盖梁抱箍法施工计算书盖梁抱箍法施工方案.docx

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1、1、计算依据12、专项工程概况13、横梁计算1荷载计算13.1 力学模型2横梁抗弯与挠度计算24、纵梁计算31荷载计算34. 2力学计算模型35、抱箍计算45. 1荷载计算45.2抱箍所受正压分布力Q计算45. 3两抱箍片连接力P计算55. 4抱箍螺栓数目的确定65.5紧螺栓的扳手力PB计算65. 6抱箍钢板的厚度7采用两块半圆弧型钢板(板厚t=16nmi)制成，M24的高强螺栓 连接，抱箍高50cm,采用20根高强螺栓连接。抱箍紧箍在墩柱上产 生摩擦力提供上部结构的支承反力，是主要的支承受力结构。为了提 高墩柱与抱箍间的摩擦力，同时对墩柱碎面保护，在墩柱与抱箍之间 设一层231Tlm厚的橡胶

2、垫，纵梁与抱箍之间采用U型螺栓连接。(四)、防护栏杆与工作平台设计光杆采用650的钢管搭设，在横梁上每隔设一道1. 2m 高的钢管立槎V”竖向间隔0. 5m设一道钢管横杆，附管之而采用扣件连接。立柱与横梁的连接采用在横梁上设0.2m高的支座。钢管与支 座之间采用销连接。(2)工作平台设在横梁悬出端，在横梁上铺设5cm厚的木板，木板与横梁之间采用铁丝绑扎牢靠。三、盖梁抱箍法施工设计计算(一)、设计检算说明1、设计计算原则(1)在满足结构受力情况下考虑挠度变形控制。(2)(3)(4)综合考虑结构的安全性。采取比较符合实际的力学模型。尽量采用已有的构件和已经使用过的支撑方法。2、对部分结构的不均布，

3、不对称性采用较大的均布荷载。3、本计算未扣除墩柱承担的盖梁碎重量。以做安全储备。4、抱箍加工完成实施前，必须先进行压力试验，变形满足要求后 方可使用。(二)、横梁计算采用间距1m工14型钢作横梁，横梁长3. 7m。共设横梁18根, 总重G4约为llkNo1、荷载计算(1)盖梁税自重：Gl=43. 4m3X26kN/m3=1128kN(2)模板自重:G2=81.3kN(3)施工荷载与其它荷载：G3=21kN横梁上的总荷载：G=G1+G2+G3+G4 =1241. 3kNql=1241. 3/15. 374=80. 74kN/m横梁采用1m间距的工字钢，则作用在单根横梁上的荷载G，=80. 74X

4、1=80. 74kN作用在横梁上的均布荷载为：q2= =80. 74/1.8=44. 86/m2、力学模型如图3所示。q2 = 44.86KN/m图3横梁计算模型3、横梁抗弯与挠度验算横梁的弹性模量E=2. lX105MPa;惯性矩I=712cm1;抗弯模量Wx=102cm3为了简化计算，忽略两端0. 2m悬挑部分的影响。最大弯矩:Mmax= 二44. 86X1. 478=1 IkN - m。二 Mmax/Wx=l 1 X IO3/ (102 X 10-6)= 107. 84MPao w=158MPa 满足要求。最大挠度：fmax= 5 q21H 4/384 XEI=5X 44860 X 1.

5、 47(384X2. 1 X1011X712X10-8)=0. 0015mf =1. 2/400=0. 003m 满足要求。(三)、纵梁计算纵梁采用单层2排贝雷片(标准贝雷片规格：3000cmX 1500cm) 连接形成纵梁，长18m。1、荷载计算(1)横梁自重：G4=llkN(2)贝雷梁自重：G5=270X 12X9. 8=31752N31. 8KN 纵梁上的总荷载：GZ=G1+G2+G3+G4+G5=1273. IkN纵梁所承受的荷载假定为均布荷载，单排贝雷片所承受的均布荷载 q3= GZ/2L=1273. 1/ (2X15. 374) 41. 4kN/m102、力学计算模型 建立力学模型

