钢棒盖梁计算

盖梁悬空支架施工方案（穿钢棒加钢管支撑）

本桥较长地质条件不好，采用满堂支架施工盖梁耗时长、占用大量钢管扣件等周转材料、不经济。拟采用在墩柱上预留孔穿钢棒加50㎝钢管搭设支承平台施工。盖梁尺寸为2.0m×1.5m ×39.45m（宽×高×长）。盖梁长度39.45米分别为39.45m=4.5m+10.15m+10.15m+10.15m+4.5m。

盖梁施工支承平台采用在墩柱上各穿一根2m长υ8cm钢棒（四柱式共8个支点）加钢管支撑8个点，上面采用墩柱两侧各3根14m长30b工字钢做横向主梁，搭设施工平台的方式。主梁上面安放一排每根2.8m长的[10㎝方木，间距为12cm作为分布梁。分布梁上铺设盖梁底模。传力途径为：盖梁底模——纵向分布梁（10㎝方木）——横向主梁（30b工字钢）——支点υ8cm钢棒和钢管支撑。

一、计算参数 1. 主要材料

1)10 cm×10 cm方木

截面面积为：A=10000mm2

截面抵抗矩：W=bh2/6=16.667×104mm3

截面惯性矩：I=bh3/12=8.33×106mm4

弹性模量E=11×103Mpa

方木抗拉、抗压、抗弯强度设计值[σ]=14.5Mpa。

2)

40b工字钢

横向主梁采用2根40b工字钢，横向间距为150cm。截面面积为：A=11140mm2， X轴惯性矩为：IX=33759×104mm4， X轴抗弯截面模量为：WX=1500.4×103mm3，

钢材采用Q235钢，抗拉、抗压、抗弯强度设计值[σ]=215Mpa。

3）钢棒

钢棒采用υ80mm高强钢棒(A45)，

截面面积为：A=3.14×40×40=5024mm2，

惯性矩为：I=πd4/32=3.14×804/32=401.9 ×104mm4

截面模量为：W=πd3/32=3.14×803/32=50240 mm3

抗剪强度设计值[τ]=125Mpa。

2. 设计荷载

1) 砼自重：G=116×27=3132KN ，钢筋砼按27KN/m3计算，

盖梁长39.45m，均布每延米荷载：q1=79.4kN/m

2)组合钢模板及连接件0.95 kN/m2，侧模和底模每延米共计5m2， q2=4.75kN/m

3)10㎝方木

2.8m长 10㎝方木间距0.12m，每延米9根共计25.2米，合计：q3=25.2×0.1723=1.03kN/m 4）40b工字钢

共6根，当根长14米，共重：6×14×87.45kg=7345.8kg

q4=73.46KN

4) 施工荷载

小型机具、堆放荷载：q5=2.5 KPa 振捣混凝土产生的荷载：q6=2 KPa 3. 荷载组合及施工阶段

盖梁自重及支架自重均按恒载考虑组合系数1.2，施工荷载按活载考虑组合系数1.4。

3、受力模型

1） 10cm方木分布梁计算模型：

10cm方木分布梁直接承受底模以上的自重，10cm方木分布在圆柱两侧的40b工字钢上，两工字钢主梁紧贴圆柱，间距按圆柱直径150cm，故10cm方木分布梁计算跨径为150cm，盖梁底宽为200cm，分布梁两端各悬臂40cm，悬臂有利跨中受力，不计悬臂部分，按简支梁计算，实际偏安全。

2）工字钢主梁计算模型：

工字钢主梁承受由10cm方木分布梁传来的重力，按均布荷载考虑，两根工字钢各承受一半的力，工字钢搭在两圆柱预埋的钢棒上，故工字钢计算跨径为两圆柱中心的间距，取为10.15m，按两端外伸悬臂计算。

3）钢棒计算模型

钢棒为悬臂结构模型，工字钢紧贴圆柱，故只考虑钢棒受剪，18个支点抗剪截面分担承受上面传来的重力。

二、计算结果

1. 10cm方木分布梁计算

荷载q=1.2×(q1+q2)+1.4×(q5+q6)=1.2×(79.4+4.75)+1.4×(2.5+2)=107.28KN/m

10cm方木分布梁布设间距0.12m，单根承受0.12×107.28=12.87KN，盖梁底宽2.0m

则单根木方均布荷载q=12.87/2=6.44KN/M

计算跨径1.5m

跨中弯矩：M=1/8ql2=0.125×6.44×1.52=1.81KN.M

σ=M/W=1.81/16.667×104mm3=10.86MPa＜(14.5Mpa)

挠度：f=5ql4/384EI=5× 6.44× 1.54/(384×11×8.33)=0.000519m<[f]=l0/400=1.2/400=0.0030m (满足要求)

2. 45b工字主横梁计算

荷载：q=1.2×(q1+q2+q3)+1.4×(q5+q6)=1.2×(89.1+4.94+1.21)+1.4×(2.5+2)=120.6KN/m 45工字钢设两根，单根承受q=0.5×120.6=60.3KN/M 计算跨径7.18m

跨中弯矩：M=1/2qlx[(1-a/x)(1+2a/l)-x/l]

=1/2×60.3×7.18×6.7×[(1-3.11/6.7)×(1+2×3.11/7.18)-6.7/7.18]=96.962KN.M

σ=M/W=96.962/1500.4×103

mm3

=64.62MPa＜[215Mpa] 跨中挠度：f=ql4

(5-24a2

/l2)/384EI

=60.3×7.184×(5-24× 3.112/7.182)/(384× 2.1×33759)= 0.0029m=2.9mm<[f]=l/400=7.18/400=18mm 悬臂端点挠度：f=qal3(6a2/l2+3a3/l3-1)/24EI

=60.3× 3.11×7.183×(6× 3.112/7.182+3× 3.113/7.183-1)/(24× 2.1×33759)=0.0151m 3. 钢棒计算

荷载：q=1.2×(q1+q2+q3)+1.4×(q5+q6)=1.2×(89.1+6.24+1.21)+1.4×(2.5+2)=122.16KN/m Q=(122.16×20.58+38.48)/6=425.422KN

τ=Q/A=425.422×103/7850=81.291MPa<[τ]=125Mpa 三、结论

综合以上计算得知，此支架方案能满足施工受力要求。