盖梁抱箍受力计算.docx

盖梁抱箍受力计算一、 工程概况赣县南互通主线 1#桥左幅 1#墩盖梁，结构尺寸为长 18.442m，宽 1.8m，高1.5m；为三柱式盖梁，墩柱间距为 6.773m，混凝土强度等级为 C30，计 47.6m3。二、编制依据（1）交通部行业标准、公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）；（2）施工计算手册（汪国荣、朱国梁编著）；（3）路桥施工计算手册（人民交通出版社）；（4）赣州至大余高速公路赣县南互通式立体交叉工程两阶段施工图设计；（5）现行的标准、规范、规程等；（6）我单位的综合施工能力、类似工程的施工经验及资源状况。三、盖梁支架结构设计3.1、抱箍抱箍采用 12mm 钢板制作，高 40cm。每个抱箍由两个半圆形的钢箍组成，两 个半圆钢箍在墩柱上安装后相接面有 2cm 的间隙，以保证钢箍与墩柱之间用 M24（性能等级为 8.8s）高强螺栓连接好后紧密。抱箍内壁用万能胶粘上 5mm 厚的橡胶垫，以提高墩柱与抱箍间的摩擦力，并 避免钢抱箍与墩柱间的刚性接触，损伤混凝土表面。3.2、纵梁 在钢抱箍上采用单层两排贝雷片（标准贝雷片规格：3000cm1500cm）连接形成纵梁，长 21m，贝雷梁位于墩柱两侧，净距 130cm，贝雷梁之间采用拉杆连 接以增加其稳定性，贝雷片之间采用销连接。3.3、横梁底模为定型钢模板,面模厚度为5mm，肋板高为 10cm。在底模下部采用 1515cm 方木作横梁，横梁长 4m，间距 0.4m。盖梁悬出端底模下设三角支架支撑， 三角架放置在横梁上。3.4、侧模与端模支撑第 11 页 共 11 页侧、端模为定型钢模板,面模厚度为5mm，肋板高为 10cm。在侧模外侧采用间距 1.2m 的 214b 作竖带，竖带高 1.7m，在竖带上下各设一条直径 22 的拉 杆，上下拉杆间距 1.5m，在竖带外设直径 48 的钢管斜撑，支撑在横梁上。3.5、防护栏杆与与工作平台(1)栏杆采用48 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 设一道钢管横杆，钢管之间采用扣件连接，栏杆四周应挂 好安全网。(2)工作平台设在横梁悬出端，在横梁上铺设 5cm 厚的木板，木板与横梁之间采用铁丝绑扎牢靠。底模15*15枕木钢抱箍贝雷架四、盖梁支架搭设盖梁支架结构示意图在墩柱四周用钢管搭设脚手架，在墩柱上按测量数据计算好抱箍安放高度，并做好标示，以保证盖梁的设计高程和坡度准确。 将抱箍吊置于脚手架上，人工用手拉葫芦或千斤顶细调抱箍至计算高度，抱箍安装时必须与墩柱密贴，将抱箍连接处用(88S 级)高强度螺栓拧紧，并确认 拧紧程度，使抱箍内橡胶垫得到充分挤压。墩柱上抱箍安装完成后在抱箍上挂线 检查抱箍顶面是否在同一平面上，其顶面标高是否符合要求。纵梁采用的贝雷架提前按需要长度组装好，用汽车吊吊装至抱箍上，为防止 两排贝雷架侧向倾覆，两排贝雷架之间用拉杆拉紧。五、荷载计算5.1、侧模荷载计算5.1.1、力学模型假定砼浇筑时的侧压力由拉杆和竖带承受，Pm 为砼浇筑时的侧压力，T1、T2 为拉杆承受的拉力，计算图式如下图所示。h=0.6mH=1.5mT1T2 pm=23Kpa5.1.2、荷载计算侧模支撑计算图示砼浇筑时的侧压力：Pm=Kh式中：K-外加剂影响系数，取 1.2；-砼容重，取 26kN/m3；h-有效压头高度。砼浇筑速度 v 按 0.3m/h，入模温度按 20考虑。 则：v/T=0.015 F=41400N满足要求。5.1.4、竖带抗弯与挠度计算设竖带两端的拉杆为竖带支点，竖带为简支梁，间距 1.2m，上下拉杆间距1.5m。竖 带 14b 的 弹 性 模 量 E=2.1 105MPa; 惯 性 矩 Ix=609.4cm4; 抗 弯 模 量 Wx=87.1cm3q=231.2=27.6kN/m最大弯矩：Mmax= qL2/8=7.8kNm弯曲应力：= Mmax/2Wx=44.8MPaw= 215MPa挠度：fmax= 5qL4/384 EIx=0.001mf= L/500=0.003m满足要求5.2、横梁结构验算5.2.1、荷载计算盖梁砼自重：G1=47.6m326kN/m3=1237.6kN 模板自重：G2=279kN(根据模板设计资料) 侧模支撑自重：G3=960.1682.9+10=57kN 三角支架自重：G4=82=16kN 施工荷载与其它荷载：G5=20kN横梁上的总荷载：G 总=（G1+G2+G3+G4）1.2+G51.4=1936kN 