盖梁施工支撑体系计算

1、盖梁施工支撑体系计算书本标段盖梁分为双柱式和三柱式盖梁，由于盖梁尺寸不同，分别 各选取盖梁尺寸及跨中最大的一种进行计算。等截面矩形双柱式盖梁采用抱箍法或钢棒法施工，墩柱完成后， 在墩柱上安装抱箍，方柱抱箍分为四片分别进行安装； 钢棒法施工墩 柱施工时盖梁下部墩身预埋© 110PVC管，穿© 100mm高强钢棒。然 后在抱箍或钢棒上上安装横向的163a工字钢，工字钢上铺4m/5m长 15cmx 15cm的方木或25a槽钢，然后方木/槽钢上铺设定型钢模。盖 梁侧模、底模（前后左右面）均采用定型钢模，盖梁端部定制模板时 已包含支架。由于双柱式盖梁单侧要放置单层两排 63a工字钢才

2、能满足受力 要求，考虑抱箍侧面平面布置问题，本标段盖梁全部采用穿钢棒法施 工，抱箍根据现场情况自行确定是否使用， 本计算书对于采用两种形 式均进行计算。盖梁验算，盖梁立面图如下：L !一、工字钢验算63a工字钢计算参数如下：E=2.1 x 105MPa W=2980cm,l=93900cm4，单位重为 154.658kg/m1、受力分析(1) 、双柱式盖梁工字钢长度为 18.6m,盖梁长16.1m。(2) 、三柱式盖梁工字钢长度为 23.3m，盖梁长20.8m。工字钢受力示意图如下：milF H T 1num141iiiiiiiiFl 1111 tIIJiniiiv r 111Vi ”V i

3、'I H1' 'i 7v 1 Jf bnnnf H ir vv"I H V I,ii'A1J厂kT(3)JID(4)->7201212>2、荷载计算作用于工字钢的荷载有：(1) 、施工时钢筋混凝土重量双柱式盖梁：116.68m3 x 26KN/n3=3033.7KN,三柱式盖梁：83.28m3x 26KN/n3=2165.3KN;(2) 、模板及方木、钢管重量；双柱式盖梁： 侧模、底模定型钢模重量：总面积为104.6 ，重量为139KN 铺设5cm厚脚手板重量：面积为 45.0 ，重量为15.8KN; 工字钢上满铺12X 15方木重量：长度

4、496m 重量62.5KN;合计为217.3KN;三柱式盖梁： 侧模、底模定型钢模重量：总面积为87.6 m2,重量为96.1KN; 铺设5cm厚脚手板重量：面积为55.0 m,重量为19.3KN; 工字钢上满铺12X 15方木重量：长度625m 重量78.8KN;合计为194.2KN或用25槽钢重量为：16.1/0.3 x 2X 27.4 x 3x10=88.76KN (差值10KN荷载系数已考虑)；(3) 、施工时人员、设备重量10KN(4) 、振捣砼时产生荷载双柱式：2KN/X 16.1mx 2.8m=90.2KN,三柱式：2KN/x 20.8mx 2.1m=87.4KN(5) 总荷载双

5、柱式：总荷载为1.2 X 3033.7+1.2 X 217.3+1.4 X 10+1.4 X90.2=4041.5KN。(分别乘以荷载系数丫 i )每根工字钢的均布荷载 q=4041.5/ (4X 16.1 ) =62.76KN/m。三柱式：总荷载为 1.2 X 2165.3+1.2 X .2+1.4 X 10+1.4 X87.4=2967.8KNO (分别乘以荷载系数丫 i )每根工字钢的均布荷载 q=2967.8/ (2X 20.8 ) =71.34KN/m。3、受力验算(1) 、抗弯强度验算(一)双柱式盖梁弯矩图由计算可知跨中处弯矩最大，也可采用以下计算公式计算跨中弯矩：1 2 

