大桥墩柱盖梁抱箍施工方案

1、大桥墩柱盖梁抱箍施工方案1 盖梁结构特点盖梁施工采用在墩柱上设置2cm厚钢抱箍，一个墩柱两个抱箍，高度为50cm，墩柱每侧采用2根36a工字钢作横梁，横梁上面铺设16工字钢作分配梁，分配梁上安放定型钢模板。本图按2.0m柱径计算，1.8m柱径盖梁尺寸比2.0m柱径盖梁小,不作计算,其它受力相同，故只计算2.0m柱径盖梁即可。盖梁混凝土:41.4m3。盖梁特点及模板和支架布置图2 结构计算：36a工字钢，总长L=12m,悬臂L1=2.4m，墩柱净距L2=4.6m2.1盖梁砼重量：q1=41.4×26=1076.4 kN2.2模板、支架自重1、盖梁两侧各设置一根36a工字钢作为施工主梁，

2、长12mq2=59.9×10×12×2÷1000=14.376kN2、主梁上铺设16工字钢作为施工横梁，每根长3.5m，墩柱外侧各设3根，两墩柱之间设置8根，间距为0.72m，共14根。q3=20.5×10×4.8×14÷1000=13.776 kN3、 16工字钢上铺设盖梁定型钢模板，荷载按0.75kN/m2计算, 定型钢模板为70m2q4=70×0.75=52.5 kN2.3、施工人员、机具重量，查路桥施工计算手册荷载按2.5kN/m2q5=（10.98×4.8）×2.5=131.

3、76 kN2.4 查路桥施工计算手册振捣砼产生的荷载为2kN/m2，砼浇筑产生的冲击荷载为2kN/m2q6=（10.98×4.8）×(2+2)=210.816kN荷载分顶系数:静荷载取1.2，动荷载取1.4。合计：(1076.4+14.376+13.776) ×1.2+(52.5+131.76+210.816)×1.4=1878.99 kN3 横梁、主梁及抱箍验算3.1 横梁验算（单位：kN、m、mPa）横梁受力简图3.1.1 16工字钢截面特性：截面矩W=141cm3, 惯性矩I=1130cm4, 弹性模量E=2.06×105N/mm2。面积

4、A=26.1m2作用于横梁上的荷载：q横=1878.99 /(11.4×2.3) ×0.62=44.431 kN/m1） 弯矩图Mmax=21.72 kN.m 2） 剪力图tmax=44.431 kN强度应力：=M/w=21.72×103/141=155.1 mPa=215mPa剪应力： = (Q/S）×1016.98 mPa=125mPa3） 位移图根据计算，单元（1）及（3）端部位移为：-0.5mm；单元（2）中部的位移最大，为3.8mm2300/400=5.75mm,满足要求。I16工字钢作横梁满足施工要求！3.2 主纵梁计算3.2.1 I36a工

5、字钢截面特性截面矩W=875 cm3, 惯性矩I=157630 cm4, 弹性模量E=2.06×105N/mm2，面积A=76.3m2。3.2.2 受力计算1） 主梁受力简图(单片梁)q主=44.431×2.3/2=51.096 kN2)弯矩图Mmax=275.918 kN.m强度应力：=M/w=275.918×103/(875×2)=157.67 mPa=215mPa3)剪力图tmax=204.384 kN剪应力：=(Q/S）) ×1013.4 mPa=125mPa4)位移图根据计算：单元（1）及（15）悬臂位移为-5.95mm2400/40

6、0=6mm。单元（8）的位移最大为6mm6600/400=16.5mm。满足要求。根据计算，支座反力357.672 kN。因此由上述计算可知：2根12米长I36a工字钢作横梁，满足施工要求！3.3 抱箍验算3.3.1 设计荷载盖梁自重，模板自重（底模自重和侧模自重），I14工字钢分配梁自重，I36b横梁自重，施工人员及机械荷载，振捣冲击荷载。根据计算可得，一个抱箍的受力按：N=G=357.672×2715.344kN3.3.2 螺栓抗剪计算抱箍所受的竖向压力由M30的高强螺栓的抗剪力产生，查路桥施工计算手册：M30螺栓的容许抗剪承载力：NL=nP/K式中：P-8.8s M30高强螺栓