横梁上的均布荷载：q=1936/18.442=105kN/m横梁采用 1515cm 方木间距为 0.4m，则作用在单根横梁上的荷载 G=1050.4=42kN作用在横梁上的均布荷载为：q= G/H=42/1.8=23kN/m(式中： H 为横梁受荷段长度，为 1.8m)1515 方木计算参数：已知杉木的弹性模量 E=9103MPa容许应力=12MPa截面抵抗矩：W= bh2/6=0.150.150.15/6=5.610-4m3截面惯性矩：I= bh3/12=0.150.153/12=4.210-5m45.2.2、跨中最大弯矩计算=5.8 kN.m = Mmax /W =10.4 MPa=12MPa满足要求5.2.3、跨中部分挠度计算：=3mm1460/400=3.7mm满足要求5.3、纵梁结构验算纵梁采用单层两排贝雷片（贝雷片规格：3000cm1500cm）,每排由 7 片贝 雷片连接形成纵梁，长 21m。5.3.1、荷载计算横梁自重：G6=40.150.155351.2=29kN 贝雷梁自重：G7=2.7141.2=45kN纵梁上的总荷载：G 总=G1+G2+G3+G4+G5+G6+G7=2010kN纵梁上的均布荷载根据受力假设，总荷载均匀地分布在抱箍两侧的贝雷架上，每侧贝雷架承担1/2 的总荷载，则每侧贝雷架上的均布荷载为：q= G 总/2/L=54.5kN/m5.3.2、力学计算模型 根据盖梁尺寸和受力假设等条件，以单侧贝雷架建立力学模型，总荷载为均布荷载，支座反力分别为 RA、RB、RC。贝雷架受力计算模型图5.3.3、结构力学计算 力学计算模型图所示结构体系为一次超静定结构，采用位移法计算。（1）计算支座反力 RC第一步：解除 C 点约束，计算悬臂端均布荷载与中间段均布荷载情况下的弯 矩与挠度。盖梁尺寸和受力假设所建立的力学模型结构C 点位移量计算图示第二步：计算 C 点支座反力 RC 作用下的弯矩与挠度。C 点支座反力 Rc 作用下的弯矩与挠度计算图示第三步：由 C 点位移为零的条件计算支座反力 RC 由假定支座条件知:fc=fc,+ fc, + fc=0求得:（2）计算支座反力 RA、RB 由静力平衡方程解得：（3）弯矩图 根据叠加原理，绘制均布荷载弯矩图：5.3.4、纵梁结构强度验算 贝雷桁架力学性质：均布荷载弯矩计算图示桁片惯矩：I=250500cm4桁片允许弯矩：Mo= 975kNm桁片断面率 W=3570cm3弹性模量：E=2.1105Mpa臂部分长度与跨中部分的长度比，A=al =0.36（1）轴向应力验算根据以上力学计算得知，最大弯矩出现在 A、B 抱箍处，代入 q 后 MA=MB=3q=164kNmmax= M/W =46MPa=210MPa满足强度要求（2）贝雷片的允许弯矩计算查公路施工手册桥涵第 923 页，单排单层贝雷桁片的允许弯矩M0 为 975kNm。Mmax=qL2/8=313 kNmM0=975kNm满足强度要求（3）挠度验算 跨中部分挠度验算：f=qL4（5-242）/384EI=1mm f 容=L/400=17mmff 容满足要求 悬臂部分挠度验算： f=qa4/8EI=0.5mmf 容=a/400=6mm ff 容满足要求5.4、抱箍验算每个盖梁按墩柱设三个抱箍体支承上部荷载，由上面的计算可知：支座反力：RA=RB=2(L+a)-7.14q/2=308kNRc=7.14q=7.14 54.5=389kN 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。5.4.1 抱箍受力计算（1）螺栓的允许承载力计算 单个抱箍体需承受的竖向压力 N=389kN抱箍所受的竖向压力由 M24、8.8s 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=Pu nK 式中：P高强螺栓的预拉力，取 225kN；u 摩擦系数，取 03； n传力接触面数目，取 1； K安全系数，取 1.7。则：NL=39.7kN（2）螺栓数目计算m=q/ NL =389KN /39.7kN =9.810 个，即一个抱箍单侧螺栓数量不低于 10 个，而实际每个抱箍体的螺栓数量为 12 个。则每条高强螺栓提供的抗剪力：P= N12=38912=32.4 kNNL=397l kN 故能承担所要求的荷载。（3）螺栓轴向受拉计算混凝土与抱箍间设一层橡胶做衬垫，摩擦系数取 u=0.3 进行计算，则抱箍产 生的压力 Pb=N/u=1297KN5.4.2 抱箍体的应力计算抱箍壁面板为 1.2cm 厚的钢板，钢板高 4