南北大道高架桥xx墩盖梁支架设计专项方案

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TOC\o"1-5"\h\z\u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100.3m3，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》（JTGD60-2004）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=100.3m3×26kN/m3=2608kN（2）模板及杆件自重：G2=9×9.8=88.2kN（3）施工荷载与其它荷载：G3=20kN横梁上的总荷载：Gz=1.2×G1+1.2×G2+1.4×G3=3263.5kNqh=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’=219.9×0.4=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=2.1×105MPa，惯性矩I=2369cm4，抗弯模量Wx=236.9cm3最大弯矩：Mmax=qh’Lh2/8=31.4×2.82/8=30.77kN·mσ=Mmax/Wx=30.77×1000/(236.9×10-6)=129886028≈130MPa<[σw]=160MPa(可)最大挠度：fmax=5qh’Lh4/384×EI=5×31.4×2.84/(384×2.1×108×2369×10-8)=0.0051m<[f]=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100.3m3；组合钢模板及连接件自重9T。a、荷载计算（1）盖梁砼自重：G1=100.3m3×26kN/m3=2608kN（2）模板及杆件自重：G2=9×9.8=88.2kN（3）施工荷载与其它荷载：G3=20kN（4）20A工字钢横梁荷载：G4=46×6×27.91÷100=77kN贝雷架主梁上的总荷载：Gz=1.2×G1+1.2×G2+1.4×G3+1.2×G4=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’=80.76÷2=40.4kN/mb、抗弯与挠度验算贝雷架主梁E==2.1××105N/mmm2，贝雷片自自重275kkg/片，加配配重1kN//m，[Q]==245..2KN，[M]==788..2KN..m，I=25504977cm4=2500497××104mm4，W=35578cmm3主梁跨中最大弯弯矩：Mmax=qqz’b2/8-qz’a2/2=400.4×（5.422×5.442/8--2×2//2）=67..6Kn.mσ=Mmax//Wx=667.6××10000/(35778×100-6)=188932236Paa≈18.99Mpa＜215××1.2==258Mpa(可)最大挠度：==40.44×5.4224/(3884×2..1×1008×2504497×110-8)×((5-3..27)==0.000126mm<b//400==0.01136m（可）4.3、斜撑力学计算荷载计算：（1）盖梁砼自重：：G1=1000.3mm3×26kkN/m33=26088kN（2）模板及杆件自自重：G2=99×9.88=88..2kN（3）施工荷载与其其它荷载：：G3=220kN（4）20A工字钢横横梁荷载：：G4=466×6×27..91÷1100=777kN（5）贝雷架及配件荷荷载：G5=（275××14+11×1000×21）/1000=59.55kN盖梁荷载主要靠靠4根斜撑支支撑受力，4根斜撑支支撑总荷载载为：Gz=1.22×G1++1.2××G2+11.4×GG3+1..2×G44+1.22×G5==34277.4KNN单根斜撑承受的的荷载为Gz’=34227.4//4=8557KNC连接处应力计算算：40C工字钢的的弹性模量量E=2..1×1005MPa，惯性矩IX=238447cm4，抗弯模模量WX=11922.4cmm3，回转半径iX=15..29cmm，截面面面积矩Sx=7711.22cm3，截面积A=1002.077cm2，腹板厚厚度δ=14..5mm。把C连接处看作固定定支点，把把斜撑看作作悬臂梁，则则斜撑顶端端所受的剪剪力Qx=GGz’×Sinn33°==857××Sin333°=4466.88KN。剪力对C连接处产产生的弯矩矩与L0有关，L0越小弯矩矩就越小，因因斜撑顶部部已与贝雷雷架紧固连连接，受力力后可以看看作斜撑顶顶点不发生生位移，因因此可以不不考虑弯矩矩对C连接处的的影响。C连接处的最大剪剪应力τmax=QQxSx//（Ix×δ）=4666.8×11000××711..2×100-6/（238447×100-8×144.5×110-3）=9600109666Pa==96Mppa＜1.3××85=1110.55MPa（可）（临临时支撑扩扩大系数取取1.3）斜撑稳定性验算算：长细比λ=L00/iX=(968//3)/15.229=21.11＜[λ]=100，刚度满足足要求。查《路桥施工计计算手册》附附表3-26得φ＝0.9，[σ]=215MPPa

