1、金龍立交主線1號橋大挑臂蓋梁支架方案一、工程概況：清平高速第六合同段工程為金龍立交主線1號橋，全長2226米。 分左右兩幅，橋寬32米。該橋11#墩至74#墩設計為大挑臂蓋梁，其 中從14#至18#墩逐漸靠近環觀南路，19#墩至74#墩沿環觀南路平行 高架。大挑臂蓋梁總長32米，單側主懸臂長9.25米，端頭跳板長0.75 米。蓋梁高度從柱頂4.1米漸變至端頭2.8米，整個大蓋梁混凝土量 設計194立方米。目前，環觀南路正在進行改造施工，環觀南路設計為雙向六車道， 其右幅主車道已完工通車，左幅改造施工正在進行中。二、擬采取的大挑臂施工支架方案根據大挑臂設計情況結合環觀南路路況，擬對大挑臂蓋梁的施

2、工采 取如下支架方案：考慮蓋梁中間部分不影響交通，采用滿堂紅支架；蓋梁兩端懸臂 部分主要位于環觀南路主車道上面，采用門洞支架；（一）、滿堂紅支架采用WDJ碗扣支架。支架橫向間距30厘米， 布置13排，共3.6米寬；支架縱向間距60厘米。布置22排，共12.6 米長。支架支撐于砼地面上，水平桿間距上下按30厘米布置，其余 中間部分按60厘米布置。支架沿縱向布置剪刀撐三道，中間一道， 兩側各一道，橫向每4米布置一道剪刀撐。支架頂部底層采用 12cm*12cm縱向方木，頂層采用10cm*10cm橫向方木，用于支墊及 固定模板。（二）、蓋梁懸挑部分位于環觀南路主車道上方，因為存在交通疏 解問題，采用門

3、洞支架。門洞支架采用鋼管立柱作為垂直支撐承重、 橫向及縱向采用H型鋼作為水平支撐。門洞支架搭設與交通疏解一并考慮，由于環觀南路車流量大，左 右兩側門洞支架各布置兩個門洞，即每個車道保持兩個車道通行。每 側門洞支架設置3排承重鋼管立柱、每排設鋼管2根，采用630、 6 10鋼管，鋼管支撐于條形砼基礎上，封底鋼板與砼基礎用預埋螺 栓連接。鋼管柱頂部鋼板上設置卸落砂筒，砂筒上設置橫向450*200H 型鋼，在橫向H鋼上縱向布置4根（根據需要可布置5根）600*200H 型鋼，為保證安全，每排2根鋼管之間需用小鋼管米字型焊接穩定， 鋼管與砂筒、砂筒與型鋼、型鋼與型鋼之間據需用鋼板或鋼筋焊接牢 固，防止

4、滑動。模板胎架（模板廠家制作）放置于縱向H型鋼上， 形成整個門洞支架體系。三、支架受力驗算本次支架受力驗算，主要驗算碗扣架立桿支撐力及穩定性，門洞 支架的承重鋼管的強度、剛度及穩定性驗算，縱、橫H型鋼的強度、 剛度驗算，地基承載力驗算。取最大荷載斷面處進行驗算。一）、荷載計算由于大挑臂蓋梁設計斷面為弧形變斷面，其中，最大截面在柱頂 處，最小斷面為懸臂端部。蓋梁砼荷載分布示意圖（一）、蓋梁中間部分荷載及碗扣支架受力計算蓋梁中間凸出部分高1.8米、寬1米，位于柱頂2.2米范圍的砼荷載為 q1=4.1*1*1*26KN/=106.6 KN/血（鋼筋混凝土按 26KN / m3）人工、機具施工荷載及模

5、板方木等按q2=4.5 KN/m3計中間每平米荷載最大值Q1=q1+q2=106.6+4.5=111.1 KN/m31、碗扣架立桿受力驗算碗口架采用48X3.5mm鋼管。根據碗扣式支架的技術參數可知，支架鋼管外徑48mm，壁厚3.5mm,支架步距為0.6m時，單根容許承載力為4.0t，因此支架立 桿承載力按照安全系數法計算。此段設置的立桿根數縱向間距60厘米，橫向間距30厘米布置，梁中間凸出部分高1.8米、寬1米，布置蓋梁水平投影下立桿為4*22=88 根，每平米立桿為 88 / （22*0.6*1）=6.6 根因此每根立桿垂直軸向受力為：N1=106.6KN / 6.6根=16.15 （KN

6、/根）N1=16.15KNVN=40KN=4t可行2、碗扣鋼管支架的穩定性計算單根鋼管截面面積（由于屆時碗口鋼管采用租賃，鋼管極有可能 是舊管，則鋼管按壁厚3mm計，另外乘以0.75折減系數）：A=423.9X0.75=318mm2；回轉半徑：i=1.58cm由于長細比：入二l/i=（60+2a）/i=（60+2 X30）/1.58=76據此，查得鋼管立桿軸心受壓穩定系數巾=0.757N/（巾XA）= 16150 /（0.757X318）=67.1 MPa164Mpa（其中，Q235鋼管容許應力為205MpaX80%=164 Mpa，80%為舊管 疲勞折減系數）根據以上計算可知，鋼管立桿的穩定

