大朝陆家大桥盖梁钢棒支架系统受力计算
盖梁钢棒悬空支架施工工艺 1、悬空支架搭设
大朝陆家大桥盖梁尺寸为2.2m×1.9m×13.914m（宽×高×长），右幅4#、5#、左幅幅4#、5#、6#墩柱直径1.8m，其余墩柱直径1.6m。取墩柱直径1.8m进行盖梁支架计算，盖梁简图如下：
盖梁施工悬空支架采用在两墩柱上各穿一根2.8m长Φ10cm钢棒，上面采用墩柱两侧各两根15.5m长40b工字钢做主梁，搭设施工平台的方式。主梁上面安放一排每根3.6m长的12#槽钢盒子，间距50cm作为分布梁。分布梁上铺设盖梁底模。传力途径为：盖梁底模——木板——分布梁——主梁（40b工字钢）——千斤顶（或钢楔子）——Φ10cm钢棒。如下图：
盖梁底模Ⅰ40b工字钢千斤顶Φ100mm钢棒[12.6槽钢对拼单根长360cm间距50cm
[12.6槽钢对拼Φ100mm钢棒2Ⅰ40b工字钢
2、材料性能
本计算书采用的规范如下： 1. 2. 3.
《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T-F50-2011）； 《钢结构设计规范》（GB 50017-2003） 《路桥施工计算手册》（GB50009-2001）
主要材料 1)
12.6#槽钢
截面面积为：A=1570mm2 截面抵抗矩：W=62.1×103mm3
截面惯性矩：I=391×104mm4
钢材采用Q235钢，抗拉、抗压、抗弯强度设计值［σ］=215Mpa。 2)
40b工字钢
主梁采用4根40b工字钢，每侧2根紧贴墩柱，横向间距为180cm。 40b工字钢截面面积为：A=9410mm2， X轴惯性矩为：IX=22780×104mm4， X轴抗弯截面模量为：WX=1140×103mm3，
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υ100mm高强钢棒(A45)， 截面面积为：A=3.14×502=7850mm2，
惯性矩为：I=πd4/32=3.14×104/32=981.25×104 mm4 截面模量为：W=πd3/32=3.14×103/32=9.8125×104mm3 抗剪强度设计值［τ］=125Mpa。 3、设计荷载 1)
砼自重
砼自重统一取190cm梁高为计算荷载， 砼方量：V=56m3，钢筋砼按26KN/m3计算， 砼自重：G=56×26=1456KN
盖梁长13.914m，均布每延米荷载：q1=1456kN/13.914m=104.6kN/m 2)
组合钢模板及连接件共重12.6吨， 均布荷载为q2=12.6×103kg×
10N/kg/13.914m=9.1kN/m
3) 12#槽钢
分布梁采用3.6m长 12#双槽钢对拼，间距0.5m，共50根，均布荷载：q3=50×3.6×12.4×10/13.914=1796.6N/m=1.8kN/m 4）40b工字钢
共4根，单根长15.5米，共重：4×15.5×73.8kg/m=4575.6kg 均布荷载q4=3.3KN/m 5）施工荷载
小型机具、作业人员、振捣混凝土产生的荷载：q5=2KN/m
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。 4、受力模型
1）、12#双槽钢分布梁计算模型：
12#双槽钢分布梁直接承受底模以上的自重，12#双槽钢分布在圆柱两侧的双排40b工字钢上，两侧工字钢主梁紧贴墩柱，间距180cm，故12#槽钢分布梁计算跨径为180cm，盖梁底宽为220cm，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，如下图
qM
2）工字钢主梁计算模型：
工字钢主梁承受由每根双槽钢分布梁传来的重力，按均布荷载考虑，两侧工字钢各承受一半的力，工字钢靠墩柱预埋的钢棒支撑，故工字钢计算跨径为两圆柱中心的间距，取为8.3m，按两端外伸悬臂计算。如下图
qM
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，4个支点抗剪截面分担承受上面传来的荷载。
5、计算结果 1.