6、3;M 跨中=-ql2（1 4十）8I其中：q为上部荷载，单位N/m;l为两支点间距离，为9.6m;li为悬臂距离，为3.25m;M 跨中= 1/8 X 62.76 X 9.62X 1-4 x( 3.25/9.6 )2=391.54KN m3_6(T max=Mmax/Z=>=(391.5 4X 10 )/(2980 X 10_ )=131.4Mpav 145Mpa也可由上述公式反算截面抗弯截面系数W= Mmax/c max一侧选用单层两根63a工字钢，两根工字钢之间采用拉杆连接， 可满足要求。(2) 、挠度计算可采用手工计算或软件计算两种方法进行计算:手工计算：端部挠度3=貂(16l1

7、2其中 l=93900cm4, E=2.1 X 105MPa62. 761 033 . 259.6324_T!_93900_( 163.2529.6 233. 2539.6 3)=_7.471mm跨中挠度3 = qL4X (5_24a 2/L2)/(384EI)_62 76 1C?9.643 =8 (5384 2. 11093900 2 10824 3. 2529.62)=1.583cm<L/400=2.4cm软件计算：挠度曲线烷移计賞杆播位移值(泰子=1)=1 > = 1 > = 1 > = 1 > = 1 > = 1 > = 1 > =

8、9;杆鑰1杆端2单元冯站-忒平位務V -竖胃立移u -水平怪移V -竖盲位務1OOQOOOOCO0 00T47133-0,0016431OOQOCWOCOQ 00(X)0000-0. 00365820. 000000000 OOOCDOOO-0. 003Bfr4580 000000C00 OOOCDOOO0. 0036645330 000003000 003030000, 00366456o oooooaoo0 00T4T133C.001643542单元跨中最大位移值0 01593跨中挠度满足要求，但跨中挠度值较大，施工时需控制浇筑速度和浇筑时间，把跨中挠度降到最小值。(3) 、抗剪强度计算t

9、 二QSx/lxd其中Ix/Sx 查表得163a工字钢为54.2 , Sx/lx为1/54.2 ;d验算截面处腹板厚度I63a工字钢为d=13mmlx 截面惯性矩I63a工字钢为93900cm剪力图201 9*t =301.25/54.2/13/10=42.8Mpa v t =1.3 x 85 MPa抗剪强度符合要求。(二)三柱式盖梁(1) 、抗弯强度计算AK/1Ar1DE弯矩图4S7.0M羽朋甜47.002(2) 、挠度计算挠度曲线忏端位移筑(乘子=1杆端1杆溝2-水平恒移*嘤U -木平位移T哩位務L0.00000000OOaT8S560 X342260O.DOOOOCKOQ 0000000

10、0o oocrim20 OOOCDOOO0 OO000OOO0 XDT14K0 oooooooo0 OOCMCOOO OODOOOOC30 00000000D 000000000 00000000C OOOOOCXJOC 00000000-0 0OOT14144oounoowo oownoo-o aocniin0.D00WOT0-a. W67S556-a 003260两端挠度最大为-8.78mm<L/400=2.4cm由计算可知最大弯矩为365.26KN(T max二Mmax/WZ二>=(365.26103)/2980 x 10-6=122.6Mpa<145Mpa也可由上述公

11、式反算截面抗弯截面系数 WZ= Mmax& max一侧选用单根63a工字钢，可满足要求。(3) 抗剪强度：t 二QSx/lxd剪力图其中Ix/Sx 查表得I63a工字钢为54.2 , Sx/Ix为1/54.2cm ;d验算截面处腹板厚度I63a工字钢为d=13mmIx 截面惯性矩I63a工字钢为93900cmt =268.71 x 103/54.2*10 -2/13 x 10-3=38.1Mpa< t = 85 MPa抗剪强度符合要求。、12X 15方木验算12X 15方木计算参数：木材品种：柏木；E=9x 103MPa1Wbh2=0.12 X 0.15 X 0.15/6=4.5

