2022年盖梁抱箍法施工计算书 .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 目录1、运算依据1 1 2、专项工程简况1 3、横梁运算3.1 荷载运算 1 3.2 力学模型 2 3.3 横梁抗弯与挠度运算2 4、纵梁运算3 4.1 荷载运算 3 4.2 力学运算模型3 5、抱箍运算4 5.1 荷载运算 4 名师归纳总结 5.2 抱箍所受正压分布力Q运算 4 第 1 页,共 8 页5.3 两抱箍片连接力P 运算 5 5.4 抱箍螺栓数目的确定6 5.5 紧螺栓的扳手力PB运算 6 5.6 抱箍钢板的厚度7 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 抱箍法施工运算书1、运算依据路桥施工运算手

2、册辽宁省标准化施工指南辽宁中部环线高速大路铁岭至本溪段第四合同段设计图及相关文件 2、专项工程简况 盖梁施工采纳抱箍法, 抱箍采纳 2 块半圆弧形钢板制作, 使用 M24的高强螺 栓连接,底模厚度 10cm,每块长度 2.5m；充分利用现场已有材料, 下部采纳 I14 工字钢作为横梁,横梁长度为 4.5m,依据模板拼缝位置依据间距 0.25m 布置 , 共 需 27 根；横梁底部采纳 2 根 I45C 工字钢作为纵梁,纵梁长度为 15m；抱箍与墩 柱接触部位夹垫 23mm橡胶垫,防止夹伤墩柱砼；纵横梁梁两端绑扎钢管,安装防落网； 下面以体积最大的浑河大桥8#右幅盖梁为例进行抱箍相关受力运算；浑

3、河大桥 8#墩柱直径为 2m,柱中心间距 6.7m,盖梁尺寸为 12.298 2.2 2.1m,C40砼 54.58m3,盖梁两端挡块长度为 0.6m,C40砼 1.06m3；2.2 （上口 0.3m,下口 0.4m）I14 工字钢横梁 间距0.5m10cm厚底模I45C工字钢纵梁 千斤顶 抱箍图 1 抱箍法施工示意图 3、横梁运算 3.1 荷载运算 盖梁钢筋砼自重： G1=54.48 26KN/m3=1416.5KN 挡块钢筋砼自重： G2=1.06 26KN/m3=27.6KN 模板自重： G3=98KN 施工人员： G4=2KN/m 2 12.298m 2.2m=54.1KN 施工动荷载

4、： G5=2KN/m 12.298m 2.2m=54.1KN,倾倒砼时产生的冲击荷载1 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 和振捣砼时产生的荷载均按 2KN/考虑；横梁自重 G6=16.88 4.5 27=1.1KN 横梁上跨中部分荷载： G7=G1+G2+G3+G4+G5+G6=1416.5+27.6+98+54.1 +1.1=1651.4KN 每根横梁上所受荷载： q1=G7/15=1651.4/27=61.2KN 作用在每根横梁上的均布荷载：q2=q1/2.2=61.2/2.2=27.8KN/m 两端悬臂部分只承

5、担施工人员荷载,可以忽视不计；3.2 力学模型 q=27.8KN/m1.25m0.1m图 2 2m0.1m1.25m力学模型3.3 安排梁抗弯与挠度运算 由分析可知,横梁跨中弯矩最大,运算如下：Mmax=q2/8-q2l 1 2/2=27.8 2.22/8-27.8 0.12/2=16.7KN m 0.14KN m0.14KN m16.7KN m 图 3 安排梁弯矩示意图Q235 I14 工字钢参数：弹性模量 3 面抗击矩 W=101.7cm 抗弯运算E=2.1 10 5Mpa,截面惯性矩 I=712cm 4, 截 = Mmax/W=16.7/101.7 10 3=164.2 =170Mpa

6、结论：强度满意施工要求； 挠度运算f max=f=ql4（5-24 2）/384EI=27.8 2.24（5-24 0.12/22）/384 2.1 10 5 712 10-5=5.6 l/400=11.25mm 结论：挠度变形满意施工要求；2 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4、纵梁运算Q235 I45C 工字钢参数：弹性模量 3 截面抗击矩 W=1567.9cm 4.1 荷载运算每根纵梁上所承担的荷载为：E=2.1 10 5Mpa,截面惯性矩 I=35278cm 4,横梁自重 G8=16.88 4.5 27=2

