连续边跨现浇段支架设计与稳定性分析
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇连续边跨现浇段支架设计与稳定性分析范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘要：该文通过某连续刚构边跨现浇段螺旋钢管框架式支架的设计，介绍了螺旋钢管框架支架的构造和特点,和进行验算，得到了其承载力和整体稳定安全系数均满足施工要求 。可供同类施工结构设计参考。
关键词:现浇段；钢管支架；承载力计算；稳定分析
中图分类号： TU511 文献标识码： A
1.工程概况
肖张镇跨大广高速公路特大桥DK162+108.36-DK162+221.56（47#-50#墩）采用(32m+48m+32m) 3孔变截面连续箱梁。该连续梁主、边墩皆为圆端形桥墩，其中主墩身48#、49#墩身高度分别为9m、9.5m，边墩身47#、50#高度分别为12m、11m。连续梁采用挂篮悬臂浇筑施工,合拢顺序为先边跨后中跨。该梁共有31个施工节段，梁高自0#块悬臂，底部线形按二次抛物线变化，其中0#块长度为6m，高度为3.5m，顶宽7.2m,边跨直线段梁长7.85 m,梁高皆为2.5m。
2 支架设计方案
由于50#墩在施工便道转弯处，不能满足满堂支架施工面积。经过技术经济比选，采用支柱组合支架方案。支架体系由承台基础 、 螺旋钢管立柱 、螺旋钢管联系杆件、工字钢横梁 、工字钢纵梁及调平钢楔组成。承台施工完成后，使用级配沙砾按20cm层厚分层夯实回填基坑。墩身施工过程中，在连续梁侧墩身表面进行钢套筒预埋（套筒采用边跨防落梁预埋套筒）。墩身施工完成后，进行条形基础施工，基础采用C25砼。纵横基础交叉处设预埋钢板，壁厚12mm，钢板下表面以其中心为圆心，50cm直径分布”U”型锚筋。距条形基础内外缘1.5m范围内全部使用C20混凝土铺设一层5cm厚防水层。
支架主承力柱采用φ426mm壁厚6mm螺旋焊缝钢管，共计四根，其纵横间距分别为3m、3.5m。四角主承力柱沿高度方向每3.2m设一道水平联系，同时与墩身预埋件进行连接；支架四面每两道水平联系间均设有斜向连接杆。水平联系及斜向连接杆均采用φ140mm壁厚3.5mm直缝钢管。
支架主承力柱柱顶焊制钢板，钢板上安放2根I32b工字钢作支架平台横梁。在边墩托盘顶帽上部及支架横梁顶部铺设I32b工字钢作支架分布纵梁，底、腹板下纵梁间距分别为60cm、30cm，桥轴线方向一致，纵梁间采取25螺纹钢焊接连接。标高精调采用钢楔进行。纵梁顶面铺设10cm*10cm方木及厚1.2cm竹胶板作底模；边跨外模为整体型钢模，外侧支架支立于2根I32b工字钢上。
3.支架承载力及稳定性计算
3.1工字钢纵梁计算
（1）取箱梁腹板位置进行分析计算
纵梁采取6.8米长32a工字钢，跨径3米，取最大腹板厚度53.6cm,因考虑箱梁顶板底板倒角部分位置变化按60cm考虑，由2根工字钢承受，单根计算宽度30cm,结构混凝土自重：q1=0.6*2.5*26/2=19.5KN/m32a工字钢自重：q2=0.527KN/m
模板及支撑：q3=2.5KN/，人员，机具行走运输，堆放荷载取2.5KN/，振捣棒振捣荷载为2KN/，所以施工荷载：q4=(2.5+2)*0.3=1.35KN/m
因本项目为重型支撑支架,荷载组合中以恒载为控制荷载,故采用恒载系数:1.35；活载系数： 1.2进行计算 。荷载组合 =1.35*（q1+q2+0.3*q3)+1.2*q4=29.67KN/m
跨中弯矩：
M==33.379Kn*m
支点反力:用迈达斯2006建立模型