12、 X 10站,61I=bh3=0.12 X 0.153/12=3.375 X 10-5卅。12（一）、双柱式盖梁1、受力分析12 X 15方木受力示意图如下：L><2S><10Jlumiauiiiuuimuimiuimui2、荷载计算(1) 、施工时钢筋混凝土重量 116.68M3 X 26KN/n3=3033.68KN;(2) 、模板及脚手板重量； 侧模钢模重量：面积为 38.5 ，重量为57.8KN; 侧模、底模定型钢模重量：总面积为104.6 m2,重量为139KN 铺设5cm厚脚手板重量：面积为 45.0 m,重量为15.8KN。 合计：212.6 KN。(3)

13、 、施工时人员、设备重量10KN(4) 、振捣砼时产生荷载 2KN/mX 16.1mX 2.8m=90.2KN;90.2=4035.816KN每根方木上荷载 q=4035.816X0.12/ (16.1 X2) =15KN/m3、受力验算(1) 抗弯强度计算弯矩图最大弯矩M=14.7KN或用公式M=QL8求跨中弯矩值。3-4(T =M/W=14.7X 10/4.5 X 10 =32.7MPa> ° =12MPa方木无法满足要求，改用25a槽钢，间距30cm根每根槽钢上荷载 q=4035.816 X 0.3/ (16.1 X 2) =37.6KN/m25a 槽钢计算参数：E=2.

14、1X 105MPa W=268.7crm最大弯矩为：36.85KN° 二M/W=36.8X 103/268.7 X 10-6 = 137MP豕° =145MPa25a槽钢满足强度要求。(2) 、挠度计算挠度曲线杆徜1杆謂2单元码 -水平检移v -SSfi 移&错用n -水平位移v -SBfeSMtni0 OOCOOOOO0 00407549-0 004875450.000000000 OOOOMOO-o.0046754620. 000000000 00000000-0 004375460.000000000 000000000004975<630 ODCDOO

15、OD0 000000000,00497540. OOOCXXXX)0 0ClU?b460根据计算，最大挠度为4.9mn< L/400=12mm挠度变形满足要求。(3) 、抗剪强度计算T 二V*S/(l*t w) v fvV沿平面作用的最大剪力；S半截面面积矩，查表得25a槽钢为157.8cm3;I 截面惯性矩，查表得25a槽钢为3359.1cm4;tw腹板厚度，查表得25a槽钢为9mm剪力图108=27.4Mpavfv=85MPa抗剪强度满足要求。(二)、三柱式盖梁1、受力分析15 X 15方木受力示意图如下:0 95XHJLowJT1川川川山川山川山I川川川87.4=2873.2KN每

16、根方木上荷载 q=2873.2 X 0.15/ (20.8 X 2) =10.4KN/m3、受力验算 (1)抗弯强度验算弯矩图最大弯矩为5.73KN/m。° 二M/W=5.73X 103/5.625 X 10-4 = 10.2MPa< <y =12MPa 方木强度满足要求。(2)挠度计算挠度曲线杆洁位移値(乘子二门杆攜12V 匱傥移8船角T翌憧移8姑穂10 OMKKHOO0.00076601-0. 0CM0&330 OOOOOCOOOOOOOMM-00008063320. OOOCXMOC0.00000000-0. OCM06330 OOOOOCOO0.00000

17、0000.000806333. ooocnoao. -0.000000000. 00080&330 OODOOCOO _ 一 一 0.000766010.00080633最大挠度为端部0.8mm< L/400=10mn,挠度变形满足要求。(3)抗剪强度计算截面抗剪强度必须满足：T = 3Q/2bh < T剪力图截面抗剪强度计算值 T=3 X 10.92 x 103/(2 x 150X 150)=0.728MPa截面抗剪强度设计值T=1.30MPa方木的抗剪强度计算满足要求！三、抱箍和钢棒计算(一)双柱式盖梁(1)抱箍承载力计算(1、荷载计算 盖梁砼自重：G仁3033.7kN

