帽梁模型施工方案10.26

中铁二局第一工程有限公司二广高速公路 帽梁模型施工方案 1 第 21 合同段帽梁模型方案 一 工程概况 我部承担施工的二广高速公路怀集至三水段第 21 合同段有桥 梁 3 座 分别是凤坑高架桥 江坪高架桥和肖仔岗中桥 3 座桥梁 下部构造桥墩均为双柱式墩 桥墩帽梁设计宽度为 14 6 米 设计有 挡块 帽梁示意图 二 编制依据 1 二广高速公路怀集至三水段两阶段施工设计图第 21 标段 第 三册 2 公路桥涵施工技术规范 JTJ041 2000 3 公路施工计算手册 4 模板提供厂家提供的模板有关数据 5 本公司施工经验 三 施工方案的选定 结合本地区帽梁施工惯例和我单位施工经验拟采用抱箍法进行 中铁二局第一工程有限公司二广高速公路 帽梁模型施工方案 2 墩柱帽梁施工 利用在墩柱上的适当高度安装抱箍并使之与墩柱夹 紧产生的最大静摩擦力 来克服临时设施及帽梁的重量 沿线路横 向 在抱箍加劲肋上铺设 I45c 工字钢作为纵梁 横向采用 20cm 间 距铺设 15cm 15cm 方木均匀分布帽梁自重及施工荷载 1 抱箍法的关键是要确保抱箍与墩柱间有足够的摩擦力 以安全地 传递荷载 抱箍安装在墩柱上时必须与墩柱密贴 这是个基本要求 我部所使用的抱箍为专业生产商提供 2 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 3 抱箍检算采用先理论计算 后在施工前采用相当于施工时最不利 荷载进行试验 采用双保险以保证施工安全 4 帽梁施工示意图 四 施工方案设计 中铁二局第一工程有限公司二广高速公路 帽梁模型施工方案 3 1 侧模与端模支撑 侧模为特制大钢模 面模厚度为 6mm 水平加强筋 8 80mm 间 距 20cm 在肋板外设背带加固 垂直加强筋及四周连接角采用 L80 80 8 角钢 间距 35cm 侧模高 1 5m 上部设置 14 槽钢加固 座 间距 1m 采用 14 圆钢作为拉杆 端模采用脚手架支撑在方木 横梁上 2 底模支撑 底模为特制大钢模 面模厚度为 6mm 肋板加固为 14 槽钢 在 底模下部采用 15cm 15cm 的方木作为横梁 间距 0 2m 横梁长 2 3m 3 纵梁 采用 16m 长的 I45c 型钢作为纵梁 两片纵梁之间采用 22 的栓杆连接 纵梁下为抱箍 4 抱箍 拟采用双层抱箍法 每层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 50cm 采用 24 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 5 五 施工计算原理 1 计算原则 1 采用施工的构件的支撑方法较为成熟 只验算抱箍和工字钢纵 中铁二局第一工程有限公司二广高速公路 帽梁模型施工方案 4 梁 2 综合考虑结构的安全性 3 采取简化的力学模型 2 对部分结构的不均布 不对称性采用较大系数的均布荷载 3 计算按砼自重 模型自重 工字钢 施工荷载最不利荷载计 六 抱箍验算 1 荷载计算 1 帽梁砼自重 G1 43 42m3 26kN m3 1128 9kN 2 模板自重 G2 1037 8 2 19 1 4 72 2 3 120 2 699 4 2 749 4 4 699 4 2 10 1000 168 1 kN 3 施工荷载 人 施工材料 G3 0 065 3 0 7 10 9kN 4 施工动荷载 G4 10kN 5 工字钢荷载 G5 94 5 16 10 2 1000 30 24kN 抱箍上的总荷载 G G1 G2 G3 G4 G5 1128 9 168 1 9 10 30 24 1337 24kN q 1337 24 14 6 91 6 kN m 2 力学模型 1 荷载计算 受力图如下 中铁二局第一工程有限公司二广高速公路 帽梁模型施工方案 5 每个帽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 R1 R2 91 6 14 6 2 668 68kN 以最大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 施工前用两台 50T 千斤顶对抱箍进行现场试 验 保证抱箍静摩擦力满足施工要求 抱箍与墩柱间采用橡胶垫圈 起到与墩柱间保护和增加摩擦系数 3 抱箍受力计算 一 螺栓计算 1 螺栓数目计算 抱箍体需承受的竖向压力 N 668 68kN 抱箍拟采用 M24 高强螺栓连 接 M24 高强螺栓预拉力 P 取 225kN M24 螺栓的允许抗剪力 NL P n K 式中 P 高强螺栓的允许预拉力 取 225kN 中铁二局第一工程有限公司二广高速公路 帽梁模型施工方案 6 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 225 0 3 1 1 7 39 7kN 螺栓数目 N 计算 n N NL 668 68 39 7 16 8 个 按厂商提供螺栓数目取值 n 24 个 则双抱箍每条高强螺栓提供的抗剪力 