7、性符合要求，安全系數 K=164/67.1=2.444，其中未計算剪刀撐的穩定拉結作用。說明：因為本方案為初步方案，主要是提交業主、設計進行討論 所用，在進行受力驗算時，由于荷載取值偏大，故荷載計算未考慮支 架自身重量。本次未進行方木及模板受力驗算。本次支架受力荷載未考慮設計要求的小箱梁荷載。（二）、懸臂部分門洞支架受力驗算門洞支架采用鋼管柱承重，水平縱、橫梁采用H型鋼搭設。縱向H型鋼直接承受懸臂部分的結構砼荷載、模板荷載、人工機具等荷載， 然后通過橫向H型鋼傳遞給鋼管立柱及地基。1、荷載計算為簡化及保守計算，砼荷載按柱頂根部最大截面沿懸臂通長計 算。根據設計圖計算，2.8米寬的蓋梁最大截面為

8、1.8*1+2.8*1+(2.8+2.2) *1.3/2=7.85血，縱向每米重量為：7.85*26KN /立米=204KN / m蓋梁橫向寬2.8m，折算每平米砼垂直荷載為204KN / 2.8m=72.8 KN /此人工、機具模板等荷載按5KN /.2、縱梁荷載計算門洞支架縱向設置4根600X200H鋼縱梁，共2跨.跨度為5.71m,每 根縱向H鋼分配的荷載為(72.8+5) *2.8 / 4=54.5KN/m3、縱梁H鋼驗算、縱梁600X200H鋼截面力學性能查表得知：A=135.2cm2,每米重=106Kg,Ix=78200cm4 ,Wx=2610cm3，按碳素 鋼強度牌號Q235取值

9、，了=235 MPa，tw=t1=11mm， Ix： S=78200/1431.6=54.6 (cm) ，Zv=125 MPa, E=2.0X107MPa，抗彎穩定系數按2計算，即 Qb=0.5, 由于是舊鋼材，取疲勞折減系數0.8。、受力計算9支反力計算縱梁H鋼受力按簡支梁、均布荷載簡化計算，計算圖示如下：廠廠廠P=54.4KN/ mRRl =571cm7反力 R=54.4*5.71/2=155.6 (KN)彎矩計算為了計處方便，簡化成均布荷載q=54.4KN / M最大彎矩M=ql 2/8 0=54.4*5.71*5.71/8=221.71 KN.m=221.71 X 102 KN.cm最

10、大剪力計算最大剪力：V=Ra=155.6 (KN)、抗彎穩定性驗算MxgxW 了式中：Mx 繞X軸的彎矩；Wx 繞X軸的毛截面抵抗矩；甲b 整體穩定系數；f 抗彎強度設計值。則：Mx/ (甲bWx)=221.71X 102/(0. 5 X 26 1 0)=16.99 (KN/ cm2 )=169.9 (MPa)即：Mx/ (甲bWx)=169.9 (MPa) f=235X0.8=188 (MPa)滿足要求4）、剪應力驗算T=VS/Ixtw公式中：T-剪應力；V -剪力；S -計算剪應力處以上毛截面對中和軸的面積矩；Ix-毛截面慣性矩；tw一腹板厚度。貝 O：T=VS/Ixtw =V/t*S/I

11、x=(155.6X 103 /1.1)X 1/ (Ix： S)=(155.6X103/1.1) /54.6=2.59X 103(N/cm2)即：T=25.9 (MPa) Zv=125X0.8=100 (MPa)f VQ235H鋼應許剪應力。、撓度計算計算撓度也可按平均荷載的簡化計算：Wmax=5q I： / (384XEI)=5X54.4X 103X5.714/(384X2.0X 107X 106X78200X 10-8)=0.046 (mm)Wmax =0.046 (mm) L/1000=5710 / 1000=5.7 (mm)滿足要求。4、鋼管柱頂橫梁驗算、450X200H鋼截面力學性能柱

12、頂橫梁設計為450X200H鋼2根并排焊接成組合梁，查表得知450X200H型 鋼截面要素為：理論重量 76.5kg/m, A=97.41cm2 , Ix=33700cn4 ,Wx=1500 cm3, 按碳素鋼強度牌號Q235取值，f=235 MPa , fv=125 MPa, E=2.0X107 MPa, tw=ti=9mm, Ix：S=33700/810.74=41.57 (cm)，抗彎穩定安全系數按 1.5 計算，即甲b=0.666,舊鋼材取疲勞折舊系數0.8計算。、受力計算計算圖式經過分析，450X200H鋼上有4根600X200H鋼，垂直力k= R (反力)，每條 600X200H鋼