7、.1KN 纵梁自重 G9=94.51 15=1.4KN 纵梁上总荷载： G9=G7/2+G8/2+G9=1651.4/2+2.1/2+1.4=828.2KN 纵梁所承担的荷载假设为均布荷载：q3=G9/12.298=828.2/12.298=67.3KN/m 同样,两端悬臂部分所受施工人员荷载安全防护装置荷载可忽视不计；4.2 力学运算模型q=67.3KN/m2.799m6.7m2.799m图 4 纵梁运算力学模型（1）中间段在均布荷载作用下的弯矩经分析,最大弯矩产生在纵梁跨中处 , 为：Mmax=q 2/8-q 3l 端 2/2=67.3 6.7 2/8-67.3 2.799 2/2=114

8、KN m 263.6KN m 263.6KN m114KN m图 5 纵梁弯矩示意图抗弯运算： =Mmax/W=114/1567.9 10 3=72.7 =170Mpa 结论：强度满意施工要求；（2）挠度运算纵梁的挠度运算： f=ql4（5-24 2）/384EI=67.3 6.74（5-24 2.7992/6.72）/384 2.1 10 5 35278 10-8=3.9 l/400=16.8mm 3 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 结论：挠度变形满意施工要求；5、抱箍运算 5.1 荷载运算 抱箍所承担的荷载为

9、: G10=G1+G2+G3+G4+G5+G6+G9 2=1651.4+2.8=1654.2KN 5.2 抱箍所受正压分布力 q 运算 抱箍所供应的支撑力是由抱箍与墩柱之间产生的摩擦力产生,依据抱箍所受压力可运算出抱箍与墩柱之间正压力的大小；在对两抱箍片之间的螺栓施加拉力后抱箍各个部位的受力如图 6 所示（由于两片抱箍对称布置,其受力状态相同,图中仅示半边,图中未示由于正压力作用儿产生的摩擦力）；yP1立柱中心点P2qX1-m）q图 6 抱箍受力图示图中各参数：q: 表示抱箍接头位置处的分布力（单位：kN/m）；P1、P2:表示两抱箍片之间的连接力（单位：kN）；m:表示由于摩擦作用引起的正压

10、力减小系数；由于正压力减小系数的影响,抱箍中间点的分布力为（1-m）q kN/m, 因此抱箍中间段正压由于摩擦影响的线形缺失量为2mq/ r kN/m ；由此可运算与墩柱轴线成 夹角位置处的分布力为：q1-2m / kN/m ；抱箍在承担外部荷载后,在正压力的作用下,所供应的最大静荷载力为：F=4. .q1+1-m/2 式中：. .r/2 . =q.2-m . .r . .r ：表示墩柱半径（单位： m） ：表示抱箍与墩柱之间的接触系数,取值范畴为 ：表示抱箍与墩柱之间的摩擦系数；0.45 0.65 ；抱箍所能供应的摩擦力必需大于或等于抱箍所承担的压力,即： F Q总 /2 ,4 名师归纳总结

11、 - - - - - - -第 5 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 为便于运算,取 F= Q 总 /2 ；依据上式推算可得： q= Q 总/22-m . .r . . 1 5.3 两抱箍片连接力 P 运算由图示可看出在施加外力后,影响 P1 值主要有两个力,即正压力 P 值以及在正压力作用下得摩擦力 F,现第一对两个力进行分解,如图 7、图 8 所示；y y P1 P2 P1 P2q q X X py d d dl px dl FxFy F 1-mq 1-mq图 7 夹角位置抱箍所受正压力分解 图 8 夹角位置抱箍所受摩擦力分解图中各参数：Px: 夹角位置处 r

12、 .d 弧长上抱箍所受正压力P 在 x 轴方向分解（单位：kN）；Py: 夹角位置处 r .d 弧长上抱箍所受正压力P 在 Y 轴方向分解（单位：kN）；Fx: 夹角位置处 r .d 弧长上抱箍所受摩擦力F 在 x 轴方向分解（单位：kN）；Fy: 夹角位置处 r .d 弧长上抱箍所受摩擦力F 在 Y 轴方向分解（单位：kN）；有以上受力图分析：Px=q.1-2m / r . .cosPy=q.1-2m / r . .sin Fx=q.1-2m / r . . .sin Fy=q.1-2m / r . . .cos由于同一抱箍片在y 轴方向受力对称, Px 及 Fx 分力相互抵消,对抱箍所施加