18、 模板自重：G2=139kN+15.8kN= 154.8kN 施工荷载与其它荷载：G3=10+90.2=100.2kN 横梁自重：G4=4X 18.6 X154.658kg/m x 10115.1kN 方木或槽钢自重：G5=88.76kNGZ=G1+G2+G3+G4+G5=3492.6kN每个盖梁按墩柱设两个抱箍体支承上部荷载，由由静力平衡方程 解得：RA二RB=3492.6/2二1746.3 kN 此值为抱箍体需承受的竖向压力N,即为抱箍体需产生的摩擦力。(2、抱箍受力计算 螺栓数目计算抱箍体需承受的竖向压力 N=1746.3kN抱箍所受的竖向压力由 M24的高强螺栓的抗剪力产生，查路桥 施

19、工计算手册第426页：M24螺栓的允许承载力：NL=P卩n/K式中：P-高强螺栓的预拉力，取225kN;卩-摩擦系数，取0.3 ;n-传力接触面数目，取1;K-安全系数，取1.5。则:NL= 225 X 0.3 x 1/1.5=45kN 螺栓数目 m计算:m=N /NL=1746.3/45=38.839个，取计算截面上的螺栓数目m=60个，矩形墩四个角各15个。则每条高强螺栓提供的抗剪力：P =N/40=1746.3/60=29.1KN v NL=45kN 故能承担所要求的荷 载。 螺栓轴向受拉计算砼与钢之间设一层橡胶，按橡胶与钢之间的摩擦系数取卩=0.35计算，抱箍产生的压力 Pb= N/卩

20、=1746.3kN/0.35=4989.4kN由高强螺 栓承担。贝心 N =Pb=4989.4kN抱箍的压力由60条M24的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为 2= Pb/60=4989.4kN /60=83.2kN<S=225kN(T 二N /A= N '(1-0.4mi/m) /A式中：N -轴心力m-计算截面受力螺栓数目，取：60个A-高强螺栓截面积，A=4.52cm(T 二N' /A= Pb (1-0.4m1/m) /A=4989.4 x (1-0.4 x 60/60)/60 x 4.52 x 10-4=11. 04kPa x 104110.4MPa< &

21、#176; =140MPa 故高强螺栓满 足强度要求。 求螺栓需要的力矩 M1) 由螺帽压力产生的反力矩 M仁u1N*L1u1= 0.15钢与钢之间的摩擦系数L仁0.015力臂 M1=0.15x 83.2 x 2) M2为螺栓爬升角产生的反力矩，升角为10°M2二卩 1 x N cos10 °x L2+N sin 10 ° x L2=0.15 x 83.2 x cos10°x 0.011+83.2 x sin10 ° x 0.011=0.294( KN- m)式中 L2=0.011 (L2 为力臂)M=M1+M2=0.187+0.294=0.4

22、81(KN m) =48.1(kg- m)所以要求螺栓的扭紧力矩M> 48(kg - m) 抱箍体的应力计算：1、抱箍壁为受拉，产生拉应力拉力 P仁 15N1 = 1豕 83.2=1248 (KN抱箍壁采用面板3 15mm勺钢板，抱箍高度为0.6m。则抱箍壁的纵向截面积：S仁0.015X 0.6=0.009(m 2)(T 二P1/S1=1248/0.009=.7MPav ° =140MPa满足设计要求。2、抱箍体剪应力t = (1/2RA) / (2S1) = ( 1/2 X 1746.3) / (2X 0.009 )=48.5MPa<T =85MPa根据第四强度理论&#

