高速公路墩柱盖梁抱箍法设计与施工[精品资料]

高速公路墩柱盖梁抱箍法设计与施工 -精品资料 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 最新最全的 学术论文 期刊文献 年终总结 年终报告 工作总结 个人总结 述职报告 实习报告 单位总结 摘要： 在建筑施工行业里，尤其桥梁施工方面，地形、地质较差时桥的桥墩、盖梁采用抱箍施工较多，但抱箍施工的安全性、可靠性最重要。体现在抱箍施工的设计、检算和加固。现结合某高速公路大桥盖梁施工，阐述抱箍施工的设计、检算及加固。 关键词：盖梁；抱箍设计；抱箍受力验 算；加固 Abstract: In the construction industry, especially the bridge construction, terrain, geological poor bridge piers, coping with hoop construction is more, but the security, reliability, hoop construction is the most important. Reflected in the design, calculation and construction of the hoop reinforcement. The combination of bent cap construction of a highway bridge, the design, construction and check of the hoop reinforcement. Keywords: coping； hoop design； hoop stress check calculation of reinforcement U445A 2095-2104（ 2012） 1 工程概况 某大桥跨越水道和通道，为 21 20m大桥。桥址处鱼塘遍布，地形平坦，地势较低，属河口冲积平原区，线路与河流正交。上部结构采用 20m预应力砼宽幅空心板，先简支后桥面连续方案；下部构造为全幅宽整体三柱墩、坐板式桥台，桩基础。盖梁长 25.7m,高 1.5m，宽 1.6m。由于现场地形、地质情况的限制，其盖梁施工采用抱箍法施工最为合理。 2 计算说明 盖梁抱箍施工图如下： 2.1设计 计算原则 2.1.1在满足结构受力情况下考虑挠度变形控制。 2.1.2综合考虑结构的安全性。 2.1.3采取比较符合实际的力学模型。 2.1.3尽量采用已有的构件和已经使用过的支撑方法。 2.2对部分结构的不均布，不对称性采用较大的均布荷载。 2.3本计算未扣除墩柱承担的盖梁砼重量。以做安全储备。 2.4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。 3 横梁计算 采用间距 0.3m的 16cm14cm 的 方木作横梁，横梁长2.5m，共布设横梁 86个。盖梁悬出端底模下设特制三角支架，每个重约 10kN。 3.1荷载计算 盖梁砼自重： G1=60m326kN/m3=1560kN ；模板钢摸自重： G2=186kN (根据模板设计资料 ) 侧模支撑自重： G3=15kN；三角支架自重： G4=10kN；施工荷载与其它荷载： G5=25kN 横梁上的总荷载：GH=G1+G2+G3+G4+G5=1560+185+15+10+25=1795kN qH=1795/25.7=70kN/m 横梁采用间距 0.3m的方木，则作用在单根横梁上的荷载 GH=700.3=21kN 作用在横梁上的均布荷载为： qH= GH/lH=21/1.6=14kN/m( 式中： lH 为横梁受荷段长度，为1.6m) 3.2力学模型 如图 2-2 所示。 