盖梁支架设计计算.docx

泉州至南宁高速公路过龙陂高架桥

高墩盖梁施工方案计算书

设计：
复核：
审批：

浙江省交通工程建设集团有限公司

过龙陂高架桥盖梁支架设计计算书

概况：
盖梁尺寸为11.95×2.3×3.7m（长×宽×高），在悬臂部分设置了2.525×2m倒角，盖梁支架拟采用[]18a、][14a、I20a加工为锚固式三角托架，三角托架的结构如图一所示，具体尺寸见加工图，三角架的上部锚固采用预埋锥形螺母锚固钢板的形式，下部撑脚直接支撑在砼面上。三角支架安装完成后，吊装盖梁施工平台3、2和侧面模板4、5，其相互关系见图二。

图一：盖梁承载三角架加工示意图

图二：三角支架、工作平台和侧面模板位置的相互关系
荷载统计和整体计算：
单个三角架自重1.6t；单侧悬挑砼方量17.71方，自重44.275t；悬挑砼下模板支架单个计重1.95t；砼大面施工模板共108平方米，计重21.6t；跳板和施工平台约41.4平方，荷载每平米0.2t，计荷载8.28t，荷载总计125.53t。
根据以上的荷载统计，对支架整体结构进行了分析计算，其模型如下（计算模型中三角支架部分荷载为12t/m2，未折减倒角砼重量，加载区域2.65m×3m，其余平面荷载1t/m2）：

荷载分布示意图（图中荷载未考虑砼倒角荷载削减）

支架最大位移7.6mm（安全）

支架最大组合应力94.6Mpa（安全）

支架第一阶屈曲稳定系数12（安全）
局部计算分析和构造：
1、锚杆抗拔：
按照最不利荷载布置方式，分别由每根斜杆处传递竖向力约15.7t，对锚点求矩，（15.7×3+15.7×1.5）=70.65tm，算出锚点和撑脚的水平拉力和压力为70.65/2.85=24.8t，锚固安全系数取4倍，得出锚固区的抗拔力应大于100t，每个锚固区采用10.9级直径26.5mm的预埋锥形螺母四个，每个螺杆面积A=3.14×26.5×26.5/4=551.266平方毫米。其抗拉保证强度等于4×830Mpa×A/9800=187t，故锚固力足够。
2、锚杆抗剪：
竖向荷载125.53t分别由四个锚点承受，每个锚点抗剪约31.4t，考虑拉剪组合应力，31.4×9800/4/A×1.414+24.8×9800/4/A=307.5Mpa，小于10.9级螺杆的保证应力830Mpa，故抗剪也安全。
3、锚固钢板构造：
根据钢结构规范和机械设计手册中关于预埋钢板厚度以及螺杆直径和孔位的具体要求，选定锚固钢板厚30mm，尺寸520×300mm，开孔位置见右图。
为了方便支架的安装和拆除，保证施工人员的安全，在三角架锚板中间开槽，浇筑砼前预埋定位螺母，拆模后安装定位螺杆。开槽钢板直接卡在定位螺杆上，将三角架直接悬挂在砼上，施工人员再上三角架安装其余的锚固螺栓。
施工注意事项：
三角架安装时施工人员站立在已浇筑砼面上指挥塔吊，利用晃绳控制支架位置，当风速大于10m/s时不能进行吊装作业。
三角架吊装前在外侧悬挂尼龙安全网，在三角架中部的水平脚手钢管上焊接走道板作为装拆螺栓的施工平台，平台外侧焊接钢筋作为护栏。
三角架作为盖梁的承载平台，锚板和支撑板的贴合情况很重要，为此特设置了上部转动连接销，在拼装加工过程中要保证四块板在一个平面上，同时保证三角架的拼装后在一个竖直面上。
锚固件的预埋精度要求高，需采用较薄的定位钢板在模板上放样开孔，将预埋螺母等配件安装在模板上，浇筑砼时注意控制振捣，不要将振捣泵直接插在埋件上，同时要保证该处振捣密实。
锚板承重需要的砼强度为20MPa以上，需要现场配置同步养生试块来确定。
高强螺栓的加工长度应考虑锚固钢板和垫片的尺寸，保证螺栓施拧后连接紧密，建议采用力矩扳手施拧，施拧荷载1600nm。
整个支架模板的安装顺序为三角架1→平台3→平台2→模板4→模板5。
平台3应和三角架1焊接固定，避免倾覆。
模板4和平台3之间采用钢楔垫高，以方便模板整体脱模，安装钢楔后应点焊固定。
三角架1、平台2和平台3间安装完成后可焊接定位角钢，方面下次安装定位。
盖梁大面模板支撑在平台2上，可根据实际情况焊接短脚手管，利用扣件安装部分钢管，作为模板安装前的侧向定位，请在现场实际确定，建议短脚手管水平焊接在分布小槽钢上。
锚板中心离已浇筑砼面最小距离应大于95cm，具体高度可根据不同盖梁的倾斜度来确定，局部调节。
若有其他起重方式，可考虑墩身施工利用该三角架平台，模板采用局部搭接方式上翻，三角架和整个施工平台利用葫芦等方式整体提升，提升平台时人员站在砼面上，葫芦和保险绳悬挂在劲性骨架上。