方真貌

摘 要：文章以潘家壩特大橋跨越高速公路處混凝土連續(xù)箱梁施工滿堂支架設(shè)計為例子，介紹了鋼管拱系梁中縱梁、鋼管立柱、鋼管立柱基礎(chǔ)及分配梁的檢算方法，主要是在施工荷載作用下鋼材的軸向應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、剪應(yīng)力和撓度的檢算。

關(guān)鍵詞：鋼管拱系梁；鋼材；軸向應(yīng)力；彎曲應(yīng)力；剪應(yīng)力；撓度；檢算

1 計算依據(jù)

1.1 擬采用的支架荷載

1.1.1 荷載分類

鋼管拱系梁施工過程中考慮的各部門施工荷載（順橋荷載）為：

鋼結(jié)構(gòu)拱肋部分：Q1=4.4t/m；拱肋施工支架：Q2=0.15t/m；混凝土箱梁：Q31=104t/m（拱座范圍長12.98m），Q32=65.4t/m（其他段）；混凝土箱梁模板：Q4=10.84t/m（系梁荷載的10%）；混凝土箱梁支架：Q5=14.5t/m（系梁荷載的15%）；施工活荷載：Q6=0.2t/m（40人、20臺設(shè)備，未考慮吊車上橋作業(yè)）。

1.1.2 荷載組合

（1）支架縱梁計算

考慮混凝土箱梁張拉后，箱梁以上的拱肋和拱支架荷載由混凝土箱梁傳遞到兩側(cè)橋墩，故不考慮拱支架、拱肋對縱梁的作用。荷載組合考慮為混凝土箱梁重、混凝土箱梁、模板混凝土箱梁、支架施工活荷載組合。

QA1=Q31+Q4+Q5+Q6=104+10.8+14.5+0.2=1295kN/m；

QA2=Q32+Q4+Q5+Q6=65.4+10.8+14.5+0.2=909kN/m；

（2）支架立柱計算

考慮全部荷載由鋼管立柱承擔(dān)，荷載組合考慮為拱肋、拱支架、混凝土箱梁重、混凝土箱梁、模板混凝土箱梁、支架施工活荷載組合。

QB1=Q1+Q2+Q31+Q4+Q5+Q6=4.4+0.15+104+10.84+14.5+0.2=1341kN/m；

QB2=Q1+Q2+Q32+Q4+Q5+Q6=4.4+0.15+65.4+10.84+14.5+0.2=955kN/m；

1.2 《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（TB1002.2-2005）

按照施工荷載考慮，鋼材容許應(yīng)力提高1.3倍。

鋼材的軸向應(yīng)力：Q235：135*1.3=175.5MPa

Q345：200*1.3=260MPa

鋼材彎曲容許應(yīng)力：Q235：140*1.3=182MPa

Q345：210*1.3=273MPa

鋼材剪應(yīng)力：Q235：80*1.3=104MPa

Q345：120*1.3=156MPa

繞度容許值：f≤l/450

1.3 荷載及結(jié)構(gòu)計算

工字鋼縱梁按照支撐于相鄰分配梁的簡支梁計算；分配梁按照支撐于相鄰立柱的簡支梁計算；立柱按照中心受壓構(gòu)件考慮；結(jié)構(gòu)荷載按照所承擔(dān)的面積進行分配。

2 結(jié)構(gòu)檢算

2.1 縱梁檢算

根據(jù)潘家壩特大橋的現(xiàn)場情況，高速公路預(yù)留兩個方向各8.3米的凈寬，利用高速公路兩側(cè)應(yīng)急停車道及中間隔離帶施作基礎(chǔ)和立柱，順高速公路方向設(shè)置分配梁，垂直高速公路方向安裝工字鋼橫梁，作為公路范圍系梁承載結(jié)構(gòu)。QA2荷載作用下橫橋向跨度設(shè)置。公路面以外的系梁下設(shè)置順橋向縱梁，垂直系梁方向設(shè)置分配梁，分配梁下設(shè)鋼管立柱及基礎(chǔ)。驗算QA1荷載作用下順橋向4.33m跨度的縱梁設(shè)置，驗算QA2荷載作用下順橋向6m跨度的縱梁設(shè)置。

