桥梁常规支架计算方法(夏龙)

桥梁常规支架计算方法中铁一局五公司施工技术部2010年9月前言近年来，公司承建的桥梁工程不断增多，桥型也出现多样化。目前在建难度较大的桥梁均不同程度使用了落地〔悬空〕支架来进行施工，比方：沪杭客专翁梅立交连续梁采用临时支墩、贝雷梁及小钢管多层组合支架进行现浇，厦蓉高速高尧I号大桥150m主跨的0号块、1号块均采用了托架悬空浇筑，西平铁路1-80m钢-混凝土组合桁梁拟定采用落地支架原位拼装等等。由于支架施工具有普遍性，公司施工技术部根据以往桥梁施工特点编写了本手册，主要比照拟常规的几种桥梁支架形式的计算方法进行介绍。计算过程中个别数值〔参数〕或分析方法可能存在一定的理解偏差甚至错误，但其计算思路是可以参考和借鉴的。本手册共分十个局部，主要内容包括：桥梁支架计算依据和荷载计算、箱梁模板设计计算、小钢管满堂支架计算、临时墩〔贝雷梁〕组合支架计算、预留孔穿销法计算、抱箍设计计算、预埋牛腿悬空支架计算、托架设计计算、简支托梁设计计算、附件。附件1、2表中介绍了支架立杆、分配梁常用材料的力学参数，对手册；附件3介绍了预应力张拉引伸量的计算方法，特别是针对非对称预应力张拉的伸长值计算。由于时间有限，不当之处在所难免，如发现需要修改和补充完善之处，请及时与中铁一局五公司施工技术部联系〔。目录1支架在桥梁施工的用途72支架计算依据和荷载计算7设计计算依据7施工荷载计算及其传递7侧模荷载7底模荷载8横向分配梁8纵梁8立杆〔临时墩〕9地基荷载为立杆〔临时墩〕下传集中荷载。9材料及其力学的性能9竹(木)胶板9热〔冷〕轧钢板9焊缝92连接螺栓10模板拉杆10方木10热轧普通型钢10地基或临时墩扩大根底〔桩根底〕11相关建议11贝雷梁11国产贝雷梁简介11桁架片力学性质12桁架片组合成贝雷梁的力学性能12桁架容许内力123箱梁模板设计计算12箱梁侧模12侧模面板计算13竖向次楞计算13水平主楞〔横向背肋〕计算14对拉杆计算15箱梁底模15底模面板计算16底模次楞〔横向分配梁〕计算16底模主楞〔纵梁〕计算174满堂支架计算17立杆及底托18立杆强度及稳定性〔通过模板下传荷载〕18立杆强度及稳定性〔依照《建筑施工扣件式钢管脚手架平安技术标准》〕18立杆压缩变形19底托检算19地基承载力20支架总体弹性沉降值215临时墩〔贝雷梁〕组合支架21荷载计算21箱梁断面划分区间21荷载计算〔顺桥方向〕21纵梁设计检算22单片贝雷桁架片荷载22贝雷桁架检算22计算补充说明22横梁检算23横梁的荷载23横梁选材和计算23支墩稳定性23强度验算23稳定验算24局部稳定验算24支墩计算的补充说明24混凝土根底及地基25地基计算25混凝土根底256悬空支架-预留孔穿销法26盖梁底模支撑纵、横梁的计算26施工荷载计算26纵向分配梁计算26横梁计算27销轴计算27销轴抗弯计算28销轴抗剪计算28合成应力28墩身混凝土局部受压计算287悬空支架-抱箍法28螺栓直径的选择29螺栓孔距及抱箍高度确实定29抱箍耳板宽度确实定29抱箍板厚确实定29从截面受拉方面考虑29从截面受剪方面考虑29抱箍耳板厚度确定30连接板焊缝计算308悬空支架-预设牛腿法30牛腿设计计算31焊缝连接计算31预埋钢筋计算31预埋筋承载力计算31预埋筋锚固长度的计算31预埋钢板厚度的计算319悬空支架-三角托架31三角托架及其使用材料31纵向分配梁32主横梁32落梁楔块32三角托架32预埋牛腿32施工荷载的计算34混凝土荷载34模板荷载34内外模桁架或支架34临时荷载34纵向分配梁计算34箱梁腹板位置纵向分配梁34箱梁底板位置纵向分配梁计算35翼板下面纵向分配梁35主横梁计算35中间位置主横梁检算35靠近墩身位置主横梁检算36砂桶计算36托架计算36托架水平撑37托架斜撑37水平撑牛腿37斜撑牛腿3710悬空支架-简支托梁38简支托梁及其使用材料38横向分配梁38简支纵梁38落梁楔块38横向分配梁计算39纵梁计算39横向托梁39牛腿检算3911补充说明40附表一：支架施工常用的立杆〔临时支墩〕材料40附表二：支架施工常用的分配梁〔横纵梁〕材料41附件三：预应力筋单双向张拉〔非对称〕的伸长值计算431张拉伸长值的重要性432后张法预应力筋理论伸长值计算公式说明432.1预应力筋伸长值计算的分段原那么432.2AB段截面拉力、截面平均拉力和伸长值432.4CD段截面平均拉力和伸长值44预应力筋张拉施工总伸长值计算443对不同张拉方式伸长值计算实例453.1单向张拉实例453.2双向张拉实例454理论伸长值与设计图纸数值偏差的原因475理论伸长值与实际伸长值偏差的原因476伸长值计算补充说明481支架在桥梁施工的用途支架在桥梁的施工方面有着比拟广泛的作用，可以作为现浇梁、盖梁施工的主要承力结构，墩身施工的工作平台，内模的横〔竖〕向支撑系统，施工人员下上的通行斜道，材料、机具运输的吊装设施等等。支架法施工除在设计方面有要求外，根据现场经验，在以下情况建议通过变更设计采用支架施工：山区施工没有建设预制场的条件建议支架现浇；桥梁两端地形限制无法拼装架桥机或运梁条件差；桥梁平曲线半径较小，预制箱梁翼板变化较大；桥梁跨线时两侧盖梁轴线不平行导致在同一跨板长差异较大致使预制、架设难度和施工投入〔改造预制台座和龙门吊〕大；桥梁由于设计跨度不同，大跨预制梁的架设存在难度〔施工期间需要改造或更换架桥设备〕；预制、架设施工不能满足进度要求等情况。2支架计算依据和荷载计算桥梁施工中不同的支架方式均有成功的案例为后续施工提供良好的借鉴。本文主要对不同的常规支架形式的计算进行介绍，通过对支撑结构的力学分析和理解，才能选用到适合不同工程特点的支架形式，才能对支架体系的薄弱环节进行有效的现场控制，才能对混凝土性能、浇筑高度、浇筑速度等主要指标予以确定和控制，才能保证相同桥型相同支架方式产生相同的效果，防止质量和平安事故。设计计算依据《公路桥涵施工技术标准》JTJ041-2000，2000年11月《木结构设计标准》，GB50005-2003，2004年1月《混凝土结构设计标准》，GB50010-2002，2002年4月《钢结构设计标准》，GB50017-2003，2003年4月《建筑工程大模板技术规程》，JGJ74-2003，2003年10月《建筑施工扣件式钢管脚手架平安施工标准》JGJ130-2001《建筑施工碗扣式脚手架平安技术标准》JGJ166-2008《建筑施工门式钢管脚手架平安技术规程》JGJ128-2000《钢管脚手架扣件》GB15831-2006《建筑地基根底设计标准》GB50007-2002《建筑结构荷载标准》GB50009—2001《扣件式钢管脚手架计算手册》，王玉龙，2008年《建筑施工计算手册》，江正荣，2001年7月施工荷载计算及其传递支架选型完成后，其计算的思路和原那么应从上至下进行。侧模荷载2。倾倒混凝土时产生的水平荷载标准值：采用泵送混凝土时为4KN/m2；采用溜槽、串筒为2KN/m2；采用容积3以下漏斗为4KN/m2；采用容积3以下漏斗为6KN/m2。振捣混凝土时对竖向结构模板产生的荷载标准值为4KN/m2。现浇混凝土对模板的侧压力标准值：F=0.22*r*t0*B1*B2*V1/2①F=r*H②F——新浇筑砼对模板的最大侧压力〔KN/m2〕；r——砼的重力密度〔KN/m3〕，计算时钢筋混凝土取26KN/m3；t0——新浇筑的初凝时向〔h〕，可按实测确定，如缺乏试验资料时可采用t0=200/〔T+15〕计算〔T为砼的温度℃〕；H——砼侧压力计算位置处至新浇砼顶面的总高度〔m〕；B1——外加剂影响修正系数，掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2，无外加剂取1；B2——砼坍落度影响修正系数，当坍落度小于11cm时取1.1，坍落度大于11cm时取1.15；V——砼的浇筑速度〔m/h〕。