支撑系统受力计算书

盖梁施工托架设计计算书
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第一章盖梁施工托架设计概况
一、施工设计说明：
1、工程概况
陆渔公路改建工程第二合同段共有桥梁两座，分别为聂河大桥、金桥大桥。

桥长分别为166m、189.5m，共有桥墩15个，均为三柱式桥墩（墩柱直径为1.3m的钢筋混凝土结构），墩柱上方为盖梁。

聂河大桥盖长19.44m，宽1.9m，高1.4m，如图1所示；金桥大桥盖梁长22.448m，宽1.9m，高1.4m，如图1所示。

由于两座大桥大部分墩位于水中，均采用筑岛围堰的施工方案，如采用传统支架法施工，筑岛面地基承载力差，方案不可行，故桥墩盖梁施工均采用预留孔穿钢销作托架施工，两座大桥盖梁混凝土浇注量分别为49.76m3，57.45m3。

托架设计检算时以金桥大桥盖梁托架设计进行控制。

图1 聂河大桥盖梁立面图
图2 金桥大桥盖梁立面图
2、设计依据
1）公路桥涵钢结构及木结构设计规范
2）路桥施工计算手册
3）建筑结构静力计算手册(第二版)
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4）江正荣编建筑施工计算手册
5）最新钢结构实用设计手册
6）陆渔公路改建工程聂河大桥、金桥大桥施工图设计文件
7）国家、交通部相关规范和标准
8）我单位类似工程施工经验
二、模板设计
1、侧模与端模
侧模为特制大钢模,面模厚度为δ6mm，肋板高为10cm，在肋板外设[10背带。

在
φ的圆钢做拉杆，侧模外侧采用间距0.4m的[10作竖带，竖带高1.7m；在侧模上下设20
上下拉杆间间距1.52m，在竖带外设φ48的钢管斜撑，支撑在横梁上。

端模为特制大钢模,面模厚度为δ6mm，肋高为10cm。

在端模外侧采用间距0.4m的[10作竖带，在竖带外设φ48的钢管斜撑，支撑在横梁上。

2、底模
底模为2cm厚竹胶模，在底模下部采用间距0.4m [10型钢作横梁，横梁长4.1m。

盖梁悬出端底模下设三角支架支撑，三角架放在横梁上。

横梁底下设纵梁。

横梁上设钢垫块以调整盖梁底的横向坡度与安装误差。

与墩柱相交部位采用特制型钢支架作支撑。

3、纵梁
在横梁底部采用单层两排56b工字钢连接形成纵梁，长26.5m，两组工字钢纵梁位于墩柱两侧，工字钢之间采用拉杆连接。

纵、横梁之间采用U型螺栓连接；纵梁下为钢销。

4、托架
φPVC管埋置在墩柱钢筋上，在浇注墩柱时距柱顶以下0.8~0.9m处采用内径为110
φ钢销，两端各伸出30cm作为工字梁的支承牛腿。

拆模后形成预留孔洞，然后插入100
在牛腿上架设I56b工字钢，然后上铺盖梁支承平台。

5、防护栏杆与与工作平台
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(1)栏杆采用φ48×3.5的钢管搭设，在横梁上每隔2.4米设一道1.2m 高的钢管立柱，横向设置两道水平栏杆，钢管之间采用扣件连接。

(2)工作平台设在横梁悬出端，在横梁上铺设2cm 厚的木板，木板与横梁之间采用铁丝绑扎牢靠。

第二章 盖梁施工托架设计计算
一、设计检算说明 1、设计计算原则
（1）在满足结构受力情况下考虑挠度变形控制。

（2）综合考虑结构的安全性。

（3）采取比较符合实际的力学模型。

（4）尽量采用已有的构件和已经使用过的支撑方法。

2、对部分结构的不均布，不对称性采用较大的均布荷载。

3、本计算未扣除墩柱承担的盖梁砼重量。

以做安全储备。

二、侧模支撑计算 1、力学模型
假定砼浇筑时的侧压力由拉杆和竖带承受，P m 为砼浇筑时的侧压力，T 1、T 2为拉杆承受的拉力，计算图式如图3所示。

T1
H=1.4m
P m =23k P a
T2
h=0.6m
2、荷载计算
砼浇筑时的侧压力：m p K h γ=
图3 侧模支撑计算图式
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式中：K ---外加剂影响系数，取1.2；
γ ---砼容重，取26kN/m3；
h ---有效压头高度。

