xxx大桥0#托架计算书

大桥
连续刚构0#梁段支架
计算书
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Xxxxxx
2013年5月
一、0号块设计概况
xxx大桥为预应力砼连续刚构，其跨径组合为48m+86m+48m。

主梁采用单箱单室截面，箱顶板宽8m，底板宽5m。

箱梁0号块段长9m，根部断面高5.5m，纵桥向悬伸长度1.5m。

在墩顶范围内，箱梁底板厚0.832m，腹板厚0.6m，顶板厚0.35m。

0号梁段砼数量为174.51m3，重量453.73t。

0号梁段拟采用支架法分两次进行现浇施工。

由于0号梁段是墩身与箱梁连接的关键部位，具有断面高、砼体积大、钢筋及预应力管道密集等特点，为保证砼浇筑质量和减轻支架负荷，竖向分为两次浇筑，第一层砼浇筑高度为3.5m，第二次砼浇筑高度为2m。

二、0#块支架设计方案概述
在墩顶设计位置预埋牛腿支架(简称主托架)预埋件，待墩顶砼浇注完毕拆模后焊接悬臂端三角形支架和安装墩间牛腿，在此基础上安装对应的承重梁、分配梁及底模；外侧模直接采用定型钢模板借助墩顶预埋牛腿支架进行施工；0号块段内箱顶板及悬伸段顶板采用满堂式支架浇筑。

1、双墩柱之间3m支架：墩顶砼内设置刚牛腿，牛腿上安装工字钢承重梁、分配梁和底模架（10*10cm方木），模架上铺设底模板,并在封顶砼内设置吊点,用以拆除膺架。

2、双墩柱外部支架：主要包括悬臂端1.5m支架和侧面翼缘板支架。

悬臂端支架主要承担0#梁段悬臂1.5m部分的混凝土及其他荷载的自重；侧面翼缘板支架主要承担翼缘板混凝土以及其他活载的重量。

外部支架是由在墩顶墩身预埋φ32钢筋和20mm钢板组焊的预埋
件，安装型钢加工的三角架组成，三角架与预埋件间采用焊接连接，工程完后直接切割掉三角架，并用防锈漆涂刷即可。

外部支架用型钢作分配梁，承受施工时的荷载。

三、荷载统计
荷载分析：
第一次浇筑（高度3.5米）：两个悬臂段1.5m的梁体砼重量均为306.54KN，由悬臂端托架承担(其中两个腹板为79.30 KN×2、底板为147.94KN)；双墩柱墩间第一次浇筑的梁体砼重量为629.46KN(其中两个腹板为163.8 KN×2、底板为301.86KN)；墩顶以上第一次浇筑梁体砼重量1230.32KN由两个墩身承担（615.16KN×2）。

第二次浇注（高度2米）：荷载全部由第一次浇注的0#块结构承担。

第一次浇筑时其它荷载如下：
1、底模采用20mm竹胶板，荷载为：
悬臂段箱梁底模重为1.5KN，两墩间箱梁底模重为3KN。

外模采用墩身钢模，荷载为：
2、悬臂段箱梁外模重为42.5KN，两墩间箱梁外模重为42.5KN。

3、内模采用组合钢模，荷载为：
悬臂段箱梁内模重为20.4KN，两墩间箱梁内模重为40.8KN。

4、支撑底模的方木为10*10，荷载为：
悬臂段支撑底模的方木为4.3KN，两墩间支撑底模的方木为8.6KN。

5、分配梁自重荷载为：
悬臂段分配梁I25a重量为7.62KN，两墩间分配梁[20a重量为7.92KN。

6、主构架自重荷载为：
悬臂段主构架为钢板、槽钢组焊三角形支架，共4片，总重量为18.72KN；两墩间主构架总重量为31.53KN（次分配梁I45b，重量为17.75KN、承重梁I40b，重量为7.38KN、牛腿及砂箱，重量为6.4KN）。