公式①、②计算结果取二者中的较小值。取较小值的原因分析：对于高度较低的模板来说其侧压力主要取决于浇筑高度，而对于浇注高度较大的情况下按浇注高度计算结果是不真实的，因为墩身混凝土随着时间推移浇筑部位不断上移，底部混凝土凝固对底部侧模的影响逐渐减小，对于墩身浇筑选用较小值是比拟符合实际。但是计算取较小值的条件：现场必须对混凝土的坍落度和浇筑速度进行严格控制，其次对初凝时间应现场认真测定。模板荷载分项系数：活载〔施工人员、机具，倾倒、振捣混凝土荷载〕取1.4，恒载〔新浇混凝土对侧模的压力〕取1.2。模板荷载效应组合：计算模板承载能力时=，计算模板抗变形能力时=。有效压头高度：h=F/r。底模荷载2。2。2。KN/m2，钢模0.75-1.25KN/m2。钢筋混凝土密度取26KN/m3，尚需*1.05〔混凝土胀模系数，建议采用〕。根据箱梁断面荷载作如下划分：模板荷载效应组合：恒载*1.2+活载*1.4。〔活载主要包括：施工人员荷载、施工机具荷载、倾倒混凝土荷载、振捣混凝土荷载。恒载主要包括：混凝土荷载、模板自重荷载〕横向分配梁梁底横向分配梁〔模板次楞〕荷载取值与底模荷载相同。纵梁纵梁〔模板主楞〕荷载为横向分配梁〔模板次楞〕传递的集中荷载。立杆〔临时墩〕立杆〔临时墩〕荷载为纵梁〔模板主楞〕下传集中荷载。由于在模板计算荷载时已考虑了恒载和活载的组合效应，故模板主楞下传至立杆的荷载可直接计算立杆稳定性。也可根据《建筑施工扣件式钢管脚手架平安技术标准》进行荷载计算。立杆稳定性荷载组合和分项系数：1.2*永久荷载+1.4*施工均布活荷载；1.2*永久荷载+1.4*0.85*〔施工均布活荷载+风荷载〕。永久荷载包括：混凝土荷载、模板荷载、支架荷载。施工均布荷载：施工人员荷载，施工机具荷载，倾倒混凝土荷载、振捣混凝土荷载。z*us*w0。公式中uz—风压高度变化系数，可查《建筑结构荷载标准》；us—风荷载脚手架体型系数，可查《建筑施工扣件式钢管脚手架平安技术标准》，w0—根本风压，可查《建筑结构荷载标准》。地基荷载为立杆〔临时墩〕下传集中荷载。落地支架计算顺序：模板→横梁〔分配梁〕→纵梁→立杆〔临时墩〕→地基〔桩基〕。托架〔牛腿、抱箍〕计算顺序：模板→横梁〔分配梁〕→纵梁→斜撑〔牛腿、箍身〕→墩柱混凝土。材料及其力学的性能2竹(木)胶板木胶板作模板面板时抗弯强度设计值13N/mm2，弹性模量为9.0*103N/mm2，挠度极限值L/400。由于桥梁施工处于露天环境，根据标准的要求进行调整，fm2，E=9.0*103*0.85=7.65*103N/mm2。自重计算时采用密度550Kg/m3m3〕。竹胶板作模板面板时抗弯强度设计值30-35N/mm2(暂无相关依据,参考其产品介绍)，弹性模量为5.5*103N/mm2，挠度极限值L/400。由于桥梁施工处于露天环境，根据标准的要求进行调整，fm=30*0.9=27N/mm2，E=5.5*103*0.85=*103N/mm2。自重计算时采用密度950Kg/m3m3〕。两种板外表几何尺寸2440*1220mm，板厚9、10、12、15、18、20mm等规格，周转次数控制在15次以内热〔冷〕轧钢板热轧板硬度低，加工容易，延展性能好。冷轧板硬度和强度高，做钢模面板时加工相对困难，但使用过程不易变形。一般选用4-8mm厚热轧钢板作为模板面板，2，抗剪强度125N/mm2，弹性模量为206*103N/mm2，挠度极限值L/400。深水钢护筒、钢围堰〔套箱〕多项选择用厚度10mm以上热轧钢板。客专〔50m以上跨度的公路〕预制箱梁大模板多项选择用厚度12焊缝抱箍、牛腿、挂蓝以及吊架等临时承重结构焊缝一般需要进行无损探伤检测，对接焊缝必须做无损探伤。焊缝验收等级共三个级别〔三级为最低〕，对接焊缝的焊接等级不能低于二级。焊缝等级检测比拟简单对现场施工影响不大，一般使用超声波探伤仪检查。对于临时结构焊缝较多时，现场对焊缝抽查时原那么上优先选取受拉部位焊缝。钢模板角焊缝一般情况下无须进行探伤检测。焊缝等级见钢规条，阅读时注意条文解释。根据《钢结构设计标准》3.4规定：抗弯强度设计值160N/mm2，抗剪强度160N/mm2。焊缝计算高度按实际焊缝高度的0.7为计算依据。连接螺栓①普通螺栓：钢材材质 Q235。共分A、B、C三级，前两种是精制螺栓，现场使用较少。C级为粗制螺栓，钢模板连接根本上为C级螺栓，普通螺栓在施工中可重复使用。。根据《钢结构设计标准》3.4规定：抗拉强度设计值170N/mm2，抗剪强度140N/mm2抗拉强度设计值210N/mm2，抗剪强度190N/mm2抗拉强度设计值400N/mm2，抗剪强度320N/mm2。②高强螺栓：钢材材质级)和级)，为预应力螺栓，必须按要求使用扭矩扳手施加一定的预拉力方可有效。高强螺栓不可重复使用，常用的有M16-M30，超大规格的高强螺栓性能不稳定，应慎重使用。在普通桥梁中抱箍大多采用高强螺栓，大跨桥梁的临时设备使用比拟多见。高强螺栓在使用时分为摩擦型高强螺栓与承压型高强螺栓，设计计算方法上需区别对待。摩擦型以连接板之间出现滑动作为承载能力极限状态，承压型以板层间出现滑动作为正常使用极限状态，而以连接破坏作为承载能力极限状态。高强螺栓分为8.8级和10.9级。根据《钢结构设计标准》3.4规定：承压型高强螺栓抗拉强度设计值400N/mm2，抗剪强度250N/mm2抗拉强度设计值500N/mm2，抗剪强度310N/mm2。模板拉杆规定：①HPB235(Q235或圆钢)抗拉强度设计值210N/mm2，弹性模量为210*103N/mm2；②HRB335(20MnSi或螺纹钢)抗拉强度设计值300N/mm2，弹性模量为200*103N/mm2。方木作为支架横纵分配梁或模板背楞，：普通松木的抗弯强度设计值13N/mm2，抗剪强度1.5N/mm2，弹性模量为9.5*103N/mm2，挠度极限值L/400。由于桥梁施工处于露天环境，根据标准的要求进行调整，fm=13*0.9=12〔实际施工中建议不得〕，ft2，E=9.5*103*0.85=8.07*103N/mm2。由于木材种类较多，重要工程特殊结构使用方木时，需参考《木结构设计标准》，确定其准确的力学指标。热轧普通型钢热轧型钢材质大多为Q235。热轧型钢在桥梁施工中常用的主要有角钢、槽钢、工钢、H钢及钢管等。角钢有等边角钢和不等边角钢之分，等边角钢规格L20*3-L200*24，不等边角钢规格L25*16*3-L200*125*18,较小角钢一般作为钢模的次肋,稍大角钢可作为底模分配梁或铺设便(栈)桥桥面等。槽钢规格[5-[40c，小号槽钢可作为钢模的主肋、底模分配梁、支架剪刀撑或铺设便(栈)桥桥面等，大号槽钢可作为桥梁施工大型临时设备等的主要材料。工钢规格I10-I63c，小号工钢可作为钢模的主肋、底模分配梁或铺设便(栈)桥桥面等，大号工钢可作为桥梁施工大型临时设备等的主要材料。H钢用途与工钢相似。HW〔宽翼缘〕规格100*100-400*400，HM〔中翼缘〕规格150*100-600*300，HN〔窄翼缘〕规格100*50-900*300。大钢管主要作为竖向支撑，小钢管可作为支架系杆或立杆。钢管规格ΦΦ630*12。热轧型钢作为支架横纵分配梁、立杆、立柱或模板背楞等时：①腹板〔管壁〕厚度小于等于16mm，抗弯强度设计值215N/mm2，抗剪强度125N/mm2，弹性模量为206*103N/mm2，挠度极限值L/400。②腹板〔管壁〕厚度大于16mm小于60mm，抗弯强度设计值205N/mm2，抗剪强度120N/mm2，弹性模量为206*103N/mm2，挠度极限值L/400。③钢材密度为7850Kg/m3，m3。自重计算时建议采用1.1-1.2的放大系数。地基或临时墩扩大根底〔桩根底〕跨线施工时落地支架在既有高速公路路面时，路面承载力不大于250KPa为宜。