砼浇筑速度v 按0.3/m h ，入模温度按020C 考虑。

则：
0.30.01520v T ==<0.035 0.2224.90.2224.9v h m T
=+=+⨯0.015=0.6
1.20.619m p K h kpa γ==⨯26⨯=
砼振捣对模板产生的侧压力按4KPa 考虑。

则：423m p p KPa '=+=
盖梁侧模长度方向每延米上产生的侧压力按最不利情况考虑（即砼浇筑至盖梁顶时）
230.6
230.825.322
p h p p h KN '⨯⨯'=⨯(H -)+
=⨯+= 3、拉杆拉力验算
拉杆间距0.75m ，0.75m 范围砼浇筑时的侧压力由上、下两根拉杆承受。

按2倍安全系数考虑，则所需要的拉杆截面积为：
[]
()3
32126
20.7525.310
T T A 20.23810m 16010σ-⨯⨯⨯+=⨯==⨯⨯（）
则所需单根拉杆半径为：36.1567r m mm -=
=
=10≈⨯， 选用14φ圆钢即可满足要求，实际根据项目部现有材料情况选用20φ圆钢作为拉杆。

4、竖带抗弯与挠度计算
设竖带两端的拉杆为竖带支点，竖带为简支梁，梁长按上下两拉杆中心间距
0 1.52L m =，砼侧压力按均布荷载0q 考虑。

竖带[10的弹性模量E=2.1×105Mpa ；惯性矩I x =198.3cm 4;抗弯模量W x =39.4cm 3
023123/q KN m =⨯=
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最大弯矩：2200max 23 1.52 6.6488
q L M KN m ⨯===
截面强度：max 6
6.648426484239.410
x M KPa MPa Pa W σσ-===≈<[]=160M ⨯⨯ 满足要求 挠度：400max 885523 1.520.001920.003838438410198.310400
q L f m f m EI 4-⨯⨯1.52===<[]==⨯2.1⨯⨯2⨯⨯ 满足要求 三、横梁计算
采用间距0.4m 的[10型钢作横梁，横梁长4.2m 。

1、荷载计算
（1）盖梁砼自重：33157.4526/1493.7G m KN m KN =⨯= （2）模板自重：250.65G KN = (根据模板设计资料) （3）施工荷载与其它荷载：330G KN = 则横梁上的总荷载：
1231493.750.65301574.35h G G G G KN =++=++=
1574.3570.13/22.44822.448
h h G q KN m =
==
横梁采用间距为0.4m 的[10型钢，则作用在单根横梁上的荷载为：
0.470.13/0.428.05h h G q KN m m KN =⨯=⨯=
则作用在横梁上的均布荷载为：
28.05
14.76/1.9 1.9
h h
G q KN m '=== 2、力学模型 如图4所示。

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14.76
D
图4 横梁计算模型
3、横梁抗弯与挠度、抗剪验算
横梁[10的弹性模量E=2.1×105Mpa ；惯性矩I x =198.3cm 4;抗弯模量W x =39.4cm 3 最大弯矩：22
00max 14.76 1.9 6.6688
q L M KN m ⨯===
截面强度：max 6
6.66
16939.410
x M MPa Pa W σσ-===<1.3[]=208M ⨯ (临时结构取1.3倍放大系数)
由结构力学公式计算出14.76 1.914.02222
h
h A B q L R R KN '⨯====
截面剪应力：6
14.022
2645626.55.310010R KPa MPa Pa dh ττ-≈===<[]=85M ⨯⨯ 满足要求 最大挠度： 400max 8855 6.66 1.9
0.002790.0047538438410198.310400
q L f m f m EI 4-⨯⨯1.9===<[]==⨯2.1⨯⨯⨯ 满足要求 四、纵梁计算
在横梁底部采用单层两排56b 工字钢连接形成纵梁，长度按23.084m ，两组工字钢纵梁位于墩柱两侧，工字钢之间采用拉杆连接。

