盖梁抱箍法施工及计算.doc

盖梁抱箍法施工及计算第一部分 盖梁抱箍法施工设计图一、施工设计说明1、概况本合同段为京珠高速公路郑漯段ZLTJ-8合同段，线路起止桩号为：K66+894K77+000，全长10.106公里，位于河南省漯河市临颖县内。主要工程量有:大桥1座，中桥4座，分离式立交2座，通道桥6座。共有18个桥墩，均为双柱式结构（墩柱为直径1.2m的钢筋砼结构），墩柱上方为盖梁。墩柱盖梁施工拟采用抱箍法施工。其中邰庄分离式立交桥墩盖梁砼浇筑量最大，约17.3m3。图1-1 盖梁正面图（单位：m）2、设计依据（1）交通部行业标准，公路桥涵钢结构及木结构设计规（JTJ025-86）（2）汪国荣、朱国梁编著施工计算手册（3）公路施工手册，桥涵（上、下册）交通部第一公路工程总公司。（4）路桥施工计算手册 人民交通出版社（5）盖梁模板提供厂家提供的模板有关数据。（6）设计院下发的图纸。（7）国家、交通部等有关部委和河南省交通厅的规范和标准。（8）我单位的桥梁施工经验。二、盖梁抱箍法结构设计1、侧模与端模支撑侧模、端模为特制大钢模,面模厚度为5mm，肋板高为8cm。在侧模外侧采用间距0.5m的28钢管作竖带，竖带高2m；在竖带上下各设一条20的栓杆作拉杆，上下拉杆间间距1.6m，在竖带外设20的栓杆作拉杆，拉在横梁上。2、底模支撑底模为特制大钢模,面模厚度为5mm，肋板高为8cm。在底模下部采用间距0.5m，I 16工型钢作横梁，横梁长3.4m。盖梁悬出端底模下设三角支架支撑，三角架放在横梁上。横梁底下设纵梁。横梁上设钢垫块以调整盖梁底横向坡度与安装误差。与墩柱相交部位采用特制型钢支架作支撑。3、纵梁在横梁底部采用两个I32工字钢连接形成纵梁，长12m。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。4、抱箍采用两块半圆弧型钢板（板厚t=10mm）制成， M24的高强螺栓连接，抱箍高40cm，采用16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，同时对墩柱砼面保护，在墩柱与抱箍之间设一层23mm厚的橡胶垫，纵梁与抱箍之间采用U型螺栓连接。5、防护栏杆与与工作平台(1)栏杆采用50的钢管搭设，在横梁上每隔2.4米设一道1.2m高的钢管立柱，竖向间隔0.5m设一道钢管立柱，钢管之间采用扣件连接。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2cm厚的木板，木板与横梁之间采用铁丝绑扎牢靠。三、主要工程材料数量汇总表见表一。需要说明的是：主要工程材料数量是以单个盖梁需用量考虑。序号项目及名称材料规格单位数量备注一侧模支撑1竖带钢管48m962栓杆20kg380.38两端带丝型3钢管斜撑钢管48m96计48个4螺帽用于20栓杆个885垫板0.10.1米钢板=10mmkg69.08计88块每块二底模支撑1横梁16#工字钢kg5280.8计56根2三角架16#工字钢kg797.37 计2个3特制型钢架16#工字钢kg1046.73计3个4型钢架联接用螺栓20个24螺栓带帽5型钢架联接用钢板钢板=10mmkg28.266钢垫块钢板=20mmkg4239每横梁上布3个三纵梁1贝雷片30001500kg108002加强弦杆3000100kg64003横拉杆16#工字钢kg1230计20根4弦杆螺栓kg320计160个5销子及保险插销50kg432计144个四抱箍共计3套1抱箍桶钢板钢板=16mmkg4545.72 2上盖筋板钢板=20mmkg442.93 3下盖筋板钢板=10mmkg123.92 4中部筋板钢板=10mmkg123.92 5加强筋板钢板=8mmkg381.17 6加强筋板钢板=14mmkg230.13 7高强螺栓24长100mm个1988橡胶垫厚23mm33五连接件1A型U型螺栓共计328套(1)螺杆20kg1040.24 (2)螺母用于20栓杆个656(3)垫板钢板=12mmkg1699.37 2B型U型螺栓共计24套(1)螺杆24kg80.09 (2)螺母用于24栓杆个48六护栏与工作平台1栏杆架钢管50m174.42栏杆支座钢管60m63安全网834木板厚2cm48.95扣件个60第二部分 盖梁抱箍法施工设计计算。一、横梁计算采用间距0.5m工16型钢作横梁，横梁长3.4m。在墩柱部位横梁设计为特制钢支架，该支架由工16型钢制作，每个墩柱1个，每个支架由两个小支架栓接而成。共布设横梁18个，特制钢支架2个（每个钢支架用工16型钢18m）。盖梁悬出端底模下设特制三角支架，每个重约8kN。