7、的预拉力，取250kN；-摩擦系数，取0.30； n-传力接触面数目，取0.85； K-安全系数，取1.7。则：NL=230×0.30×0.85/1.7=34.5 kN得螺栓数目m：mN/NL=715.344/34.5=20.73个，取22个则每个高强螺栓提供的抗剪力：N=N/m=715.344/22=32.52 KN<NL=91.9kN故一个抱箍由21个8.8s M30高强螺栓能承担所要求的荷载。3.3.3 钢带与墩柱的摩擦力计算3.3.3.1 钢带对墩柱的压应力1公式BDN kN式中：摩擦系数，取0.30； B钢带宽度，本例取500mm； D墩柱直径，本例2000

8、mm； K荷载安全系数取1.5； N传于牛腿上的上部荷载，本例为715.344kN；c砼墩柱抗压强度容许值，其值不大于0.8Rab，墩柱混凝土设计标号为30号，轴心抗压强度Rab21mpa×0.8Rab0.8×2116.8mPa。代入相关量值得：1K×N /(BD)=1.14mPac16.8 mPa3.3.3.2 钢带内应力2力的合成图（见图4）由图4可得： 化简得：21r/t式中：t钢带厚度，本例为20mm； r墩柱半径1000mm。代入相关量值得： 21r/t =1.14×1000/20=57 mPa140 mPa式中：A3钢轴向应力容许值140 m

9、Pa。则：半个钢带所受拉力P：P2A57×（20×500）/1000=570 kN。一个钢带所受拉力：2P=1140 kN一个高强螺栓设计抗拉力Nt：Nt(Ae×1)×ftb(706.86×1)×400/1000282.74 kN。11 Nt=11×282.743110.1 kN式中：A钢带横截面面积； Ae螺栓有效截面积，取Ae3.14×15²706.86 mm²； ftb8.8级螺栓抗拉强度设计值，为400mPa。11Nt 2P，可以使用。3.3.3.3 半个钢带伸长量257 mPa时，半个

10、钢带伸长量为L L（2/E）×r钢带加工长度L（半个）：LrL（12/E）r式中：E钢带的弹性模量，为2.06×105 mPa。代入相关值得：L（157/206000）×3.14×10003139 mm。两半抱箍接头间隙取20mm，则取L3110mm，一侧牛腿腹板处采用11根承压型连接高强度8.8级M30螺栓，分三排布置，螺栓孔直径取32mm。3.3.3.4 抱箍轴向受拉计算砼与钢抱箍之间的摩擦系数取=0.3计算抱箍产生的压力Pb= N/=715.344/0.3=2384.48 kN由高强螺栓承担。则轴心力：N=Pb=2384.48 kN一个抱箍的压力由

11、22个M30高强螺栓的拉力产生，即每个螺栓拉力为：N1=Pb/22=2384.48 /22=108.39 kN<P=250×0.9=225 kN=N/A= N（1-0.4m/m）/A式中：N-轴心力m-所有螺栓数目，取：22个m-一端螺栓数目，取：11个A-30高强螺栓截面积，A=706.86 mm²=N/A= N（1-0.4m/m1）/A=2384.48×10³×(1-0.4×22/11)/(22×706.86)=30.67 mPa=140mPa故高强螺栓抗拉强度满足要求。3.3.3.5 抱箍体的应力计算1）、抱箍壁

12、为受拉产生拉应力拉力：P1=11N1=11×108.39=1192.29（kN）抱箍壁采用面板20mm的钢板，抱箍高度为500mm。则半个抱箍壁的纵向截面积：S1=20×500=10000(mm2)=P1/S1=1192.29×103/（2×10000）=59.61(mPa)=140mPa抗拉强度满足设计要求。2）、抱箍体剪应力=N/（2S1）=715.344×1000/（2×10000）=35.77 mPa<=85mPa抗剪强度满足要求！3.3.3.6 根据第四强度理论W=（2+32）1/2=（59.612+3×35

13、.772）1/2=85.98mPa<W=145mPaW弯曲应力容许值。满足弯曲强度要求。3.3.4 抱箍焊缝设计焊条采用E43型，手工焊，钢材Q235钢，焊缝形式为角焊缝。按照焊缝传递应力与母材所承受应力相协调的原则，由于腹板焊缝传递弯矩很小，可略去不计。即假设腹板焊缝只承受剪力，翼缘焊缝承受全部弯矩M，并将M化成一对水平力HM/h。将G/4等效为剪力V与弯矩M的合成，即：VG/41430.688/4=357.672 kNM=G/4×e357.672×0.135.767 kNme牛腿受力点至墩外缘的水平距离10cm1）、翼缘焊缝所承受的水平力：HM/h35.767/0

