抱箍计算书 (跨线桥)

1、西环路北延（S342惠山南环路）新建工程XIH10标主线上跨S342、锡宜高速大桥盖梁抱箍法施工计算书 编制： 审核： 批准： 中铁二十二局集团第四工程有限公司无锡市西环线项目经理部年 月 日目 录一、 施工概况1二、 抱箍结构设计11. 抱箍法力学原理12. 抱箍的结构形式2三、 受力计算31. 施工荷载32. 支垫槽钢受力计算43. 工字钢受力计算64. 抱箍受力计算8盖梁抱箍法施工计算书一、 施工概况主线上跨S342、锡宜高速大桥盖梁拟采用抱箍法施工，以6#墩盖梁自重最大，墩柱中心间距最大，以6#盖梁抱箍法施工受力验算为例。6#盖梁长22.163mm，宽1.9m，高1.6m的钢筋砼结构，

2、砼方量为65.88m3，抱箍中心间距5.885m，盖梁悬出端长为2.254m。盖梁尺寸图抱箍法施工示意图二、 抱箍结构设计1. 抱箍法力学原理抱箍法是利用在墩柱上的适当部位安装抱箍并使之与墩柱夹紧产生的最大静摩擦力，来支撑临时设施及盖梁的重量。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。2. 抱箍的结构形式（1） 箍身的结构形式 每个盖梁底部有四根1400立柱，故制作四个1400抱箍。钢板厚度10mm,抱箍高度51cm，两侧各设两排7根10.9级M24高强螺栓，抱箍内设圆形橡胶垫片，垫片的宽度宽出钢板2-3cm。抱箍安装在墩柱上时必须与墩柱密贴，这是个基本要求。由于墩柱截

3、面不可能绝对圆，各墩柱的不圆度是不同的，即使同一墩柱的不同截面其不圆度也千差万别。因此，为适应各种不圆度的墩身，抱箍的箍身宜采用不设环向加劲的柔性箍身，即用不设加劲板的钢板作箍身。（2） 侧模支撑侧模为特制大钢模,面模厚度为6mm，肋板高为10cm，在肋板外采用设210背带。在侧模外侧采用间距1.2m的210作竖带，竖带高2.0m；在竖向支撑上下各设一条16的栓杆作拉杆，上下拉杆间间距1.8m，在竖向支撑外设48钢管斜撑，长2.0m，支撑在横梁上。（3） 底模支撑及横梁底模为特制大钢模,面模厚度为6mm，肋板高为10cm。在底模下部采用间距0.6m14a型槽钢作横梁，横梁长4.0m。盖梁悬出端

4、底模下设三角支架支撑，三角架放在横梁上。横梁底下设纵梁。（4） 纵梁在横梁底部采用I45a工字钢作为纵梁，长24m，纵、横梁之间采用U型螺栓连接；纵梁下为抱箍。（5） 抱箍采用两块半圆弧型钢板（板厚t=10mm）制成，抱箍高51cm，采用14根M24的高强螺栓连接。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。为了提高墩柱与抱箍间的摩擦力，同时对墩柱砼面保护，在墩柱与抱箍之间设一层23mm厚的橡胶垫，纵梁与抱箍之间采用U型螺栓连接。（6） 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

5、力。如果单从连接板和箍身的受力来考虑，连接板上的螺栓在竖向上最好布置成一排。但这样一来，箍身高度势必较大。尤其是盖梁荷载很大时，需要的螺栓较多，抱箍的高度将很大，将加大抱箍的投入，且过高的抱箍也会给施工带来不便。因此，只要采用厚度足够的连接板并为其设置必要的加劲板，一般均将连接板上的螺栓在布置成两排。抱箍采用如下图所示的结构形式。（7）防护栏杆与与工作平台栏杆采用20钢筋搭设，在横梁上每隔2.0米设一道1.2m高的20钢筋立柱，竖向间隔0.4m设一道20钢筋横杆。工作平台设在横梁悬出端，在横梁上铺设3cm厚的木板，木板与横梁之间采用铁丝绑扎牢靠。三、 受力计算1. 施工荷载1）、盖梁混凝土和钢

6、筋笼（65.88方，平均密度2.6吨/）自重为：2.6×65.88=171.29（吨）2）、钢模（每平方米100kg）自重为：0.1×20.06×1.9+2×1.292×1.9+2×20.06×1.6+4×(1.6+0.85)×1.052/2+2×2.379×1.35=11.98（吨）3）、侧模支撑（采用210竖带，线密度为10kg/m，共80根，每根长2m；48钢管斜撑40根，每根长2m，线密度为37kg/m。）自重为：80×2×0.01+40×2

7、15;0.037=4.56（吨）4）、支垫槽钢（采用间距0.6m14a型槽钢，理论线密度14.5kg/m，共38根，每根长4m）自重为：0.0145×4×38=2.20（吨）5）、工字钢（采用45A型工字钢，理论线密度为80.38kg/m，共2根，每根长24m）自重为：2×24×0.08038=3.86（吨）6）、施工活荷载：10人+混凝土动载+振捣力=10×0.1+0.5+0.3=1.8（吨）2. 支垫槽钢受力计算槽钢采用14a型槽钢，钢材采用Q235钢，共38根，每根长4米，高度h=14cm，截面积18.51cm2，惯性矩IZ=564cm4