6、如图4所示。q3 = 41.4KN/m3、结构力学计算(1)计算支座反力Rc：Rc=4L 4X 15. 374/2=318. 24KN最大剪力 Fs=Rc-3. 132X41. 4=188. 58KN(2)求最大弯矩：根据叠加法求最大弯矩。q3 = 41.4KN/m图5纵梁计算单元一跨中最大弯矩 Mmaxl=9. ll2q3/8=429. 5KN/mq3 = 41.4KN/mq3 = 41.4KN/m图6纵梁计算单元二梁端最大弯矩 Mmax2=3. 132?q3/2=203. lKN/m 叠加后得弯矩图：11图7纵梁弯矩图所以纵梁最大弯矩Mmax产生在支座处,Mmax=Mmax2=226. 4

7、KN. m, 远小于贝雷桁片的允许弯矩MO=975kN - mo(3)求最大挠度：贝雷片刚度参数弹性模量：E=2. 1 X惯性矩：I=250500cm4。易知纵梁最大挠度发生在跨中或者梁端。纵梁端挠度 fcl=qal3/(24EI) (6a712+3a7r-l) =41400X3. 132 X 9. 117(24X2. 1X1OUX 250500 X 10-8) (6X3. 1322/9. 112+3X 3. 13279. 11 -1) -0. 001m跨中挠度 fc2=ql4/(384EI) (5-24a2/l2)= 41400X9. 117(384X2. IX 10nX 25 0 5 00

8、 X10-8) (5-24 X 3. 1322/9. II2) -3. 1X10%所以最大挠度发生在纵梁跨中为fcl=-O. 001m fclf=a/400=3. 132/400=0. 008m,满足要求。(四)、抱箍计算1、荷载计算每个盖梁按墩柱设两个抱箍体支承上部荷载，由上面的计算可知: 支座反力Rc=318. 24kN,每个抱箍承受的竖向荷载N二2Rc=636. 48kN, 该值即为抱箍体需产生的摩擦力。2、抱箍受力计算(1)螺栓数目计算抱箍体需承受的竖向压力N二636. 48kN抱箍所受的竖向压力由M24的高强螺栓的抗剪力产生，查路桥施工 计算手册第426页：M24螺栓的允许承载力：N

9、L=P nn/K式中：P-高强螺栓的预拉力，取225kN;U-摩擦系数，取0.3；12n-一传力接触面数目，取1;K-安全系数，取1.7。则：NL= 225X0. 3X 1/1. 7=39. 7kN螺栓数目m计算：m=N/NL =636. 48/39. 7=16. 03 16个，取计算截面上的螺栓数目 m=20 个。则每条高强螺栓提供的抗剪力：P=N/14=636. 48/20=31. 82KNNL=39. 7kN故能承担所要求的荷载。(2)螺栓轴向受拉计算碎与钢之间设一层橡胶，按橡胶与钢之间的摩擦系数取口二0. 3计算 抱箍产生的压力Pb二N/ u=636. 48kN/0. 3=2121.

10、6kN由高强螺栓承担。 则：N1 =Pb=2121. 6kN抱箍的压力由20条M24的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为 N2=Pb/20=2121. 6kN /20=106. 08kNS=225kN。二Nl /A= N2 (1-0. 4ml/m) /A式中：N2轴心力ml-所有螺栓数目，取：20个A-一高强螺栓截面积，A=4. 52cm2。=N /A= Pb (1-0./A=2121600X (1-0. 4X20/10)/20X4. 52X104=46938kPa=46. 938MPa1060800/0. 008=132. 6 X 106(Pa) =132. 6 (MPa) o = 158

11、MPa满足要求。(2)、抱箍体剪应力工二(1/2N) / (2S1)=(1/2X636480) / (2X0. 008)=19. 89X 106(Pa)=19. 89MPa t =98MPa根据第四强度理论o W= ( o2+3t 2) 1/2= (132. 62+3X 19. 892) 1/2=134. lMPao =158MPa满足强度要求。四、抱箍试验为了保证施工安全，检验抱箍的承载力是否能够满足盖梁施工荷 载要求，在盖梁施工前要进行抱箍试验。(一)、试验柱浇筑在桥梁墩柱施工前预先浇筑试验柱，试验柱直径与墩柱直径相同, 南坑高架桥试验柱直径1.4m,高度2. 5m,在试验柱立模之前对地面