13、得螺栓拉力 P1 以及 P2 不产生影响；因此螺栓上所施加拉力P1及 P2之和等于正压力 P及摩擦力 F 在 y 轴方向的分力之和；在安装抱箍时,两侧螺栓同时旋紧,近似认为 P1 及 P2两值相同；5 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 因此 P1 等于正压力及摩擦力在抱箍1/4 圆周内、在 y 轴方向分力之和；为运算两分力在 y 轴方向的合力, 现对两力在 0, /2 区间内积分, 积分值等于拉力 P1：P1=0/2q.1-2m / r .sin d +0/2q.1-2m / r . .cos dP1=qr.1+ -

14、2m/ -mf+2mf/ 将 q 值代入上式可运算抱箍螺栓处施加的外力 P1 为：P1= Q总 .1+ -2m/ -m +2m / /22-m . .r . . （2）由此可以看出, 为运算抱箍螺栓的拉力, 主要取决于抱箍荷载组合 Q总、砼和钢板的摩擦系数 、抱箍与墩柱之间的接触系数 以及正压力缺失系数 m；钢板与砼之间的摩擦系数取0.3 ,正压力缺失系数为 0.1 0.2 之间,取 0.15 ；依据我标段下部结构施工质量状况,墩柱表面的平整度及光滑程度均较好；因此：取 =0.3, m=0.15, =0.6,Q总=G10；将以上各数值代入（ 2）式中 , 运算 P 值为：P=P1=1611.2

15、 1+0.3-0.3/ -0.09+0.18/ /2 2-0.15 1 0.3 0.6=926.9kN 5.4 抱箍螺栓数目的确定依据所选用的螺栓为 8.8 级 M24粗牙螺栓,螺纹间距 h 为 3mm,螺栓的公称 应力面积为 353mm 2,查看大路施工材料手册保证应力为 600MPa；故该类型螺栓的保证应力荷载为：P= 公称应力面积 保证应力 =353 600=211.8kN 应满意 Pn P ,就螺栓个数为： n P/P=4.4 为保证安全取 n=16 每根螺栓的受力 Ps=926.9/16=57.9KNP=211.8KN 结论：螺栓的强度满意要求；5.5 紧螺栓的扳手力 Pb 运算 螺

16、栓旋转一周, 螺母前进或后退一螺纹间距； 螺母的移动距离与扳手端的移动距离遵循如下关系： L=2 h L/h 式中：6 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - L： 表示扳手力臂长度 L：表示扳手端的移动距离 h : 螺栓的螺纹间距 h：对应扳手端的移动距离 L 的螺母的轴向移动距离 就扳手力所做的功为 : Pb L=2Pb h L/h 由于在旋紧螺母的过程中, 螺母与钢板之间的摩擦以及螺母与螺栓之间的摩擦相当大, 扳手力所做的功在加力过程中缺失较大,失系数,取值范畴在 0.2 0.4 之间,就：Ps h=k Pb 2 h

17、 L/h 以 k 表示扳手力所做功的损Pb = Psh/ （2k L）=57.9 3/2 0.3 3.14 300=308N 依据运算结果可以看出, 一个人的力气或实行加长力臂可以将抱箍所需的螺 栓拉力施加到设计要求；5.6 抱箍钢板的厚度螺栓中心间距的容许范畴为3d12d,螺栓中心至构件边缘距离的容许范畴为 1.5d 4d；d 为螺栓孔直径,取 28mm；就高度 H取值为 50cm较合适；由于抱箍体与砼之间的摩擦力与接触面积无关,影响抱箍钢板高度的因素主要为抱箍螺栓的排列； 理论上来说, 抱箍螺栓在竖向方向排列成 1 排为最有利情况,但必定使抱箍体高度增加；实际施工按竖向 23 排列；本抱箍每侧 8 个螺栓,按竖向 2 排排列；在抱箍高度 H确定的情形下,可依据抱箍体钢板的极限破坏应力来确定抱箍钢板的厚度 t ；考虑到抱箍和砼的摩擦,抱箍风光板承担螺栓的拉力 抱箍体钢板的纵向截面积 : S1=Ht : P=902.8KN 当抱箍体拉应力 =P/S1H=926.9 10 3/0.5 140 10 6=0.012m 当抱箍体剪应力 =N /2/2S14H=926.9 10 3/4 0.5 85 10 6=0.005m,取 t=1.6cm ；7 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 8 页