8、，弯曲截面系数WZ=80.5cm3。槽钢均匀的铺放在工字钢上，两槽钢中心间距60cm，跨度为l0=1.4m。槽钢承受的总荷载为：171.29+11.98+4.56+2.20+1.8=191.83（吨）考虑安全系数1.3，则槽钢承受荷载为：191.83×1.3=249.38（吨）单根槽钢承受的荷载为：249.38/38=6.56（吨）槽钢所受均布荷载为：q=G/l=6.56×9.8/1.4=45.94kN/m1）槽钢应力计算：槽钢所受的最大弯矩在槽钢的跨中位置，其最大弯矩为： =1/8×45.94×1.42=11.25kN·m槽钢受最大弯矩截面处

9、的最大应力为： =11.25×1000/80.5=139.81Mpa<f=215 Mpa，满足要求。2）槽钢挠度计算均布荷载下的槽钢的最大挠度在其跨中，计算公式为：其中：q-槽钢所受的均布荷载 l0-槽钢跨度 E-Q235钢弹性模量，为210Gpa IZ-截面惯性矩 =5×45.94×1.44×105/（384×210×564）=1.94mm许用挠度= 1400/400=3.5mm， 则<，满足要求。经计算可知，该槽钢可用于盖梁支垫。3. 工字钢受力计算两墩柱抱箍间采用45a型工字钢，钢材采用Q235钢，共2根，每侧1根，

10、每根长24m，高度h=45cm，截面积102.40cm2，理论重量80.38kg/m，惯性矩Iz=32241cm4，弯曲截面系数Wz=1432.9cm3。由于工字钢上面均匀紧密的铺放支垫槽钢，故工字钢所受荷载可视为均布荷载。受力长度L=22.168m，跨度Lo=5.885m，盖梁悬出端长l=2.254m，弹性模量E=210GPa。总的施工荷载为：171.29+11.98+4.56+2.20+3.86+1.8=195.69（吨）考虑安全系数为1.3，则施工总荷载为：195.69×1.3=254.40（吨）单根工字钢承受荷载为：254.40/2=127.20（吨）工字钢所受均布荷载为：q

11、=G/L=127.20×9.8/22.168=56.23kN/m1）工字钢应力计算工字钢跨中位置，其弯矩为：M=qL02/8=1/8×56.23×5.8852=243.44kN·m盖梁端部的弯矩为：M=ql2/2=1/2×56.23×2.2542=142.84kN·m 工字钢受最大弯矩截面处的最大应力为：其中：45A型工字钢的抗弯截面系数 工字钢所受的最大弯矩则： =243.44×1000/1432.9=169.89MPa< f=215 MPa，满足要求。其中：fQ235钢抗拉、压、弯强度设计值，为215 M

12、Pa2）工字钢挠度计算均布荷载下的工字钢跨中的最大挠度，计算公式为：其中：q-工字钢所受的均布荷载L0-工字钢跨度E-Q235钢弹性模量，为210Gpa-截面惯性矩 =5×56.23×5.8854×106/（384×210×109×32241×10-8）=12.97mm许用挠度= L0/400=5.885×1000/400=14.71mm，则<，满足要求。均布荷载下的工字钢端部的最大挠度，计算公式为：=56.23×2.254×5.8853×106/（24×210

13、5;109×32241×10-8）×(-1+4×2.2542/5.8852+3×2.2543/5.8853)=-3.89mm许用挠度= l/400=2.254×1000/400=5.64mm，则<，满足要求。经计算得知，该工字钢可用于盖梁支撑。4. 抱箍受力计算1）抱箍承载力计算每个盖梁按墩柱设4个抱箍体支承上部荷载，由上面的计算可知：作用在4个抱箍上的力R总=盖梁的自重+模板+侧模支撑+横梁+施工荷载+纵梁重量。每个抱箍受力R=56.23×2×5.885=661.83KN，以最大值为抱箍体需承受的竖向压力N

14、进行计算，该值即为抱箍体需产生的摩擦力。2）抱箍螺栓受力计算 （1）螺栓数目计算 抱箍所受的竖向压力由M24高强螺栓的抗剪力产生，查公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）、机械设计手册：得高强螺栓的抗剪力产生，查路桥施工计算手册: M24螺栓的允许承载力：N=Pn/K P：高强螺栓的预拉应力，取225KN ：摩擦系数，取0.3 K：安全系数，取1.3 n：传递摩擦面数目，取1则：N=225×0.3×1/1.3=51.92KN m=661.83/51.92=12.75 取m=13 实际施工中的螺栓数大于13个即可，故能承担所需求的荷载能承担所需求的荷载。（2）螺

15、栓轴向受拉力计算 砼与钢板之间设一层10mm厚橡胶，按橡胶与钢板之间的摩擦系数取=0.3，抱箍产生的压力Pb=N/=661.83/0.3=2206.1KN 抱箍压力由14条M24螺栓产生，每条压力为2206.1/14=157.58KNP=225KN =Pb（1-0.4m1/m）/A m：实际螺栓数 m1：计算螺栓数 A：高强螺栓截面积，4.52cm2×14 =2206.1×（1-0.4×13/14）×10-3/（14×4.52×10-4）=219.14MPa=210MPa 故高强螺栓强度不满足要求。 3）抱箍体的应力计 （1）抱箍所受拉力产生的拉应力 拉力Pb=2206.1KN 抱箍壁采用=10mm钢板，高度510mm。则抱箍壁的纵