一般的土质地基经过换填处理应在150-220KPa，假设地基承载力不能满足时，满堂支架可考虑增加立杆数量或进行场地硬化，临时支墩可增加混凝土基座的几何尺寸或采用桩基。未硬化的满堂支架地基应注意临时排水设施通畅。支架地基局部处于坡面位置应提前修成台阶，无法碾压处理时立杆根部垫入方木〔板〕或钢模等材料，立杆根部适当增加横杆、斜杆数量。落地支架地基处理应重视承台基坑回填的质量。地基处理应满足施工承载力的需要，数据可通过现场实测。混凝土根底或桩基应按局部承压进行计算并满足强度要求，混凝土材料弹性模量：C15为22*103N/mm2;C20为25.5*103N/mm2;C25为28*103N/mm2;C30为30*103N/mm2。2.3.9相关建议在支架材料的选择上不主张使用特级钢或截面积较大的钢材；其次支架法浇筑箱梁不主张使用钢模，既浪费材料又增加施工恒载；横〔纵〕向分配梁为了固定模板可以选择方木外，纵〔横〕梁尽可能选用周转次数较多的型钢〔槽10-槽20，I10-I20〕。型钢撤除后局部可以使用在隧道初支，也可作为便桥的铺板或搭设其他施工平台。在支架设计之前应参考同类桥型、类似地基情况以及地形比拟接近的相关成功案例，结合现场实际建立一个或多个初步的支架布置方案，通过后续的检算确定其合理性和可行性。贝雷梁作为桥梁支架、水中栈桥、便桥、施工平台或吊装设备主要的构件，在本章单独进行介绍。国产贝雷梁简介国产贝雷梁其桁节使用16锰钢，销子采用铬锰钛钢，插销用弹簧钢制造，焊条用T505X型。材料的容许应力按根本应力提高30％，个别钢质杆件超过上述规定时，不得超过其屈服点的85％，计算贝雷梁自身构件时采用的容许应力如下：16锰钢拉应力、压应力及弯应力为×210＝273MPa；剪应力为×160＝208MPa。30铬锰钛拉应力、压应力及弯应力为×1300＝1105MPa；剪应力为×1300＝585MPa。贝雷梁主要构件自重：桁架节270Kg/片，桁架螺栓3Kg/个，销子3Kg/个，斜撑11Kg/根，支撑架21Kg/副，弦杆螺栓2Kg/个，加强弦杆80单片桁架高150cm，长度300cm。桁架片力学性质弦杆截面面率cm2，弦杆惯矩cm4，弦杆断面率cm4，桁片允许弯矩KN.m，弦杆盘旋半径3.94cm，自由长度75cm，长细比19.0，纵向弯曲系数0.953，弦杆纵向容许受压荷载663KN也可计算简化成单杆系可采用：Ix＝×10-8m4，y＝，截面积A＝×10-4m桁架片组合成贝雷梁的力学性能单排单层〔不加强型〕截面抵抗矩W=3，截面惯性矩I=4。单排单层〔加强型〕截面抵抗矩W=3，截面惯性矩I=4。双排单层〔不加强型〕截面抵抗矩W=cm3，截面惯性矩I=cm4。双排单层〔加强型〕截面抵抗矩W=1cm3，截面惯性矩I=cm4。三排单层〔不加强型〕截面抵抗矩W=3，截面惯性矩I=4。三排单层〔加强型〕截面抵抗矩W=3，截面惯性矩I=4。双排双层〔不加强型〕截面抵抗矩W=3，截面惯性矩I=4。双排双层〔加强型〕截面抵抗矩W=3，截面惯性矩I=4。三排双层〔不加强型〕截面抵抗矩W=3，截面惯性矩I=4。三排双层〔加强型〕截面抵抗矩W=3，截面惯性矩I=4。桁架容许内力不加强型：单排单层容许弯矩M=KN.m，容许剪力Q=KN。双排单层容许弯矩M=KN.m，容许剪力Q=KN。三排单层容许弯矩M=KN.m，容许剪力Q=KN。双排双层容许弯矩M=KN.m，容许剪力Q=KN。三排双层容许弯矩M=KN.m，容许剪力Q=KN。加强型：单排单层容许弯矩M=KN.m，容许剪力Q=KN。双排单层容许弯矩M=KN.m，容许剪力Q=KN。三排单层容许弯矩M=KN.m，容许剪力Q=KN。双排双层容许弯矩M=KN.m，容许剪力Q=KN。三排双层容许弯矩M=KN.m，容许剪力Q=KN。说明：三排单层贝雷的容许弯矩可按单排单层的乘以3再乘以不均匀系数；双排双层的可按单排单层的乘以4再乘；三排双层的可按单排单层的乘以8再乘。3箱梁模板设计计算箱梁侧模以新安江特大桥主桥箱梁为例。现浇混凝土对模板的侧压力计算：新浇筑的初凝时间按8h，腹板一次浇注高度，浇注速度/h，混凝土无缓凝作用的外加剂，设计坍落度16mm。1/22KN/m2故KN/m2作为模板侧压力的标准值。q1=6*1.2+〔1.5+4+4〕*1.4=KN/m2〔适应计算模板承载能力〕q2=*1.2=7KN/m2〔适应计算模板抗变形能力〕侧模面板计算面板为20mm厚木胶板，模板次楞〔竖向分配梁〕间距为300mm，计算高度1000mm。面板截面参数：Ix=666670mm4，Wx=66667mm3，Sx=50000mm3，腹板厚1000mm按计算简图1〔3跨连续梁〕计算结果：Mmax=0.82*106，Vx=16315N，fmax=0.99由Vx*Sx/(Ix*Tw)得计算得最大剪应力为MPa，不满足。由Mx/Wx得计算得强度应力为MPa，满足。由fmax/L得挠跨比为1/304，不满足。按计算简图2〔较符合实际〕计算结果：Mmax=0.25*106N.mm，Vx=9064N，fmax=0.1由Vx*Sx/(Ix*Tw)得计算得最大剪应力为MPa，满足。由Mx/Wx得计算得强度应力为MPa，满足。由fmax/L得挠跨比为1/1662，满足。由此可见合理的建立计算模型确实能减少施工投入防止不必要的浪费。竖向次楞计算次楞荷载为：q3=*103*0.3=27192N/m=2N/mm，选用方木100*100mm，截面参数查附表。水平主楞间距为900mm，按3跨连续梁计算。按计算简图计算Mmax=*106N.mm，Vx=14683N，fmax=1.92mm，Pmax=26.92*103计算结果：由Vx*Sx/(Ix*Tw)得计算得最大剪应力为MPa，不满足。由Mx/Wx得计算得强度应力为1MPa，不满足。由fmax/L得挠跨比为1/469，满足。在不满足施工的情况下调整水平主楞间距为600mm8*106N.mm，Vx=9788N，fmax=mm，Pmax=17.95*103N。由Vx*Sx/(Ix*Tw)得计算得最大剪应力为7MPa，满足。由Mx/Wx得计算得强度应力为5.87MPa，满足。由fmax/L得挠跨比为1/1584，满足。3水平主楞〔横向背肋〕计算水平主楞竖向间距经计算确定为600mm，水平向对拉杆最大距离为900mm，其水平向荷载为竖向次楞传递的集中力17.95*103N〔水平向，间距300mm〕。以对拉杆作为支承点，按3跨连续梁进行计算选用2根12号普通槽钢，截面参数Ix=7.64*106mm4，Wx=121259mm3，Sx=3，腹板总厚11mm。工况2为最不利荷载位置，计算结果：Mmax=5.12*106N.mm，Vx=32609N，fmax=8mm，Pmax=59.54*103由Vx*Sx/(Ix*Tw)得计算得最大剪应力为27.72MPa，满足。由Mx/Wx得计算得强度应力为42.19MPa，满足。由fmax/L得挠跨比为1/5075，满足。为了充分发挥槽钢性能，将拉杆水平间距调整为1200mm，出现以下两种工况：工况1计算结果：Mmax=8.89*106N.mm，Vx=43304N，fmax=0.55mm，Pmax=*10工况2计算结果：Mmax=8.08*106N.mm，Vx=44875N，fmax=0.52mm，Pmax=7由Vx*Sx/(Ix*Tw)得计算得最大剪应力为MPa，满足。由Mx/Wx得计算得强度应力为MPa，满足。由fmax/L得挠跨比为1/2176，满足。对拉杆计算对拉杆轴向拉力由上知为7KN〔水平主楞的最大支承力〕。也可根据对拉杆水平间距a=1200mm，垂直间距b=600mm，拉杆采用Ф20圆钢，故以7KN的轴向拉力做为控制计算。σ=N/A=7*103/314=2N/mm2＜fy=300N/mm2，满足施工要求。混凝土结构设计标准GB50010-2002中规定fy=300N/mm2，建筑施工计算手册第554页fy=310N/mm2。