%改建工程（LA段）施工第一標段（樁號）QMW大橋蓋梁支架方案論證受力分析報告目 錄1、工程概況12、蓋梁支架體系介紹23、計算分析依據34、計算分析模型44.1 蓋梁支架有限元分析模型44.2 構件截面及材料性能44.3 計算采用的荷載情況55、蓋梁支架計算結果65.1 蓋梁支架變形分析結果65.2 蓋梁支架應力分析結果65.3 蓋梁穩定分析結果76、施工支架驗算結論與建議96.1 結論96.2 建議9-11-大橋蓋梁支架方案論證 %改建工程（LA段）施工第一標段（樁號）QMW大橋蓋梁支架方案論證1、工程概況QMW大橋位于￥。橋梁全長156.44米，橋梁跨徑為325+325預應力砼T梁，上部采用預應力砼T梁，先簡支后連續；下部結構采用樁柱接蓋梁以及空心薄壁墩接蓋梁，基礎采用樁基礎。橋面鋪裝采用10cm厚C50砼調平層+10cm瀝青層。下部結構采用空心薄壁墩接蓋梁，基礎采用樁基礎。連續梁2#、3#、4#主墩基礎采用1.5m群樁承臺。表1-1 連續梁橋墩設計情況序號墩號樁長(m)承臺尺寸（m)墩高(m)12#墩19.8 6.66.62.5+6.66.62.524.623#墩18.7 6.66.62.5+6.66.62.526.734#墩17.3 6.66.62.5+6.66.62.524.6橋梁寬度為24.5（0.5墻式防撞護欄+10.75行車道+2中間帶+10.75行車道+0.5墻式防撞護欄）；橋梁平面位于直線上，橋梁右偏角90度；橋梁縱坡位于-3.9%縱坡上；橋梁橫坡為2.0%的雙向坡。汽車荷載等級：公路-I級，洪水頻率1/100。2、蓋梁支架體系介紹該大橋蓋梁長度為11.39m，寬為2.7m，高為2.5m，采用C30混凝土，理論方量為76.88m。對于蓋梁支架體系，自上而下其結構為工字鋼橫梁、工字鋼縱梁和預埋鋼棒。該結構施工方便，結構受力簡單明確，且不會發生支架下沉的問題。蓋梁支架方案中加固預埋鋼棒，與薄壁墩實心段主筋用牛腿焊接。鋼棒下方采用14鋼筋網片，防止受力集中混凝土受損。工字鋼橫梁擱置在工字鋼縱梁上， 間距按0.5米布置。工字鋼縱梁擱置在原本預埋于薄壁墩墩身的Q345鋼棒上,兩縱梁間用拉桿相連。支架布置示意圖如圖2-1、2-2、2-3所示。圖2-1 蓋梁支架橫橋向側面圖 鋼板預埋是先用大于鋼棒的PVC管預埋，在PVC管子下面放上兩層小鋼筋網片，以減少小鋼棒下面受力集中，造成混凝土有損傷。并且在方木橫梁與蓋梁模板之間鋪設木楔塊，用于調節模板標高和方便拆除蓋梁低模板。圖2-2 蓋梁支架縱橋向立面圖 圖2-3 蓋梁支架平面圖3、計算分析依據本方案分析計算時，主要依據下列標準和技術文件。1)路橋施工計算手冊人民交通出版社，2001；2)公路橋涵施工技術規范（JTG/T F50-2011）；3)裝配式公路鋼橋多用途使用手冊，人民交通出版社，2001；4）木結構設計規范（GB50005-2003）5）鋼結構設計規范（GB50017-2003）6）公路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范（JTG D62-2004）7）混凝土結構設計規范（GB50010-2002）8）公路橋涵施工技術規范（JTJ041-2000）9)建筑結構荷載規范（GB 50005-2003）4、計算分析模型4.1 蓋梁支架有限元分析模型11.39m蓋梁支架有限元模型中采用梁單元對工字鋼橫梁、工字鋼縱梁和方木橫梁進行了模擬。根據支架體系的設計及工作狀態，邊界條件考慮如下：（1）預埋的鋼棒簡支于橋墩兩側邊界點上。（2）工字鋼縱梁簡支于預埋的鋼棒上。