84-10.84）/2=2m，跨度b=10.84/2=5.42m，盖梁现浇钢筋混凝土方量100.3 m3；组合钢模板及连接件自重9t。a、荷载计算（1）盖梁砼自重：g1=100.3m326kn/m3=2608kn（2）模板及杆

6、件自重：g2=99.8=88.2kn （3）施工荷载与其它荷载：g3=20kn（4）20a工字钢横梁荷载：g4=46627.91100=77kn贝雷架主梁上的总荷载：gz=1.2g1+1.2g2+1.4g3+1.2g4=3356kn 底模均布荷载qz=3356/14.84/2.8=80.76kn/m 主梁为2片贝雷架梁，则作用在单片主梁上的均布线荷载qz=80.762=40.4kn/mb、抗弯与挠度验算贝雷架主梁e=2.1105n/mm2，贝雷片自重275kg/片，加配重1kn/m，q=245.2kn，m=788.2kn.m，i=250497cm4=250497104mm4，w=3578cm3

7、主梁跨中最大弯矩：mmax= qzb2/8- qz a2/2=40.4（5.425.42/8-22/2）=67.6kn.m= mmax/wx=67.61000/(357810-6)=18893236pa18.9mpa2151.2=258 mpa (可)最大挠度： =40.45.424/(3842.110825049710-8)(5-3.27)=0.00126m b/400=0.0136m （可）4.3、斜撑力学计算荷载计算：（1）盖梁砼自重：g1=100.3m326kn/m3=2608kn（2）模板及杆件自重：g2=99.8=88.2kn （3）施工荷载与其它荷载：g3=20kn（4）20a工

8、字钢横梁荷载：g4=46627.91100=77kn（5）贝雷架及配件荷载：g5=（27514+110021）/100=59.5kn盖梁荷载主要靠4根斜撑支撑受力，4根斜撑支撑总荷载为：gz= 1.2g1+1.2g2+1.4g3+1.2g4+1.2g5=3427.4kn单根斜撑承受的荷载为gz=3427.4/4=857knc连接处应力计算：40c工字钢的弹性模量e=2.1105mpa，惯性矩ix=23847cm4，抗弯模量wx=1192.4cm3，回转半径ix=15.29cm，截面面积矩sx=711.2cm3，截面积a=102.07cm2，腹板厚度=14.5mm。把c连接处看作固定支点，把斜撑

9、看作悬臂梁，则斜撑顶端所受的剪力qx=gzsin33=857sin33=466.8kn。剪力对c连接处产生的弯矩与l0有关，l0越小弯矩就越小，因斜撑顶部已与贝雷架紧固连接，受力后可以看作斜撑顶点不发生位移，因此可以不考虑弯矩对c连接处的影响。c连接处的最大剪应力max=qxsx/（ix）=466.81000711.210-6/（2384710-814.510-3）=96010966pa=96mpa1.385=110.5mpa（可）（临时支撑扩大系数取1.3）斜撑稳定性验算：长细比=l0/ ix=(968/3)/15.29=21.1=100，刚度满足要求。查路桥施工计算手册附表3-26得0.9

10、，=215mpan=a=0.9102.07100215=1975055n1975kn单根斜撑承受的轴向力n=857cos33=718.7knn=1975kn，斜撑的稳定承载力满足稳定要求。4.4、抱箍及钢棒力学计算荷载计算：由于贝雷架主梁为柔性支架，墩顶部位砼压力已由墩柱顶承担，其他部位砼及支架的压力全部由下支点抱箍和插销承担，因此此处只进行下支点抱箍和插销的受力计算。（1）盖梁砼自重：g1=（100.3-3.141.31.32.6）m326kn/m3=2249kn（2）模板及杆件自重：g2=99.8=88.2kn （3）施工荷载与其它荷载：g3=20kn（4）20a工字钢横梁荷载：g4=46

11、627.91100=77kn（5）贝雷架及配件荷载：g5=（27514+110021）/100=59.5kn（6）三角架荷载计算：主斜撑采用40c工字钢（4根），单根长度9.68m，横向加固1采用14a槽钢（2根），单根程度7.4m，横向加固2采用14a槽钢（2根），单根长度3.86m，横向加固3采用14a槽钢（4根），单根长度2.8m，查施工手册，40c工字钢每延米重量为80.12kg/m，14a槽钢每延米重量14.53kg/m，三角架自重所产生荷载为：g6=80.129.684+14.53（27.4+23.86+42.8）+1000（横向连接等）=4592.2kg=45.9kn下支点抱箍和