但建筑施工计算手册第449页对Ф20拉杆容许拉力38.2KN作出规定，即f容许=170N/mm2。两者之间存在矛盾，参考时需注意。从平安的角度考虑当f容许=170N/mm2时，拉杆面积应大于或等于79200/170=466mm2，拉杆直径应大于或等于箱梁底模钢模和木模计算方法是一样的，但钢模需要单独设计，梁底木模实际是支架体系的一局部。对于小钢管满堂支架来说，木模面板的强度决定了横向分配梁〔模板次楞〕的间距，横向分配梁的强度又决定了纵梁〔模板主楞〕的间距和立杆的横距，纵梁的强度又决定了立杆的纵距。计算中取值：施工人员及设备荷载为2，倾倒混凝土时产生的竖向荷载为4.0KN/m22，木模自重荷载为/m2。混凝土密度取26KN/m3，底板和顶板混凝土胀模系数为1.05。计算底板时，施工人员荷载、设备荷载、木模自重荷载需要考虑箱内的影响。由于腹板下底模受力最大，以其作为控制计算。箱梁腹板高度，其混凝土自重荷载为4.5*26=117KN/m2。q1=〔117+0.5〕+4+2〕*1.4=KN/m2〔适应计算模板承载能力〕q2=〔117+0.5〕*1.2=KN/m2〔适应计算模板抗变形能力〕2。q3=〔20.48+0.5*2〕*1.2+〔1.5*2+42〔适应计算模板承载能力〕q42〔适应计算模板抗变形能力〕底模面板计算以腹板下底模面板做控制计算。面板为20mm厚木胶板，模板次楞〔横向分配梁〕间距为300mm，计算宽度1000mm。按计算简图〔5跨连续梁〕计算结果：Mmax=*106N.mm，Vx=15150N，fmax=0.20由Vx*Sx/(Ix*Tw)得计算得最大剪应力为MPa，满足。由Mx/Wx得计算得强度应力为MPa，满足。由fmax/L得挠跨比为1/994，满足。3.底模次楞〔横向分配梁〕计算横向分配梁选用100*100mm方木，间距300mm。腹板下面次楞荷载为*103*0.3=45450N/m=N/mm。底板下面次楞荷载为38.38*103*0.3=11514N/mN/mm。腹板下纵梁间距为300mm，底板下纵梁间距600mm，腹板下面计算结果：09*106N.mm，Vx=8181N，fmax=，Pmax=14.0*103N。由Vx*Sx/(Ix*Tw)得计算得最大剪应力为1.23MPa，满足。由Mx/Wx得计算得强度应力为2.45MPa，满足。由fmax/L得挠跨比为1/7580，满足。底板下面计算结果：Mmax=*106N.mm，Vx=4147N，fmax=mm，Pmax=*103N。由Vx*Sx/(Ix*Tw)得计算得最大剪应力为MPa，满足。由Mx/Wx得计算得强度应力为MPa，满足。由fmax/L得挠跨比为1/3740，满足。底模主楞〔纵梁〕计算纵梁荷载为横向分配梁传递的集中力14.0KN〔腹板下，荷载间距300mm〕、7.6KN〔底板下，荷载间距300mm〕，以腹板下纵梁作为控制计算。纵梁选用120*150mm方木，截面参数查纵梁下立杆步距600mm，按3跨连续梁计算。工况1计算结果：Mmax=*106N.mm，Vx=18872N，fmax=0.14mm，Pmax=*10工况2计算结果：Mmax=*106N.mm，Vx=17150N，fmax=0.18mm，Pmax=*10由Vx*Sx/(Ix*Tw)得计算得最大剪应力为MPa，略大于设计强度，根本满足。由Mx/Wx得计算得强度应力为MPa，满足。由fmax/L得挠跨比为1/3333，满足。4满堂支架计算碗扣式钢管支架门架式钢管支架扣件式满堂支架〔后图为斜腿钢构〕立杆及底托立杆强度及稳定性〔通过模板下传荷载〕由上例可知，腹板下单根立杆〔横向步距300mm，纵向步距600mm〕在最不利荷载作用下最大轴力，在模板计算荷载时已考虑了恒载和活载的组合效应〔未计入风压，风压力较小可不予考虑〕。可采用此值直接计算立杆的强度和稳定性。立杆选用Ф48*3.5小钢管，由于目前的钢管壁厚均小于并且厚度不均匀，可按ФФ48*3.0进行稳定计算。以下按Ф，截面A=424mm2。横杆步距900mm，顶端〔底部〕自由长度450mm，那么立杆计算长度900+450=1350mm。按GB50017--2003第132页注1计算得绕X轴受压稳定系数φx=φy=。强度验算：2=73.47MPa，满足。稳定验算：31150/(0.656875*424)=111.82MPa，满足。立杆强度及稳定性〔依照《建筑施工扣件式钢管脚手架平安技术标准》〕支架高度16m，腹板下面横向步距m，纵向〔沿桥向〕步距m，横杆步距m。立杆延米重=33N立杆荷载计算：单根立杆自重：(16+〔16/0.9〕*〔0.3+0.6〕)*33=1210N=1.21KN。单根立杆承当混凝土荷载：26*4.5*0.3*0.6=21.06KN。单根立杆承当模板荷载：0.5*0.3*0.6=0.09KN。单根立杆承当施工人员、机具荷载：1.5*0.3*0.6=0.27KN。单根立杆承当倾倒、振捣混凝土荷载：〔2.0+4.0〕*0.3*0.6=1.08KN。风荷载：WKz*us*w0风压高度变化系数uz查《建筑结构荷载标准》表可取1.25〔支架高度20m内，丘陵地区〕；风荷载脚手架体型系数usψ〔敞开框架型，ψ为挡风系数，可查《建筑施工扣件式钢管脚手架平安技术标准》表A-3，表中无参照数据时可按下式计算〕；挡风系数ψ=1.2*An/Aw。1.2为节点增大系数；An为挡风面积〔An=〔L+h+0.325*L*h〕*d=〔0.6+0.9+0.325*0.6*0.9〕*0.048=2，L为立杆的纵距，h为横杆的步距，0.325为每平方米剪刀撑的长度，d为钢管的外径〕；Aw为迎风面积〔Aw=L*h=0.6*0.9=2，L为立杆的纵距，h为横杆的步距〕。故ψ〕；根本风压w0查《建筑结构荷载标准》KN/m2〔根据地区情况，浙江杭州〕。风荷载为WK=0.7*1.25*1.3*0.114*0.3=0.04KN/m2。不考虑风载时立杆的强度和稳定性：立杆计算荷载：N=1.2*〔1.21+21.06+0.09〕+1.4*〔0.27+1.08〕=28.72KN。由于28.72KN<31.15KN(单根立杆在最不利荷载作用下由模板下传的最大轴力P=31.15KN)，由于立杆最大轴力为31.15KN时已通过强度和稳定性计算，故无需检算。考虑风载时立杆的强度和稳定性：〕4KN=28440N。风荷载产生的弯矩：MW=1.4*0.85*WK*L*h2/10〔3跨连续梁弯矩公式，L为立杆的纵距，h为横杆的步距〕，MW2=2300N.mm。立杆长细比84.64,计算得绕X轴受压稳定系数φx=φy=0.656875。立杆截面参数A=424mm2，W=4493mm3。由N/〔φ*A〕+MW/W=28440/(0.656875*424)+2300/4493=102.62N/mm2=102.62MPa，满足。立杆压缩变形ε=N*H/(E*A)=28720*16000/(2.06*105*424)=H为立杆的总高度，E为弹性模量，A截面面积。底托检算当立杆最大轴力超过40KN时，那么大于标准底托的承载能力，需要另行设计底托或对现有底托采用加强措施〔《扣件式钢管脚手架计算手册》90页，王玉龙编著〕。P=31.15KN<40KN，N=28.44KN<40KN，故满足底托承载力要求。复杂地形组合支架跨线〔河〕组合支架地基承载力模板下传最不利荷载作用下最大轴力31.15KN，立杆下传轴力采用根据标准计算为28.72KN，以31.15KN作为控制计算。一个底托下混凝土垫板最大面积为0.3*0.6=2〔腹板下面，按全部硬化处理〕。地基承载力设计值最小需要满足31150/0.18=173.06KPa。当立杆横纵间距大于时，通过以下方法来计算地基承载力：底托宽度，硬化混凝土厚度h，混凝土压力扩散角为45。