12#槽钢分布梁计算
荷载q=1.2×(q1+q2)+1.4×q5=1.2×(104.6+9.1)+1.4×2=139.24KN/m 12#双槽钢分布梁布设间距0.5m，双槽钢承受0.5×139.24=69.62KN， 盖梁底宽2.2m，则单根槽钢均布荷载q=55.7/2.2/2=15.82KN/M 计算跨径1.8m
跨中弯矩：M=1/8ql2=0.125×15.82×1.82=6.41KN.M σ=M/W=6.41/62.1×103mm3=103.2MPa＜【215MPa】 挠度：
f=5ql4/384EI=5×15.8×1.84/(384×2.1×391)=0.0026m<[f]=l0/400=1.8/400=0.0045m (满足要求) 2、40b工字钢主梁计算
荷载：q=1.2×(q1+q2+q3)+1.4×q5=1.2×(104.6+9.1+1.8)+1.4×
2=141.4KN/m
40b工字钢每侧设两根，单根承受q=141.4/4=35.35KN/M 跨中弯矩最大，计算跨径取8.3m
跨中弯矩：M=1/2qlx[(1-a/x)(1+2a/l)-x/l]
=1/2×35.35×8.3×6.95×[(1-2.8/6.95)×(1+2×2.8/8.3)-6.95/8.3]=165.83KN.M
σ=M/W=165.83/1140×103mm3=145.5MPa＜【215MPa】 跨中挠度：f=ql4(5-24a2/l2)/384EI
=35.35×8.34×(5-24×2.82/8.32)/(384×2.1×22780)= 0.0207m=20.7mm<[f]=l/400=8.3/400=20.8mm 3、钢棒计算
荷载：q=1.2×(q1+q2+q3)+1.4×(q4+q5)=1.2×(104.6+9.1+1.8)+1.4×(3.3+2)= 146.3KN/m Q=146.3×13.914/4=508.9KN
τ=Q/A=508.9×103/7850=.8MPa<[τ]=125Mpa 4、结论
通过以上计算得知，此支架方案能满足受力要求，计算出主梁跨中挠度20.7mm，由于计算中未考虑墩柱提供的支撑力，故实际受力应小于计算结果，实际绕度小于计算挠度，为消除挠度影响，可在跨中位置设置1cm-1.5cm预拱度。
盖梁模板拉杆计算
采用内部振捣器，当混凝土浇筑速度在6.0m/小时以下时，新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，可按以下二式计算，并取二式中的较小值。 Pm=4+1500KSKwV1/3/（T+30） （3-1） Pm=25H （3-2） 式中：
Pm——新浇混凝土的最大侧压力（KN/m2）； T——混凝土的入模温度（ºC）；
H——混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（m）； KS——混凝土坍落度影响修正系数。当坍落度为50～90mm时取1.0， 为110～150mm时取1.15；
KW——外加剂影响修正系数。不掺外加剂时取1.0，掺有缓凝作用的外 加剂时取1.2；
V——混凝土的浇筑速度（m/h）。
已知盖梁混凝土高为1.9m，采用坍落度为120-140mm的C30高性能混凝土，浇筑速度为1m/h，浇注入模温度约为10ºC，则作用于模板的最大侧压力及有效压头高度为： 查表得：KS =1.15， KW =1.0
由公式（3-1），Pm=4+1500×1.15×（1）1/3/（10+30）=47.12 KN/m2 由公式（3-2），Pm=25×1.9=47.5KN/m2 取较小值，故最大侧压力为47.12 KN/m2。 有效压头高度为：h=47.12/25=1.9m。
模板拉杆用于连接内、外两组模板，保持内、外两组模板的间距，承受混凝土侧压力和其它荷载，使模板有足够的刚度和强度。本工程模板拉杆采用对拉螺栓，间距为1m×2m，采用3号圆钢制作。其计算公式为： F=PmA 式中：
F——模板拉杆承受的拉力（N）； Pm——混凝土的侧压力（N/m2）；
A——模板拉杆分担的受荷面积（m2），其值为A=a×b（a为模板拉杆 的横向间距，b为模板拉杆的纵向间距，单位均为m）。
已知混凝土对模板的侧压力为47.12 KN/m2，a=1.0m，b=2.0m 拉杆承受的拉力为：F=47120×1.0×2.0=94240N
查表得：直径为M20螺栓容许拉力为38200N<94240N，不满足要求。
M12 M14 M16 M18 M20 M22 螺纹内径(mm) 9.85 11.55 13.55 14.93 16.93 18.93 净面积(mm2) 76 105 144 174 225 282 重量(kg/m) 0. 1.21 1.58 2 2.46 2.98 容许拉力(N) 12900 17800 24500 29600 38200 47900