2.1.1 QA2荷載作用下橫橋向跨度設(shè)置

取順橋方向1米為研究結(jié)構(gòu)單元，橫橋向荷載為Q橫=QA2/L=59kN/m。

單位：長度：m；荷載-kN/m；剪力-kN；彎矩-kN·m

熱軋普通工字鋼：I56b，鋼材牌號：Q235，截面慣性矩：Ix= 68503.00cm4，取4根，（整體穩(wěn)定控制應(yīng)力，為確保整體穩(wěn)定，工字鋼間橫向1.5m設(shè)置檁條，整體穩(wěn)定應(yīng)力折減系數(shù)取0.808）。

正應(yīng)力：f=Mx/（Wnx）=102.80<140*1.3*0.808=147.06N/mm2。

剪應(yīng)力：fv=VS/It=12.59<80*1.3=104N/mm2。

撓度：B=5QL4/384EI=24.84

每延長米配4根工字鋼。

2.1.2 QA2荷載作用下6.0m跨縱梁

熱軋普通工字鋼： I56b，鋼材牌號： Q235，截面慣性矩： Ix = 68503.00cm4，取12根，（整體穩(wěn)定控制應(yīng)力，為確保整體穩(wěn)定，工字鋼間橫向1.5m設(shè)置檁條，整體穩(wěn)定應(yīng)力折減系數(shù)取0.808）。

正應(yīng)力：f=Mx/（Wnx）=139.32<140*1.3*0.808=147.06N/mm2。

剪應(yīng)力：fv=VS/It=33.22<80*1.3=104N/mm2。

撓度：B=5QL4/384EI=8.88

縱梁配置12根工字鋼I56b。

2.1.3 QA1荷載作用下4.33m跨縱梁

熱軋普通工字鋼：I56b，鋼材牌號：Q235，截面慣性矩：Ix=68503.00cm4，取12根（整體穩(wěn)定控制應(yīng)力，為確保整體穩(wěn)定，工字鋼間橫向1.5m設(shè)置檁條，整體穩(wěn)定應(yīng)力折減系數(shù)取0.808）。

正應(yīng)力：f=Mx/（Wnx）=103.40<140*1.3*0.808=147.06N/mm2。

剪應(yīng)力：fv=VS/It=34.16<80*1.3=104N/mm2。

撓度：B=5QL4/384EI=3.43

縱梁配置10根工字鋼I56b。

2.2 鋼管立柱檢算

2.3 鋼管柱基礎(chǔ)檢算

位于高速公路隔離帶上的基礎(chǔ)計算：考慮設(shè)置柱下條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)寬為1.1米，單樁豎向力為2995.97kN?；炷粱A(chǔ)高1.5米。地基承載力特征值需要大于619kPa。現(xiàn)場開挖后進行驗槽。

位于高速公路應(yīng)急停車道上的基礎(chǔ)計算：設(shè)置混凝土塊基礎(chǔ)，基礎(chǔ)寬為2米，長為2.8米，混凝土塊基礎(chǔ)高1米。單樁豎向力為3376kN。路面地基承載力需要大于600kPa?；A(chǔ)安裝時鋪設(shè)砂漿保證的基礎(chǔ)平整。

高速公路以外基礎(chǔ)，設(shè)置柱下獨立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)寬1.5米，長2.0米，高1.0米，單樁豎向承載力為1828.7kN。地基承載力特征值需要大于609.66kPa，現(xiàn)場開挖后進行驗槽。

2.4 分配梁檢算

選擇中翼緣H型鋼：HM 440x300x11/18，鋼材牌號：Q235，截面慣性矩：Ix=511749.0cm4。

正應(yīng)力：f=Mx/（Wnx）=92.05<140*1.3*0.9=163.8N/mm2。

剪應(yīng)力：fv=VS/It=26.22<80*1.3=104N/mm2。

撓度：B=5QL4/384EI=2.44

4根H型鋼組成品字形型滿足要求。

參考文獻

[1]TB10002.1-2005.鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范[S].

[2]TB10002.5-2005.鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].