那么立杆轴力传递到地基外表的面积为〔2*h+0.15〕2。上例中混凝土厚度2=2。在此说明：根据《扣件式钢管脚手架平安施工标准》5.5立杆地基承载力计算：地基承载力设计值fg=kc*fk〔fk为地基承载力标准值，kc为支架地基承载力调整系数，对碎石土、砂土、回填土应取0.4，对粘土应取0.5，对岩石、混凝土应取1。4.3支架总体弹性沉降值面板最大挠度，次楞〔横梁〕最大挠度，主楞〔纵梁〕最大挠度，立杆压缩值，那么不考虑地基沉降因素支架弹性沉降值为：。5临时墩〔贝雷梁〕组合支架荷载计算箱梁断面划分区间首先根据纵梁的位置对箱梁划定区间：单侧翼板面积A1=2，顶板对应宽度为。单侧腹板面积A2=2，顶板对应宽度为。底板面积2*A3=2*1.325=2，顶板对应宽度为2*2.58=。顶板面积2*A4=2*0.737=2，顶板对应宽度为2*2.58=。荷载计算〔顺桥方向〕翼板局部：*3.84=4.22KN/m〔钢模板取110kg/m22〕施工临时荷载腹板局部：模板荷载1.1*〔4.0*2+0.9〕=9.79KN/m〔内外腹板+底板局部〕荷载组合1.2*〔+〕+1.4*=KN/m底板局部：混凝土荷载〔2.650+1.474〕*26*1.05=KN/m〔底板+顶板〕模板荷载1.1*=KN/m〔顶板+底板局部〕施工临时荷载*2+0.2+0.4〕*=KN/m〔施工人员机具荷载*2〕荷载组合1.2*〔+〕+1.4*=KN/m纵梁设计检算贝雷上横向分配梁计算同前，略。单片贝雷桁架片荷载单侧翼板纵梁选用2排单层贝雷桁架片，单片2=KN/m。单侧腹板纵梁选用3排单层贝雷桁架片，单片3=KN/m。底板纵梁选用选用5排单层贝雷桁架片，单片5=KN/m。单层贝雷桁架片300/3=100KgKN/m。贝雷桁架检算以腹板纵梁作为控制计算，临时支墩跨度8.0m计算简图：计算结果：Mmax=KN.m，Vx=KN，fmax=mm，Pmax=N。贝雷桁架片参数见前面介绍。由Vx*Sx/(Ix*Tw)得计算得最大剪应力为MPa，满足。由Mx/Wx得计算得强度应力为MPa，满足。由fmax/L得挠跨比为1/3144，满足。Mmax=，满足。Vx=KN，满足。计算补充说明由于建立贝雷模型时其力学参数与前文描述略有差异，计算结果会存在一些偏差，仅在施工中提供参考。其次计算时将3*8m贝雷桁架看做刚性材料，未考虑中其中销轴部位变形。其应在强度满足和容许弯矩、剪力满足的情况下可通过加载预压的方式来获取准确下挠值。现场解决贝雷下挠大的方法：增加贝雷桁架数量；贝雷梁错孔布置；增加梁片横向联系；减少支墩跨度。使用贝雷梁作栈〔便〕桥时，应分析活载作用下多种最不利荷载组合。桥面较宽时现场应结合计算时采用的假定条件，对重载车辆行驶的速度和轮位进行严格限制。横梁的荷载横梁荷载：横梁承当贝雷梁下传的集中荷载，由于不同部位的贝雷梁下传荷载不同，故应分别计算。由可知，箱梁腹板位置单片贝雷下传荷载P腹=N。经计算：箱梁底板位置单片贝雷下传荷载P底=KN，箱梁翼板位置单片贝雷下传荷载P翼=KN。横梁选材和计算横梁的选用与支墩的数量和布置有必然的关系，支墩设计少那么钢横梁相应型号较大，支墩布置不合理那么横梁选材相对困难。由于箱梁荷载主要集中在腹板位置，其次箱梁翼板下方横梁的悬臂不宜太长，可将支墩放置在靠近腹板的位置两侧，该位置支墩间距1.5-2.5m为宜〔较小值适应铁路，较大值适应为了减少横梁的变形，支墩的位置尽可能和上面一组贝雷片对应使该组贝雷梁不对横梁产生弯矩。合理布置完成支架结构，横梁通过试算进行选材。横梁试算：横梁计算简图：计算结果：Mmax=KN.m，Vx=KN，Pmax=1408.9KN。横梁首先选用2*I40a进行试算由Mmax/Wx计算得稳定应力为MPa，满足。由Vmax*Sx/(Ix*Tw)3MPa，不满足。自由端最大挠度为fmax=14.60mm选用2*I45a进行试算，试算结果：由Mmax/Wx计算得稳定应力为MPa，满足。由Vmax*Sx/(Ix*Tw)计算得最大剪应力为MPa，满足。自由端最大挠度为fmax=mm(挠跨比为1/411)，满足。现场即可选用2*I45a作为横梁。经过计算可知，自由端受挠度制约，腹板下受剪力制约，中间两根支墩受压较大〔〕。5.4支墩稳定性支墩最大轴力P=KN。支墩选用Φ500*10热轧钢管，截面积A=mm2，支墩高度18m。强度验算轴压力N=1408.9KN，2MPa，满足〔由最大板厚10mm得截面抗拉抗压抗弯强度设计值f=215MPa〕。稳定验算其回转半径ix=8mm，绕X、，截面为b类截面按GB50017--2003第132页注1计算，得绕X、Y轴受压稳定系数φx=φ。计算得绕X、Y轴1MPa，满足。局部稳定验算外径与壁厚之比为50满足(见GB50017--2003第59页外径与壁厚之比不能超过100)。支墩计算的补充说明在支墩高度较低的情况下，自由长度可以按支墩高度计算。在斜拉桥、悬索桥等横梁施工时支墩高度比拟大，支墩一般8-10m左右和塔身固定，自由长度可取支墩顶端自由长度+10m来计算比拟合理。对支墩的计算仅考虑了轴向力，施工时横梁的布置必须位于支墩中部〔有必要的情况下应对横梁两侧加设限位板〕，尽可能防止支墩人为造成的偏心，特别针对较高支墩应加强现场控制。由于不同位置支墩受压不同，支墩安装的垂直度存在误差，所以较高的支墩应设剪刀撑，一方面增加了支架整体性能，另一方面可有效缩短了支墩的自由长度。临时墩、贝雷梁组合支架支墩横桥向支墩纵桥向5.5混凝土根底及地基地基计算KN。对地基的强度要求与混凝土根底底面积大小有关。地基承载力取180KPa2。混凝土根底横向宽度根据支架布置情况取时，那么宽度应不小于。5.5.2混凝土根底支墩为Φ500*10热轧钢管，那么混凝土根底顶面预埋钢板尺寸应大于600*600mm。那么混凝土根底局部受压：MPa。C15混凝土即可满足，实际施工中大多采用C20钢筋〔素〕混凝土。根据建筑地基根底设计标准〔GB50007-2002〕要求：柱下条形根底的混凝土强度等级，不应低于C20。根据上述标准要求：柱下条形根底梁的高度宜为柱距的1/4-1/8〔最大柱距400cm，根底高度应控制在50-100cm〕，〔跨距，那么外伸长度应为65cm〕。减少根底混凝土用量的方法有：提高地基承载力；混凝土根底可设计成阶形和锥形；支墩跨度减小；使用独桩根底等。支墩因横向连接太弱并缺少剪刀撑而出现的失稳现象满堂支架施工盖梁〔适应低墩〕临时支墩施工盖梁〔适应低墩、地基差〕6悬空支架-预留孔穿销法预留孔穿销施工〔柱式墩〕预留孔穿销施工〔方形墩〕盖梁底模支撑纵、横梁的计算以下桥为例。盖梁几何尺寸：**〔长*宽*高〕，Ф墩柱为3根，墩柱横向间距。施工荷载计算盖梁钢筋砼自重q1***26=73.71KN/m〔混凝土在浇筑期间为软塑状，可不考虑墩柱的支承，计算时假定95-100%混凝土均由支撑系统承当，1.05为混凝土胀模系数〕模板q2**2+1.8〕=3.84KN/m〔模板按80Kg/m2〕方木分配梁及横梁等自重q3=2.0KN/m〔暂估〕施工人员及机具荷载q4*混凝土倾倒荷载q5*混凝土捣固荷载q6*荷载总重q=q1+q2+q3+q4+q5+q6纵向分配梁计算底模下纵梁采用普通12号槽钢，横向间距35cm。单根纵梁荷载q0=q**0.35/1.8=18.27KN/m，计算跨距〔两侧横梁的中心距〕。纵梁截面力学参数：Wx=3，Sx=3，抗拉抗压抗弯强度设计值f=215MPa，抗剪强度设计值fv=125MPa。—16.45KN，弯矩范围为-9.04--0KN.m。由Vx*Sx/(Ix*Tw)得计算得最大剪应力为27.65MPa，满足。由Mx/Wx得计算得强度应力为146.65MPa，满足。最大挠度为，挠跨比为1/425>1/400，满足。横梁计算横梁采用热轧普通I32a，单根横梁荷载F=q/2=93.95/2=46.98KN/m。