抱箍的计算.doc

。抱箍的计算抱箍所能承受的荷载可由抱箍与墩柱之问的摩擦力平衡，其摩擦系数由墩柱面的平整度和粗糙程度而定，一般可取为=0305。设计时应选择拧紧螺栓的数量，并验算其抗剪强度，同时应验算抱箍钢板的局部抗剪强度和抗挤压强度。抱箍法力学原理：是利用在墩柱上的适当部位安装抱箍并使之与墩柱夹紧产生的最大静摩擦力，来克服临时设施及盖梁的重量。2.1抱箍的结构形式抱箍的结构形式涉及箍身的结构形式和连接板上螺栓的排列。a箍身的结构形式 抱箍安装在墩柱上时必须与墩柱密贴。由于墩柱截面不可能绝对圆，各墩柱的不圆度是不同的，即使同一墩柱的不同截面其不圆度也千差万别。因此，为适应各种不圆度的墩身，抱箍的箍身宜采用不设环向加劲的柔性箍身，即用不设加劲板的钢板作箍身。这样，在施加预拉力时，由于箍身是柔性的，容易与墩柱密贴。在施工当中，为保证密贴的效果更加明显，一般在抱箍与柱子之间垫以土工布。b连接板上螺栓的排列 抱箍上的连接螺栓，其预拉力必须能够保证抱箍与墩柱间的摩擦力能可靠地传递荷载。因此，要有足够数量的螺栓来保证预拉力。如果单从连接板和箍身的受力来考虑，连接板上的螺栓在竖向上最好布置成一排。但这样一来，箍身高度势必较大。尤其是盖梁荷载很大时，需要的螺栓较多，抱箍的高度将很大，将加大抱箍的投入，且过高的抱箍也会给施工带来不便。因此，只要采用厚度足够的连接板并为其设置必要的加劲板，一般均将连接板上的螺栓在竖向上布置成两排。这样做在技术上是可行的，实践也证明是成功的的2.2连接螺栓数量的计算抱箍与墩柱间的最大静摩擦力等于正压力与摩擦系数的乘积，即F=fN式中F抱箍与墩柱间的最大静摩擦力；N抱箍与墩柱间的正压力；f抱箍与墩柱间的静摩擦系数。而正压力N与螺栓的预紧力是对平衡力，根据抱箍的结构形式，假定每排螺栓个数为n，则螺栓总数为4n，若每个螺栓预紧力为F1，则抱箍与墩柱间的总正压力为N4nF1。对于抱箍这样的结构，为减少螺栓个数，可采用材质为45号钢，直径30mm的大直径螺栓或M27高强度螺栓。但采用M27高强度螺栓有两个缺点：一是高强度螺栓经过一次加力松弛循环后一般不能再用，这与抱箍需多次重复使用的要求不相符；再次安装抱箍时需更换新螺栓，加大了投入；二是市场上没有M27高强度螺栓，必须到专门的厂家购买，不能满足随时更换的要求。因此，一般均采用材质45号钢的M30大直径螺栓。每个螺栓的允许拉力为FAs式中As螺栓的横截面积，Asr2钢材允许应力。对于45号钢，2000kg/cm2。于是，Fr22.03.142.25=14.13t；取F114t钢材与混凝土间的摩擦系数为0.30.4，取f0.3抱箍与墩柱间的最大静摩擦力为FfNf4nF10.34n14=16.8n若临时设施及盖梁重量为G，则每个抱箍承受的荷载为QG2=95278.06/2=47.64t取安全系数为=2，则有QF即G216.8n/1.3；n=3.7故可取n为整数为4。抱箍构件计算示范(1)最大的支撑反力反映在支点处，取摩擦系数=0.8则抱箍钢板对立柱的压力N,经计算得398.5kN拟取M22、8.8s级高强螺栓，每个螺栓的设计预拉力为P=135kn,确定其数量n经计算得1.84,取n=3，则每个螺栓预拉力p=83kN小于设计预拉力135kN每个螺栓施工预拉力pcp+p，经计算得91.3kN确定每个螺栓的初拧扭矩T0=0.0625pcd，经计算得125.5nm取螺栓连接处的扭矩系数平均值k=0.13确定每个螺栓的终拧扭矩tc=kpcd，经计算得261.1nm终拧1h后，24h以内进行扭矩检查，检查扭矩按下式确定:tch=kpd，经计算得237.4nm（2）抱箍尺寸确定1）抱箍钢板高度螺栓中心间距a.最大允许距离12d，经计算得264mmb.最小允许距离3d，经计算得66mm取螺栓中心间距为66mm,80mm螺栓中心至边缘距离a.最大允许距离4d=422=88mmb.最小允许距离1.5d=1.522=33mm取螺栓中心至边缘距离为34mm,70mm因此可以取抱箍钢板高度为20cm,30cm取抱箍钢板高度为22cm。2）抱箍钢板厚度验算抱箍钢板的抗剪强度拟取3号钢板。a)取钢板高度为20cm进行验算，则其抗剪强度设计值fv125MPa螺栓最大设计拉力p3p，经计算得273.9kN则螺栓产生的应力为125MPa则钢板厚度t17.5mm。最大剪力Q产生的应力为fv=fv=125mpa则钢板厚度t5.1mm。现取钢板厚度t=18mm。b)取钢板高度为30cm进行验算，则其抗剪强度设计值fv125MPa螺栓最大设计拉力p3p，经计算得273.9kN则螺栓产生的应力为125MPa则钢板厚度t4.4mm。最大剪力q2产生的应力为fv=fv=125MPa则钢板厚度t2.8mm。现取钢板厚度t=18mm。抱箍法施工的注意事项431抱箍结构上应注意的问题（1）箍身应有适当强度和刚度，以传递拉力、摩擦力并支承上部结构重量，可采用厚度为10mm20mm的钢板。（2）由于抱箍连接板是直接承受螺栓拉力的构件，要有足够的强度和刚度，根据理论计算及实践经验，以采用厚度为24mm30mm的钢板为宜。（3）由于抱箍连接板上螺栓按双排布置，外排螺栓施压时对箍身产生较大的偏心力矩，对箍身传力有不利影响，因此，螺栓布置应尽可能紧凑，以刚好能满足施工及传力要求为宜。（4）为加强抱箍连接板的刚度并可靠地传递螺栓拉力，在竖直方向上，每隔23排螺栓应给连接板设置一加劲板。432施工中应注意的问题（1）抱箍与墩柱间的正压力是由连接螺栓施加的，螺栓应首先进行预紧，然后再用经校验过的带响板手进行终拧。预紧及终拧顺序均为先内排后外排，以使各螺栓均匀受力并确保螺栓的拉力值。（2）浇筑盖梁混凝土时，由于抱箍受力后产生变形，螺栓的拉力值会发生变化。因此，在浇筑盖梁的全过程中应反复对螺栓进行复拧，即每浇筑一层混凝土均应对螺栓复拧一次。 综上所述，只要采取适当措施，抱箍法是完全可行的。抱箍法有很多优点，第一，抱箍法是临时荷载及盖梁重量直接传给墩柱，对地基无任何要求；第二，抱箍的安装高度可随墩柱高度变化，不需要额外的调节底模高度的垫木或分配梁；第三，抱箍法适应性强，不论水中岸上、有无系梁，只要是圆形墩柱就可采用；第四