xx高速公路xx连接线工程xx标段盖梁支架施工设计计算一、工程概况xx高速公路xx连接线工程主线桥墩柱结构设计为圆柱式、花瓶式。

其中花瓶墩盖梁68个，门式墩盖梁1个，采用门式满堂支架和少钢管支架两种支架形式；圆柱墩盖梁51个，采用双抱箍沉重支架现浇。

197号花瓶墩为过渡墩，墩身高8.192米；其盖梁结构尺寸：长24.5m×宽2m×高1.4～2.8m，盖梁上的背墙高70cm，宽82cm。

257号花瓶墩墩身高 11.47米，是全线花瓶墩盖梁最高的墩位，盖梁结构尺寸：长24.5m ×宽2m×高1.15～2.8m。

200号圆柱墩盖梁墩身高9.974米，墩柱直径1.5米，其盖梁尺寸为：长25.15m×宽2.2m×高1.8m。

二、计算依据（1）《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004；（2）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025—86）；（3）《钢结构设计规范》GB50017-2003；（4）《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011；（5）《路桥施工计算手册》人民交通出版社。

（6）各种材料的设计控制值采用《钢结构设计规范》GB50017-2003取值：A3钢材的允许拉、压应力[σ拉、压]＝215MPa；A3钢材的允许剪切应力[τ]＝125MPa；Mn16钢材的允许拉、压应力[σ拉、压]＝310MPa；Mn16钢材的允许剪切应力[τ]＝180MPa；变形控制按L/400进行控制。

三、盖梁支架计算3.1满堂支架计算（1）支架设计197号花瓶墩盖梁采用1019门式支架，门架立杆钢管为φ57×2.5mm，门架加强杆为φ26.8×2.2mm钢管，门架钢材均采用Q235，横向间距4×60+5×45+8×30+9×30+19+17×30+19+9×30+8×30+5×45+4×60cm，详见图3.1-1，纵向间距0.12cm，采用顶托与调节杆调节高度，顶托上放置[10型钢。

每步门架设置纵、横向水平加固杆，水平加固杆采用φ48×3mm钢管，水平加固杆横向每两榀门架设置一道水平加固杆，纵向水平杆横向间距2.4m，墩柱四周每榀门架内外侧用水平杆将支架连接成整体，水平顶部纵向水平杆需增设，横向间距1.2m。

支架四周纵、横向由底到顶连续设置竖向剪刀撑，中间每隔2.5～3.5米设一道剪刀撑，剪刀撑斜杆与地面较角45～60度之间，门架横向之间采用交叉拉杆连接，支架顶部设置一道水平剪刀撑，详见图3.1-2。

图3.1-1 盖梁支架平面布置图（单位：cm）图3.1-2 盖梁满堂支架模型（2）荷载类型①现浇支架结构自重：按实际结构自重计算，程序自动计入；②砼自重：容重γ＝26KN/m3，一次完成边跨现浇段砼加载；③模板自重：底板、侧模板按3KN/m2、顶模及支撑系统按2.0KN/m2计；④施工人员、机具荷载：按2.5KN/m2计；⑤振捣砼产生的荷载：按4.0KN/m2计。

（3）（3）荷载组合荷载系数：静载系数取2.11=γ，活载系数去4.12=γ时，总荷载：43214.1)(2.1q q q q Q ⨯+++⨯=（4）计算方法、模式支架结构采用midas 程序进行验算。

（5）作用在分配梁上的荷载图3.1-3 混凝土荷载分配情况（6）支架计算图3.1-4 支架反力图由上图可见，支架最大反力15.8KN 。

图3.1-5 分配梁[10型钢组合应力图由上图可见，分配梁[10#型钢最大组合应力][2158.45max σσ=<=Mpa Mpa ，满足要求。

图3.1-6 分配梁[10型钢剪力图由上图可见，分配梁[10#型钢最大剪应力max τ=30.04MPa<[]τ，满足要求。

图3.1-7 分配梁[10槽钢扰度变形图由上图可见，分配梁[10槽钢最大挠度1.55mm ，最大计算跨径1m ，f=1.55mm ＜[f]=1000/400=2.5mm ，满足要求。

图3.1-8 钢管支架组合应力图由上图可见，钢管支架最大组合应力][21531.169max σσ=<=Mpa Mpa ，满足要求。

图3.1-9 钢管轴力图由上图可知，钢管支架最大轴力][12564.44max σσ=<=Mpa Mpa 。

满足要求。

图3.1-10 满堂支架稳定性分析由上图可知，临界荷载系数为9.49＞3.5，所以支架的整体稳定性满足要求。

3.2钢管支架计算（1）支架设计257号花瓶墩盖梁支架采用钢管桩与贝雷梁组合式，钢管桩630×10mm ，钢管桩上设置双拼I45a 承重梁，承重梁上设贝雷梁，贝雷梁上设间距50cmI32a 分配梁，中间四根钢管桩落在承台基础上，其余四根钢管桩基础采用钢筋混凝土扩大基础。

详见图3.2-1。

图3.2-1 钢管桩平面布置图（单位：cm ）图3.2-2 少钢管支架模型（2）荷载类型①现浇支架结构自重：按实际结构自重计算，程序自动计入；②砼自重(q 1)：容重γ＝26KN/m 3；③模板自重(q 2)：底板、侧模板按3KN/m 2；④施工人员、机具荷载(q 3)：按2.5KN/m 2计；⑤振捣砼产生的荷载(q 4)：按4.0KN/m 2计。