将以上荷载汇总，如下表所示：
第一部分悬臂端支架计算xxx大桥0#箱梁悬臂长度1.5m，施工时悬臂端主托架所受的荷载合计为481.90KN。

主托架上下预埋件高差按1.911m设置，斜杆长度为2.226m，纵梁采用2[32b，斜腿采用2[32b。

0#段施工时，底模下顺桥向按30cm中心间距布置31根方木作为底模支撑，方木下横桥向按50cm间距，布置4根I25工字钢做分配梁，置于主托架纵梁上。

1、主托架纵梁验算（I25b）
根据托架设计图纸和受力分析可知横桥向两侧最外围腹板处托架受力最大，荷载为：腹板砼+支架自重+施工荷载=128.75KN 。

偏于安全考虑，取均布荷载： （1）、抗弯强度计算
I25b 工字钢的抗弯截面系数：3422.2x W cm = 最大弯矩：2211max 85.83 1.524.148
8
M ql KN m ==⨯⨯=∙
弯曲应力：6
3
24.1410M max/Wx 57.17Mpa<[145Mpa]()422.210σ⨯==
=⨯满足要求 （2）、挠度
I25b 工字钢：35278x I cm =
434115
5585.8310 1.50.000510.51/600 2.5()
384384 2.110 5.27810ql f m mm L mm EI -⨯⨯⨯====<=⨯⨯⨯⨯满足要求（3）对连接钢板与主托架纵梁I25b 之间的焊缝进行检算
I25b 工钢与钢板的焊缝计算厚度：0.70.710.7e f h h cm cm ==⨯= 计算长度：2(251010)6184w l cm =⨯++-⨯= 则焊缝的弯剪应力为：
2、主托架斜柱验算（I25b ） 截面性质:
I25b 工钢的惯性矩：Ix=5278cm 4;
惯性半径：
ix=9.93cm
61013.92[160]()w
f f e w N Mpa f h l τ-===<=满足要求128.7585.83/1.5
q KN m
==
经受力分析可知：85.83 1.564.3722a b ql R R KN ⨯==
== 斜杆槽钢的最大反力：°
64.37
81.83KN cos cos38.125
a c R R α=== I25
b 工钢截面积： 2A=53.51cm
压应力：36
4
N 85.83101016.04Mpa<[140Mpa]()A 53.5110
σ--⨯==⨯=⨯满足要求 验算斜杆整体稳定性，对于X-X 轴：
因槽钢下部与墩身预埋件进行匹配锚固，上部利用联结系进行约束，近似的化为铰接，取长度系数1μ=，L=222.6cm,则：
222.6
18.3812.11l
i μλ=
=
=，查表得到φ=0.9，
36
4
N 85.83101017.82Mpa<[140Mpa]()A 0.953.5110
σ--⨯==⨯=Φ∙⨯⨯稳定性满足要求 对连接钢板与主托架斜柱I25b 之间的焊缝进行检算：
I25b 工钢与钢板的焊缝计算厚度：0.70.710.7e f h h cm cm ==⨯= 焊缝计算长度：2(40.51010)61115w l cm =⨯++-⨯= 则焊缝的剪应力为：〃
3、预埋件检算
上预埋件钢筋所受合力为：
F
合
远小于钢筋的极限抗拉力，故只需检算钢筋与钢板间的焊缝强度
即可。

φ28钢筋与钢板的焊缝计算厚度：0.70.70.60.42e f h h cm cm ==⨯= 焊缝计算长度：9 3.14 2.89170.1w l cm =⨯⨯-⨯= 则：
3
641
85.83 1.5102108.0[160]()0.711510
w f f e w N Mpa f h l τ--⨯⨯⨯==⨯=<=⨯⨯满足要求F 81.83KN =合
1）上预埋件φ28钢筋与钢板焊缝的弯剪应力为：
2）下预埋件φ28钢筋与钢板焊缝的剪应力为：
故预埋件安全。

4、方木检算
因腹板处荷载最大，取腹板处方木计算：
荷载为：腹板砼+底模+外模+方木自重=101.7，共6支方木，则每方
木承受的力为16.95KN ，均部荷载为16.95/1.511.3/q KN m ==。

（1）、抗弯强度计算：
方木的截面特性为：10×10cm 截面，截面面积为100cm 2，根据计算
得出： 纵梁跨中弯矩:
22
max
11.30.50.35388
ql M KN m ⨯===∙ 6
max 3
0.35310 2.12[13]()166.6710M Mpa Mpa Wx σ⨯===<⨯满足要求
（2）、抗剪强度计算： 支点简力： 11.30.5
2.8322
ql Q KN ⨯=
== 33
7
2.8310125100.42[2]()0.8333310100
m m QS Mpa Mpa I b τ⨯⨯⨯===<⨯⨯满足要求 22
3
1010166.6766
x bh W cm ⨯===33
4
1010833.3312
12x bh I cm ⨯===3
641
85.83 1.51021021.86[160]()0.4270.110w f f e w N Mpa f h l τ--⨯⨯⨯==⨯=<=⨯⨯
满足要求61027.80[160]()w
f e w N Mpa f h l τ-===<=上满足要求
5、分配梁[20a 工字钢检算：
选取最大跨度2.4m 检算，荷载： （1）、抗弯强度：
[20a 槽钢Ix=1780.4cm 4 Wx=178cm 3 弯矩: 221max 1114.76 2.410.638
8
M ql KN m ==⨯⨯=∙
弯曲应力： 抗弯强度满足要求。

（2）、挠度：
4341115
5514.7610 2.40.0017 1.7/4006()
384384 2.110 1.780410q l f m mm L mm EI -⨯⨯⨯====<=⨯⨯⨯⨯满足要求挠度满足要求。

