2021年盖梁抱箍法施工及计算(新)

1、檢赛槊輻箍法施工岌件算欧阳光明(2021.03. 07)摘要：详细介绍了抱箍法盖梁施工的支撑体系结构设计，盖梁 结构的内力计算和抱箍支撑体系的内力验算，以及本工艺的施工方 法。关键词:盖梁抱箍结构计算施工1 工程概况广州西二环高速公路徐边高架桥为左、右幅分离式高架桥，全 桥长1280m,全桥共有盖梁84片，下部结构为三立柱接盖梁，上 部结构为先简支后连续20m空心板和30mT梁,另有15跨现浇预 应力混凝土连续箱梁。全桥施工区鱼塘密布，河涌里常年流水，墩 柱高度较高，给盖梁施工带来难度。为加快施工,减少地基处理，本桥 盖梁拟采用抱箍法旋工。2.抱箍支撑体系结构设计2盖梁结构以20m空心板结构的

2、支撑盖梁为例，盖梁全长20m,宽1.6 m,高1.4m,旌体积为42.6 m墩柱1.2m,柱中心间距7m。2.2抱箍法支撑体系设计盖梁模板为特制大钢模，侧模板厚度t=5mm，侧模外侧横肋 采用单根8槽钢，间距0.3m,竖向用间距0.8m的2 8槽钢作背 带，背带高1.55m,在背带上设两条18的栓杆作对拉杆，上、下 拉杆间距1.0m,底模板面模6mm,纵、横肋用8槽钢，间距为 0.4m x 0.4m,模板之间用螺栓连接。盖梁底模下部采用宽x高为0m x 0.15m的方木作横梁，间距 0.25m。盖梁底模两悬出端下设三角支架支撑，三角架放在横梁 o在横梁底部采用贝雷片连接形成纵梁，纵梁位于墩柱两

3、侧，中 心间距1.4m,单侧长度21m。纵梁底部用四根钢管作连接梁。横梁 直接耽在纵梁上，纵梁之间用销子连接，连接梁与纵梁之间用旋转 扣件连接。抱箍采用两块半圆弧型钢板制成，钢板t=16mm,高0.6m, 抱箍牛腿钢板厚20mm,宽0.27m,采用10根M24高强螺栓连 接。为了提高墩柱与抱箍间的摩擦力，同时对墩柱磴面保护，在墩 柱与抱箍之间设一层3mm厚的橡胶垫，纵梁与抱箍之间采用U型 螺栓连接。抱箍构件形象示意图如图1所示。*欧阳光明*创编2021.03.07*欧阳光明*创编2021.03.072021.03.07在侧模上每隔5m焊接一道1.2m图1：抱箍构件形象示意图（半个）图3侧模支撑

4、计算示意图1T2、/J Pm=22KPa*欧阳光明*创编2.3防护栏杆栏杆采用48的钢管搭设, 局 的钢管立柱，横杆钢管与立柱 采用扣件连接，竖向间隔 0.5m,栏杆周围挂安全网。盖梁施工加意图见图2。3盖梁侧模板支撑计算 假定磴浇注时的侧压力由 拉杆和背带承受，Pm为磴浇注 时的侧压力，T为拉杆承受的 拉力。侧模板支撑计算示意图见3。3.1荷载计算磴浇筑时的侧压力：Pm=K y h ,当T0.035 时，h=0.22+24.9v/T式中：K外加剂影响系数，取1.2; y旌容重，取25KN/m3; h有效压头高度；V碇浇筑速度，此处取值 0.45m/h,T栓入模温度，此处按25考虑则:v/T=

5、0.45/30=0.0150.035h=0.22+24.9v/T=0.6mPm= K y h=1.2 x25x 0.6=18KPa磴振捣对模板产生的侧压力按4KPa考 虑，贝0： pni=18+4=22KPa磴浇筑至盖梁顶时，盖梁上产生的纵向每米侧压力:P=Prnx (H-h) +Pmxh/2=22x0.8+22x0.6/2=24.2KN(参考路桥施工计算手册P173)3.2拉杆拉力验算拉杆318圆钢)纵向间距0.8m范围内磴浇筑时的侧压力: a =0.8P/2 71 r2=0.8mx24.2KN/ (2x 174mm2) =55.63MPa*欧阳光明*创编2021.03.07a =55.63

6、MPa a =29600N/174 mm2=170MPa,满足抗拉要求。（参考路桥施工计算手册P182）3.3背带挠度验算设背带两端的拉杆为支点，背带为简支梁,梁长lo=l m,简支梁均布荷载qo =22 x 0.8=17.6KN/m最大弯矩：Mmax= qolo2/8=17.6 x 12/8=2.2KN ma = Mmax/2Wx=2.2 x 10 *2 x 25.3 x 10 6=43.5MPa a w=145MPa 跨中挠度：fmax= 5qolo4/ (384x2xEIx) =0.0005m fmaxf=lo/4OO=O.OO25m,背带槽钢满足刚度要求。式中：8槽钢的弹性模量E=2.

