懸空支架三角托架法蓋梁計(jì)算介紹

1、懸空支架-三角托架 以高堯號大橋?yàn)槔?，長度11m的0號塊和長度3.5m的1號塊采用了懸空托架施工。根據(jù)主墩為雙空心薄壁墩的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和墩高限制，0號塊懸空托架在設(shè)計(jì)時采用了聯(lián)體三角托架和簡支托梁的兩種施工方案。1三角托架及其使用材料1.1縱向分配梁 位于底模和翼板桁架下面，采用I25a熱軋普通工鋼，翼板下橫向間距90cm，腹板下間距24cm，中間底板下間距47-75cm。單根長度5.98m，共計(jì)21根。其材料截面參數(shù)： Wx = 401600 mm3，Sx = 228874 mm3，腹板8.5 mm，最大壁厚 13.7 mm，抗拉抗壓抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f = 215 MPa，抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fv

2、= 125 MPa。1.2主橫梁 位于縱向分配梁下面，采用I45a熱軋普通工鋼。縱向間距分別為273cm，36cm，273cm，以0號塊中心縱向?qū)ΨQ布置。單根長度13m，共計(jì)4根。其材料截面參數(shù)： Wx = 1.43111e+006 mm3，Sx = 829582 mm3，腹板11.5 mm，最大壁厚 18 mm，抗拉抗壓抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f = 215 MPa，抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fv = 125 MPa。1.3落梁楔塊 位于主橫梁下方與托架的結(jié)合部位，主要為了調(diào)整底模標(biāo)高和便于模板、支架拆除。一般情況下采用鋼（木）制楔塊或鋼砂筒，本橋采用鋼砂筒，共計(jì)16個。本橋鋼砂筒為外徑為280mm厚度16m

3、m的鋼板卷制，也可用壁厚16mm管徑280mm的鋼管。砂筒高度不宜太高，控制在350mm之內(nèi)并能保證落梁50-100mm即可。1.4三角托架托架位于落梁楔塊的下方。橫橋方向設(shè)4片三角托架，托架間距分別為1.2m、3.75m、1.2m，以0號塊中心橫向?qū)ΨQ布置。單端托架水平撐長度2.99m，兩端托架安裝完成后將托架水平撐連接成整體。三角托架總高度3.40m，水平撐和斜撐夾角45。，為等腰直角三角形設(shè)計(jì)。單片三角托架水平撐和斜撐均采用2根32a熱軋普通槽鋼對口放置成箱型截面，與墩身預(yù)埋件剛性連接。水平撐和斜撐截面參數(shù)：Ix = 1.47722e+008 mm4，Wx = 923260 mm3，Sx

4、 = 544959 mm3，A=9573mm2，腹板16 mm，最大壁厚 14 mm，抗拉抗壓抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f = 215 MPa，抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fv = 125 MPa。1.5預(yù)埋牛腿預(yù)埋鋼板的板厚16mm，加強(qiáng)板板厚20mm，單片預(yù)埋鋼板幾何尺寸400*600mm，加強(qiáng)板為三角形，水平撐位置加強(qiáng)板幾何尺寸150*240mm，斜撐位置加強(qiáng)板幾何尺寸300*400mm。預(yù)埋鋼板、加強(qiáng)板、水平撐及橫撐之間焊接方式為坡口焊，焊縫高度不小于8mm。預(yù)埋鋼板預(yù)留螺栓孔，墩身預(yù)埋鋼筋采用20圓鋼。托架拼裝階段（縱橋向）托架拼裝階段（橫橋向）澆筑階段和鋼筋綁扎階段2施工荷載的計(jì)算2.1混凝土荷載箱梁混

5、凝土單端翼板（橫寬3.0m）面積1.32m2，單側(cè)腹板（橫寬0.85m）面積7.65m2，頂板和中間部分底板（橫寬5.3m）面積10.10m2?；炷撩芏劝?6KN/m3計(jì)算，脹模系數(shù)1.05。順橋向：單端翼板混凝土重1.32*26*1.05=36.04 KN/m單側(cè)腹板混凝土重7.65*26*1.05=208.85 KN/m頂板、底板混凝土重10.10*26*1.05=275.73 KN/m2.2模板荷載箱梁模板重量按85kg/m2（鋼模80-125kg/m2）計(jì)算，即0.85KN/m2。翼板寬度3.0m，腹板寬度0.85m，內(nèi)外側(cè)高度7.8m、8.5m，中間部分底板寬度5.3m。順橋向：單

