盖梁施工抱箍受力计算书.doc

.盖梁施工抱箍、工字钢受力计算书目 录一、抱箍结构设计2二、应力计算21、施工荷载22、计算钢带对混凝土的应力33、钢带内应力为2的受力布置图34、牛腿螺栓受力情况45、工字钢受力计算56、工字钢应力计算：6盖梁施工抱箍、工字钢受力计算书一、抱箍结构设计根据第二阶段施工设计图（第三册、第四册（第二分册），我标头沟特大桥、南沟大桥、AK1+718匝道桥采用抱箍法施工盖梁，其中墩柱尺寸为180cm、160cm、140cm等，则现场抱箍加工尺寸为高50cm，直径为180cm、160cm、140cm，抱箍钢带厚度10mm，为考虑最不利因素，只对180cm的抱箍进行计算一般变形计算，即应力计算。二、应力计算1、施工荷载1）盖梁设计混凝土方量为44.90m3,钢筋骨架为7.566T，自重为（考虑钢筋混凝土的平均密度为2.5T/m3），则所得自重为44.90*2.5=112.25T；2）钢模自重：根据模板设计图，模板每平方米按照100计算，则所得自重为26.4*0.1=2.64T；3）工字钢采用45b，其理论单位中为87.485/m，共用2根，每根长12m，则所得自重为87.485*12*2=2.1T；4）施工荷载：按照混凝土施工工序人员最多需要作业人员10人计算，则所得自重为10人+混凝土动载+振捣力=10*0.1+0.5*1.2+0.3=1.9T；5）盖梁混凝土施工总荷载为：112.5+2.64+2.1+1.9=118.59T；为考虑施工安全系数1.2，则计算施工荷载为118.59*1.2=143T，根据施工荷载及现场施工布置，抱箍受力考虑为均布荷载，则单个抱箍受力为143/2=71.5T。2、计算钢带对混凝土的应力1）钢带对墩柱的压应力1可由下式计算1BD=KG其中：摩阻系数，取0.35；B钢带宽度，B=500mm；D立柱直径，D=1800mm；K荷载安全系数，取1.2；G作用在单个抱箍上的荷载，G=715KN。根据以上公式所得：1= KG/（BD） =1.2*715*1000/（0.35*500*3.14*1800） =0.867Mpac混凝土立柱抗压强度容许值，其值不得大于0.8Rab,立柱混凝土标号为C30，则轴心抗压强度Rab=0.7*30=21Mpa，0.8Rab=0.8*21=16.8 Mpa，则根据以上所得：1=0.867 Mpac= 16.8 Mpa，满足要求。3、钢带内应力为2的受力布置图如下： 1B 1 D/2 2B根据上图化简得：2=1D/2（其中钢板厚度，=10mm；）求得：2=1D/（2）=0.867*1800/（2*10）=78.03Mpaf=215 Mpa，满足要求。（f查钢结构设计规范(GB500172003)，厚度16mm的Q235钢抗拉、压、弯强度设计值为215 Mpa。）4、牛腿螺栓受力情况1）牛腿螺栓抗拉承载力计算牛腿腹板腹板采用16颗10.9级M24高强螺栓，螺栓直径为24mm，钢带所受拉力：F=2A=78.03*16*300*10-3=374.5KN，则单个螺栓所受拉力为：N=F/8=374.5/8=46.8KNNt=180KN,满足要求。（Nt10.9级M24高强螺栓设计拉力，查钢结构设计规范（GB500172003）10.9级M24螺栓预拉力P=225KN，Nt=0.8P=0.8*225=180KN。）2）牛腿螺栓抗剪承载力计算已计算得作用在单个牛腿的竖向荷载为71.5T；螺栓连接方式为双剪结合，单排螺栓所受的竖向总荷载为T=41.5*10/（2*8）=44.7KN，单个螺栓所受剪力Q=T/2=44.7/2=22.35KN;螺栓截面为圆形，故其截面所受的最大切应力为：max=4Q/(3Ae)（其中Ae-M24螺栓的有效面积，Ae=353mm2）由此可得：max=4*22.35/（3*353）*1000=84.42Mpa.螺栓的许用切应力：= s/n(其中s材料的屈服极限，10.9级螺栓的屈服极限为940Mpa(查自GB3098.1-82)；n为安全系数，静载n取2.5)。则由此可得：=940/2.5=376Mpa。故=84.42Mpa= 376Mpa，满足条件。3）、牛腿螺栓紧固力计算：紧固螺栓时要按照钢板容许应力控制紧固力，考虑2倍的安全系数，紧固力取206.4*2=412.8KN,每个螺栓紧固力为：412.8/8=51.6KN，查公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）P209公式：Tc=KPcd式中：Tc终拧扭矩（N.m）;K高强度螺栓连接副的扭矩系数平均值，其取值范围为0.11-0.15，故考虑最不利，则取值0.15。Pc高强度螺栓的施工预拉力（KN）；d高强度螺栓公称直径（mm）。根据以上所得：Tc=K*Pc*d =0.15*51.6*24 =185.7Nm施工时的螺栓扳手计50cm计算，则紧固单颗螺栓的紧固力为：185.7 Nm/0.5m=371.5N,人工用力脚踩即可满足要求。5、工字钢受力计算两墩柱抱箍间采用45B型工字钢，钢材采用Q235钢，共2根，每侧1根，每根长12m，高450mm，宽152mm，腹板厚13.5mm，截面积：F=hd+2t(b-d)+0.58(r2-r1)=111.40cm2,理论重87.485/m，惯性矩Ix=33759cm4，工字钢所受最大弯矩Wx=1500cm3.由于工字钢顶面均匀铺放方木，故工字钢所受荷载可视为均布荷载，受力长度为12m，跨度为7m,弹性模量211.7Gpa，考虑安全系数1.2，则施工总荷载为143T。单根工字钢承受荷载为：143/2=71.5T；工字钢所受均布荷载为：q=G/L=71.5*10/12=59.58KN/m；6、工字钢应力计算：工字钢所受最大弯矩在工字钢跨中位置，其最大弯矩为：Mmax=1/2qL*（L0/2）-1/8qL2 =1/2*59.58*12*(7/2)-1/