系梁盖梁支撑体系计算书

目录
1.编制说明 (1)
1.1编制依据 (1)
1.2工程概况及参数取值 (1)
2.计算参数及计算荷载取值 (3)
2.1支撑体系概况 (3)
2.2荷载取值 (3)
2.3材料性能参数取值 (3)
3.计算方法 (4)
4.二柱盖梁计算 (4)
4.1I20a工字钢计算 (4)
4.2I56a工字钢计算 (5)
5.三柱盖梁计算 (6)
5.1I20a工字钢计算 (6)
5.2I45a工字钢计算 (7)
6.抱箍验算 (9)
7.结论 (11)
1.编制说明
1.1编制依据
（1）《银川至昆明国家高速公路（G85）彭大（宁甘界）至平凉至大桥村（甘陕界）段两阶段施工图设计》；
（2）《公路桥涵施工技术规范》（JTGTF50-2011）；
（3）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-1986）；
（4）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；
（5）《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）
（6）《路桥施工计算手册》
1.2工程概况及参数取值
1.2.1项目简介
试验段PDSYSG-7标段位于甘肃省平凉市华亭县境内，起于安口镇、止于上关乡，施工起止里程YK70+697～K74+476.132（3.779km）、K77+289.759～K81+363.185（4.074km），线路总长7.853Km（中间华亭东枢纽部分纳入平天高速公路）。

全线工程内容分桥涵、隧道、路基三部分，主要含隧道2909m/1座（分离式）、主线桥梁1547.2m/3座、匝道桥644m/4座、天桥333.1m/2座、1×13m 通道桥3座、盖板涵8座；路基3386.8m/6段（折合为整体式，含安口立交），
项目总造价6.52亿元（含5000万元暂定金）
1.2.2工程概况
本标段设计桥梁12座，其中大桥6座、中桥1座、小桥3座、天桥2座，共有地系梁133个，柱系梁24个，墩柱314根，盖梁142个。

盖梁类型有二柱盖梁和三柱盖梁两种
二柱盖梁最大尺寸为1180×220×180cm，柱间距L=680cm，且半边有1180*100*42.2cm的凸块；
图1-1 二柱盖梁构造图
三柱盖梁最大尺寸为1660×220×180cm，柱间距L=600cm，且半边有1660*100*102.6cm的凸块。

有凸块盖梁施工时分两次浇筑，首先施工下部盖梁，待混凝土强度达到设计值后，再施工上部凸块。

故在计算支撑体系时，不考虑上部凸块荷载。

图1-2 三柱盖梁构造图
2.计算参数及计算荷载取值
2.1支撑体系概况
二柱盖梁模型下部采用I20a工字钢作为分配梁，布置间距为l=100cm，采用I56a工字钢作为承重梁，承重梁下设置抱箍；
三柱盖梁模型下部采用I20a工字钢作为分配梁，布置间距为l=110cm，采用I45a工字钢作为承重梁，承重梁下设置抱箍。

2.2荷载取值
盖梁自重：㎡；
模板自重荷载：㎡；
施工人员及设备荷载：㎡；
混凝土倾倒及振捣荷载：㎡；
2.3材料性能参数取值
表2-1 材料性能参数表
抱箍螺栓采用10.9级高强螺栓，材质选用45号钢材。

3.计算方法
盖梁支撑体系采用以概率理论为基础的极限应力法进行计算。

4.二柱盖梁计算
4.1I20a工字钢计算
中间部分荷载：
㎡
两边悬臂荷载：
㎡
图4-1 力学模型
图4-2 弯曲应力图
图4-3 挠度图
图4-4 剪切应力图
强度验算：，满足要求；
挠度验算：，满足要求；
剪力验算：，满足要求。

4.2I56a工字钢计算
I20a工字钢所受反力即为I56a工字钢所受竖向荷载：
图5-1 I20a工字钢反力图
I56a工字钢所受最大荷载即为：
图5-2 I56a工字钢力学模型
图5-3 弯曲应力图
图5-3 挠度图
图5-5 剪切应力图
强度验算：，满足要求；
剪力验算：τ，满足要求；
跨中挠度验算：，满足要求；
5.三柱盖梁计算
5.1I20a工字钢计算
跨中荷载：
㎡
两边悬臂荷载：
㎡
图3-1 I20a工字钢力学模型
根据力学模型进行计算可知：
图3-2 弯曲应力图
图3-3 剪切应力图
图3-4 挠度图
强度验算：，满足要求；
剪力验算：τ，满足要求；
挠度验算：，满足要求。

5.2I45a工字钢计算
I20a工字钢所受反力即为其下I56a所承受荷载。

图4-1 I20a工字钢反力图
I45a工字钢所承受受荷载即为：
图4-2 I45a工字钢力学模型
根据力学模型的分析计算得出：
图4-3 弯曲应力图
图4-4 剪切应力图
图4-5 挠度图
强度验算：，满足要求；
剪力验算：，满足要求；
跨中挠度验算：，满足要求。

6.抱箍验算
图6.1 二柱盖梁I56a工字钢反力图
图6.2 三柱盖梁I45a工字钢反力图
取抱箍单侧所受最大竖向荷载F1=F2= 444948.7N，故每个抱箍所和最大荷载：F max=F1×2=889.90kN
（1）螺栓轴向拉力计算
当高强螺栓承受轴向拉力时，每个高强螺栓的受拉承载力设计值按下式计算：
其中：——高强度螺栓螺纹处的有效截面面积（mm2），10.9级M27高强螺栓取值459mm2；
——抗拉设计值，10.9级M27高强螺栓取值500N/mm2。

K——安全系数，取值1.7；
砼与抱箍间设置一层橡胶，按橡胶与抱箍之间的摩擦系数取=0.3μ计算，则抱箍产生的压力：
max 889.9N=F /==2966.30.3μKN
螺丝数量n ：
因此螺栓选择24颗；
抱箍的压力由24套M27高强螺栓的拉力产生，因此单个高强螺栓的拉力和拉应力为：
拉
[]312
n 20N (1-0.5)2966.310-0.520===161.56Mpa =280Mpa 20 4.5910（1）σσ⨯⨯⨯⨯<⨯⨯n n A ， 满足要求。

（2）求螺栓需要的力矩
①由螺帽压力产生的反力矩 拉
，钢与钢之间的摩擦系数
，力臂
②M 2为螺栓爬升角产生的反力距，升角为10°
212M =N'cos10+N'sin10)L μ⨯。

（
，力臂
所以要求螺栓的扭紧力矩M≥83kg·m
（3）抱箍应力计算
抱箍受拉产生的拉应力P=12N拉=1488kN
抱箍采用面板δ=14mm的钢板，抱箍高度为0.8m，则抱箍的纵向截面积
S=0.014*0.8=0.0112m2
τ=（1/2R A）/（2S1）=（1/2×889.9）/（2×0.014×1.6）
=9.932MPa<[τ]=85MPa
故一个高度0.8m抱箍满足设计要求；
根据第四强度理论
σW=（σ2+3τ2）1/2=（132.852+3×9.9322）1/2
=136.15MPa<[σW]=145Mpa
因此采用24颗M27的高强螺栓（等级10.9S），高度h=800mm，面板厚度为14mm的抱箍满足施工要求。

7.结论
根据检算结果，该支撑体系各参数均能满足规范和施工要求。