6、端翼板模板重3*1*0.85=2.55KN/m單側(cè)腹板內(nèi)外模板重（8.5+7.8+0.85）*1*0.85=14.58KN/m底板、頂板模板重（5.3+5.3）*1*0.85=9.01KN/m2.3內(nèi)外模桁架或支架外模（翼板）桁架由槽鋼、角鋼焊制，順橋向12.50 KN/m內(nèi)模采用鋼管支架，順橋向4.50 KN/m2.4臨時荷載 施工人員及機(jī)具按2KPa計(jì)算，順橋向：單端翼板3*1*2=6.0KN/m單側(cè)腹板0.85*1*2=1.70KN/m底板、頂板（5.3+5.3）*1*2=21.20KN/m混凝土傾倒和振搗按4KPa計(jì)算，順橋向：單端翼板3*1*4=12.0KN/m單側(cè)腹板0.85*1*

7、4=3.40KN/m底板、頂板5.3*1*4=21.20KN/m2.5各部分順橋向施工荷載匯總（考慮到預(yù)壓荷載為120%，故計(jì)算荷載均*1.2）單端翼板（36.04+2.55+12.5+6.0+12）*1.2=82.91KN/m單側(cè)腹板（208.85+14.58+1.7+3.4）*1.2=274.24KN/m底板、頂板（275.73+9.01+4.5+21.20+21.20）*1.2=331.64KN/m3縱向分配梁計(jì)算3.1箱梁腹板位置縱向分配梁 單側(cè)腹板下面橫向布置4根普通熱軋I25a作為縱梁，則每根縱梁荷載q1=274.24/4=68.56 KN/m。 計(jì)算模型（支承位置為主橫梁）：將計(jì)

8、算簡化成簡支梁便于計(jì)算，材料自重放大系數(shù)為1.2，計(jì)算結(jié)果：最大剪力94.52KN，最大彎矩63.60KN.m。由 Vx* Sx / (Ix*Tw)計(jì)算得最大剪應(yīng)力為53.86MPa，滿足。由 Mx / Wx計(jì)算得最大彎曲應(yīng)力為158.36MPa，滿足。最大撓度為4.76mm，撓跨比為 1/574<1/400，滿足。2處支承反力分別為101.11KN、106.94KN。縱梁支承位置為主橫梁，支承反力也就是傳遞主橫梁的集中荷載。3.2箱梁底板位置縱向分配梁計(jì)算底板下面橫向布置7根普通熱軋I25a作為縱梁，則每根縱梁荷載q2=331.64/7=47.38KN/m。計(jì)算模型與腹板下縱梁相同，底

9、板荷載小于腹板（47.38KN/m <68.56KN/m），故該部位縱梁抗彎、抗剪及撓度均滿足要求。為了方便檢算主橫梁，需要對其支承反力進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)計(jì)算支承反力為：69.36KN、74.12KN。3.3翼板下面縱向分配梁翼板下面橫向布置3根普通熱軋I25a作為縱梁，則每根縱梁荷載q3=82.91/3=27.64KN/m。翼板荷載小于腹板（27.64KN/m <68.56KN/m），故該部位縱梁抗彎、抗剪及撓度均滿足要求。為了方便檢算主橫梁，需要對其支承反力進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)計(jì)算支承反力為： 40.76KN、43.54KN。4主橫梁計(jì)算主橫梁為I45a熱軋普通工鋼，其上部承受21根不同位置

