32m(24m)简支梁支架计算书

32m（24m）简支梁

支架计算书

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二零一七年三月二十八日

1  计算依据

设计图纸及相关设计文件

《铁路混凝土梁支架现浇施工技术规程》(TB10110-2011)

《客运专线桥涵施工指南》(TZ213-2005) 

《贝雷梁设计参数》 

《钢结构设计规范》(GB50017-2003)

《铁路桥涵设计规范》(TB 10002-2017)

《装配式公路钢桥多用途使用手册》

2  支架布置

每孔箱梁设4排钢管立柱，中间两排固定在支架基础上，最大跨度10.5m，钢管柱直径为630mm壁厚10mm，每排布置5根，钢管立柱上布设三根I40c横向工字钢，工字钢上布设9片双排单层贝雷梁，贝雷梁上再布设10号的横向工字钢，间距为200mm，其上布设底模。

支架布置详见下图：

3  荷载组合

3.1  主要荷载

支架法施工主要荷载有以下：

钢筋混凝土自重荷载 P1；

模板、支撑自重荷载P2；

人员、设备重 P3；

震动器产生荷载 P4；

倾倒混凝土产生荷载P5。

根据设计要求，选取荷载大小为：

P3=2.5；

P4=2.0；

P5=6.0。

荷载组合安全系数为：静荷载 1.2，动荷载 1.4。

3.2  梁I-I截面荷载组合

（1）钢筋混凝土自重荷载P1

钢筋混凝土容重按照26计算，梁截面分成翼缘板、腹板、顶底板三个区计算，顺桥向取一延米，荷载为：

翼缘板区：P1=1.17×26/2.829=10.75

腹板区：P1=1.×26/1.153=36.98

顶底板区：P1=2.51×26/4.22=15.449

（2）模板、支撑自重荷载P2

翼缘板区：P2=1.6

腹板区：P2=1.6

顶底板区：P2=3.6

（3）荷载组合

翼缘板区：P=（10.75+1.6）×1.2+（2.5+2+6）×1.4=29.52

腹板区： P=（36.98+1.6）×1.2+（2.5+2+6）×1.4=60.996

顶底板区：P=（15.449+1.6）×1.2+（2.5+2+6）×1.4=35.159

按照Ⅰ-Ⅰ断面计算钢筋混凝土荷载，在每道下分配梁承载的1米宽范围内，横桥向受力简图如下:

3.3  梁Ⅳ-Ⅳ截面荷载组合

（1）钢筋混凝土自重荷载P1

钢筋混凝土容重按照26计算，梁截面分成翼缘板、腹板、顶底板三个区计算，顺桥向取一延米，荷载为：

翼缘板区：P1=1.217×26/2.825=11.2

腹板区：P1=3.848×26/1.667=60.016

顶底板区：P1=3.697×26/3.202=30.02

（2）模板、支撑自重荷载P2

翼缘板区：P2=1.6

腹板区：P2=1.6

顶底板区：P2=3.6

（3）荷载组合

翼缘板区：P=（11.2+1.6）×1.2+（2.5+2+6）×1.4=30.06

腹板区： P=（60.016+1.6）×1.2+（2.5+2+6）×1.4=88.639

顶底板区：P=（30.02+1.6）×1.2+（2.5+2+6）×1.4=52.4

按照Ⅳ-Ⅳ断面计算钢筋混凝土荷载，在每道下分配梁承载的1米宽范围内，横桥向受力简图如下:

4、截面验算

4.1  上横梁计算

上横梁采用I10工字钢，间距为200mm布置在贝雷片上。根据荷载组合情况都按最不利情况IV—IV考虑，上横梁计算简图如下(单位：mm)：

计算得其最大内力为：

剪力：Qmax=12.265kN

弯矩: Mmax=5.821

抗弯应力： 

剪应力： 

每根工字钢的挠度

故挠度满足要求。 

由以上检算可知，上横梁的抗弯应力、剪应力以及挠度均满足要求。所以，横梁I10工字钢经验算合格。

4.2  贝雷梁计算

（1）荷载计算

模板及支架自重：G1=1.6×2.825×2+1.6×1.677×2+3.6×3.202=25.933

上部横梁自重：G2=6.92

钢筋混凝土自重：G3=235.63

贝雷梁自重：G4=

每米荷载重量合计：q=25.933+6.92+235.63+=332.483 

直接承受的活载有：施工材料具运输、堆放荷载取均布荷载2kN/m2；倾倒混时产生的冲击荷载取2kN/m2；振捣砼产生的荷载取2kN/ m2；以上合计（混凝土倾倒和振捣一般不同时发生）：P4=2×2×12.2=48.8kN/m。

取最不利组合计：恒载取1.2倍安全系数，活载取1.4倍安全系数，考虑最不利情况为混凝土全部浇筑完毕的情况：

荷载组合：

P=332.483×1.2+48.8×1.4=467.299

贝雷梁计算图如下：

计算得其最大内力为：

剪力：Qmax=478.343kN

弯矩: Mmax=742.443

支反力从左到右为：N1=341kN、N2=791kN、N3=791kN、N4=341kN

Qmax=478.343kN<[Q]=490.5kN

Mmax=742.443<[M]=1576.4kN.m

挠度

由以上检算，贝雷梁弯矩，剪力、挠度均满足要求。

4.3  下横梁计算

根据4.2、4.3节支反力计算结果取跨中处下横梁计算，下横梁采用3I40c工字钢（两片工字钢延米重为2.36kN/m）并排焊接成整体作为下横梁，作用于其上的力为每组贝雷梁在此处受到的支反力，计算示意图如下（单位：mm）：

计算得其最大内力为：

剪力：Qmax=1128.48kN

弯矩: Mmax=356.08

支反力从左到右为：N1=860.4kN、N2=1849.2kN、N3=1700.2kN、N4=1849.2kN、N5=860.4kN

抗弯应力： 

剪应力： 

每根工字钢的挠度

故挠度满足要求。 

由以上检算可知，下横梁的抗弯应力、剪应力以及挠度均满足要求。所以，横梁I40c工字钢经验算合格。

4.4  钢管立柱受力验算

根据下横梁计算结果知，钢管轴力最大值N4=1925kN,由于钢管立柱之间有斜撑杆和横向联系杆件，所以立柱的最大高度取4m，按两端铰接计算。

（1）强度验算

单根钢管φ630*10mm，其承受的允许压力为：

故满足强度要求。

（2）稳定性验算

钢管的回转半径为： 

长细比： 

查钢结构设计规范GB50017-2003， 

计算压杆的应力（忽略钢管的自重）

故稳定性满足规范要求。

4.5  承台及基础局部承压计算

钢管受到最大压力为1925kN，该力直接作用于混凝土承台上，考虑局部承压可能造成破坏，需要对混凝土承台的局部承压进行验算。

混凝土局部承压容许承载力为：

混凝土承台局部承压满足要求。

钢管立柱支撑在地面上时，通过钢管将上部荷载传给基础和地基，基础承受的总荷载：R=860.4+1849.2+1700.2+1849.2+860.4+29.8×5=7268.4kN

下部采用尺寸4×12×0.5m+2×12×0.5m的C25混凝土扩大基础作为承压面，因此基底应力为：

σ=W/A=[7268.4+（4*12*0.5+2*12*0.5）*24]/(4*12)=169.43 kPa

地基承载力应大于180kPa。

5 检算结论

主要检算结论如下：

⑴上横梁的抗弯应力、剪应力以及挠度均满足要求。所以，横梁I40c工字钢经验算合格；

⑵贝雷梁弯矩，剪力、挠度均满足要求；

⑶钢管立柱稳定性及承台局部承压满足要求，地基承载力应大于180kPa； 

24m梁支架的参照此施工。