P 668 68 48 13 9kN 39 7kN 故能承担所要求的荷载 2 螺栓轴向受拉计算 砼与抱箍之间的摩擦系数取 0 3 计算 抱箍产生的压力 Pb N 668 68kN 0 3 2228 9kN 由高强螺栓承 担 则 N Pb 2228 9kN 抱箍的压力由 48 条 M24 的高强螺栓的拉力产生 即每条螺栓拉 力为 N1 Pb 48 2228 9kN 48 46 5kN P 225kN N A N 1 0 4n1 n A 式中 N 轴心力 n1 所计算截面最不利螺栓数目 取 16 个 n 所有螺栓数量 48 个 A 高强螺栓截面积 A 3 8cm2 N A Pb 1 0 4n1 n A 2228 9 103 1 0 4 16 48 中铁二局第一工程有限公司二广高速公路 帽梁模型施工方案 7 3 8 48 10 4 105 9MPa 138MPa 故高强螺栓满足强度要求 二 抱箍体的应力计算 1 抱箍壁为受拉产生拉应力 拉力 P 48 13 9 668 68 KN 抱箍壁采用面板 10mm 的钢板 抱箍高度为 0 5m 则抱箍壁的纵向截面积 S1 0 01 0 5 2 0 01 m2 P S 668 68 0 01 66 9 MPa 175MPa 满足要求 2 抱箍体剪应力 A3 钢材容许剪应力 106MPa 容许弯曲应力 W 181MPa 抱箍体所受剪应力 1 2R1 2S1 1 2 668 68 2 0 01 16 7MPa 106MPa 2 抱箍体弯曲应力 根据第四强度理论 抱箍体所受弯曲应力 W 2 3 2 1 2 72 8MPa W 181MPa 满足强度要求 三 抱箍加强板与面板焊接验算 抱箍加强板采用 2cm 厚的钢板与面板 1cm 连接 其连接方式为加 强板两侧贴角与面板焊接 焊缝高度按 8mm 计算 焊缝长度按抱箍 高度减去 10mm 计算 加强板宽度 50cm 计算 中铁二局第一工程有限公司二广高速公路 帽梁模型施工方案 8 立面图平面展开图 加 强 板 面 板 加 强 板 面板 焊 缝 焊 缝 受力情况 Q N M 其中 M 668 68 2 0 25 83 585KN M N 2228 9KN Q 668 68 2 334 34KN hf 0 008m lf 0 9 8m 2 2 Qnm 43 1Mpa 85 Mpa 2 2 2 22 7 027 027 02 6 ffffff lh Q lh N lh M 焊缝强度满足要求 七 工字钢纵梁稳定性验算 一 纵梁计算 1 荷载计算 由前面计算知 工字钢纵梁上的总荷载 G 1337 2kN q 1337 2 14 6 91 6KN m 由于采用两根 I45c 工字钢纵梁 则作用在单根工字钢纵梁上的 均布荷载 q 91 6 2 45 8kN m 2 力学模型如图所示 中铁二局第一工程有限公司二广高速公路 帽梁模型施工方案 9 3 纵梁抗弯与挠度验算 I45a 工字钢纵梁的弹性模量 E 2 1 105MPa 惯性矩 I 35300cm4 抗弯模量 Wx 1569cm3 截面积 12000mm2 R1 R2 334 34kN 两端剪力 Q 45 8 2 85 130 53Kn 中间剪力 Q 130 53 334 34 203 81kN 203 81 0 015 13 6MPa 106MPa 两端弯矩 M1 M3 45 8 2 85 0 5 2 85 186kN m 跨中弯矩 M2 334 34 8 9 2 45 8 8 9 2 2 85 2 2 267 5 kN m Mmax Wx 267 5 1000 1569 10 6 170 5 MPa 181MPa 满足要求 两端挠度 f1 45 8 103 2 85 8 93 6 2 852 8 92 3 2 853 8 93 1 24 2 1 1011 35300 10 8 0 015m 上 跨中挠度 f 45 8 8 94 5 24 2 852 8 92 384 2 1 1011 35300 10 8 0 021m 中铁二局第一工程有限公司二广高速公路 帽梁模型施工方案 10 f 8 9 400 0 023 fmax f 纵梁挠度满足要求 通过以上验算证明 帽梁施工采用的模板及抱箍全部满足施工要求 但为更好控制纵梁变形 在施工中在工字钢肋板利用 1cm 钢板对其 进行加固 以保证施工安全系数的提高 其惯性矩增大为 I 61480cm4 f 0 016m f 23mm 这样能更好控制工字钢变形 施 工方案可行 八 抱箍法帽梁施工预压 施工前采用预压法对抱箍和工字钢进行预压 设置相应观测点 收集并整理观测数据 根据实际观测的变形数据 预设反拱度 反 拱度利用方木和楔子进行调整 1 选定已经施工且达到施工帽梁的墩柱 整平周围场地 提供 预压条件 检查抱箍焊缝是否饱满 如有需要要进行补焊 2 按总荷载备注 140T 预压材料 为准确测控并分析预压数据 拟采用标准 50kg 砂袋 2800 个 或者采用未使用过带有称重铭 牌的钢材 备足 15 15cm 的方木 45 根 3 在墩柱做好抱箍定位标记以便在预压过程中观察 抱箍底部 离地