摘 要：文章以潘家壩特大橋跨越高速公路處混凝土連續(xù)箱梁施工滿堂支架設(shè)計為例子，介紹了鋼管拱系梁中縱梁、鋼管立柱、鋼管立柱基礎(chǔ)及分配梁的檢算方法，主要是在施工荷載作用下鋼材的軸向應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、剪應(yīng)力和撓度的檢算。

關(guān)鍵詞：鋼管拱系梁；鋼材；軸向應(yīng)力；彎曲應(yīng)力；剪應(yīng)力；撓度；檢算

1 計算依據(jù)

1.1 擬采用的支架荷載

1.1.1 荷載分類

鋼管拱系梁施工過程中考慮的各部門施工荷載（順橋荷載）為：

鋼結(jié)構(gòu)拱肋部分：Q1=4.4t/m；拱肋施工支架：Q2=0.15t/m；混凝土箱梁：Q31=104t/m（拱座范圍長12.98m），Q32=65.4t/m（其他段）；混凝土箱梁模板：Q4=10.84t/m（系梁荷載的10%）；混凝土箱梁支架：Q5=14.5t/m（系梁荷載的15%）；施工活荷載：Q6=0.2t/m（40人、20臺設(shè)備，未考慮吊車上橋作業(yè)）。

1.1.2 荷載組合

（1）支架縱梁計算

考慮混凝土箱梁張拉后，箱梁以上的拱肋和拱支架荷載由混凝土箱梁傳遞到兩側(cè)橋墩，故不考慮拱支架、拱肋對縱梁的作用。荷載組合考慮為混凝土箱梁重、混凝土箱梁、模板混凝土箱梁、支架施工活荷載組合。

QA1=Q31+Q4+Q5+Q6=104+10.8+14.5+0.2=1295kN/m；

QA2=Q32+Q4+Q5+Q6=65.4+10.8+14.5+0.2=909kN/m；

（2）支架立柱計算

考慮全部荷載由鋼管立柱承擔(dān)，荷載組合考慮為拱肋、拱支架、混凝土箱梁重、混凝土箱梁、模板混凝土箱梁、支架施工活荷載組合。

QB1=Q1+Q2+Q31+Q4+Q5+Q6=4.4+0.15+104+10.84+14.5+0.2=1341kN/m；

QB2=Q1+Q2+Q32+Q4+Q5+Q6=4.4+0.15+65.4+10.84+14.5+0.2=955kN/m；

1.2 《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（TB1002.2-2005）

按照施工荷載考慮，鋼材容許應(yīng)力提高1.3倍。

鋼材的軸向應(yīng)力：Q235：135*1.3=175.5MPa

Q345：200*1.3=260MPa

鋼材彎曲容許應(yīng)力：Q235：140*1.3=182MPa

Q345：210*1.3=273MPa

鋼材剪應(yīng)力：Q235：80*1.3=104MPa

Q345：120*1.3=156MPa

繞度容許值：f≤l/450

1.3 荷載及結(jié)構(gòu)計算

工字鋼縱梁按照支撐于相鄰分配梁的簡支梁計算；分配梁按照支撐于相鄰立柱的簡支梁計算；立柱按照中心受壓構(gòu)件考慮；結(jié)構(gòu)荷載按照所承擔(dān)的面積進行分配。

2 結(jié)構(gòu)檢算

2.1 縱梁檢算

根據(jù)潘家壩特大橋的現(xiàn)場情況，高速公路預(yù)留兩個方向各8.3米的凈寬，利用高速公路兩側(cè)應(yīng)急停車道及中間隔離帶施作基礎(chǔ)和立柱，順高速公路方向設(shè)置分配梁，垂直高速公路方向安裝工字鋼橫梁，作為公路范圍系梁承載結(jié)構(gòu)。QA2荷載作用下橫橋向跨度設(shè)置。公路面以外的系梁下設(shè)置順橋向縱梁，垂直系梁方向設(shè)置分配梁，分配梁下設(shè)鋼管立柱及基礎(chǔ)。驗算QA1荷載作用下順橋向4.33m跨度的縱梁設(shè)置，驗算QA2荷載作用下順橋向6m跨度的縱梁設(shè)置。

