某高速公路合同段盖梁施工方案抱箍结构计算书.doc

k12+550k19+605.4德商高速公路tj-4合同段盖梁施工方案抱箍结构计 算 书计算：复核：审核：中交一公局第三工程有限公司德商项目部2013年07月17日6盖梁抱箍法施工计算书1、设计说明或简介德商高速公路范县段tj-4标，起讫桩号为k12+550k19+605.4，全长7.055公里。本标段盖梁总计68座。其中：选取单柱受力做大的k16+863陈庄分离立交盖梁为算例。盖梁长13.552m，宽1.6m，高1.45m，混凝土方量29.1m3。以下就以此为例来演算抱箍方案实施的可行性2、横梁、纵梁计算过程2.1、横梁演算：支撑按简支梁计算，使用i12.6工字钢，长3m，其力学性质：i=488cm4，w=77.5cm3，e=2.1x105mpa，a=18.118cm22.1.1计算作用于模板次楞梁的荷载设计值q新浇筑混凝土自重：q1= （26kn/m3*29.1m3）/（13.552m*1.6m）=34.89kn/m2模板自重：q2=3.6kn/m2脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施及附加构件自重：q3=0.5kn/m2施工人员、材料及施工设备荷载：q4=2.5kn/m2振捣混凝土产生荷载标准值：q5=2kn/m2浇筑时容量为0.2-0.8m3料斗供料：q6=4kn/m2计算作用于模板横梁的荷载设计值q计算荷载设计值q=1.2*（q1+q2+q3）+1.4*(q4+q5+q6+)=58.69 kn/m2荷载标准值：q=q1+q2+q3+q4+q5+q6=47.49kn/m2可计算工字钢间距范围a：qal2/8【215mpa】*wa【215mpa】*（8*w）/(1.62q)= 【215mpa】*8*77.5cm3/（2.56*58.69kn/m）可以得出 a88.7cm 根据实际情况取a=70cm根据实际70cm排列，总计16根，计算实际结构受力情况q横=1.2*16*3*14.223*10/（13.552*1.6）=0.38 kn/m2计算荷载设计值：q=58.69+0.38=59.07 kn/m22.1.2绘制支撑横梁的受力简图支撑横梁受力简图2.1.3计算作用在横梁上的荷载产生的最不利弯矩值mmaxmmax=ql2/8=59.07*0.7*1.62/8=13.23knm绘制弯矩图弯矩图2.1.4计算抗弯强度= mmax/w=13.23knm/77.5cm3=170.7mpa215mpa结论：结构抗弯强度满足要求2.1.5计算抗剪强度qmax=ql/2=59.07*0.7*1.6/2=33.08kn绘制剪力图剪力图=qmaxxs0/（ixb）=33.08knx57.07cm3/（488cm4x0.5cm）=77.4mpafv=125mpa1.6计算挠度=5ql4/384ei=5*59.07kn*0.7m*（1.6m）4/384*2.1*105*488cm4=3.4mm【】=l/400=4mm绘制位移图位移图结论：结构刚度满足要求小结：根据弯拉强度、剪力强度、挠度等项目验算，支撑横梁满足要求。2.2、纵梁计算纵梁采用i45b工字钢，支撑在抱箍上，支撑间距为7.506m。i45b工字钢力学性能：i=33800cm4，w=1500cm3，e=2.1x105mpa，a=111.446cm2由上面计算作用于模板次楞梁的荷载设计值q=59.07kn/m22.2.1绘制支撑纵梁受力简图纵梁受力简图2.2.2计算支座反力r2=r3=（ql+q自a）/2 =（59.07kn/m2*0.8m*13.552m+87.485kg/m*10n/kg*13.552）/2 =326.13kn2.2.3计算作用在纵梁的荷载产生的最不利弯矩值mmaxmmax=ql12/8- ql22/8=59.07*0.8*7.5062/8-59.07*0.8*3.0232/8=215.93knm弯矩图2.2.4计算抗弯强度=mmax/w=215.93kn/1500cm3 =144mpaf=215mpa结论：结构抗弯强度满足要求2.2.5计算抗剪强度qmax=ql/2=59.07*0.8*7.506/2=177.35kn剪力图=qmax*s0/（ib）=177.35*1253.8/（33800*1.35）=48.7mpa【125mpa】结论：结构抗剪强度满足要求。2.2.6计算挠度=ql4（5-24a2/i2）/384ei =59.07*0.8*（7.506）4*（5-24*3.0232/7.5062）/（384*2.1*105*33800） =6mm【】=l/400=18mm绘制位移图位移图结论：结构刚度满足要求 小结：根据弯拉强度、剪力强度、挠度等项目验算，纵梁满足要求。3、抱箍受力计算抱箍承受的竖向压力由上面计算得n=59.07*13.552*1.6/2=640.4kn（一个抱箍提供的竖向力）抱箍筒壁产生的法向压力荷载nr=f/=n/=640.4/0.45=1423.1kn-一个抱箍（钢）和墩柱（砼）间的摩擦系数，砼与钢之间设一层橡胶，按橡胶与钢之间的摩擦系数取0.45根据圆筒承压计算模型，标准圆形压力容器承受的法向压力转换为径向拉力：抱箍体径向拉力t=rnr=nr/2=1423.1/2=711.55kn3.1螺栓数目计算此处抱箍连接中，按照高强度螺栓承压型连接类型计算（每个半圆抱箍体端头连接板间留有缝隙）。应按照同时承受剪力和杆轴方向拉力的情况进行计算。3.1.1初步计划抱箍采用m24螺栓，为承压型高强螺栓10.9级， m个螺栓。计算单个螺栓受剪承载力设计值nvb：nvb=nfde2/4fvb =（1*3.14*242/4）*310=140.2kn计算单个螺栓受拉承载力设计值ntb=de2/4ftb=226.2knnf-受剪面数目de-螺栓在螺纹处的有效直径（mm）fvb、fcb、ftb-螺栓的抗剪、承压和抗拉强度设计值（mpa）3.1.2最少需用的螺栓数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226.2kn;-摩擦系数，取0.45；n-传力接触面数目，取1；k-安全系数，取1.7。则：nl= 226.20.451/1.7=59.9kn螺栓数目m计算：m=n/nl=640.4/59.9=10.7，取计算截面上的螺栓数目m=16个。单个螺栓承受的剪力nv=640.4/16=40.03kn单个螺栓承受的拉力nt=1423.1/16=88.94kn3.1.3同时承受剪力和杆轴方向拉力的螺栓，应符合下列公式要求：【（nv/ nvb）2+（nt/ ntb）2】1/2=0.471结论：根据结果比对，所选螺栓满足要求。3.2螺栓终拧扭矩值计算高强螺栓的终拧扭矩值可按下式计算：tc=kpcd=0.13*1.1*88.94*24=305.24nmtc-高强螺栓的终拧扭矩k-高强螺栓连接副的扭矩系数平均值，一般取0.13；pc-高强螺栓施工预拉力标准值，pc=1.1(t/m)d-高强螺栓公称直径，即高强螺栓螺纹直径（mm）；4、抱箍体的应力计算：4.1、抱箍壁为受拉产生拉应力=（mpc）/ht =16*88.94*103/0.5*20*10-3=142.3mpaf=215mpah-抱箍体钢板的高度，取0.5mt-抱箍体钢板面板厚度，