如图可知，中支柱位置为最大应力R1=103.3kn
32a工字钢抗弯截面模量W=692，惯性矩 I=11100,弹性模量E=2.06×10N/
所以 ,工字钢纵梁的跨中上下缘的最大应力为 ：
===48.235MPa=160MPa
32a工字钢纵梁强度满足要求
工字钢纵梁的跨中最大挠度
===1.37mm
32a工字钢纵梁满足要求。
（2）取箱梁底板位置进行分析计算
纵梁采取3根6.8米长32a工字钢，跨径3米。荷载分析：取底板位置计算，底板+顶板的厚度为85cm,计算宽度为0.75m。混凝土结构自重q1=16.575Kn/m.32a工字钢自重：q2=0.527Kn/m 内模及支撑：q3=2.5KN/ 人员，机具行走运输，堆放荷载取2.5KN/ 振捣棒振捣荷载为2KN/ 施工荷载载：q4=(2.5+2)*0.75=3.375KN/m因本项目为重型支撑支架 ，荷载组合中以恒载为控制荷载 ，故采用恒载系数：1.35；活载系数：1.2进行计算 。荷载组合 =1.35*（q1+q2+0.75*q3)+1.2*q4=28.1KN/m
跨中弯矩：
M==33.378Kn*m
支点反力:用迈达斯2006建立模型，如图可知，中支柱位置为最大应力R2=98.1kn
32a工字钢抗弯截面模量W=692，惯性矩 I=11100,弹性模量E=2.06×10N/
所 以,工字钢纵梁 的跨中上下缘的最大应力为 ：
===60.85MPa=160MPa
32a工字钢纵梁强度满足要求
工字钢纵梁的跨中最大挠度
===1.73mm
32a工字钢纵梁满足要求。
(3)取箱梁翼缘板位置进行分析计算箱梁翼缘板处荷载较小,对该处工字钢横梁,可不进行强度和挠度验算,只进行支点处反力计算,为下横梁和钢管立柱受力计算创造条件。每侧翼板下纵梁采取2根3m长32a工字钢，跨径3.5m。荷载分析：取采取单侧翼缘板计算，外侧厚度20cm,和腹板交接处计算宽度为60cm,混凝土结构自重：q1=1.7*（0.2+0.6）/2*26=17.68KN/m
2根32a工字钢自重q2=2*0.527=1.054KN/m 模板及支撑：q3=2.5KN/ 人员，机具行走运输，堆放荷载取2.5KN/ 振捣棒振捣荷载为2KN/ 施工荷载载：q4=(2.5+2)*0.85=7.65KN/m因本项目为重型支撑支架 ，荷载组合中以恒载为控制荷载 ，故采用恒载系数：1.35；活载系数：1.2进行计算 。荷载组合
=1.35*（q1+q2+1.7*q3)+1.2*q4=20.1042KN/m
反力:用迈达斯2006建立模型，如图可知，中支柱位置为最大应力R1=98.1kn
R3=70.0Kn
3.2 工字钢横梁的计算
横梁采用7.2米长双肢i32a工字钢，放置在螺旋钢管立柱之上纵梁之下，主要承受由纵梁传 递的压力，其力学参数为：抗弯截面模量W=692*2=1384，惯性矩 I=11100*2=22200,弹性模量E=2.06×10N/ ,R1=44.505Kn R2=56.151Kn R3=30.1563Kn，双肢32a工字钢横梁 自重：q=0.527×2=1.054KN/m
荷载分析：取横梁中1 根工字钢，按3跨连续梁，双工字钢平均分配进行计算,计算跨径为，加最 不利的荷载。用midas2006建立模型，见下图。
由模型可以看出整个现浇段的重量主要通过 横梁传到下方的钢管立柱承受。 具体应力分布见下图，由下图可知其最大压力位于腹板中间处，其最大应力=82.635Mpa=160Mpa,强度满足要求。
钢横梁变形图见下图，由图可知最大变形处为跨中位置处，其最大挠度
32a工字钢挠度满足要求。