2.1.1 QA2荷載作用下橫橋向跨度設(shè)置

取順橋方向1米為研究結(jié)構(gòu)單元，橫橋向荷載為Q橫=QA2/L=59kN/m。

單位：長度：m；荷載-kN/m；剪力-kN；彎矩-kN·m

熱軋普通工字鋼：I56b，鋼材牌號：Q235，截面慣性矩：Ix= 68503.00cm4，取4根，（整體穩(wěn)定控制應(yīng)力，為確保整體穩(wěn)定，工字鋼間橫向1.5m設(shè)置檁條，整體穩(wěn)定應(yīng)力折減系數(shù)取0.808）。

正應(yīng)力：f=Mx/（Wnx）=102.80<140*1.3*0.808=147.06N/mm2。

剪應(yīng)力：fv=VS/It=12.59<80*1.3=104N/mm2。

撓度：B=5QL4/384EI=24.84

每延長米配4根工字鋼。

2.1.2 QA2荷載作用下6.0m跨縱梁

熱軋普通工字鋼： I56b，鋼材牌號： Q235，截面慣性矩： Ix = 68503.00cm4，取12根，（整體穩(wěn)定控制應(yīng)力，為確保整體穩(wěn)定，工字鋼間橫向1.5m設(shè)置檁條，整體穩(wěn)定應(yīng)力折減系數(shù)取0.808）。

正應(yīng)力：f=Mx/（Wnx）=139.32<140*1.3*0.808=147.06N/mm2。

剪應(yīng)力：fv=VS/It=33.22<80*1.3=104N/mm2。

撓度：B=5QL4/384EI=8.88

縱梁配置12根工字鋼I56b。

2.1.3 QA1荷載作用下4.33m跨縱梁

熱軋普通工字鋼：I56b，鋼材牌號：Q235，截面慣性矩：Ix=68503.00cm4，取12根（整體穩(wěn)定控制應(yīng)力，為確保整體穩(wěn)定，工字鋼間橫向1.5m設(shè)置檁條，整體穩(wěn)定應(yīng)力折減系數(shù)取0.808）。

正應(yīng)力：f=Mx/（Wnx）=103.40<140*1.3*0.808=147.06N/mm2。

剪應(yīng)力：fv=VS/It=34.16<80*1.3=104N/mm2。

撓度：B=5QL4/384EI=3.43

縱梁配置10根工字鋼I56b。

2.2 鋼管立柱檢算

2.3 鋼管柱基礎(chǔ)檢算

位于高速公路隔離帶上的基礎(chǔ)計算：考慮設(shè)置柱下條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)寬為1.1米，單樁豎向力為2995.97kN。混凝土基礎(chǔ)高1.5米。地基承載力特征值需要大于619kPa。現(xiàn)場開挖后進行驗槽。

位于高速公路應(yīng)急停車道上的基礎(chǔ)計算：設(shè)置混凝土塊基礎(chǔ)，基礎(chǔ)寬為2米，長為2.8米，混凝土塊基礎(chǔ)高1米。單樁豎向力為3376kN。路面地基承載力需要大于600kPa。基礎(chǔ)安裝時鋪設(shè)砂漿保證的基礎(chǔ)平整。

高速公路以外基礎(chǔ)，設(shè)置柱下獨立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)寬1.5米，長2.0米，高1.0米，單樁豎向承載力為1828.7kN。地基承載力特征值需要大于609.66kPa，現(xiàn)場開挖后進行驗槽。

2.4 分配梁檢算

選擇中翼緣H型鋼：HM 440x300x11/18，鋼材牌號：Q235，截面慣性矩：Ix=511749.0cm4。

正應(yīng)力：f=Mx/（Wnx）=92.05<140*1.3*0.9=163.8N/mm2。

剪應(yīng)力：fv=VS/It=26.22<80*1.3=104N/mm2。

撓度：B=5QL4/384EI=2.44

4根H型鋼組成品字形型滿足要求。

參考文獻

[1]TB10002.1-2005.鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范[S].

[2]TB10002.5-2005.鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].

