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1、 连续梁支架验算一、工程概况改建铁路石门至长沙铁路增建第二线工程宁朱立交大桥(32+48+32)m双线预应力混凝土连续梁桥地处湖南省长沙市宁乡县。采用支架现浇施工。主梁中支点处截面如图1.1，主跨跨中截面如图1.2。上部结构支架体系从上之下顺序为：梁体变高度区域为20mm厚竹胶板，顺桥向10x10cm的方木，横桥向10x10cm的方木，钢管支架，横桥向20x20cm的方木，贝雷梁，双拼40a工字钢，外径52.9cm钢管柱，混凝土条形基础，直径30cm米混凝土桩基础；梁体高度不变区域为20mm厚竹胶板，顺桥向10x10cm的方木，横桥向20x20cm的方木，贝雷梁，双拼40a工字钢，外径52.9
2、cm钢管柱，混凝土条形基础，直径30cm预应力管桩基础。 图1.1 中支点处主梁截面(单位:cm) 图1.2 主跨跨中主梁截面(单位:cm)二、计算依据1、钢结构设计规范（GB50017-2003）2、混凝土结构设计规范（GB50010-2002）3、铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范4、装配式公路钢桥多用途使用手册（广州军区工程科研设计所）5、铁路路桥涵地基与基础设计规范6、混凝土模板用胶合板规范（GB/T 17656-2008）7、铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程(TB 10110-2011)8、宁朱立交大桥(32+48+32)m双线预应力混凝土连续梁桥施工图9、宁朱立交大桥(
3、32+48+32)m双线预应力混凝土连续梁桥支架设计图三、荷载取值3.1 永久荷载标准值（1）钢筋混凝土梁重，其中容重（2）模板自重 3.2 可变荷载标准值（1） 施工人员、施工料据运输堆放荷载，取（2） 振捣混凝土产生的荷载，取（3） 浇筑混凝土产生的冲击荷载，取恒荷载分项系数取1.2，活荷载分项系数取1.4，混凝土超灌系数取为1.05。四、支架检算4.1 梁底模板检算由提供的施工图纸可知，连续梁中墩附近的主梁尺寸较大，作用于支架上的混凝土湿重亦最大。因此，取位于中墩两侧且跨度较大的支架进行检算，即14#立柱与15#立柱之间的支架。梁底模板采用2cm厚竹胶板，弹性模量：，强度。竹胶板置于纵向
4、方木上方，纵向方木高10cm，宽10cm，腹板处方木横向净间距60cm。竹胶板抵抗矩和惯性矩为：取荷载最大处即中支点两侧梁体模板的竹胶板为检算对象，则作用在竹胶板上的均布荷载为：底板处的最大均布线荷载: 腹板处的最大均布线荷载:竹胶板近似简化为三跨连续梁来计算。4.1.1 腹板处竹胶板检算 强度计算 刚度计算 4.1.2 底板处竹胶板检算 强度计算 刚度计算 结论：荷载最不利处即4#立柱与5#立柱之间的支架上方梁体腹板与底板下方的竹胶板强度和刚度均满足要求。由于各支架处竹胶板规格材质与布置方式均相同，所以全桥各支架处竹胶板强度和刚度均满足要求。4.2方木强度与刚度计算一般情况下，底模下设置纵向