13、重6.64mX106Kg/mX2=1407.68Kg 亦即 14.07KN懸臂長9.06米，整個砼荷載及模板、人工等施工荷載及縱梁H型鋼荷載直接 作用與三排橫向H型鋼上，則門洞中柱頂上H型鋼橫梁分配的上部荷載最大，直接 承受一半的荷載，故作用于450X200H鋼上的力F為：F=54.5KN*9.06m / 2=246.89KNF=R+14.07=246.89+7.038=253.93 (KN)跨中彎矩計算：(參照簡明施工計算手冊)經計算得知：Mm =FXa=253.93X (2.63)= 220.073KN m剪力計算經比較得知：Qm =F=253.93 (KN)、抗彎穩定性驗算Mx/郵xW/

14、式中：Mx 繞X軸的彎矩；Wx 繞X軸的毛截面抵抗矩；甲b 整體穩定系數；/ 抗彎強度設計值。則：Mx/ (甲bWx)=220.073X 102/ (0.6666X 1500X2根)=11.005(KN/ cm2 ) =110.05 (MPa)(MPa)即:Mx/ (QbWx)=110.05 (MPa) =235X0.8=188滿足要求、抗剪驗算：T=VS/Ixtw公式中：T-剪應力；Q -剪力；S -計算剪應力處以上毛截面對中和軸的面積矩；Ix-毛截面慣性矩；J腹板厚度。橫梁由2根組成則：T=QS/2Ixtw =Q/2t*S/Ix=(253.93X 103 /2X0.9)X 1/ (Ix：

15、S)=(200.1X 103 / (2X0.9) /41.57=3.39X 103(N/cm2)= 33.9 (MPa)即：T=33.9 (MPa) Zv=125X0.8=100 (MPa)f VQ235H鋼應許剪應力。、撓度計算：(參照簡明施工計算手冊)dmax=FaX (3 X L2-4a2): (24EI)=0.632X253.93X 103X2.734/100X2.0X 107X 106X33700X 10-8X2 根=6.25 X10-6(m)dmax =0.007 (mm) L/1000=2370/1000=2.4 (mm)5、鋼管柱的驗算門洞支架中排鋼管立柱承受上部荷載最大，其荷

16、載有砼荷載、機具、人工施 工荷載、模板及胎架荷載型、縱橫H型鋼荷載等。中排鋼管柱為2根。蓋梁縱向每米重量為：7.85*26KN /立米=204KN / m蓋梁總長9.06米，其中總荷載的一半集中在中排立柱上，即分配于中排立柱上單根鋼管的砼荷載及人工、模板荷載為Q1= (204+5X2.8)X9.062：2=494.68KNH型鋼分配于中排每根立柱上的荷載為：Q2= ( 106X4X12 + 76.5X2X3X4.2 )：2：2=1753.95kg=17.5KN貝叭中排單根鋼管立柱所承受的荷載為：N=Q1+Q2=494.68KN+17.5KN=512.18 (KN)中630鋼筒(厚 10mm)截

17、面特性：面積A=9812.5 mm2 1=(6304 -6104)X3.14/64=4. 79 2X 108 mm% 單位重 152.89Kg,回轉半徑i=(I/A) 1/2=220.99 mm,桿長 L=5.3m。折舊的折算按系數0.8V=512.18KN(1)承載力計算中630鋼筒 530cm/V=512.18KN【N】=205MPaX0.8X9812.5 mm2= 1609.25 (KN)符合要求！(2)穩定性計算鋼管長度按5.3米計長細比入=10/1=5300/220.99=23.98查表得桿件縱向彎曲系數1=0.9N/(6XA)= 512.18 KN /(0.9X9812.5 mm2

18、)=57.996 MPa164Mpa(其中，Q235鋼管容許應力為205MpaX80%=164 Mpa, 80%為舊管疲勞折減系 數)根據以上計算可知，鋼管立桿的穩定性符合要求，安全系數 164/57.996=2.83，其中未計算剪刀撐重量及剪刀撐對鋼管立柱的穩定加固作 用。四、地基承載力驗算門洞支架中排承重荷載最大，基礎布置于環觀南路瀝青路面上。其荷載主要有:1、鋼管柱頂部荷載 Q1=521.18X2=1042.3 KN2、鋼管重量 Q2=152.89X2X5.3=1620.63kg=16. 2KN3、條形砼基礎 Q3=0.8X0.8X4.5X24=49.12 KN中排總荷載 Q=Q1+Q2+Q3=1042.3+16.2+49.12=1107.62 kN條形砼基礎為剛性基礎，兩端傳力剛性角按45計瀝青路面受壓面積S=4.5X0.8=3.6就單位承壓 0 =1107.62X103/(3.6X106)=0.31 MPa瀝青路面強度大于5 MPa承載力滿足要求。五、一個大挑臂蓋梁所用支架及工程數量序號項目名稱單位數量備注1C50蓋梁砼m3194.22制安鋼筋kg27124.83鋼絞線kg4670.74錨具套165錨下鋼筋及定位筋kg1926