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盖梁支架受力计算

盖梁支架受力计算

(预埋钢棒上安工字钢横梁法)

一、概况

汨罗江特大桥盖梁除悬浇主墩及28#过渡墩盖梁另外计算外,最重盖梁为

40mT梁盖梁,其尺寸为15.9m(长)×2.3m(宽)×2.1m(高),若经计算该盖

梁支架满足要求,则其他盖梁支架均满足要求。

针对该工程特点设计便易操作的盖梁支架系统。混凝土及模板系统的恒载、

施工操作的活荷载通过型钢直接传递给牛腿,牛腿递给墩柱及桩基础。

二、设计计算依据

(1)《路桥施工计算手册》

(2)《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》

(3)《机械设计手册》

三、支架模板的选用

盖梁模板:

1.1、侧模:采用组合钢模拼装。

1.2、底模:方正部分用组合钢模拼装。

1.3、横梁:采用[14#a槽钢,间距40cm。

1.4、主梁:采用I45a工字钢。

1.5、楔块:采用木楔。

1.6、穿心钢棒:采用45号钢,直径10cm。长度每边外露30cm.

四、计算方法

1、总荷载计算

盖梁砼荷载F1:体积71.85立方米,比重2.6吨/立方米,自重:195.9吨,

合F1=185.9*10=1859KN

模板重量F2:盖梁两侧各设置一根I45a工字钢作为施工主梁,长18米(工

字钢荷载),q1=80.4×10×18×2/1000=28.94 KN;主梁上铺设[ 14a槽钢,每

根长3.0米,间距为40cm,墩柱外侧各设置8根,两墩柱之间设置19根。

q2=(19+8×2)×3.0×14.53×10/1000=15.26KN(铺设槽钢的荷载);

槽钢上铺设钢模板,每平方按0.45KN 计算,

q3=(15.9×2.1×2+2.3×15.9+2.1×2.3×2)×0.45=50.9 KN

(底模和侧模、端头模的荷载);

q4=6KN (端头三角支架自重)

F2=q1+q2+q3+q4+q4=107.1KN

F3:人员0.5吨,合5KN

F4:小型施工机具荷载:0.55吨,合5.5KN

F5:振捣器产生的振动力及混凝土冲击力;本次施工时采用HZ6X-50型插入式振动器,设置2台,每台振动力为5KN ,施工时混凝土冲击力按5KN 计,则F5=2×5+5=15KN

总荷载:

F=F1+F2+F3+F4+F5 =1859+107.1+5+5.5+15=1991.6KN

2、穿心钢棒(45号钢)受力安全分析

共有4个受力点,每点受力:Q max =F/4=1991.6/4≈497.9KN ;

钢棒截面积:S=0.05*0.05*3.14=0.0079m 2 最大剪应力:τmax =Q max /S=497.9/0.0079=63.03Mpa

45号钢钢材的允许剪力: [τ]=125Mpa

则[τ] =125 >τmax =63.03Mpa

结论:穿心钢棒(45号钢)受力安全

3、I45a 工字钢主梁受力安全分析

工字钢均布荷载:q=F/2/15.9=1991.6/2/15.9=62.63KN/m

R1=R2=ql/2(a+l/2)=2340.17KN

工字钢横梁AB 段最大弯矩出现在中间处(x=a+l/2=7.95m ),a=3.25m ,

l=9.4m ;跨中最大弯矩

M max =62.63*9.4*7.95/2*[(1-3.25/7.95) *(1+2*3.25/9.4)-7.95/9.4]

=360.98KN ?m

横梁CA 段和BD 段最大弯矩出现在支承点A 、B 两处,最大弯矩 2

12M qa =-=-1/2*62.63*3.252=-330.76 KN ?m

单根工字钢最大弯曲正应力:

max

M W σ==360.98KN.m/1432.9cm 4=251.9 MPa < [σ]=375 MPa

挠度:

横梁中跨AB 段挠度

)4.925.3*245(*10*2*32241*10*1.2*38410*4.9*64.62)245(3842

2

45124224-=-=l a EI ql f =20.04mm < []f =L/400=9400/400= 23.5 mm

符合要求!

横梁悬臂端CA 段、DB 段挠度

332

32(361)24C D qal a a f f EI l l ==+-=

)14.925.3*64.925.3*3(*10*2*32241*10*1.2*2410*4.9*25.3*64.622

23345123-+=-8.2mm < []f =3250/400=8.13 mm

符合要求!

结论:I45a 工字钢主梁受力安全

4、底板[14a 横梁受 力安全分析

共31根[14a ,单根受力:F/31=1991.9/31=64.25KN ,均布荷载分布:

q=64.25/2.3=27.93KN/m

①最大弯矩M max =q*L*L/8=27.93*2.3*2.3/8=18.47KN.m (Mmax=ql 2/8)

最大弯应力:σmax =M max /W X

18.47*1000

=----------

80.5*10-6

=229Mpa (δ=Mmax/wx)

则:[σ] =375Mpa >229Mpa

②最大剪力:Q max =64.25/2=32.13KN

最大弯曲剪应力:

τmax=Q max Sz/(Iz*d)

32.13*103*8.12*10-6

=----------------

(5.637*10-6*6*10-3)

= 7.7Mpa

[τ]=125Mpa

安全系数取2则:[τ]/2=125Mpa/2 =62.5Mpa>7.7Mpa

③挠度:

5ql4

f= ------ (路桥计算手册)

384EI

5*27.93*1000*2.34

=--------------------------

384*(206*109)*( 5.637*10-6)

=3.8mm;

[f]=2300/400=5.75mm f<[f]

结论:14a槽钢受力安全,挠度满足要求

综上所述:以10cm粗的钢棒作为牛腿,以12m/根I45a工字钢作为受力主纵梁,[14a@40cm槽钢作为受力次横梁的盖梁模板支架体系受力安全。