T型刚构桥支架设计与验算浅析

T型刚构桥支架设计与验算浅析

摘要：阐述T型刚构桥支架设计与检算过程，举例说明材料力学在工程实践中的实际应用，为类似支架设计与验算提供经验借鉴。

关键词：材料力学工程实践应用

一、工程概况

北湖客车线双线特大桥全长2920.21.2结构组成为：左线8x32+（2x27）T

构+3 x24+9 x32/右线8x32+（2x27）T构+3 x24+9 x32+（合修）

3x324x32+1x32+1x24+12x32+2x24+5x32+3 x24+12x32+（20+25+20）连续刚构+11 x32，共104个桥墩，3个桥台。桩基础桩，桩长35m到52m不等，桩径为

Φ1.25m和种;均为重力式实体桥墩，墩高由1.5m到15m不等。

本次以左线Z8号墩~Z10号墩及右线Y8号~Y10号墩后张法预应力T型刚构支架设计与验算研究为例，T型刚构桥跨形式为2×27m，全长53.8m，主梁为

C50预应力钢筋混凝土现浇梁，采用满堂支架结合贝雷梁膺架现浇施工；梁体为变截面实体板梁，跨中梁高为1.65m，端部梁高为2.55m，梁宽为4.9m，中间9号桥墩为刚壁墩，刚壁墩横桥向与梁底同宽，顺桥向等截面壁厚为1.95m。

本桥是主要控制性工程之一，跨越城市主干道,交通组织复杂，场地狭小，车流量大，安全风险高，施工难度大。

二、支架地基处理

挖除公路两侧的松散土（种植土），至原状土40cm以下（地基承载力不小于150kpa），换填级配碎石做垫层，并整平压实。碎石回填分层松铺厚度不超过0.3m,碾压压实后采用K30荷载板检测地基系数, 压实后地基系数≥150kpa。表面铺上一层20cm的C20砼找平层。

三、支架设计

T型刚构采用支架法现浇施工，支架搭设需保障城市主干道车辆通行和交通

安全，设计时膺架通道按6m-9m-6m搭设，分别为施工通道、非机动车道、机动

车道；预留通道净高大于9m，膺架临时支墩基础为钢筋混凝土条形基础，中间两

支墩结构尺寸为6m×2m×1m，两边支墩结构尺寸为6m×1m×1m，上承支墩为三

根Φ600mm螺旋管壁厚10mm，间距2.5m；支墩横梁为一组（3根）I45B工字钢；膺架主梁采用321型贝雷梁，分布10片，一组两片每组间距60cm；其他部分采

用满堂支架法施工，分配梁采用10cm×10cm枋木，横梁间距25cm，纵梁间距

60cm；支架采用Φ48mm钢管搭设，立柱间距为60cm×60cm；倒角位置加密为

50cm×50cm；横杆步距为1.2m；剪刀撑采用Φ48mm钢管，顺桥向每隔3m设一道，横桥向共设3道。

T型刚构支架断面图

四、支架验算

本次验算以T型刚构桥贝雷梁膺架为例开展相关验算，荷载按照上部结构自重、施工人员及设备荷载、振捣砼产生的荷载和倾倒砼产生的荷载等组成的组合

荷载计算。

（1）荷载分析

①、模板支架自重按砼 5%计算 1.5KN/ m²

②、新浇混凝土自重24KN/m³

③、钢筋自重2KN/m³

④、施工人员及施工设备荷载 2.5KN/m³

⑤、振捣混凝土时产生的荷载2KN/m²

⑥、新浇混凝土对模板侧面的压力

⑦、倾倒混凝土时产生的荷载2KN/m²

不考虑风荷载

（2）荷载组合

计算承载力q=1.2(①+②+③)+1.4(④+⑤+⑦)

验算刚度q’=1.2(①+②+③)

（3）横梁验算

横梁采用A-4级木材，截面尺寸10×10cm，顺桥向间距为25cm。木材顺纹容许弯应力12.0MPa，容许弯曲剪应力为1.9MPa，弹性模量9×103MPa。

W =bh2/6 = 10×102/6 =167 cm3 I = bh3/12 = 8.33×106mm4

①承载力验算

荷载有效梁高为1.65米;横梁按跨度60cm的简支梁验算，间距为25cm。

计算承载力q=1.2(①+②+③)+1.4(④+⑤+⑦)

=（1.2×（（24+2）×1.65+1.5））+1.4×（2+2+2.5）) ×0.25

=15.595KN/m

刚度验算q,=1.2(①+②+③)=1.2×（（24+2）×1.65+1.5）

×0.25=13.32KN/m

<[ ]=12MPa，抗弯可以。

②变形验算 <[f] = 1. 5mm

（ [f] = L/400 ）挠度满足要求。

（4）I32a工字钢纵梁验算

①应力验算

<[ ]=140MPa，抗弯可以。

剪应力验算

<[ ]=123MPa 抗剪满足

②变形验算

E =206×103 MPa； I =

11100cm4 <[f] =12.5mm （ [f] = L/400 ）刚度满足要求。

（5）贝雷梁验算

①单片贝雷梁应力验算

< [M]=788.2KN.m满足

<[ ]=140MPa，抗弯可以。

剪力验算

< [Q]=245.2KN抗剪满足

②变形验算

E =210×103 MPa； I =

250497cm4 <[f] = 22.5mm（ [f] = L/400 ）刚度满足要求。

（6）一组(3根)I45B工字钢验算

支墩布置横截面（尺寸单位：cm）

单根I45B工字钢荷载P5=0.87KN/m

支座反力最大处单根I45B工字钢承受均布荷载为

计算承载力q=1.2(P1+P3+P4+P5)+1.4P2

=(1.42×(1.2×(42.9+1.5+1×10/5.4）+1.4×6.5）×6)/3+1.4×0.87

=184.69KN/m

验算刚度q,= 1.2(P1+P3+P4+P5)

=(1.42×1.2×（42.9+1.5+1×10/5.4）×6)/3+1.2×0.87

=183.47KN/m

支墩结构为二等跨结构，建立二等跨梁力学模型进行检算，计算简图如下