14、.4977.08 kN式中：h牛腿上下翼缘焊缝中线间距离(500-2×5)=490mm。2）、在水平力H作用下翼缘焊缝强度：HH/（he1Lw1）77.08×103/（0.7×8×（4×480）7.17 mPa式中：he1焊缝有效宽度，取he10.7hf； hf焊缝焊角尺寸，本例为8mm； Lw1翼缘水平焊缝长度，取480mm3）、在剪力V作用下腹板侧焊缝剪应力为f： fV/（he2Lw2）357.67×103/（0.7×8×(4×480)）33.27 mPa式中符号同上。he2焊缝有效宽度，取he10.

15、7hf；hf焊缝焊角尺寸，本例为8mm；Lw2翼缘竖直焊缝长度，取5002×10480mm4）、螺栓压力P由翼焊缝及腹板焊缝共同承担，所以在螺栓压力P作用下pP/（）（2384.48/2）×103/（0.7×8×（4×480）110.89 mPa。式中符号含义同上。所以：5）、腹板焊缝强度翼翼(2H+2p )1/2=(6.972+92.912 )1/2=93.17 mPafffw1.22×160195.2 mPa；6）、腹板焊缝强度腹腹(H/p) 2+2f )1/2=(7.17/110.89) 2+33.272 )1/2=33.27f

16、fw160 mPa；式中：f正面焊角强度增大系数，取f1.22； ffw角焊缝抗拉、压、剪的强度设计值，为160mPa。经过以上计算可知，初拟抱箍尺寸安全可行。3.3.5 螺栓需要的力矩M1)由螺帽压力产生的反力矩M1=1N1×L11=0.15钢与钢之间的摩擦系数力臂L1=0.022m 大六角标准螺帽对边宽度M1=0.15×108.39×0.022=0.358 kN·m2)M2为螺栓爬升角产生的反力矩,升角为10°M2=1×N1cos10°×L2+ N1sin10°×L2力臂L2=0.014m

17、M30螺栓有效直径M2=0.15×108.39×cos10°×0.013+108.39×sin10°×0.013=0.453 kN·mM=M1+M2=0.358+0.453=0.811 kN·m=81 kg·m所以要求螺栓的扭紧力矩M81kg·m4 抱箍法施工过程4.1根据盖梁设计标高反算出抱箍钢带下沿在墩柱上的位置，并在其上做好标记，以便抱箍准确就位。4.2将两半抱箍用牛腿处螺栓固定成型，置于墩柱下方地面上。4.3在两牛腿处螺栓之间穿一钢丝绳，用吊车钩住钢丝绳将抱箍吊装就位。吊装时，

18、注意在两牛腿板下方撑一钢筋，以确保抱箍不变形。4.4抱箍按墩柱上标高准确就位后，就要紧固牛腿处螺栓。因为此处螺栓承受力较大，为便于施工，需将扳手把加长，可加焊一根100cm长，28的钢筋，紧固时，由两人踩加长的钢筋，直到踩不动为止，再复核两半抱箍接头间隙是否小于等于3cm（设计要求）直到符合要求为止。4.5把两根45a横梁吊置于墩柱两侧牛腿上，用拉杆在两端将两者拉紧，防止其向两侧倾覆，其上安放木楔、分配梁和盖梁底模。4.6搭设简易脚手架，供施工时工人上下。4.7用水准仪测设盖梁底模标高，如低于设计值，用木楔相应调整底模标高。4.8在本施工方法首先使用时，为确保盖梁混凝土浇注完成后其底模不下沉，即抱箍所受压力达到其设计值，需进行荷载预压试验，可在墩柱根部进行。由前面计算可知，底模以上荷载包括：a、盖梁自重1076.4 kN；b、钢模板自重90.6 kN ；c、施工荷载131.76 kN ；d、2×I36a横梁自重14.376kN；e：I14分配梁自重：52.5kN；f：振捣冲击荷载：210.816kN，合计：(