5、和横向两层支撑方木，纵横向方木的上下位置根据不同的施工实际情况决定。该支架方案采用横向在下，纵向在上的布置方式。纵向方木承受底模传来的均布荷载，横向方木承受纵向方木传来的集中荷载，考虑到纵横向方木的搭接和荷载的的不利位置，纵向方木按照均布荷载下的简支梁进行计算，横向方木按照集中荷载下的简支梁计算。本支架方案纵向方木高10cm，宽10cm，横向方木高20cm，宽20cm。腹板处纵向方木横向中心距30cm，横向方木顺桥向中心距60cm。取荷载最大处即连续梁中墩两侧梁体腹板处方木为检算对象。 腹板区域荷载: 4.2.1 腹板处纵向方木检算 强度计算 a为纵木间距，a=0.3m； b为纵木的计算跨径(
6、下方横向方木的间距)，b=0.6m；为方木的容重，=8.33kN/m3；A为方木的面积。 刚度计算 4.2.2 腹板处贝雷梁上横向方木检算 强度计算 b为横木的计算跨径(下方横向方木的间距)，b=1.04m； 刚度计算 结论：荷载最不利处即4#立柱与5#立柱之间的支架上方的顺桥向和横桥向向方木强度和刚度均满足要求。由于各支架处对应位置的方木规格材质与布置方式均相同，所以全桥各支架处方木强度和刚度均满足要求。4.3 脚手架立杆检算4.3.1 腹板下立杆检算 荷载计算永久荷载标准值：钢筋混凝土梁重 底模板自重 方木自重 可变荷载标准值： 施工人员、施工料据运输堆放荷载，取振捣混凝土产生的荷载，取振
7、捣混凝土产生的冲击荷载，取 立杆强度及稳定性计算立杆强度验算 所以，立杆强度满足要求。 立杆稳定验算 由于横杆步距为1.2m，长细比： 由此查稳定系数表得，则 所以，立杆稳定性满足要求。 立杆压缩变形计算由压杆弹性变形计算公式得： 4.3.2 底板下立杆检算 荷载计算永久荷载标准值钢筋混凝土梁重底模板自重方木自重 可变荷载标准值施工人员、施工料据运输堆放荷载，取振捣混凝土产生的荷载，取振捣混凝土产生的冲击荷载，取 立杆强度及稳定性计算立杆强度验算 所以，立杆强度满足要求。 立杆稳定验算 由于横杆步距为1.2m，长细比： 由此查稳定系数表得，则 所以，立杆稳定性满足要求。 立杆压缩变形计算由压杆
8、弹性变形计算公式得： 结论：荷载最不利处即4#立柱与5#立柱之间的支架上方的脚手架立杆的强度和稳定性均满足要求。由于各支架处对应位置的脚手架立杆的规格材质与布置方式均相同，所以全桥各支架处脚手架立杆的强度和稳定性均满足要求。4.3 贝雷梁检算4.3.1 结构描述在施工过程中，贝雷梁支架最不利情况是支架上系梁混凝土刚浇注完完全没有抗力，混凝土的湿重由贝雷梁完全承担。作用在贝雷梁上的恒载主要有：主桥梁体的自重、模板（包括方木、竹胶合板）和满堂支架的重量；活载主要有：机械和人等的重量。主跨梁体重量：由于主桥梁体是变截面的，所以不同段截面梁体的自重不一样。为简化计算，偏安全地按等截面梁计算，截面取中支
9、点附近截面。由于腹板处梁体自重最大且贝雷梁跨径均相同，所以取腹板下的贝雷梁为检算对象。荷载完全由腹板下三片贝雷梁承受。荷载通过贝雷梁上横桥向方木以集中力的形式作用在贝雷梁上。由于与贝雷梁跨径相比方木的间距较小，为简化计算，偏安全的将作用在贝雷梁上的荷载按等效均布荷载考虑。单片贝雷梁参数，单片贝雷梁自重为270kg/节+连接系，取300kg/节,即1kN/m。14#立柱与15#立柱之间的支架跨度较大，上部梁体湿重最大，贝雷梁跨中弯矩和支点剪力均较大，取此处贝雷梁为检算对象；6#立柱与8#立柱之间的支架处贝雷梁为两跨连续梁，上部梁体湿重最大，中墩处负弯矩和剪力较大，亦取此处贝雷梁为检算对象；9#立