横梁截面的力学参数：Wx=693750mm3，Sx=397244mm3，抗拉抗压抗弯强度设计值f=215MPa，抗剪强度设计值fv=125MPa。第1跨计算结果：〔跨度为1.95M，悬臂端〕—0KN，弯矩范围为0—89.32KN.m，最大挠度为(挠跨比为1/499<1/400)。由Vx*Sx/(Ix*Tw)得计算得最大剪应力为34.51MPa，满足。由Mx/Wx)得计算得强度应力为128.75MPa，满足。第2跨计算结果：〔跨度为4.725M〕——89.32KN.m，最大挠度为(挠跨比为1/1811<1/400)。由Vx*Sx/(Ix*Tw)得计算得最大剪应力为42.04MPa，满足。由Mx/Wx得计算得强度应力为128.75MPa，满足。第3跨计算结果同第2跨，第4跨计算结果同第1跨，满足施工需要。通过对横梁计算得知单侧横梁三处约束位置的支承反力为：203.21KN、220.76KN、203.21KN。以中间支承力F=220.76KN〔三者中最大〕作为销轴设计的依据。销轴计算时抗弯和抗剪均要考虑，不能忽略了抗弯强度的影响。通过屡次试算，销轴选用Φ110mm的Q235圆钢，其截面力学性能：Wx=130671mm3，A=9503mm2。抗拉抗压抗弯强度设计值f=190MPa，抗剪强度设计值fv=110MPa〔根据钢结构设计标准查知圆钢直径>=100mm销轴抗弯计算*0.1=22.08KN.m，σ=Mx/Wx=168.97MPa，满足。销轴抗剪计算V=F=220.76KN，τ=V/A=23.23MPa，满足。合成应力170.56MPa<f，满足。墩身混凝土局部受压计算墩柱直径，计算时按90%计算。销轴直径110mm**0.9=2。*2=441.52KN=441520N。混凝土受压：σh=P/s=3.18MPa，根据现有墩柱混凝土强度设计满足要求。7悬空支架-抱箍法抱箍法施工盖梁〔主要适应圆形或圆端形墩〕*KN，单侧受力为220.76KN。螺栓直径的选择单只抱箍的螺栓一般布置4列，排数2以上。本例选用3排进行计算，共计12根螺栓。螺栓的材质选用普通螺栓，其力学参数为：轴向抗拉设计强度为210MPa，剪切设计强度为190MPa。混凝土与钢板的摩擦系数μ=0.3-0.5，抱箍与墩身之间有枯燥的土工布或橡胶垫时可以选0.4-0.5，在此计算采用μ=0.35。假定螺栓直径d，那么：〔*d2/4〕*210*106**103/。经计算d>，根据现有螺栓规格可选用M27。方形墩身不适应采用抱箍进行施工，假设使用抱箍的话，计算时仅能选用两个面的摩擦力。螺栓孔距及抱箍高度确实定根据高强螺栓连接的设计、施工标准，M27螺栓的螺栓孔径d=30mm。螺栓孔的中心间距应在3d-12d之间，即90mm-360mm，现场选用95mm螺栓孔制构件边缘的距离应在2d-4d之间，即60mm-120mm，现场选用65mm抱箍耳板在高度方向每列布置3个螺栓孔，孔距严格按标准要求进行计算选取，那么抱箍的高度应为65+95+95+65=320mm。从节约材料的角度抱箍的最小高度不得小于300mm〔60+90+90+60mm〕。宽度确实定抱箍单侧连接板每排布设2个螺栓孔，那么连接板的宽度应为65+95+65=225mm。从节约材料的角度连接板的最小宽度不得小于210mm〔60+90+60mm〕。抱箍板厚确实定抱箍钢板选用A3钢材。板厚=<20mm时，抗拉抗压抗弯强度设计值为215MPa，抗剪强度设计值125MPa；板厚大于20mm并小于40mm时，抗拉抗压抗弯强度设计值为200MPa，抗剪强度设计值115MPa。钢板的高度经计算确定为320mm，假定钢板的厚度为t，那么钢板截面积0.32t。从截面受拉方面考虑单根螺栓最大设计拉力**210*106=120.18KN，故单侧6根螺栓对抱箍钢板截面最大的拉应力6**103/0.32t<200*106，经计算t>=8mm。从截面受剪方面考虑*103/0.32t<115*106，经计算t>=6mm。钢板暂定选用厚度12mm，由于箍身钢板与连接板需要采用坡口焊接，故连接板和箍身钢板厚度不宜相差较大。 抱箍耳板厚度确定连接板厚度暂取12mm，连接板有效高度320-3*30〔预留孔〕=230mm。计算截面为2片连接板合并截面，其力学参数为：截面Wx=211600mm3，板厚24mm，抗拉抗压抗弯强度设计值f=190MPa，抗剪强度设计值fv=110MPa。连接板抗弯计算：σ*103*10-3=104.35MPa，满足。连接板抗剪计算：τ*103*0.23〕=40.0MPa，满足。合成应力为111.75MPa<f，满足。连接板焊缝计算焊缝高度h=4mm，焊缝计算高度取hf=*4=，焊缝高度320mm，抱箍单侧共有4条焊缝，其组合截面力学参数为：If=3.05835e+007mm4，Wf=191147mm3，Af=3584mm2。由钢号Q235查得焊缝强度fwt=160MPa。弯矩产生的正应力σ*103*10-3=115.54MPa，满足。剪力产生的剪应力τ*103*10-3=61.60MPa，满足。合成应力为130.93MPa<fwt，满足。通过计算焊缝高度为4mm满足施工需要。8悬空支架-预设牛腿法预埋牛腿施工盖梁〔适应方形墩〕仍采用上例中结果。牛腿设计计算牛腿选用热轧普通I32a，截面力学参数：Wx=693750mm3，Sx=397244mm3，Ax=6710mm2，抗拉抗压抗弯强度设计值f=215MPa，抗剪强度设计值fv=125MPa。σ*103*10-3=31.82MPa，满足。τ*103*10-3=32.90MPa，满足。合成应力为45.77MPa<f，满足。焊缝连接计算焊缝高度h=4mm，焊缝计算高度hf=，牛腿I32a采用周边焊，焊缝力学参数为：Wf=250580mm3，Af=2917mm弯矩产生的正应力σ*103*10-3=88.11MPa，满足。剪力产生的剪应力τf*103*10-3=75.68MPa，满足。合成应力为116.1MPa<fwt，满足。预埋钢筋计算预埋筋承载力计算预埋筋采用8根Φ20圆钢，布置如图示，其截面Wx=155146mm3。截面抗拉抗压抗弯强度设计值f=190MPa，抗剪强度设计值fv=110MPa。最上排预埋筋承受拉力最大，由σ*103*10-3=142.36MPa，满足。每根预埋筋承受剪力Q=kN，由τ*0.012〕=87.88MPa，满足。合成应力为167.30MPa<f，满足。预埋筋锚固长度的计算依据混凝土结构设计标准的方法，锚固长度为L=α*f*d/ft。公式中：L-受拉钢筋的锚固长度；f-钢筋的抗拉强度设计值为190MPa；ft-混凝土轴心抗拉强度设计值，标准规定当墩身混凝土强度为c30时为1.43MPa；d-钢筋的公称直径=20mm；α-钢筋的外形系数，圆钢取。*190*20/1.43=425mm。每个预埋筋承受剪力QKN，预埋板采用选用A3钢材，抗剪强度设计值125MPa。假定板厚为t，那么作用在预埋筋上的面积为0.02t，那么有〔27600/0.02t〕<125*106，经计算得知t>0.011=11mm。9悬空支架-三角托架以高尧Ⅰ号大桥为例，长度11m的0号块和长度的1号块采用了悬空托架施工。根据主墩为双空心薄壁墩的设计特点和墩高限制，0号块悬空托架在设计时采用了联体三角托架和简支托梁的两种施工方案。纵向分配梁位于底模和翼板桁架下面，采用I25a热轧普通工钢，翼板下横向间距90cm，腹板下间距24cm，中间底板下间距47-75cm。单根长度，共计21根。其材料截面参数：Wx=401600mm3，Sx=228874mm3，腹板8.5mm，最大壁厚13.7mm，抗拉抗压抗弯强度设计值f=215MPa，抗剪强度设计值fv=125MPa。主横梁位于纵向分配梁下面，采用I45a热轧普通工钢。纵向间距分别为273cm，36cm，273cm，以0号块中心纵向对称布置。