第二部分 两墩间支架计算
预埋件牛腿采用20mm 厚Q235钢板组合焊接加工而成，0#段施工时8个牛腿所受的荷载合计为967.57KN 。

施工时，底模下顺桥向按10cm 净距布置31根方木作为底模支架，方木下横桥向按50cm 间距布置7根[20a 槽钢做分配梁，置于7根次分配梁I36a 上，次分配梁下面是两根I40b 横向承重梁，横梁置于钢管组焊加工的砂箱上，砂箱与牛腿固定，牛腿锚固在墩柱上。

1、方木检算
腹板处方木均布荷载260.53
14.47/63
q KN m =
=⨯；底板处方木均布荷224.4
q =14.76KN /m (50.62)4
=-⨯⨯61max 13
10.6310M max/Wx 59.72Mpa<[140Mpa]17810σ⨯==
=⨯（满足要求）
载446.51
7.83/193
q KN m =
=⨯；跨度L 均为0.5m ，14.47>7.83，取腹板处方木进行检算。

（1）、抗弯强度计算：
方木截面特性为：10×10cm 矩形截面，截面面积为100cm 2，计算得出：
跨中弯矩:
22
max
14.470.50.4588
ql M KN m ⨯===∙ 6
max 3
0.4510 2.70[13]()166.6710
M Mpa Mpa Wx σ⨯===<⨯满足要求 （2）、抗剪强度计算： 支点简力： 14.470.5
3.6222
ql Q KN ⨯=
== 33
73.6210125100.54[2]()0.8333310100
m m QS Mpa Mpa I b τ⨯⨯⨯===<⨯⨯满足要求
2、分配梁[20a 检算
腹板处分配梁荷载： 底板处分配梁荷载： ，取最大跨度1.2m 处检算。

（1）、抗弯强度：
[20a 槽钢Ix=1780.4cm 4 Wx=178cm 3
弯矩: 弯曲应力： 22
3
1010166.6766
x bh W cm ⨯===33
4
1010833.331212x bh I cm ⨯===1
260.53
q 62.03KN/m 0.67==⨯2446.51q 16.78KN/m 3.87
==⨯221max
11
1162.030.6 2.7988
M q l KN m
==⨯⨯=∙6
1max 13
2.7910M max/Wx 15.67Mpa<[140Mpa]17810σ⨯===⨯（满足要求）
222max 221116.78 1.2 3.0288
M q l KN m ==⨯⨯=∙
抗弯强度满足要求。

（2）、挠度：
挠度满足要求。

3、次分配梁I36a 检算
腹板处次分配梁荷载： 底板处次分配梁荷载： q 2 >q 1,取底板处次分配梁荷载q 2检算。

（1）、抗弯强度：
I36a 工钢Ix=15796cm 4 Wx=877.6cm 3
弯矩: 弯曲应力： 抗弯强度满足要求。

（2）、挠度：
挠度满足要求。

4、承重梁I40b 检算
取最大跨度2.4m 处进行检算，跨中集中力：。

（1）、抗弯强度：
6
2max
23
3.0210M max/Wx 16.97Mpa<[140Mpa]17810
σ⨯===⨯（满足要求）4341111115
5562.03100.60.0000280.028/400 1.5()384384 2.110 1.780410
q l f m mm L mm EI -⨯⨯⨯====<=⨯⨯⨯⨯满足要求434
22221155516.7810 1.20.000120.12/4003()384384 2.110 1.780410
q l f m mm L mm EI -⨯⨯⨯====<=⨯⨯⨯⨯满足要求1
260.53q 43.42KN/m 23==⨯2
446.51q 49.61KN/m 33
==⨯222max
22
1149.61355.818
8
M q l KN m
==⨯⨯=∙6
2max 23
55.8110M max/Wx 63.59Mpa<[140Mpa]877.610
σ⨯===⨯（满足要求）4342222114
5549.611030.0016 1.6/4007.5()384384 2.110 1.579610
q l f m mm L mm EI -⨯⨯⨯====<=⨯⨯⨯⨯满足要求49.613
=74.42KN 2
F ⨯=
第 - 11 - 页 共 11 页 I40b 工钢Ix=22781cm 4 Wx=1139cm 3
弯矩: 弯曲应力： 抗弯强度满足要求。

（2）、挠度：
挠度满足要求。

5、砂箱、牛腿
牛腿根据以往经验设计，牛腿设计承载力50t ；砂箱安装前应压实，压实荷载30t/个，计算略。

施工注意事项：
1、悬臂端三角形支架应安排技术熟练的工人专门焊接，以保证焊缝质量。

2、外模应加固牢固，并与内模采用对拉钢筋对拉。

3、安装托架时应注意配合测量控制标高。

计算： 复核：
审核： 审批：
xxxx 2013年5月
max 1174.42 2.444.6544
M Fl KN m ==⨯⨯=∙6max x 3
44.6510M /W 39.2Mpa<[140Mpa]113910σ⨯===⨯（满足要求）333114
74.4210 2.40.000450.45/4006()4848 2.110 2.278110Fl f m mm L mm EI -⨯⨯====<=⨯⨯⨯⨯满足要求。