7、1xl05MPa;惯性矩 Ix= 101.3cm4;抗弯截直系数Wx=25.3cm3(参考路桥施工计算手册P787. p797)4. 横梁应力验算4横梁纵向线荷载计算新浇磴纵向线荷载:qi=l-4 （高）x25x1.6 （宽）=56KN/m 模板纵向线荷载：q2=G2/20= （G联21.8+G端3.1+G侧39.9）/20二3.24 KN /m施工人机纵向线荷载：qs=l x 1.6=1.6KN/m 倾倒磴冲击纵向线荷载:q4=2x 1.6=3.2KN/m 振捣磴纵向线荷载:q5= 2 x 1.6=3.2KN/m荷载组合:q=(qi+q2)X 1.2+(q3+q4+q5)X 1.4=82.2

8、9KN/m 横梁承受均布荷载 qo= qx 0.25/10=82.29 x 0.25/1.4= 14.7KN/m (参考路桥施工计算手册P172)4.2横梁抗弯与刚度验算 横梁最大弯矩：Mniax= qolo2/8=3.6KN m 弯曲应力：a = Mniax/Wx=3.6/(3.75 x 104)=9.6 MPa jw=12MPa最大挠度:fmax= 5qolo4/384EI=5x 14.7X 103x 1.44/(384x9xl09 x 2.81 x 10-5)=0.0029 m f=lo/4OO=O.OO35m横梁满足抗弯和刚度要求。式中：抗弯截面系数：Wx=bh2/6=0.1 x 0.

9、152/6=3.75 x IO4 m3 惯性矩 Ix=bh3/12=0.1 x0.153/12=2.81 x 10 5 m4 弹性模量E=9x 103MPa;*欧阳光明*创编横梁计算示意图如图4所示。2021.03.07图4：横梁计算示意图q0=14. 7KN/m(参考路桥施工计算 手册P176)5. 纵梁应力验算荷载计算支架纵向线荷载:q6= (G 贝+G 木+G 他)/20=5.1纵梁纵向每侧线(14x3 KN/片 +70根x0.045 n?/根x6 KN/m3+62x0.06) /20二 323KN/m纵梁纵向每侧线荷载：q=(qi/2+q2/2+q6/2) x 1.2+(q3/2+q2

10、+q5/2) x 1.4=43.088KN/m5.2纵梁应力验算521计算支座反力Rc:盖梁体系为一次超静定结构，建立盖梁结构力学计算图如图5 所示。采用力法计算，解除C点约束，在C点添加向上的单位力 Xi=l,分别绘出Mp图、Mi图，其中Mp图由伸臂梁和简支梁组 成，如图6所示。根据C点竖向位移为0的条件，建立典型方程：(5 11X1+A ip=08 n=E jMi2ds/EI= (1/EI) * (1/2) *(21*1/2)* (2/3) * (1/2) =13/6EIA iP= J MiMPds/EI= (1/EI) * (1/2) *(21*1/2)* (qa2/2)- (2/3)*

11、(q (21)2/8)*21*(5/8*172) = (1/EI) * (qa2l2/4-5q l4/24)将I、A ip代入公式，得Xi= (5ql2-6qa2) /41=293.92KN ( f )建立静力平衡方程：2RA+Xi=q (2a+21)得 Ra=Rb=283.92KN ( f )根据叠加原理，绘制均布荷载弯矩图如图7所示。522纵梁抗弯应力验算根据以上力学计算得知，最大弯矩出现在A、B支座， Mmax=qa2/2=43.088 x 32/2= 193.9 KN mMmax= 193.9 KN mMo= 975kN m,满足抗弯要求。(参考公路施工手册桥涵下册P923)523纵梁

12、墩柱跨中刚度验算盖梁体系为一次超静定结构，求超静定结构的位移可用基本结 构的位移来代替，因此在盖梁基本结构墩柱中间点F施加向下的单 位力Xz=l,求基本结构的内力和位移，建立盖梁墩柱跨中力学计 算图如图8所示。设R“、Rb方向向上，列平衡方程：Ra+Rb=X2=lX2* (1+1/2) -21*Ra=0得：Ra=0.75 ( f ) , Rb=0.25 ( f ),绘弯矩图如图 9 所TJX。 求纵梁墩柱跨中的位移，将图7与图9的弯矩图图乘，得： A2P=Scoyf/EI= (1/EI) * -0.5*14*2.625*193.9+3)* 1055.7* 14*(2/3)*2.625-0.5*

13、3.5*2.625*(2/3)*0.5* 1028.7- 0.5*(3/2)*7*2.625*1028.7 =-0.004m ( f )fmax=-0.004m f=a/400=3/400=0.0075m,刚度满足要求。 式中：贝雷片弹性模量：E=2.1 x 105MPa惯性矩:I=250500cm4(参考公路施工手册桥涵下册P1047)524纵梁端部刚度验算在盖梁基本结构梁端点D施加向下的单位力X3=l,求基本结 构的内力和位移，建立盖梁悬臂端力学计算图如图10所示。设R, Rb方向向上，列平衡方程：Ra+Rh=X?=lX? (21+a) -21*Ra=0得：Ra=l+a/21 ( t )