摘 要：文章以潘家壩特大橋跨越高速公路處混凝土連續(xù)箱梁施工滿堂支架設(shè)計為例子，介紹了鋼管拱系梁中縱梁、鋼管立柱、鋼管立柱基礎(chǔ)及分配梁的檢算方法，主要是在施工荷載作用下鋼材的軸向應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、剪應(yīng)力和撓度的檢算。

關(guān)鍵詞：鋼管拱系梁；鋼材；軸向應(yīng)力；彎曲應(yīng)力；剪應(yīng)力；撓度；檢算

1 計算依據(jù)

1.1 擬采用的支架荷載

1.1.1 荷載分類

鋼管拱系梁施工過程中考慮的各部門施工荷載（順橋荷載）為：

鋼結(jié)構(gòu)拱肋部分：Q1=4.4t/m；拱肋施工支架：Q2=0.15t/m；混凝土箱梁：Q31=104t/m（拱座范圍長12.98m），Q32=65.4t/m（其他段）；混凝土箱梁模板：Q4=10.84t/m（系梁荷載的10%）；混凝土箱梁支架：Q5=14.5t/m（系梁荷載的15%）；施工活荷載：Q6=0.2t/m（40人、20臺設(shè)備，未考慮吊車上橋作業(yè)）。

1.1.2 荷載組合

（1）支架縱梁計算

考慮混凝土箱梁張拉后，箱梁以上的拱肋和拱支架荷載由混凝土箱梁傳遞到兩側(cè)橋墩，故不考慮拱支架、拱肋對縱梁的作用。荷載組合考慮為混凝土箱梁重、混凝土箱梁、模板混凝土箱梁、支架施工活荷載組合。

QA1=Q31+Q4+Q5+Q6=104+10.8+14.5+0.2=1295kN/m；

QA2=Q32+Q4+Q5+Q6=65.4+10.8+14.5+0.2=909kN/m；

（2）支架立柱計算

考慮全部荷載由鋼管立柱承擔(dān)，荷載組合考慮為拱肋、拱支架、混凝土箱梁重、混凝土箱梁、模板混凝土箱梁、支架施工活荷載組合。

QB1=Q1+Q2+Q31+Q4+Q5+Q6=4.4+0.15+104+10.84+14.5+0.2=1341kN/m；

QB2=Q1+Q2+Q32+Q4+Q5+Q6=4.4+0.15+65.4+10.84+14.5+0.2=955kN/m；

1.2 《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（TB1002.2-2005）

按照施工荷載考慮，鋼材容許應(yīng)力提高1.3倍。

鋼材的軸向應(yīng)力：Q235：135*1.3=175.5MPa

Q345：200*1.3=260MPa

鋼材彎曲容許應(yīng)力：Q235：140*1.3=182MPa

Q345：210*1.3=273MPa

鋼材剪應(yīng)力：Q235：80*1.3=104MPa

Q345：120*1.3=156MPa

繞度容許值：f≤l/450

1.3 荷載及結(jié)構(gòu)計算

工字鋼縱梁按照支撐于相鄰分配梁的簡支梁計算；分配梁按照支撐于相鄰立柱的簡支梁計算；立柱按照中心受壓構(gòu)件考慮；結(jié)構(gòu)荷載按照所承擔(dān)的面積進行分配。

2 結(jié)構(gòu)檢算

2.1 縱梁檢算

根據(jù)潘家壩特大橋的現(xiàn)場情況，高速公路預(yù)留兩個方向各8.3米的凈寬，利用高速公路兩側(cè)應(yīng)急停車道及中間隔離帶施作基礎(chǔ)和立柱，順高速公路方向設(shè)置分配梁，垂直高速公路方向安裝工字鋼橫梁，作為公路范圍系梁承載結(jié)構(gòu)。QA2荷載作用下橫橋向跨度設(shè)置。公路面以外的系梁下設(shè)置順橋向縱梁，垂直系梁方向設(shè)置分配梁，分配梁下設(shè)鋼管立柱及基礎(chǔ)。驗算QA1荷載作用下順橋向4.33m跨度的縱梁設(shè)置，驗算QA2荷載作用下順橋向6m跨度的縱梁設(shè)置。