23、176; W= (° 2+ T 2) -2(TT 1/2= (.7 2+48.52) -2 X .7 X 48.5 1/2 =90.2MPa< ° W=145MP满足强度要求。(2)钢棒承载力计算1、荷载计算 盖梁砼自重：G仁3033.7kN 模板自重：G2=139kN+15.8kN= 154.8kN 施工荷载与其它荷载： G3=10+90.2=100.2kN 横梁自重：G4=4X 18.6 X 154.658kg/m X 10115.1kN 方木或槽钢自重：G5=88.76kNGZ=G1+G2+G3+G4+G5=3492.6kN每个盖梁按墩柱设两个钢棒四个头支承上部

24、荷载，由静力平衡方程解得：RA=RB=3492.6/4= 873.15 kN由于钢棒仅仅是承受剪力，所以只验算抗剪强度钢棒采用直径为© 100mm勺45#高强钢棒。T = R/A=873.15 X 1000/3.14 X 50X 50=111.2MP* t =170MPa 故能承担所要求的荷载。(二)三柱式盖梁(1)抱箍承载力计算(1、荷载计算 盖梁砼自重：G仁2165.3kN 模板自重：G2=96.1kN+19.3kN=115.4kN 施工荷载与其它荷载： G3=10+87.4=97.4kN 横梁自重：G4=2X 23.3 X 154.658kg/m X 1072.1kN 方木或槽

25、钢自重：G5=78.8kNGZ=G1+G2+G3+G4+G5=2528.9kN每个盖梁按墩柱设两个抱箍体支承上部荷载，由由静力平衡方程解得：RA=RB=2528.9/2= 1264.45 kN 此值为抱箍体需承受的竖向压力N,即为抱箍体需产生的摩擦力。(2、抱箍受力计算 螺栓数目计算抱箍体需承受的竖向压力 N=1264.45kN抱箍所受的竖向压力由 M24的高强螺栓的抗剪力产生，查路桥 施工计算手册第426页：M24螺栓的允许承载力：NL=P卩n/K式中：P-高强螺栓的预拉力，取225kN;卩-摩擦系数，取0.3 ;n-传力接触面数目，取1;K-安全系数，取1.5。则:NL= 225 X 0.

26、3 X 1/1.5=45kN螺栓数目m计算：m=N /NL=1264.45/45=28.129个，取计算截面上的螺栓数目m=48个，矩形墩四个角各12个。则每条高强螺栓提供的抗剪力：P =N/48=1264.45/48=26.3KN v NL=45kN 故能承担所要求的 螺栓轴向受拉计算砼与钢之间设一层橡胶，按橡胶与钢之间的摩擦系数取卩=0.35计算，抱箍产生的压力 Pb= N/卩=1264.45kN/0.35=3612.7kN由高强 螺栓承担。贝心N =Pb=3612.7kN抱箍的压力由48条M24的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为 2= Pb/48=3612.7kN /48=75.2k

27、N<S=225kN(T 二/A= N '(1-0.4mh/m) /A式中：N -轴心力m-计算截面受力螺栓数目，取：48个A-高强螺栓截面积，A=4.52cm(T 二/A= Pb (1-0.4m1/m) /A=3612.7 X (1-0.4 X 48/48)/48 X4.52 X 10-4=9.99kPa X 10499.9MPav (T =140MPa 故高强螺栓满足 强度要求。 求螺栓需要的力矩 M2)由螺帽压力产生的反力矩 M仁u1N*L1u1= 0.15钢与钢之间的摩擦系数L仁0.015力臂 M仁0.15X 75.2 X 2)M2为螺栓爬升角产生的反力矩，升角为10°M2二卩 1 X N cos10°x L2+N sin 10 ° X L2=0.15 X 75.2 X cos10°x 0.011+75.2 X sin10 ° X 0.011=0.266(KN- m)式中 L2=0.011 (L2 为力臂)M二M1+M2=0.169+0.266=0.434(KN m) =43.4(kg- m)所以要求螺栓的扭紧力矩M> 44(kg - m) 抱箍体的应力计算：1、抱箍壁为受拉，产生拉应力拉力 P1 = 15N1 = 1X 75.2=1128 (KN抱箍壁采用面板3 15mn的钢板，抱箍高度为