1、荷载计算（1）盖梁砼自重：G1=17.3m326kN/m3=449kN（2）模板自重：G2=42kN (根据模板设计资料)（3）侧模支撑自重：G3=840.1682.9+10=51kN（4）三角支架自重：G4=82=16kN（5）施工荷载与其它荷载：G5=20kN横梁上的总荷载：GH=G1+G2+G3+G4+G5=449+42+51+16+20=578kNqH=578/10.875=53kN/m横梁采用间距为0.5m的工字钢，则作用在单根横梁上的荷载GH=530.5=27kN作用在横梁上的均布荷载为：qH= GH/lH=27/1.4=19kN/m(式中：lH为横梁受荷段长度，为1.4m)2、力学模型如图2-2所示。 图2-1 横梁计算模型3、横梁抗弯与挠度验算横梁的弹性模量E=2.1105MPa;惯性矩I=1127cm4;抗弯模量Wx=140.9cm3最大弯矩：Mmax= qHlH 2/8=191.42/8=5kNm= Mmax/Wx=5/(140.910-6)=3548635MPaw=160MPa (符合要求)最大挠度：fmax= 5 qHlH 4/384EI=5191.44/(3842.1108112710-8)=0.0004mf=l0/400=1.4/400=0.0035m (符合要求)四、纵梁计算纵梁采用采用两个I32连接形成纵梁，长12m。1、荷载计算（1）横梁自重：G6=160.2053.4=13kN（2）纵梁自重：G7=240.527=13kN纵梁上的总荷载：GZ=G1+G2+G3+G4+G5+G6+G7=449+42+51+16+20+13+13=604kN纵梁所承受的荷载假定为均布荷载q：q= GZ/L=604/10.875=56kN/m单根纵梁所承受的均部荷载为： q=q/2=28 kN/m2、力学计算模型建立力学模型如图2-3所示。图2-3 纵梁计算模型图3、纵梁结构强度验算纵梁的弹性模量E=2.1105MPa;惯性矩I=11080cm4;抗弯模量Wx=692.5cm3根据结构力学可知，纵梁的最大弯矩发生在梁中点：MC=ql2(1-4(m/q)2)=80KNm= Mmax/Wx=80/(692.510-6)=115523116MPaw=210MPa (符合要求)5、纵梁挠度验算最大挠度：fmax= ql 4/（384EI）（5-24（m/l）2=286.4914/(3842.1108112710-8) (5-24(2.192/6.491)2=0.012mf=l0/400=6.491/400=0.016m (符合要求)五、抱箍计算（一）抱箍承载力计算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RA=RB=q(l+2m）/2=56(6.491+2.1922)/2=305kN 以该值为抱箍体需承受的竖向压力N进行计算，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=305kN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：NL=Pn/K式中：P-高强螺栓的预拉力，取225kN;-摩擦系数，取0.3；n-传力接触面数目，取1；K-安全系数，取1.7。则：NL= 2250.31/1.7=39.7kN螺栓数目m计算：m=N/NL=305/39.7=7.88个，取计算截面上的螺栓数目m=16个。则每条高强螺栓提供的抗剪力：P=N/16=305/16=19KNNL=39.7kN故能承担所要求的荷载。（2）螺栓轴向受拉计算砼与钢之间设一层橡胶，按橡胶与钢之间的摩擦系数取=0.3计算抱箍产生的压力Pb= N/=305kN/0.3=1017kN由高强螺栓承担。则：N=Pb=1017kN抱箍的压力由16条M24的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为N1=Pb/16=1017kN /16=64kNS=225kN=N/A= N（1-0.4m1/m）/A式中：N-轴心力m1-所有螺栓数目，取：16个 A-高强螺栓截面积，A=4.52cm2=N/A= Pb（1-0.4m1/m）/A=1017(1-0.416/16)/（164.5210-4）=84375kPa84MPa=140MPa 故高强螺栓满足强度要求。（3）求螺栓需要的力矩M1)由螺帽压力产生的反力矩M1=u1N1L1u1=0.15钢与钢之间的摩擦系数L1=0.015力臂M1=0.15640.015=0.144KN.m2)M2为螺栓爬升角产生的反力矩,升角为10M2=1Ncos10L2+Nsin10L2式中L2=0.011 (L2为力臂)=0.1564cos100.011+64sin100.011=0.226(KNm)M=M1+M2=0.144+0.226=0.370(KNm) =37.0(kgm)所以要求螺栓的扭紧力矩M37(kgm)（二）抱箍体的应力计算：1、抱箍壁为受拉产生拉应力拉力P1=8N1=2164=