10、柱与11#立柱之间的支架处贝雷梁为两跨连续梁，上部荷载较小，内力较6#立柱与8#立柱之间贝雷梁也较小，但是此处位于宁乡大道上方，通行安全要求较高，故对此处贝雷梁亦进行检算。4.3.2 贝雷梁检算（1）14#立柱与15#立柱之间贝雷梁检算计算模型共分为9个单元，10个节点，采用梁单元（截面尺寸为以模拟贝雷梁的W=3578.5cm3，I=250497.2cm4。模型简图如下：图4.1 14#立柱与15#立柱之间贝雷梁空间有限元模型图4.2 14#立柱与15#立柱之间贝雷梁弯矩图(kN.m)图4.3 14#立柱与15#立柱之间贝雷梁剪力图(kN)图4.4 14#立柱与15#立柱之间贝雷梁挠度图(mm
11、)由上图可知：位移跨中最大位移为，满足规范要求。弯矩荷载作用下结构弯矩最大值为：，满足规范要求。剪力荷载作用下结构剪力最大值为：，满足规范要求。（2）6#立柱与8#立柱之间贝雷梁检算 计算模型共分为14个单元，15个节点，采用梁单元（截面尺寸为以模拟贝雷梁的W=3578.5cm3，I=250497.2cm4。模型简图如下：图4.5 6#立柱与8#立柱之间贝雷梁空间有限元模型图4.6 6#立柱与8#立柱之间贝雷梁弯矩图(kN.m)图4.7 6#立柱与8#立柱之间贝雷梁剪力图(kN)图4.8 6#立柱与8#立柱之间贝雷梁挠度图(mm)由上图可知：位移跨中最大位移为，满足规范要求。弯矩荷载作用下结构
12、弯矩最大值为：，满足规范要求。剪力荷载作用下结构剪力最大值为：，满足规范要求。（3）9#立柱与11#立柱之间贝雷梁检算 计算模型共分为14个单元，15个节点，采用梁单元（截面尺寸为以模拟贝雷梁的W=3578.5cm3，I=250497.2cm4。模型简图如下：图4.9 9#立柱与11#立柱之间贝雷梁空间有限元模型图4.10 9#立柱与11#立柱之间贝雷梁弯矩图(kN.m)图4.11 9#立柱与11#立柱之间贝雷梁剪力图(kN)图4.12 9#立柱与11#立柱之间贝雷梁挠度图(mm)由上图可知：位移跨中最大位移为，满足规范要求。弯矩荷载作用下结构弯矩最大值为：，满足规范要求。剪力荷载作用下结构剪
13、力最大值为：。，满足规范要求。结论：贝雷梁内力最大处即14#15#立柱、6#8#立柱9#11#立柱之间的支架上方的贝雷梁强度和刚度满足要求，所以全部贝雷梁强度和刚度满足。注：上述弯矩、剪力允许值为装配式公路钢桥多用途使用手册（广州军区工程科研设计所）所规定值。4.4 双拼I40a工字钢检算贝雷梁支承于双拼I40a工字钢上，贝雷梁自重及其上部荷载以集中力形式作用在工字钢上。将贝雷梁上所承受的荷载分成三部分进行计算，分别为翼缘板下的贝雷梁，腹板下的贝雷梁，底板下贝雷梁，分别对应下图的计算单元3、计算单元1和计算单元2。计算单元1由6片贝雷梁承担，计算单元2由8片贝雷梁承担，计算单元3由10片贝雷梁
14、承担，最外侧2片贝雷梁不参与受力。图4.13 计算单元布置图由提供的支架图纸可知，6#柱8#柱之间的贝雷梁为两跨连续梁，中支点处反力较大，即7#排立柱支承的工字钢上的集中力较大，故对该处的工字钢进行检算。同时，考虑通行安全，对处于宁乡大道上的10#排立柱上工字钢亦进行检算。将腹板、底板以及翼缘处贝雷梁产生的反力分别施加在双拼I40a工字钢上，双拼I40a工字钢下钢管柱处设竖向位移约束，通过MIDAS有限元分析软件计算。计算模型共分为40个单元，41个节点，模型简图如下：图4.14 双拼I40a工字钢空间有限元模型4.4.1 强度计算图4.15 7#排立柱上双拼I40a工字钢应力图(MPa)图4.16 10#排立柱上双拼I40a工字钢应力图(MPa)由图可知，7#排立柱上双拼I40a工字钢的最大应力10#排立柱上双拼I40a工字钢的最大应力4.4.2 刚度计