（4）荷载组合荷载系数：静载系数取2.11=γ，活载系数去4.12=γ时，总荷载：43214.1)(2.1q q q q Q ⨯+++⨯=（4）计算方法、模式支架结构采用midas程序进行验算。

（5）作用在分配梁上的荷载图3.2-3 混凝土荷载分配情况（6）支架计算图3.2-4 支架反力图由上图可见，支架最大反力689KN。

图3.2-5 分配梁I32a型钢组合应力图由上图可见分配梁I32a 型钢最大组合应力][21558max σσ=<=Mpa Mpa ，满足要求。

图3.2-6 分配梁I32a 型钢剪力图由上图可见，分配梁I32a 型钢最大剪应力max τ=26.9MPa<[]τ，满足要求。

图3.2-7 分配梁I32a 型钢扰度变形图由上图可见，分配梁I32a 型钢最大挠度0.99mm ，最大计算跨径2m ，f=0.99mm ＜[f]=2000/400=5mm ，满足要求。

图3.2-8 贝雷梁组合应力图由上图可见，贝雷梁最大组合应力][3106.174max σσ=<=Mpa Mpa ，满足要求。

图3.2-9 贝雷片剪力图由上图可见，贝雷梁最大剪应力max τ=114.4MPa<[]τ，满足要求。

图3.2-10 贝雷梁扰度变形图由上图可见，贝雷梁最大挠度10mm ，最大计算跨径9.5m ，f=10mm ＜[f]=9500/400=23.75mm ，满足要求。

图3.2-11 双拼I45a 型钢承重梁组合应力图由上图可见，承重梁双拼I45a 型钢最大组合应力][21586.54max σσ=<=Mpa Mpa ，满足要求。

图3.2-12 双拼I45a型钢承重梁剪力图由上图可见，承重梁双拼I45a型钢最大剪应力τ=50.5MPa<[]τ，满足要求。

max图3.2-13 双拼I45a型钢扰度变形图由上图可见，双拼I45a承重梁最大挠度3mm，最大计算跨径3m，f=3mm＜[f]=3000/400=7.5mm，满足要求。

图3.2-14 630×10mm钢管支架组合应力图由上图可见，钢管桩最大组合应力][21533.55max σσ=<=Mpa Mpa ，满足要求。

图3.2-15 630×10mm 钢管轴力图由上图可知，钢管桩最大轴力max 35.4215[]Mpa Mpa σσ=<=。

满足要求。

（7）钢管桩稳定性计算单根φ630×10钢管桩反力设计值最大值为35.4/2194.7792686F N mm cm KN =⨯= 截面面积：A=194cm2 ， 钢管桩抗弯惯性矩I=93615.532cm4， 回转半径：0.25(/)15.7;iI A强度检算：/ 686*10/19435.4N A Mpa == < f=190Mpa 强度满足要求。

弯矩作用平面内稳定性检算： 计算长度L 取10m 。

长细比 /1000/15.763.7 []100l i λλ===<=杆件刚度符合要求。

由λ=63.7查表可得稳定系数φx=0.813故有/ 686*10/0.813*19443.5? 19()()0N xA Mpa f Mpa ϕ==<= 符合要求。

（8）条形基础计算中间四根钢管柱利用承台基础，在承台施工时，在承台顶对应钢管柱位置预埋80*80cm 厚为2.0cm 钢板，并漏出混凝土面1cm,安装时将钢管柱与预埋钢板进行焊接。

另外两端四根钢管柱落在原地面上，由于全线均为软基，施工前需要进行软基处理。

在软基上填筑一层80cm 的宕渣，用压路机碾压密实，同时硬化区域四周修筑排水沟（40cm ×40cm ），防止雨季导致便道泥泞，影响现场通行及场地清洁。

两端钢管柱基础采用C25条形钢筋混凝土基础，条形基础平面尺寸为4.2m ×1.0×0.5m,基础内部铺设Φ16、Φ10钢筋;基础顶对应钢管柱位置预埋80*80cm 厚为2.0cm 钢板，并露出混凝土面1cm ，条形基础结构见下图；1）计算参数C35混凝土：fc=11.9Mpa ，ft=1.28Mpa 钢筋：I 级（φ）：fy =210Mpa II 级（Φ）：fy =300Mpa 2）配筋计算将条形基础按倒梁法计算，则作用在梁上部的均布荷载：()/360.1385.8/4.2177.8/q F l kn m ==+=总条形基础最大跨度为2.7m ，按单跨简支梁，计算最大跨中弯矩和支座剪力：20.125*177.8*122.3*max M kn m ==0.50.5*177.8*188.9F ql KN ===按照原条形基础配筋，主筋A s =2011mm 2，箍筋Ф10@20进行截面校核=（300*2011）/（11.9*1000*4002）=0.000316＜ξb =0.517M u =ξ*（1-ξ）f c bh 0=0.000316*（1-0.000316）*11.9*1000*4002=601.4KN*m ＞M max 故主筋满足要求。

0.7f t bh 0=0.7*1.28*1000*400=35.8KN ＜F=177.8KN≥=（177.8-35.8）*500/（210*400）=0.084采用Ф10双肢箍，S ≤2*78.5/0.084=1869mm 即采用Ф10@200mm ，满足要求。