12、 进行压实、硬化处理，模板要打磨干净，试验柱内配筋与墩柱配筋相 同，保护层厚度按设计6cm预留，采用C35碎浇筑，浇筑过程碎要振 捣密实。浇筑完毕后要及时对砂进行养护处理。(二)、抱箍安装14抱箍设计高度50cm,由直径1. 4m两个半圆通过20根M24高强 螺栓连接而成，抱箍体钢板厚度16mm,设计最大承载力1340kN。抱 箍具体构造图8o等试验柱碎强度达到设计强度后方可进行抱箍试验。试验时将成 对的抱箍安装在试验柱墩柱上，抱箍与墩柱碎之间加2-3010）橡胶垫块, 增大抱箍与墩柱碎之间的摩擦力，抱箍使用20根M24高强螺栓连接， 螺栓的扭紧力矩达到抱箍计算所得的力矩值。20500图8抱箍

13、构造图（三”液压油顶的选择与安装由抱箍计算过程可知单个抱箍承受的荷载为636. 48kNo试验时 加载量为盖梁施工中受力最大（经计算盖梁两侧墩柱上的抱箍承受压 力最大）的抱箍的承载力的L5倍，即为954.72kN。所以选择两台 50t （500kN）液压千斤顶（有压力显示表）。将两台液压千斤顶安装在两抱箍之间（如图9所示），固定牢固， 保证千斤顶垂直度。15图9抱箍试验不意图（四”承载力试验检查确认抱箍螺栓扭紧和千斤顶安装牢固后，两台液压千斤顶同 时慢慢加压开始抱箍承载力试验，加压时时刻注意千斤顶压力表读数, 保证两台千斤顶压力基本一致，不得偏压。慢慢加载至500kN的压力， 加载过程中观察抱

14、箍与墩柱之间的相对滑动情况，以及抱箍的变形情 况，若没有上述两种情况或者抱箍滑动和变形都很小，则抱箍承载力 满足盖梁施工要求。反之，抱箍要重新设计，加大承载能力。保证盖 梁施工所需承载力要求，确保施工安全。目录一、施工设计说明8（一）、工程简介8（二）、设计依据8（一）、（一）、二、盖梁抱箍法结构设计8!板底模支撑设计8（二）、（三）、（四）、9三、盖梁抱箍法施工设计计算9（一）、设计检算说明9（二）、横梁计算9（三）、纵梁计算1016（四）、抱箍计算12四、抱箍试验14（一）、试验柱浇筑14（二）、抱箍安装14（三）、液压油顶的选择与安装15（四）、承载力试验1617抱箍法施工计算书1、计算

15、依据路桥施工计算手册辽宁省标准化施工指南辽宁中部环线高速公路铁岭至本溪段第四合同段设计图及相关文件2、专项工程概况盖梁施工采用抱箍法，抱箍采用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，下部采用H4 工字钢作为横梁，横梁长度为4. 5m,根据模板拼缝位置按照间距0.25m布置，共 需27根；横梁底部采用2根145c工字钢作为纵梁，纵梁长度为15m；抱箍与墩 柱接触部位夹垫23nmi橡胶垫，防止夹伤墩柱碎；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计算。浑河大桥8#墩柱直径为2m,

16、柱中心间距6. 7m,盖梁尺寸为12. 298X2. 2XIm, C4054. 58m3,盖梁两端挡块长度为 2. 2X （上口 0.3m,下口 0.4m）X0. 6m, C40 碎 1. 06m3 o图1 抱箍法施工示意图3、横梁计算3.1荷载计算盖梁钢筋碎自重：Gl=54. 48 X 26KN/m3 =1416. 5KN挡块钢筋碎自重：G2=1.06X26KN/m3 =27. 6KN模板自重：G3=98KN施工人员：G4=2KN/m2X 12. 298mX 2. 2m=54. 1KN施工动荷载：G5=2KN/mX 12. 298mX 2. 2ni=54. 1KN,倾倒碎时产生的冲击荷载和振

17、捣碎时产生的荷载均按2KN/itf考虑。横梁自重 G6=16. 88X4. 5X27=1. 1KN横梁上跨中部分荷载：G7=G1+G2+G3+G4+G5+G6E416. 5+27. 6+98+54. 1 X 2 +1. 1=1651. 4KN每根横梁上所受荷载:q尸07/15=1651. 4/27=61. 2KN作用在每根横梁上的均布荷载：Q2=qi/2. 2=61.2/2. 2=27. 8KN/m两端悬臂部分只承受施工人员荷载，可以忽略不计。2. 2力学模型q=27. 8KN/m1. 25m2 m0. Im0. Im1. 25m图2力学模型3. 3分配梁抗弯与挠度计算由分析可知，横梁跨中弯矩