14、, Rb= a/21，绘弯矩图如图11所Zjo求纵梁端的位移，将图7与图11的弯矩图图乘，得：A3P=coyd/EI= (1/EI) * (1/3* 193.9*3) * (3/4*3) +14* 193.9* 1.5+0.5*14* 1028.7* 1.5- (2/3*1055.7x 14) *1.5= (1/48EI)* (6qa4+6q a31- ql3a) =0.00lm (J)fmax=0.001m f=a/400=3/400=0.0075m,刚度满足要求。6. 抱箍验算抱箍能否承受盖梁的重力取决于抱箍与柱子的磨擦力，验算时 摩擦力取滑动磨擦力，此处最大滑动摩擦力N取值为R-293.

15、92 KNO6.1高强螺栓数目计算高强螺栓的容许承载力公式：NL=P “ n/K,式中：P高强螺栓的预拉力，取225 K N;*欧阳光明*创编2021.03.07“一摩擦系数，取0.3 ； n传力接触面数目，取1;K安全系数，取1.7。贝（:NL= 225 x 0.3 x 1/1.7=39.7KN螺栓数目m计算：m=N/NL= 293.92/39.7=7.4 个，本构件取 m=10 个。6.2螺栓抗剪、抗拉应力验算每条高强螺栓承受的抗剪力：Nj=N/10=293.92/10=29.4KN NL=39.7KN,满足抗剪要求。抱箍体对墩柱体的压力：N=K*N/“ =1.2 x 293.92 /0.

16、3=1175.68KN每条螺栓拉力：Ni=Ny/10=117.6KNv=225KN,满足抗拉要 求。式中：“一抱箍钢板与橡胶垫之间的摩擦系数，取值0.3 K荷载安全系数，取值1.2NL 一每个高强螺栓的容许承载力S 一高强螺栓的预拉力，M24高强螺栓取值225 KN6.3螺栓需要的终拧力矩验算每条螺栓拉力为：N&117.6KN,每个螺栓的终拧扭矩R=k*Ni*d=229.3N m式中：k螺栓连接处的扭矩系数平均值，取0.13,Li 一力臂，M24螺栓取0.015m（参考基本作业p609）6.4抱箍体构件的应力验算抱箍体承受螺栓的拉力：Pi=5Ni=5 x 117.6=588KN抱箍体钢板的纵向

17、截面积：Si=0.016 x 0.6=0.0096m2抱箍体拉应力：a=Pi/Si=61.25MPaa=140MPa,满足抗拉 要求O抱箍体剪应力：r = （l/2Rc） /7ur/Si= （1/2x293.92） KN/1.885 m/0.0096 m2 =8.1MPai=85MPa,满足抗剪要求。6.5抱箍体钢板长度计算抱箍钢板伸长量：AL= （a/E） * L=5.5 X 104 m抱箍体钢板长度（半个）：L=7rr-AL=1.884m,两半抱箍牛腿间距取20mm,则L=1864mm（半个）。*欧阳光明*创编2021.03.077抱箍法施工方法7.1施工工序 在墩柱群四周搭设简易支架，高

18、度以不超过盖梁顶板为宜， 并搭设人行爬梯，围好安全网； 用水准仪在墩柱上作一水平标志，根据盖梁底板设计标高反 算抱箍底沿位置并做标记； 用吊车将抱箍底托安装在墩柱上，使底托顶与抱箍底沿标 记等高，再将抱箍安装就位，用带响扳手拧紧连接螺栓，施工时， 可在扳手手柄上套一根50cm长、48的钢管，人踩钢管直到所需 扭矩为止，再检查两抱箍接头处间隙小于或等于2cm即可； 用吊车将连接好的贝雷梁放在抱箍上，并用U型螺栓和扣件 将贝雷梁、抱箍、贝雷梁连接件连接起来； 在贝雷梁上摆放方木横梁，安装盖梁底模，并检查标高，有 必要时用钢板或木楔调整； 首次使用本工法施工时，为确保抱箍所承受压力达到设计 值，需进

19、行荷载预压试验。由前廂计算知盖梁纵向每侧线荷载:q二 43.088KN/m,则在盖梁底模上堆放重物175.9吨，且堆放形式尽量 接近施工实际情况。24小时后，用水准仪复测底模标高，若下沉过 大，则应继续紧固连接螺栓，直到底模下沉小于5mm则认为可 行，记录下螺栓进距作为参考值； 卸下预压重物，安装盖梁钢筋和模板，在侧模四周按要求做 好安全防护装置，浇注磴； 拆除模板时，先拆侧模、端模，再拆底模，最后拆下横.纵 梁、抱箍，至此，抱箍法盖梁旋工完成一个循环。7.2施工注意事项 墩柱磴强度达到设计强度的75%以上后方可施工盖梁； 在抱箍钢板内侧附一层3mm橡胶垫，可增强钢板与磴之间 的摩擦系数，也起到保护墩柱的作用；