图 2-2 横梁计算模型 3.3横梁抗弯与挠度验算 横梁的弹性模量 E=10103MPa ；惯性矩：；抗弯模量： 最大弯矩： Mmax= qHlH 2/8=141.62/8=4.5kNm = Mmax/Wx=4.5/(523)=8.6MPaw=13MPa( 可 ) 最大挠度： 4 纵梁计算 4.1荷载计算 4.1.1横梁方木自重： 0.38 kN 4.1.2工字钢自重：G7=73.841349.8/1000=37.6kN 纵梁上的总荷载： GZ=1795+0.38+37.6=1833kN 纵梁所承受的荷载假定为均布荷载 q： q= GZ/L=1833/25.7=72kN/m 4.2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 4.3结构力学计算 图 2-3 所示结构体系为静定结构。 4.3.1计算支座反力 RA、 RB 由静力平衡方程解得： 4.3.2纵梁端最大位移 -44573/24EI () -0.02m 4.3.3纵梁中间最大位移 4.3.4工字钢的弯矩检算 4.4 纵梁结构强度验算 4.4.1根据以上力学计算得知，最大弯矩出现在 A、 B支座，代入 q 后， MAB=554kNm 4.4.2工字钢的允许弯矩计算 40B型工字钢 WX=1139.0cm3 = （ 554103 ） /（ 1139210 -6） =243 MPa A3钢弯曲应力 =145Mpa 4.5 关于纵梁计算挠度的说明 由于计算挠度和弯矩都不能满足要求。 计算时按最大挠度在梁中间考虑，但在盖梁的端部也产生较大挠度，因此在盖梁施工过程中必须在盖梁的端部，两个墩柱之间的中部工字钢下必须加支撑，防止盖梁沉降，还应在最先施工的纵梁上的端部、支 座位置、中部等部位设置沉降监测测点，监测施工过程中的沉降和变形情况，据此调整纵梁或设置预留拱度。 4.6 纵梁的支撑和检算 4.6.1纵梁的支撑 纵梁的最大挠度发生在中间，因此两个墩柱之间的中部工字钢下必须加支撑，支撑采用 10#槽钢两个焊接起来，在每两个墩柱之间支撑四个点。纵梁的端部，每个端部支撑两个点。加支撑后纵梁的挠度和弯矩都能满足要求。为了加强工字钢的整体性，在两个工字钢之间每两米设一根拉条，两工字钢之间采用角钢三角连接，增加其整体性。 4.6.2支撑检算 槽钢的长度 3.62m，荷载 P=ql=729.25=666KN ，槽钢采用 10#验算其稳定。 查得 10#槽钢截面最小回转半径： r=3.94cm=0.0394m 杆件长细比： =l/r=3.62/0.0394=91.9 从路桥施工计算手册中查得 =0.651 查得10#槽钢截面 A=0.001274m2,两个槽钢焊接起来支撑四点，那么 A=80.001274=0.0102 m2 强度验算： a=P/A=666/0.0102=65294.1Kpa 查得钢材的极限 值 =215Mpa=215000Kpa, 那么 a 强度满足要求。 稳定验算： a=P/ （ A ） =666/（ 0.6510.0102 ）=100298.2Kpa =215Mpa=215000Kpa, 那么 a 稳定满足要求。 5 抱箍计算 5.1抱箍基本参数的确定 5.1.1 计算模型的建立 抱箍体所承受的压力 N1、 N2为纵梁及其以上所有荷载产生的和力，用抱箍体支承上部荷载，抱箍桶壁与墩柱之间产生的摩擦力 f 抵抗压力 N1、 N2，由 f=Nf 知， f 由作用在抱箍桶上的垂直压力产生，采用抱箍桶之间的高强螺栓的拉力T1、 T2对抱箍桶施工压力。 5.1.2 荷载计算： 由以上计算可知：支座反力 RA=643kN ；RB=2832=566kN 以最大值 643KN为抱箍体需承受的竖向压力 N 进行计算。 5.1.3 力学计算： 5.1.3.1 计算拉力 T1，砼与钢之间设一层橡胶，摩擦系数按橡胶与钢之间的摩擦系数取 =0.25 ，由 f=Nf ，垂直压力： 5.1.3.2 M27 高强螺栓的允许承载力 ： NL=Pn/K=2700.31/1.7=47.6kN 5.1.3.3 抱箍螺栓数目的确定：m=Tf/Nl=643/47.6=14 个 5.1.3.4 抱箍高度： 抱箍高 h=0.6m。 12 个高强螺栓。 5.2 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=0.25 计算 抱箍产生的压力 Pb= N/=643kN/0.25=2572kN 由高强螺栓承担。 