（3）工字鋼橫梁簡支于工字鋼縱梁上。此支架有限元模型共包括276個單元和292個節點，整體模型如圖4-1所示。圖4-1 蓋梁支架模型4.2 構件截面及材料性能本支架體系各主要構件的截面形式如表4-1所列；所用材料的容許應力如表4-2所示。表4-1支架體系各主要構件截面類型序號構件名稱截面形式1預埋鋼棒直徑150mm2工字鋼縱梁雙拼I56c工字鋼3工字鋼橫梁I20b工字鋼/雙拼I20b工字鋼表4-2鋼材容許應力應力種類鋼 號Q235Q345彎曲應力（Mpa）215310剪切應力（Mpa）125180擠壓應力（Mpa）215310注：按鋼結構規范（GB50017-2003）進行選用。4.3 計算采用的荷載情況本支架計算考慮了支架體系自重，計算實際澆筑鋼筋混凝土重量,同時考慮到施工人員與工具、混凝土振搗及模板系統重量等施工臨時荷載，全部乘以1.2的系數進行考慮。最終荷載以梁單元集中荷載的形式加在工字鋼橫梁跨中。蓋梁支架的荷載如圖4-2所示，荷載值見表4-3所示。圖4-2 蓋梁支架加載示意圖表4-3 工字鋼橫梁所承受上部結構傳來荷載一覽表（單位：kN）荷載類型荷載值（混凝土自重）（鋼模）（振搗產生的力）一號工字鋼橫梁48.28二號工字鋼橫梁55.61三號工字鋼橫梁62.94四號工字鋼橫梁70271.0五號工字鋼橫梁70.27六號工字鋼橫梁84.935、蓋梁支架計算結果5.1 蓋梁支架變形分析結果結構在荷載作用下的最大下撓量為15.87mm，如圖5-1所示，滿足公路橋涵施工技術規范（JTG/T F50-2011）（5.2.4節）不大于l/400的要求。圖5-1 結構變形圖（單位：mm）5.2 蓋梁支架應力分析結果在支架自重、模板系統自重及澆筑混凝土重量等荷載作用下，施工支架體系各構件的應力分析結果如下：支架應力值為-145.8115.4MPa，滿足鋼結構設計規范（GB50017-2003）（3.4.1節）的要求，應力結果如圖5-2所示。圖5-2 結構應力等值線圖（單位：Mpa）5.3 蓋梁穩定分析結果結構前三階失穩模態如圖5-3所示。前三階結構失穩都是靠外側工字鋼橫梁發生側向失穩。（a）結構一階失穩模態（屈曲系數為4.630）（b）結構二階失穩模態（屈曲系數為4.632）（c）結構三階失穩模態（屈曲系數為5.018）圖5-3 前三階結構失穩模態及屈曲系數6、施工支架驗算結論與建議6.1 結論通過對蓋梁支架體系的分析計算可知：1）對于蓋梁施工支架，施工荷載作用下最大變形為15.87mm，其剛度滿足公路橋涵施工技術規范（JTG/T F50-2011）（5.2.4節）的要求（不大于L/400）。2）蓋梁施工支架最大組合拉壓應力為115.4MPa，出現在預埋鋼棒和工字鋼縱梁處，驗算結果表明應力滿足鋼結構設計規范（GB50017-2003）（3.4.1節）的要求。實際施工應在鋼棒上方加校位墊片，避免了應力集中，而且由于實際荷載類型為均布荷載，更有利于結構受力。 3）穩定性驗算表明：蓋梁支架的第一階失穩模態臨界荷載荷載系數為4.630。6.2 建議和注意事項基于上述的計算結果，為確保現澆支架的安全性以及在建模中發現的問題，建議：1）為確保支架施工過程的安全，需對支架進行靜載試驗，通過靜載試驗檢驗支架的安全。試驗過程中加強觀測，確保預壓過程支架的安全。2）在使用過程中，應進一步對支架進行觀測，確保使用過程支架的安全。3）現場施工需采取有效措施確保工字鋼焊縫的質量。4）施工時應按計算撓度值設預拱度,并應搭設足夠寬度的操作面(一般每邊不小于1 m )和周邊護欄(高度不小于1.2 m);各種支架的護欄邊,都應滿掛密目安