10、的縱梁下傳的集中力，下部由4片托架支撐。主橫梁受力簡圖： 由于中間位置主橫梁受力明顯大于靠墩身位置主橫梁，故以其作為控制計(jì)算。4.1中間位置主橫梁檢算 共有 5 跨，梁材性Q235，材料自重放大系數(shù)為1.2。第 1 跨計(jì)算結(jié)果（3.28m，懸臂端）：最大剪力240.71KN，最大彎矩292.55KN.m。由 Vx* Sx / (Ix*Tw)計(jì)算得最大剪應(yīng)力為53.93MPa，滿足。由 Mx / Wx計(jì)算得最大彎曲應(yīng)力為204.42MPa，滿足。第2 跨計(jì)算結(jié)果（1.35m）：最大剪力435.25KN，最大彎矩292.55KN.m。由 Vx* Sx / (Ix*Tw)計(jì)算得最大剪應(yīng)力為97.51

11、MPa，滿足。由 Mx / Wx計(jì)算得最大彎曲應(yīng)力為204.42MPa，滿足。最大撓度為0.47mm，撓跨比為 1/2870< 1/400，滿足。第3跨計(jì)算結(jié)果（3.75m）：最大剪力187.32KN，最大彎矩103.35KN.m。由 Vx* Sx / (Ix*Tw)計(jì)算得最大剪應(yīng)力為41.97MPa，滿足。由 Mx / Wx計(jì)算得最大彎曲應(yīng)力為72.21MPa，滿足。最大撓度為1.85mm，撓跨比為 1/2029< 1/400，滿足。第4跨計(jì)算結(jié)果同第2跨，第5跨計(jì)算結(jié)果同第1跨。4處支承反力經(jīng)計(jì)算分別為：675.96KN、226.31KN、226.31KN、675.96KN。主

12、橫梁支承位置為三角托架的水平撐，支承反力也就是傳遞托架的集中荷載。4.2靠近墩身位置主橫梁檢算 由于該橫梁集中力荷載均小于中間位置主橫梁，故橫梁的抗彎抗剪強(qiáng)度不需檢算。但主橫梁支承位置為三角托架的水平撐，支承反力是傳遞托架的集中荷載。故對4處支承反力經(jīng)計(jì)算分別為：637.08KN、139.46KN、139.46KN、637.08KN。5砂桶計(jì)算單只砂桶受壓按675.96*1.2=812KN進(jìn)行控制計(jì)算，1.2為安全系數(shù)。砂桶的頂心直徑20cm，則頂心傳遞給細(xì)砂壓應(yīng)力為：N/A=812000/(3.14*0.22/4)=25.86 MPa。泄砂桶內(nèi)壁直徑為28-1.6*2=24.8cm，泄砂桶裝

13、砂高度15cm，細(xì)砂向砂桶壁的側(cè)向力為：25.86*0.248*0.15=961KN。泄砂桶桶壁厚度1.6cm，桶壁高度20cm，則桶壁拉應(yīng)力：961000/(2*0.016*0.2)=150.16MPa<205MPa，滿足。說明：部分橋梁工程師在計(jì)算最后一步時，桶壁計(jì)算高度=裝砂高度=15cm，則桶壁拉應(yīng)力為961000/(2*0.016*0.15)=200MPa?；诎踩紤]，建議可采用該法。6托架計(jì)算 從下傳荷載可知，墩身兩側(cè)的托架受力明顯大于中間托架，故以墩身兩側(cè)托架做控制計(jì)算。托架斜桿的壓力：Px=675.96/cos40o =882.40KN，水平撐軸向拉力：Pz=882.40*sin40o=567.20KN。5.1托架水平撐根據(jù)設(shè)計(jì)托架水平撐為無彎矩結(jié)構(gòu)。其軸向拉應(yīng)力：= Pz/A=567.20*103/9.573*10-3=59.25 MPa其端部剪切力：=675.96*103/9.573*10-3=70.61 MPa合成應(yīng)力為92.18MPa，滿足。5.2托架斜撐 按軸向受力的壓桿進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算。計(jì)算長度3.93m，雙根32a熱軋普通槽鋼對口成箱型截面。繞x軸回旋半徑124.22mm，長細(xì)比31.64，按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范b類截面計(jì)算繞X軸受壓穩(wěn)定系數(shù)0.930。繞y軸回旋半徑120.19mm，長細(xì)比32.70，按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范b類截面計(jì)