张 航 龚子荣 雷 倩

(三峡大学土木与建筑学院，湖北 宜昌 443002)

·桥梁·隧道·

某现浇桥梁门式型钢支架方案对比研究

张 航 龚子荣 雷 倩

(三峡大学土木与建筑学院，湖北 宜昌 443002)

以宜昌市某桥梁为例，根据设计图纸提出两种门式型钢支架方案，针对门式型钢支架的两种方案，运用分析软件Midas对两种方案进行验算，从经济性和施工条件两方面进行对比分析，以期在类似工程的门式型钢支架方案确定时，能为设计者提供理论参考。

现浇桥梁,力学分析,门式钢架

1 桥梁基本概况

该桥桥梁全长267.0 m，桥宽16.0 m。上部结构由(35+40+2×30)+4×30 m=255 m的等截面预应力混凝土连续箱梁桥。桥跨中箱梁截面示意图如图1所示。

荷载设计如表1所示。

表1 荷载设计指标

2 门式型钢支架方案Midas建模

门式型钢支架上部脚手架布置为主梁按平行立柱纵向方向布置，立杆纵向间距空箱区为1 512 mm、腹板区为912 mm，立杆横向间距912 mm，水平拉杆步距1 500 mm。具体布置情况如图2所示。

经过荷载统计和专业品茗脚手架计算软件计算可以得到每根立杆的力：腹板区每根立杆传给门架的荷载为82.7 kN，空箱区每根立杆传给门架的荷载为42.2 kN。这里由于是从计算软件直接得到数据，就不在一一给出计算过程。

2.1方案一

门式支架门洞部分布置一览表如表2所示。

2.1.1单拼Ⅰ16横梁验算

H588型钢截面特性：h=160 mm；弯曲应力[σw]=215 MPa;抗剪应力[σv]=125 MPa;截面抵抗矩Wx=141 cm3;截面惯性矩Ix=1 130 cm4；截面面积A=26.1 cm2；Ix∶Sx=13.8 cm；tw=9.9 cm；弹性模量E=2.1×105MPa；自重20.5 kg/m。

表2 门式支架门洞部分布置一览表

项目部位明细内容门式支架门洞钢立柱ϕ630×10mm间距为1.5m底梁Ⅰ45b工字钢双拼Ⅰ45a工字钢,放置钢立柱之上纵梁H588型钢双/三拼H588型钢,放置底梁之上横梁单拼Ⅰ16间距912mm防落板木模板15mm厚,铺筑于横梁上,用于遮挡空中落物

单拼Ⅰ16横梁承受上部立杆传递竖向集中荷载R1=82.7 kN，R2=62.5 kN，R3=42.2 kN，按整体计算模型如图3所示。

从MIDAS软件中读取Ⅰ16的最大弯矩Mmax=10.5 kN·m；最大剪力Vmax=72.9 kN;最大支座反力Rmax=93.3 kN；最大变形fmax=0.471 mm。

单拼Ⅰ16横梁承受最大的正应力为：

单拼Ⅰ16横梁承受最大的剪应力为：

单拼Ⅰ16横梁产生的最大变形为：

底梁刚度满足要求。

2.1.2双拼H588纵梁验算

H588型钢截面特性：h=588 mm；弯曲应力[σw]=310 MPa;抗剪应力[σv]=180 MPa;截面抵抗矩Wx=3 853.19 cm3;截面惯性矩Ix=113 283 cm4；截面面积A=185.76 cm2；Ix∶Sx=52.581 cm；tw=12 cm；弹性模量E=2.1×105MPa；自重145.82 kg/m。

1)腹板区双拼H588最不利荷载情况为：腹板区立杆纵距为0.912 m，纵梁跨度为9 m，承受上部横梁传递的竖向集中荷载R=93.3/2=46.65 kN,计算模型如图4所示。

从MIDAS软件读取的双拼H588最大弯矩Mmax=544.6 kN·m；最大剪力Vmax=216.4 kN;最大支座反力Rmax=263.1 kN；最大变形fmax=20.394 mm。

双拼H588纵梁承受最大的正应力为：

双拼H588纵梁承受最大的剪应力为：

双拼H588纵梁产生的最大变形为：

2.2方案二

门式支架门洞部分布置一览表如表3所示。

表3 门式支架门洞部分布置一览表

双拼H588纵梁验算：H588型钢截面特性详见2.1.2。

最不利荷载情况为：腹板区立杆纵距为0.9 m，纵梁跨度为9 m，单根纵梁承受上部腹板区立杆传递竖向集中荷载R=82.7/2=41.35 kN，取最不利位置为计算模型如图5所示。

从MIDAS软件中读取的双拼H588最大弯矩Mmax=480.3 kN·m；最大剪力为Vmax=192.8 kN;最大支座反力Rmax=234.2 kN；最大变形fmax=18.161 m。

双拼H588纵梁承受最大的正应力为：

双拼H588纵梁承受最大的剪应力为：

双拼H588纵梁产生的最大变形为：

纵梁刚度满足要求。

3 门式型钢支架方案对比分析

表4 两种方案对比分析表

由表4中可知对于主要的受力构件H588型钢方案二的受力情况优于方案一，并且方案一的材料总量相较方案二却更多，由此可以得出方案二优于方案一。

4 结语

本文以某现浇桥梁门式型钢支架提出的两种方案，通过桥梁分析软件建模对比分析这两种方案实施过程中各个部件的应力及竖向位移的变化情况，从而得到优化方案二要优于优化方案一，可为类似工程设计及施工时提供参考。

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Comparisonofgantrysteelbracketforacast-in-sitebridge

ZhangHangGongZirongLeiQian

(CollegeofCivilandArchitecture,ChinaThreeGorgesUniversity,Yichang443002,China)

According to the design drawings proposed stent program of a cast-in-site bridge in Yichang, the study proposed two support plan of construction. Analyze of the two schemes by software Midas, and take the economic and construction into the consideration. This paper provides theoretical basis for the designer in this area and offers a reference for similar engineering construction.

cast-in-site bridge, mechanism analysis, portal frame

U445

A

1009-6825(2017)26-0147-02

2017-07-06

张 航(1992- )，男，在读硕士