手工计算在连续梁支架设计中的应用

马德坤 MA De-kun

（中铁二十五局集团有限公司西北分公司，西安710000）

1 工程概况

新建某铁路特大桥主跨跨越信江西支，设计采纳（90+180+90）m连续梁拱，桥墩设计为圆端实体桥墩，墩h=23.5m和23m，主跨连续梁L=361.6m，横断面为单箱双室，中支点梁h=11m，中跨跨中及边支点梁h=5m，梁底用二次抛物线变动。

图1 0#块示意图

2 结构类型选择

0#块含拱脚设计方量为1608m3，重量为4020吨，梁底至承台高度为21m。一般0#块施工方案为2种，一种为采用三角托架，一种为落地支架。该0#块每侧伸出墩顶长度为5.5m，体积为400m3，重量为1000吨，对托架刚度及变形要求较高，根据现场所具备的材料及后期挂篮施工过程中抗倾覆的临时支墩技术措施，采用落地支架进行施工。

3 方案初步设计及检算

3.1 检算指标（表1）

表1 检算指标取值表

3.2 支架材料

本0#块采纳钢管支架法，支架拟采纳20根φ630mm×10mm钢管立柱，桥墩两侧各设2排10根，立柱之间纵向和横向采用][20a槽钢进行联接，立柱顶部采钢板封顶焊接后设置砂箱，砂箱顶面安装横梁，横梁为双45a工字钢；横梁顶采用20a工钢排架分配梁，分配梁上铺设15cm间距背肋方木与竹胶板。

支架各构件截面特性如表2所示。

表2 支架各构件表

3.3 荷载检算

3.3.1 梁体混凝土荷载

梁体0#块伸出墩外长度5.5m，计算0#混凝土荷载横向分部如表3。

表3 0#块根部混凝土荷载横向分布表

3.3.2 模板自重

①竹胶板底模，γ=1.5kN/m；

②支架自重：根据各分部分别计算。

3.3.3 其他荷载

①人员及机具荷载：取QN=1.5kN/m2；

②砼浇筑冲击荷载：QS=2.0kN/m2；

③砼振捣荷载：取QD=2.0kN/m2。

3.4 荷载效应组合

组合Ⅰ：检算强度

组合Ⅱ：检算刚度

模板、支架荷载效应组合见表4。

表4 荷载组合分项系数表

3.5 模板检算

3.5.1 底模检算

底模竹胶板搁置在间距150mm的100*100mm方木上，取0#块荷载按延米板宽实施核算。

①荷载组合。

取荷载最大值进行计算，腹板：

②截面参数及力学：

③检算结果。

弯曲应力强度：

剪应力强度：

刚度检算：

3.5.2 方木检算

方木背肋按照150mm间距布置在工字钢排架上，工字钢排架在腹板及顶底板的间距分别为0.25m和0.75m、0.8m，取0#块按连续梁延米长度计算。

①荷载组合。

腹板：

截面参数及材料力学性能指标：

②检算结果。

腹板处：

顶底板：

3.6 支架检算

根据0#块截面特性墩身尺寸，拟用20根φ630mm×10mm钢管立柱为支架，桥墩两侧各设2排10根，钢管立柱横向间距为（250+375+375+250）cm，钢管纵向间距为（360+920+360）cm。最大受力按腹板下检算。

3.6.1 荷载组合

腹板：

3.6.2 截面参数及材料力学性能指标

20工钢：

45工钢：

3.6.3 分配梁工钢检算

由于0#块为渐变形式，为保证立杆稳定，防止产生横向推力，分布梁采用三角桁架结构，刚度及变形需采Madis软件进行检算，故手算不再进行检算。

3.6.4 主梁工钢检算

取腹板下按简支梁进行检算（采用双45a工钢）：

3.6.5 钢管立柱检算

立柱按每侧2排，每排5根的φ630mmδ10mm螺旋管，采取边腹板下2根计算。630螺旋管计算参数：

因钢管件采用纵横向连系梁，故不考虑压弯变形影响。

单根钢管受力为Q=1425.4KN（腹板外侧底腹板位置重量按腹板重考虑）

满足强度要求。

4 Midas/Civil检算

4.1 工字钢排架

按Midas/Civil建模剖析检算，工字钢排架结果见图2-图4。

图2 组合应力计算结果（MPa）

图4 位移结果（单位：mm）

由图2、图3、图4可以看出，最大组合应力：σ=108.4MPa＜[σ]=215MPa；最 大 剪 应 力：τ=56.2MPa＜[τ]=125MPa。最大位移：f=6.6mm＜[f]=3.6m/400=9mm。

图3 剪应力计算结果（MPa）

结论：20工钢排架分配梁强度与刚度满足规范要求。

4.2 工45a主横梁

II45a双拼工字钢横梁结果见图5-图7。

图5 组合应力图（单位：MPa）

图6 剪应力计算结果（MPa）

图7 位移结果（单位：mm）

由图5-图7可以看出，最大组合应力：σ=117.4MPa＜[σ]=215MPa；最大剪应力：τ=108.6MPa＜[τ]=125MPa。最大位移：f=5.2mm＜[f]=2.5m/400=6.25mm。

结论：II45a横梁强度与刚度符合要求。

5 结论

通过软件检算，结构满足规范要求。同时，根据现场的材料进行初步检算，充分利用现有的周转材料，在质量安全满足下，降低费用。该连续梁0#块支架于2021年11月份完成搭设及预压，并在2022年1月份顺利完成浇筑，沉降及变形等符合规范要求。