[N]=Aφφ[σ]=0..9×102..07×1100×215=19755055NN≈19755KN单根斜撑承受的的轴向力N’=857×COOS33°°=7188.7KNN＜[N]=19755KN，斜撑的稳定定承载力满满足稳定要要求。4.4、抱箍及钢棒力学学计算荷载计算：由于贝雷架主梁梁为柔性支支架，墩顶顶部位砼压压力已由墩墩柱顶承担担，其他部部位砼及支支架的压力力全部由下下支点抱箍箍和插销承承担，因此此此处只进进行下支点点抱箍和插插销的受力力计算。（1）盖梁砼自重：：G1=（100..3-3..14×11.3×11.3×22.6）m3×26kkN/m33=22499kN（2）模板及杆件自自重：G2=99×9.88=88..2kN（3）施工荷载与其其它荷载：：G3=220kN（4）20A工字钢横横梁荷载：：G4=466×6×27..91÷1100=777kN（5）贝雷架及配件荷荷载：G5=（275××14+11×1000×21）/1000=59.55kN（6）三角架荷载计算算：主斜撑撑采用400C工字钢钢（4根），单根根长度9..68m，横向加固1采用14A槽钢（2根），单根根程度7..4m，横向加固2采用14A槽钢（2根），单根根长度3.866m，横向加加固3采用14A槽钢（4根），单根根长度2.8m，查施工手手册，400C工字钢钢每延米重重量为800.12kkg/m，14A槽钢每延米米重量144.53kkg/m，三角架架自重所产产生荷载为为：G6=80.12××9.688×4+14.553×（2×7.4+2×3.866+4×22.8）+10000（横向连连接等）=45922.2kgg=45..9KN下支点抱箍和钢钢棒上承受受的总荷载载为：Gz=1..2×G11+1.22×G2++1.4××G3+11.2×GG4+1..2G5++1.2××G6=30511.5KN下支点抱箍高度度60cm，抱箍底底部设置一一条φ150mm钢棒插销销支撑抱箍箍，假设下支点点抱箍承受总总压力的1/3，钢棒承受受总压力的2/3，则抱箍承受受的竖向压压力N=Gz//3=3051.55/3=10177.2KNN该值即为抱箍体体需产生的的摩擦力。抱箍受力计算：：①螺栓数目计算抱箍体需承受的的竖向压力力N=10117.2kkN抱箍所受的竖向向压力由M24的高强螺螺栓的抗剪剪力产生，查查《路桥施施工计算手手册》第426页：M24螺栓的允允许承载力力：[NL]=Pμμn/K式中：P高强螺栓栓的预拉力力，取225kkN;μ摩擦系数数，取0.3；n传力接触触面数目，取1；K安全系数数，取1.7。则：[NL]=2225×00.3×1/11.7=339.7kkN螺栓数目m计算算：m=N’/[NNL]=11017..2/39.77=25.6≈26个，取计计算截面上上的螺栓数数目m=26个。则每条高强螺栓栓提供的抗抗剪力：P′=N/15=11017..2/26=39.1KN≈[NL]]=39..7kN故能承担所要求求的荷载。②螺栓轴向受拉计计算砼与钢之间设一一层橡胶，按按橡胶与钢钢之间的摩摩擦系数取取μ=0.4计算抱箍产生的压力力Pb=N/μ=10177.2kNN/0.44=25443kN由高强螺螺栓承担。则：N’=Pb=25443kN抱箍的压力由226条M24的高强螺螺栓的拉力力产生。即即每条螺栓栓拉力为N1=Pb/226=25433kN//26=97.8kNN<[S]]=2255kNσ=N”/A=N′（1-0..4m1/m）/A式中：N′轴心力m11所有螺栓栓数目，取取：28个AA高强螺栓栓截面积，A=4..52cmm2σ=N”/A=Pb（1-0..4m1/m）/A=25543×((1-0..4×28/26)/28×4.552×100-4=1143777kPaa=114.4MPa＜[σ]=2000MPaa（可可）③求螺栓需要的力力矩M1)由螺帽压力产生生的反力矩矩M1=uu1N1××L1u1=0.155钢与钢之之间的摩擦擦系数L1=0.0115力臂M1=0.155×97.8×00.0155=0.22KN.mm2)M2为螺栓栓爬升角产产生的反力力矩,升角为10°M2=μ1×NN1cos110°×LL2+N11sin110°×LL2[式中L2=0.0111(L22为力臂)]=0.15×997.8×ccos100°×0..011++97.8×ssin100°×0..011=0.35(KKN·m))M=M1+M22=0.222+0.35=0.577(KN·mm)=57(kkg·m))所以要求螺栓的的扭紧力矩矩M≥57(kg·mm)抱箍体的应力计计算：①抱箍壁为受拉产产生拉应力力拉力P1=13N11=13×97.8=1271..4（KN）抱箍壁采用面板板δ20mm的钢板，抱抱箍高度为为0.6m。则抱箍壁的纵向向截面积：：S1=00.0200×0.6=0.0112(m2)σ=P1/S1==1271..4×100-3/0..012=106(MMPa)＜[σ]=1440MPaa（可）②抱箍体剪应力τ=N/（2S1）=10017.22×10-33/（2×0..012）=42.44MPa<<[τ]=855MPa（可可）③抱箍体换算应力力σW=（σ2+3τ2）1/2=（10062+3×422.42）1/2=129MPaa<[σW]=1445MPaa（可）螺栓中心间距：：a.最大允许距距离122d，经计计算得2888mmb.最小允许距距离3dd，经计算算得72mm取螺栓中心间距距为[[80mm,,100mmm]螺栓中心至边缘缘距离：a.最大允许距距离4dd=4×24=96mmb.最小允许距距离1..5d=11.5×24