则： Nf=Pb=2572kN 抱箍的压力由 12条 10.9级 M27的高强螺栓的拉力产生。 即每条螺栓拉力为：N1=Pb/12=2572/12=215kNP=270kN 故高强螺栓满足强度要求（注：安全系数取 1.7，那么P=159KN,12 个高强螺栓不能满足要求）。根据现场情况采用两个抱箍上下抱箍，其高度 1.2m，高强螺栓 24 个满足要求。 5.3求螺栓需要的力矩 M 采用两个抱箍那么每个螺栓的拉力为 N=Pb/24=2572/24=107KN 5.3.1 由螺帽压力产生的反力矩 M1=u1N1L1 u1=0.15 钢与钢之间的摩擦系数； L1=0.019 力臂；M1=0.151070.019=0.305KN.m 5.3.2 M2 为螺栓爬升角产生的反力矩 ,升角为 10 M2=1Ncos10L2+Nsin10L2 式中L2=0.014(L2 为力臂 ) =0.15107cos100.014+107sin100.014=0.481 (KNm) M=M1+M2=0.305+0.481=0.786(KNm)=79(kgm ) 所以要求螺栓的扭紧力矩 M79(kgm) 5.4抱箍体的应力计算： 采用一个抱箍时的检算 5.4.1抱箍壁为受拉产生拉应力 拉力 P1=6N1=6215=1290 （ KN） 抱箍壁采用面板 10mm 的钢板，抱箍高度为 0.6m。 则抱箍壁的竖向截面积： S1=0.010.6=0.006 (m2) =P1/S1=1290/0.006=215 (MPa) =140MPa 不满足设计要求。 所以采用两个抱箍 抱箍壁采用面板 1 0mm的钢板，抱箍高度为 1.2m。 则抱箍壁的纵向截面积： S1=0.011.2=0.012 (m2) =P1/S1=1290/0.012=108(MPa) =140MPa 满足设计要求。 5.4.2 抱箍体剪应力 = （ 1/2RA） /（ 2S1） =（ 1/2643 ） /（ 20.006 ）=26.8MPa=85MPa 根据第四强度理论 W= （ 2+32 ） 1/2=（ 2152+326.82 ） 1/2=220MPa W=145MPa 不满足强度要求。 所以采用两个抱箍 = （ 1/2RA） /（ 2S1） =（ 1/2643 ） /（ 20.012 ）=13.4MPa=85MPa 根据第四强度理论 W= （ 2+32 ） 1/2=（ 1082+313.42 ） 1/2=110MPa W=145Mpa 满足设计要求。 5.5两个抱箍连接说明： 由于一个抱箍不能满足要求，因此采用两个抱箍连接起来使用，连接时先将第一个抱箍安装，在墩柱顶安装两个滑轮将第二个抱箍拉紧于第一个抱箍之下，让其密贴然后安装第二个抱箍。再检查两个 抱箍是否密贴，如果还有缝隙用钢板加紧。 6 抱箍试验： 在抱箍使用前，先应做加载试验，试验布置图如图所示： 报箍试验示意图 6.1 先将上、下两抱箍，按设计要求紧固螺栓，在千斤顶与上抱箍、下抱箍之间设置钢垫板，安装加载设备。 6.2 加载过程控制：先加载到 RA/2即 322KN，稳定一段时间后，进行观察；再加载到 RA即 643KN，稳定一段时间，再进行观察。 6.3 在抱箍加载过程中注意观察：（ 1）抱箍体与墩柱有无滑动现象。（ 2）抱箍体各焊接部分有无变 形开裂现象。 6.4 卸载应均匀进行，卸载后，检查：（ 1）砼表面有无变化。（ 2）抱箍体各部分有无残余变形。 6.5 千斤顶选用根据加载力的需要选择（我们选用1500KN 的千斤顶）。 6.6 最终根据试验情况确定抱箍的使用是否满足使用要求。 7 结论 抱箍施工中设计、检算、选材最为关键。设计、检算必须逐步进行；在施工前必须做试验，保证抱箍施工的安全性。通过实践验证，本工程抱箍施工方法是成功的，值得在相似工程中予以推广。 阅读相关文档 :高速公路软基 沉降与稳定观测 浅谈汽车维修质量的保证 市政工程施工阶段造价控制重点与措施探讨 上海市区生活垃圾集装化转运系统项目中投资控制的运用 浅谈汽车驾驶员综合能力 浅谈发动机冷却系统 沥青混凝土防渗心墙施工成本控制 城市占道施工交通影响度预测的BP网络法 住区