单根长度13m，共计4根。其材料截面参数：Wx=1.43111e+006mm3，Sx=829582mm3，腹板11.5mm落梁楔块位于主横梁下方与托架的结合部位，主要为了调整底模标高和便于模板、支架撤除。一般情况下采用钢〔木〕制楔块或钢砂筒，本桥采用钢砂筒，共计16个。本桥钢砂筒为外径为280mm厚度16mm的钢板卷制，也可用壁厚16mm管径280mm的钢管。砂筒高度不宜太高，控制在350mm之内并能保证落梁50-100mm即可。三角托架托架位于落梁楔块的下方。横桥方向设4片三角托架，托架间距分别为、、，以0号块中心横向对称布置。单端托架水平撑长度，两端托架安装完成后将托架水平撑连接成整体。三角托架总高度，水平撑和斜撑夹角45。，为等腰直角三角形设计。单片三角托架水平撑和斜撑均采用2根[32a热轧普通槽钢对口放置成箱型截面，与墩身预埋件刚性连接。水平撑和斜撑截面参数：Ix=1.47722e+008mm4，Wx=923260mm3，Sx=544959mm3，A=9573mm2，腹板16预埋牛腿预埋钢板的板厚16mm，加强板板厚20mm，单片预埋钢板几何尺寸400*600mm，加强板为三角形，水平撑位置加强板几何尺寸150*240mm，斜撑位置加强板几何尺寸300*400mm。预埋钢板、加强板、水平撑及横撑之间焊接方式为坡口焊，焊缝高度不小于8mm。预埋钢板预留螺栓孔，墩身预埋钢筋采用Ф20圆钢。托架拼装阶段〔纵桥向〕托架拼装阶段〔横桥向〕浇筑阶段和钢筋绑扎阶段施工荷载的计算混凝土荷载箱梁混凝土单端翼板〔横宽〕面积2，单侧腹板〔横宽〕面积2，顶板和中间局部底板〔横宽〕面积2。混凝土密度按26KN/m3计算，胀模系数1.05。顺桥向：单端翼板混凝土重1.32*26*1.05=36.04KN/m单侧腹板混凝土重7.65*26*1.05=208.85KN/m顶板、底板混凝土重10.10*26*1.05=275.73KN/m模板荷载箱梁模板重量按85kg/m2〔钢模80-125kg/m22。翼板宽度，腹板宽度，内外侧高度、，中间局部底板宽度。顺桥向：内外模桁架或支架外模〔翼板〕桁架由槽钢、角钢焊制，顺桥向12.50KN/m内模采用钢管支架，顺桥向4.50KN/m临时荷载施工人员及机具按2KPa计算，顺桥向：混凝土倾倒和振捣按4KPa计算，顺桥向：各局部顺桥向施工荷载汇总〔考虑到预压荷载为120%，故计算荷载均*1.2〕箱梁腹板位置纵向分配梁单侧腹板下面横向布置4根普通热轧I25a作为纵梁，那么每根纵梁荷载q1=274.24/4=68.56KN/m。计算模型〔支承位置为主横梁〕：将计算简化成简支梁便于计算，材料自重放大系数为1.2，计算结果：最大剪力94.52KN，最大弯矩63.60KN.m。由Vx*Sx/(Ix*Tw)计算得最大剪应力为53.86MPa，满足。由Mx/Wx计算得最大弯曲应力为158.36MPa，满足。最大挠度为，挠跨比为1/574<1/400，满足。2处支承反力分别为101.11KN、106.94KN。纵梁支承位置为主横梁，支承反力也就是传递主横梁的集中荷载。箱梁底板位置纵向分配梁计算底板下面横向布置7根普通热轧I25a作为纵梁，那么每根纵梁荷载q2=331.64/7=47.38KN/m。计算模型与腹板下纵梁相同，底板荷载小于腹板〔47.38KN/m<68.56KN/m〕，故该部位纵梁抗弯、抗剪及挠度均满足要求。为了方便检算主横梁，需要对其支承反力进行计算。经计算支承反力为：69.36KN、74.12KN。翼板下面纵向分配梁翼板下面横向布置3根普通热轧I25a作为纵梁，那么每根纵梁荷载q3=82.91/3=27.64KN/m。翼板荷载小于腹板〔27.64KN/m<68.56KN/m〕，故该部位纵梁抗弯、抗剪及挠度均满足要求。为了方便检算主横梁，需要对其支承反力进行计算。经计算支承反力为：40.76KN、43.54KN。主横梁计算主横梁为I45a热轧普通工钢，其上部承受21根不同位置的纵梁下传的集中力，下部由4片托架支撑。主横梁受力简图：由于中间位置主横梁受力明显大于靠墩身位置主横梁，故以其作为控制计算。中间位置主横梁检算共有5跨，梁材性Q235，材料自重放大系数为1.2。第1跨计算结果〔，悬臂端〕：最大剪力240.71KN，最大弯矩292.55KN.m。由Vx*Sx/(Ix*Tw)计算得最大剪应力为53.93MPa，满足。由Mx/Wx计算得最大弯曲应力为204.42MPa，满足。第2跨计算结果〔〕：最大剪力435.25KN，最大弯矩292.55KN.m。由Vx*Sx/(Ix*Tw)计算得最大剪应力为97.51MPa，满足。由Mx/Wx计算得最大弯曲应力为204.42MPa，满足。最大挠度为，挠跨比为1/2870<1/400，满足。第3跨计算结果〔〕：最大剪力187.32KN，最大弯矩103.35KN.m。由Vx*Sx/(Ix*Tw)计算得最大剪应力为41.97MPa，满足。由Mx/Wx计算得最大弯曲应力为72.21MPa，满足。最大挠度为，挠跨比为1/2029<1/400，满足。第4跨计算结果同第2跨，第5跨计算结果同第1跨。4处支承反力经计算分别为：675.96KN、226.31KN、226.31KN、675.96KN。主横梁支承位置为三角托架的水平撑，支承反力也就是传递托架的集中荷载。靠近墩身位置主横梁检算由于该横梁集中力荷载均小于中间位置主横梁，故横梁的抗弯抗剪强度不需检算。但主横梁支承位置为三角托架的水平撑，支承反力是传递托架的集中荷载。故对4处支承反力经计算分别为：637.08KN、139.46KN、139.46KN、637.08KN。9.5砂桶计算单只砂桶受压按675.96*1.2=812KN进行控制计算。砂桶的顶心直径20cm，那么顶心传递给细砂压应力为：N/A=2/4)MPa。泄砂桶内壁直径为28-1.6*2=，泄砂桶装砂高度15cm，细砂向砂桶壁的侧向力为：25.86*0.248*0.15=961KN。泄砂桶桶壁厚度，桶壁高度20cm，那么桶壁拉应力：MPa<205MPa，满足。说明：局部桥梁工程师在计算最后一步时，桶壁计算高度=装砂高度=15cm，那么桶壁拉应力为961000/(2*0.016*0.15)=200MPa。基于平安考虑，建议可采用该法。9.6托架计算o=882.40KN，水平撑轴向拉力：Pz=882.40*sin40o=567.20KN。托架水平撑根据设计托架水平撑为无弯矩结构。其轴向拉应力：σ=Pz/A=567.20*103/9.573*10-3=59.25MPa其端部剪切力：τ=675.96*103/9.573*10-3=70.61MPa合成应力为92.18MPa，满足。托架斜撑按轴向受力的压杆进行稳定计算。计算长度，双根[32a热轧普通槽钢对口成箱型截面。绕x轴盘旋半径，长细比31.64，按钢结构设计标准b类截面计算绕X轴受压稳定系数0.930。绕y轴盘旋半径，长细比32.70，按钢结构设计标准b类截面计算绕X轴受压稳定系数0.926。σx=882.40/〔0.930*9.573*10-3〕=99.11MPa，满足。σy=882.40/〔0.926*9.573*10-3〕=99.54MPa，满足。水平撑牛腿水平撑牛腿预埋钢板尺寸及厚度计算、连接位置焊缝计算、锚固钢筋直径和锚固长度计算参照第8节预设牛腿法计算。斜撑牛腿斜撑牛腿检算过程不做介绍。但计算需要注意的是：计算必须考虑水平分力对其的影响；并对墩身混凝土抗压进行检算。10悬空支架-简支托梁简支托梁及其使用材料仍以高尧一号桥0号块为例。1横向分配梁位于底模和翼板桁架下面，采用I20a热轧普通工钢，横向间距40-50cm，以0号块中心纵向对称布置。单根长度13m，共计13根。简支纵梁位于横向分配梁下面，采用I50a热轧普通工钢。腹板下间距40cm，中间底板下间距50-落梁楔块位于简支纵梁下方与横向托梁的结合部位，其与联体托架相同，共计26个。