12、钢棒上承受的总荷载为：gz=1.2g1+1.2g2+1.4g3+1.2g4+1.2g5+1.2g6=3051.5kn下支点抱箍高度60cm，抱箍底部设置一条150mm钢棒插销支撑抱箍，假设下支点抱箍承受总压力的1/3，钢棒承受总压力的2/3，则抱箍承受的竖向压力n=gz/3=3051.5/3=1017.2kn该值即为抱箍体需产生的摩擦力。抱箍受力计算：螺栓数目计算抱箍体需承受的竖向压力n=1017.2kn抱箍所受的竖向压力由m24的高强螺栓的抗剪力产生，查路桥施工计算手册第426页：m24螺栓的允许承载力：nl=pn/k式中：p-高强螺栓的预拉力，取225kn; -摩擦系数，取0.3； n-传

13、力接触面数目，取1； k-安全系数，取1.7。则：nl= 2250.31/1.7=39.7kn螺栓数目m计算：m=n/nl=1017.2/39.7=25.626个，取计算截面上的螺栓数目m=26个。则每条高强螺栓提供的抗剪力：p=n/15=1017.2/26=39.1knnl=39.7kn故能承担所要求的荷载。螺栓轴向受拉计算砼与钢之间设一层橡胶，按橡胶与钢之间的摩擦系数取=0.4计算抱箍产生的压力pb= n/=1017.2kn/0.4=2543kn由高强螺栓承担。则：n=pb=2543kn抱箍的压力由26条m24的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为n1=pb/26=2543kn /26=9

14、7.8kns=225kn=n”/a= n（1-0.4m1/m）/a式中：n-轴心力 m1-所有螺栓数目，取：28个 a-高强螺栓截面积，a=4.52cm2=n”/a= pb（1-0.4m1/m）/a=2543(1-0.428/26)/284.5210-4 =114377kpa=114.4mpa=200mpa （可）求螺栓需要的力矩m1)由螺帽压力产生的反力矩m1=u1n1l1u1=0.15钢与钢之间的摩擦系数l1=0.015力臂m1=0.1597.80.015=0.22kn.m2)m2为螺栓爬升角产生的反力矩,升角为10m2=1n1cos10l2+n1sin10l2式中l2=0.011 (l2

15、为力臂)=0.1597.8cos100.011+97.8sin100.011=0.35(knm)m=m1+m2=0.22+0.35=0.57(knm) =57(kgm)所以要求螺栓的扭紧力矩m57(kgm)抱箍体的应力计算：抱箍壁为受拉产生拉应力拉力p1=13n1=1397.8=1271.4（kn）抱箍壁采用面板20mm的钢板，抱箍高度为0.6m。则抱箍壁的纵向截面积：s1=0.0200.6=0.012(m2)=p1/s1=1271.410-3/0.012=106(mpa)=140mpa（可）抱箍体剪应力=n/（2s1）=1017.210-3/（20.012）=42.4mpa=85mpa（可）

16、抱箍体换算应力w=（2+32）1/2=（1062+342.42）1/2=129mpaw=145mpa（可）螺栓中心间距： a.最大允许距离 12d，经计算得288mmb.最小允许距离 3d，经计算得72mm取螺栓中心间距为 80mm,100mm螺栓中心至边缘距离 ： a.最大允许距离 4d=424=96mmb.最小允许距离 1.5d=1.524=36mm取螺栓中心至边缘距离为 40mm,80mm因此，0.6m高度抱箍，每侧设置2排高强度螺杆，每排设置7个，螺杆之间中心距离取83mm，可以满足要求。钢棒受力计算：下支点钢棒每端承受的平均荷载：n=gz/3=1017.2kn钢棒主要承受剪切应力，设钢棒直径为d，查路桥施工计算手册p787页，对普通a3钢材的容许抗剪强度=85mpa，安全系数取1.3（因考虑全部荷载由下支点承担，安全系数取1.3即可），则有：1.3n/（3.14d2/4）=85，即：21017.2/（3.14d2/4）=851000，解得d=0.141m，取钢棒直径d=15cm能满足要求。上支点抱箍和插