2.1.1 QA2荷載作用下橫橋向跨度設(shè)置

取順橋方向1米為研究結(jié)構(gòu)單元，橫橋向荷載為Q橫=QA2/L=59kN/m。

單位：長度：m；荷載-kN/m；剪力-kN；彎矩-kN·m

熱軋普通工字鋼：I56b，鋼材牌號：Q235，截面慣性矩：Ix= 68503.00cm4，取4根，（整體穩(wěn)定控制應(yīng)力，為確保整體穩(wěn)定，工字鋼間橫向1.5m設(shè)置檁條，整體穩(wěn)定應(yīng)力折減系數(shù)取0.808）。

正應(yīng)力：f=Mx/（Wnx）=102.80<140*1.3*0.808=147.06N/mm2。

剪應(yīng)力：fv=VS/It=12.59<80*1.3=104N/mm2。

撓度：B=5QL4/384EI=24.84

每延長米配4根工字鋼。

2.1.2 QA2荷載作用下6.0m跨縱梁

熱軋普通工字鋼： I56b，鋼材牌號： Q235，截面慣性矩： Ix = 68503.00cm4，取12根，（整體穩(wěn)定控制應(yīng)力，為確保整體穩(wěn)定，工字鋼間橫向1.5m設(shè)置檁條，整體穩(wěn)定應(yīng)力折減系數(shù)取0.808）。

正應(yīng)力：f=Mx/（Wnx）=139.32<140*1.3*0.808=147.06N/mm2。

剪應(yīng)力：fv=VS/It=33.22<80*1.3=104N/mm2。

撓度：B=5QL4/384EI=8.88

縱梁配置12根工字鋼I56b。

2.1.3 QA1荷載作用下4.33m跨縱梁

熱軋普通工字鋼：I56b，鋼材牌號：Q235，截面慣性矩：Ix=68503.00cm4，取12根（整體穩(wěn)定控制應(yīng)力，為確保整體穩(wěn)定，工字鋼間橫向1.5m設(shè)置檁條，整體穩(wěn)定應(yīng)力折減系數(shù)取0.808）。

正應(yīng)力：f=Mx/（Wnx）=103.40<140*1.3*0.808=147.06N/mm2。

剪應(yīng)力：fv=VS/It=34.16<80*1.3=104N/mm2。

撓度：B=5QL4/384EI=3.43

縱梁配置10根工字鋼I56b。

2.2 鋼管立柱檢算

2.3 鋼管柱基礎(chǔ)檢算

位于高速公路隔離帶上的基礎(chǔ)計算：考慮設(shè)置柱下條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)寬為1.1米，單樁豎向力為2995.97kN?；炷粱A(chǔ)高1.5米。地基承載力特征值需要大于619kPa?，F(xiàn)場開挖后進行驗槽。

位于高速公路應(yīng)急停車道上的基礎(chǔ)計算：設(shè)置混凝土塊基礎(chǔ)，基礎(chǔ)寬為2米，長為2.8米，混凝土塊基礎(chǔ)高1米。單樁豎向力為3376kN。路面地基承載力需要大于600kPa?；A(chǔ)安裝時鋪設(shè)砂漿保證的基礎(chǔ)平整。

高速公路以外基礎(chǔ)，設(shè)置柱下獨立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)寬1.5米，長2.0米，高1.0米，單樁豎向承載力為1828.7kN。地基承載力特征值需要大于609.66kPa，現(xiàn)場開挖后進行驗槽。

2.4 分配梁檢算

選擇中翼緣H型鋼：HM 440x300x11/18，鋼材牌號：Q235，截面慣性矩：Ix=511749.0cm4。

正應(yīng)力：f=Mx/（Wnx）=92.05<140*1.3*0.9=163.8N/mm2。

剪應(yīng)力：fv=VS/It=26.22<80*1.3=104N/mm2。

撓度：B=5QL4/384EI=2.44

4根H型鋼組成品字形型滿足要求。

參考文獻

[1]TB10002.1-2005.鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范[S].

[2]TB10002.5-2005.鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].