横向托梁托梁位于落梁楔块的下方。横桥方向设5道托梁，托梁间距分别为、、、，以0号块中心横向对称布置。单端托梁采用2根I50预埋牛腿预埋钢板和加强板板厚20mm，单片预埋钢板几何尺寸480*600mm，加强板为直角梯形，宽度400mm，高度320-500mm。预埋钢板、加强板、横向托梁之间焊接方式为坡口焊，焊缝高度不小于8mm。预埋钢板预留螺栓孔，墩身预埋钢筋采用Ф20圆钢。计算方法说明：将箱梁横断面根据混凝土高度划分不同区间，计算出分段荷载。翼板局部为悬臂结构，腹板部位和底板部位按连续梁计算〔也可简化成3跨连续梁〕。除了对横梁自身强度、刚度进行必要检算，还应计算出横梁下传纵梁的集中力。计算过程略。10.3纵梁计算计算方法说明：纵梁结构为简支，纵梁的荷载可以根据位于箱梁的不同位置按不同的均布荷载分别进行计算，也可按横梁下传纵梁的集中荷载〔取最大值〕进行检算。采用集中荷载计算比拟接近实际情况，建议采用此方法。计算过程略。横向托梁托梁受力简图：计算方法说明：托梁结构为连续梁，托梁的荷载为不同位置的纵梁下传的集中荷载。计算时不得按均布荷载简单对待，切记。计算过程略。牛腿检算牛腿计算方法同前。11补充说明随着工程难度的不断加大，工程进度要求越来越快，需要一局部技术人员能够较为熟练的运用结构分析软件建立整体支架模型，使大量的计算趋于简单、快速和准确。近年来也有一定数量的结构专业技术人员，在校时学习过MIDAS〔SP2000、桥博〕等软件，在现场却没有很好地发挥出较大作用，一方面原因缺少施工经验，对于各类施工参数的选取比拟盲目；另一方面原因对临时结构计算思路模糊。以上介绍了比拟常规的桥梁支架计算方法，中间局部数值或说法可能存在一定的偏差甚至错误，但针对不同支架的计算思路是可以参考的。对于支架、托架这种相对于比拟简单的临时结构，不建议采用整体模型进行计算，通过分步骤设计检算其实是一个不断优化的过程，其次也使技术人员在检算过程中发现了整个支架体系最薄弱的部位，便于对现场的管控。附表一：支架施工常用的立杆〔临时支墩〕材料材料名称规格延米重AxixiyWxWymmkg/mmm2mmmmmm3mm3小钢管Ф42444934493小钢管Ф45047324732小钢管Ф48950785078大钢管Ф450*101382314875091487509大钢管Ф450*121651217611921761192大钢管Ф450*152049821575082157508大钢管Ф450*182442925371982537198大钢管Ф450*202701727813212781321大钢管Ф500*101539318487951848795大钢管Ф500*121839721919122191912大钢管Ф500*152285526906152690615大钢管Ф500*182725631705803170580大钢管Ф500*203015934803823480382大钢管Ф600*101853526891772689177大钢管Ф600*152756739335343933534大钢管Ф600*203644251140935114093型钢普工20a356023700031600型钢普工25a485040160048276型钢普工28a554050857156393型钢普工32a671069375070615型钢普工36a764087777781617型钢普工40a8610108500092957型钢普工45a102001431111114000型钢普工50a119001860000141772型钢普工56a135002342857165060型钢普工63a155002984127193182附表二：支架施工常用的分配梁〔横纵梁〕材料材料名称规格截面积延米重IxWxSx腹板厚度mmmm2kg/mmm4mm3mm3mm方木100*100100008333333166667125000方木100*1201200014400000240000180000方木100*1501500028125000375000281250方木120*1201440017280000288000216000方木120*1501800033750000450000337500方木150*1502250042187500562500421875普工10Q235143024500004900027921Q235181048800007746044003普工14Q2352150712000010171457846普工16Q2352610113000002115980125普工18Q235307016700000185555105579普工20aQ235356023700000237000134977普工20bQ235396025000000250000144977普工22aQ235421034100000310000176304普工22bQ235465035800000325454188404普工25aQ235485050200000401600228874普工25bQ235535052800000422400244499普工28aQ235554071200000508571290342普工28bQ235610074800000534285309942普工32aQ2356710111000000693750397244普工32bQ2357350116000000725000422844普工32cQ2357990122000000762500448444普工36aQ2357640158000000877777504617普工36bQ2358360166000000922222537017普工36cQ2359080174000000966666569417普工40aQ23586102170000001085000626050普工40bQ23594102280000001140000666050普工40cQ235102002380000001190000706050普工45aQ235102003220000001431111829582普工45bQ235111003380000001502222880207普工45cQ235120003530000001568888930832普工50aQ2351190046500000018600001075800普工50bQ2351290048600000019440001138300普工50cQ2351390050600000020240001200800普工56aQ2351350065600000023428571358730普工56bQ2351470068500000024464281437130普工56cQ2351580071400000025500001515530普工63aQ2351550094000000029841261735110普工63bQ2351670098800000031365071834330普工63cQ23518000102000000032380951933560Q235845512000162539707普槽8Q235102410130002532514944普槽10Q235127419830003966023230Q235156938850006166635923普槽14aQ235185156370008052846933普槽14bQ235213160940008705751833普槽16aQ2352195866200010827563175普槽16Q2352515934500011681369575普槽18aQ23525691272700014141182632普槽18Q23529291369900015221190732普槽20aQ23528