18、最大，计算如下:Mmax=q2l2/8- q2l12/2=27. 8 X 2. 22/8-27. 8X0. 172=16. 7KN m0. 14KN m0. 14KN mAA16. 7KN m图3分配梁弯矩示意图Q235 114工字钢参数:弹性模量E=2. IXlOMpa,截面惯性矩I=712cnA截面抵抗矩W=101. 7cm3抗弯计算。二 Mmax/W=(16. 7/101. 7) X 103=164. 2 o =170Mpa结论：强度满足施工要求。挠度计算fmax= f=ql4 (5-24 X2) /384EI =27.8X2. 21 (5-24X0. 12/22) /(384X2. I

19、X 1O5X712X10-5)=5.6 1/400=11.25mm结论：挠度变形满足施工要求。4、纵梁计算Q235 I45C工字钢参数:弹性模量E=2. IXlOMpa,截面惯性矩l=35278cm： 截面抵抗矩W=1567. 9cm31荷载计算每根纵梁上所承受的荷载为：横梁自重 G8= 16. 88X4. 5X27=2. 1KN纵梁自重 G9=94. 51 X 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纵梁所承受的荷载假设为均布荷载：q3=G9/12. 298=828. 2/12. 298=67. 3KN/m

20、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略不计。4. 2力学计算模型图4 纵梁计算力学模型(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= q3l2/8- q3l 端？/2=67. 3 X 6 . 72/8-67 . 3 X 2 . 7992/2=114KN m图5 纵梁弯矩示意图抗弯计算：。= Mmax/W= (114/1567. 9) X 10 =72. 72Pb AhnL/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损失较大，以k表示扳手力所做功的损 失系数，取值范围在0.20.

21、4之间，则：Ps A h=k XPb X2AhnL/hPb = Psh/ (2kRL) =57. 9X3/(2X0. 3X 3. 14X 300) =308N根据计算结果可以看出，一个人的力量或采取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围为3d12d,螺栓中心至构件边缘距离的容许范围 为1.5d4d。d为螺栓孔直径，取28mm。则高度H取值为50cm较合适。由于抱箍体与碎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

22、排列。本抱箍每侧8个螺 栓,按竖向2排排列。在抱箍高度H确定的情况下，可根据抱箍体钢板的极限破坏应力来确定抱箍 钢板的厚度t。考虑到抱箍和碎的摩擦，抱箍体面板承受螺栓的拉力：P=902. 8KN抱箍体钢板的纵向截面积：Sl=Ht当抱箍体拉应力。:P/S1(。=140Mpa时，满足抗拉要求。P则 t =926. 9 X 107 (0. 5 X 140 X 106) =0. 012m当抱箍体剪应力t=(N /2)/2SKT=85Mpa,方能满足抗剪要求，则： Nt =926. 9 X 1074X (0. 5 X 85 X 106) =0. 005m,取 t=l. 6cm。盖梁抱箍法施工方案一、施工

23、设计说明（一）、工程简介高速公路*有桥梁2座。墩柱为两柱、三柱及四柱式结构，墩 柱上方为盖梁，如图1所示。本图尺寸为其中一种形式，该盖梁设计 碎43. 4立方米，计算以该图尺寸为依据，其他尺寸形式盖梁施工以 该计算结果相应调整。图1盖梁正面图（单位：cm）（二）、设计依据1、公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86） 2、路桥施工计算手册 3、其他相关资料及本单位以往施工经验。二、盖梁抱箍法结构设计（一）、盖梁模板底模支撑设计在盖梁底模下部采用间距1m工14型钢作横梁，横梁长3. 7mo横梁底下设纵梁。（二）、纵梁设计在横梁底部采用单层；两排贝雷片（标准贝雷片规格：3000mmX 1500mm,）连接形成纵梁，长18m,两排贝雷梁位于墩柱两侧，中 心间距140nnn。贝雷片之间采用销连接。纵、横梁以及纵梁与联接梁 之间采用U型螺栓连接；纵梁下为抱箍。（三）、抱箍设计