纵梁下为钢销牛腿。

1、荷载计算
（1）横梁自重：457 4.110/23.37G kg m KN =⨯⨯=
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（2）纵梁自重：526.52116/61.48G kg m KN =⨯⨯= 纵梁上的总荷载：
23.3761.481659.2Z h G G KN =++=
纵梁所承受的荷载假定为均布荷载Z q :
1659.2
62.62/26.5
Z Z Z G q KN m L =
== 2、力学计算模型 建立力学模型如图5所示。

62.62
62.62
62.6262.622.864
8.66
8.66
2.864
23.0845
图5 结构计算模型图
在结构力学求器2.0版中输入如下INP 数据： 结点,1,0,0 结点,2,2.864,0 结点,3,11.524,0 结点,4,20.184,0 结点,5,23.084,0 单元,1,2,0,0,0,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,0,0,0
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结点支承,2,3,0,0,0 结点支承,4,1,0,0 结点支承,3,1,0,0 单元荷载,2,3,62.62,0,1,90 单元荷载,3,3, 62.62,0,1,90 单元荷载,1,3,62.62,0,1,90 单元荷载,4,3, 62.62,0,1,90 单元材料性质,1,4,1,137006,0,0,-1
尺寸线,1,0.3,0.3,7.8,1.0,0.5,0,-4,2.864,2.864,-4 尺寸线,1,0.3,0.3,7.8,1.0,0.5,11.524,-4,8.66,20.184,-4 尺寸线,1,0.3,0.3,7.8,1.0,0.5,2.864,-4,8.66,11.524,-4 尺寸线,1,0.3,0.3,7.8,1.0,0.5,20.184,-4,2.864,23.084,-4 尺寸线,1,0.3,0.3,7.8,1.0,0.5,0,-6,23.084,23.084,-6 软件运行计算得：
12
3
45
( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )-256.82
229.22
-458.80-256.10
图6 M 图
12
345( 1 )( 2 )( 3 )
( 4 )-179.34
247.82294.55-247.74
179.09
图7 N 图
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62.62
62.62
62.6262.62
5
图8 支座反力图
x
5
图9 纵梁挠度图
4、纵梁结构强度验算
（1）根据以上力学计算得知，最大弯矩出现在中间墩支座，
max 458M KN m =⋅
则：max 6
458
93.222446.510x M MPa Pa W σσ-=
==<[]=160M ⨯⨯ 截面剪应力：6589
36.2214.556010
A R MP Pa dh ττ-≈==<[]=85M ⨯⨯⨯ 满足要求。

5、纵梁挠度验算
纵梁工56b 的弹性模量E=2.1×105Mpa ；惯性矩I x =68503cm 4;抗弯模量W x =2446.5cm 3 （2）最大挠度发生在盖梁端
4242max
288262.628.66 2.864 4.59(5)(50.0076[]0.0115384384 2.110268503108.66400
Z q L a f m f m EI L -'⨯=-=-=<==⨯⨯⨯⨯⨯ 满足要求 五、牛腿计算 1、荷载计算
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每个盖梁按墩柱设三个钢销牛腿支承上部荷载，由上面的计算可知： 支座反力
132430589R R KN R KN
===
以最大值为牛腿需承受的竖向支承力进行计算，该竖向支承力由钢销两端共同提供，则一端
2589/2295KR KN KN ==
牛腿主要承受上部纵梁荷载，牛腿受力验算主要以剪应力为主
100φ钢销：
2323.140.057.8510A m -=⨯=⨯
截面剪应力：3
3
2951037.587.8510
R MP Pa A ττ-⨯≈==<[]=85M ⨯ 满足要求
通过以上计算分析得知，盖梁托架支承钢销牛腿设计尺寸和型式满足受力要求，并有一定的安全储备。