盖梁抱箍法施工计算书

盖梁抱箍法施工设计及计算 第一部分盖梁抱箍法施工设计 一、施工设计说明1、工程概况本工程主要分部分项工程包括桩基础、承台（系梁）、立柱、墩盖梁（台帽）、预制小箱梁安装、整体化层及附属工程等。桥墩采用双柱式及三柱式墩。3。2、设计依据（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）汪国荣、朱国梁编著施工计算手册（3）公路施工手册，桥涵（上、下册）（4）路桥施工计算手册人民交通出版社（5）盖梁模板提供厂家提供的模板有关数据。（6）施工图设计文件。（7）我单位的桥梁施工经验。二、盖梁抱箍法结构设计1、侧模与端模支撑侧模为特制大钢模，面模厚度为δ6mm，肋板高为8cm，在肋板外设[14背带。在侧模外侧采用间距0.75m的[14作竖带，竖带高2m；在竖带上下各设一条φ18的栓杆作拉杆，上下拉杆间间距1.8m。2、底模支撑底模为特制大钢模,面模厚度为δ6mm，肋板高为8cm。在底模下部采用间距0.3m[8型钢作横梁，横梁长1.8m。盖梁悬出端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。横梁上设钢垫块以调整盖梁底的横向坡度与安装误差。与墩柱相交部位采用特制型钢支架作支撑。3、纵梁在横梁底部采用两根贝雷片连接形成纵梁，长24m，纵梁在墩柱外侧采用［10型槽钢使纵梁形成整体，增加稳定性。贝雷片之间采用销连接。纵、横梁以及纵梁与联接梁之间采用U型螺栓连接；纵梁下为抱箍和千斤顶。4、千斤顶和抱箍为方便施工，抱箍与纵梁之间采用6个50T的螺旋千斤顶。采用两块半圆弧型钢板（板厚t=16mm）制成，M24的高强螺栓连接，抱箍高60cm，采用20根高强螺栓连接。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2～3mm厚的土工布，纵梁与抱箍之间采用U型螺栓连接。5、防护栏杆与与工作平台(1)栏杆采用φ48的钢管搭设，在横梁上每隔1.2米设一道1.2m高的钢管立柱，竖向间隔0.5m设一道钢管立柱，钢管之间采用扣件连接。立柱与横梁的连接采用在横梁上设0.2m高的支座。钢管与支座之间采用销连接。(2)工作平台设在横梁悬出端，在2横梁上铺设4cm厚的木板，木板与横梁之间采用铁丝绑扎牢靠。

第二部分盖梁抱箍法施工设计计算

一、侧模支撑计算

1、材料参数1）、所有的材料，工字钢和槽钢、角钢选用Q235，其材料参数为，材料的弹性模量×1011Pa屈服极限Qs=235MPa许用应力[б]＝170MPa2）、其中拉杆的材料为45号优质钢，其材料参数为×1011Pa屈服极限Qs=335MPa许用应力[б]＝200MPa荷载计算根据桥涵规范普通模板荷载计算：凝土压力，下列二式计算，取其中最小值γ－混凝土溶重，γ－26KN/m3,V－浇注速度，V＝1.0m/h，入模温度按20℃考虑。To－砼初凝时间，浇注时温度T＝20oC，则to=200/(10+15)=8hB1－外加剂影响修正系数，不掺外加剂取B1＝1.0，掺具有缓凝作用的外加剂取B2－砼坍落度影响修正系数，16cm~20cm时取1.2。一次浇注高度H=1.6m;分别按以下公式计算侧压力，取小值γtoB1B2P1=γH=1.6m×取P1＝41.6KPa泵送混凝土浇注时（T>10oC)对侧面横板压力1/4振捣混涨土时对侧面横板的压力P3＝4KPa面横板即承受的总压力P图2-1盖梁侧模结构示意图图2-2盖梁侧模受力MIDASCIVIL建模及受力图拉杆拉力验算拉杆（φ18圆钢）间距0.75m，0.75m范围砼浇筑时的侧压力由上、下两根拉杆承受。则有：盖梁长度每0.75米上产生的侧压力按最不利情况考虑（即砼浇筑至盖梁顶时）：拉杆最大受力的为下拉杆P＝23kN,σ=P/A=P/(πr2)=23kN/(π×2)=90384kPa=90.4MPa<[σ]=200MPa(拉杆满足要求)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，梁长l0=1.6m，砼侧压力按均布荷载q0×10543·mσ=Mmax/Wx×10-6m3=107204≈107MPa<[σw]=170MPa(满足受力要求)根据CIVCIL计算考虑两侧法兰钢肋及模板面板的受力，实际σmax=99.1Mpa同样满足设计要求。[f]=l0横梁计算

盖梁底模受有用间距为0.3m[8作横梁，横梁长1.8m。详见下图：荷载计算

××26kN/m3（2）模板自重：G2=248kg/m＝2.48kN/m(根据模板设计资料)（3）施工荷载与其它荷载：G3=[6kPa(倾倒砼荷载）+2kPa(振捣砼荷载）+2.5kPa(施工人员）]×盖梁底模板上的总荷载：GH=G1+G2+×××18.9=119.316kN/m每平方盖梁底模受到的压力为66.1kPa。建立力学模型

如图2-2所示。图2-2横梁计算模型3、横梁抗弯与挠度验算

×10543最大弯矩：Mmax=qH’lH2×2·mσ×10-6)=116134≈116Pa<[σw]=170Mpa(可)σ×10-6)=136769KPa≈136Pa<[σw]=170Mpa(可)满足钢材设计应力值[8在最大弯矩位置的断面应力值模板中间最大挠度值:fmax=2.795mm<规范值[f]=l0/400=1.8/400=4.5mm(满足规范要求)。最大挠度：fmax=5qH’lH4/384×EI=5××4/(384××108××10-8)=0.0019m<[f]=l0/400=1.8/400=0.0045m(可)三、纵梁计算

在横梁底部采用两根贝雷片拼装作为纵梁，单根纵梁长24m（即单根采用8片贝雷片拼装,用支撑片进行连接成整体，计算时单片贝雷片加支撑片及其他附件按3.5kN/片进行计算）1、荷载计算（2）贝雷片与加强弦杆等自重：q1mKN/m（2）横梁[8自重：q2=8.04kg/m*1.8*1/0.3*10N=（3）纵梁上受到总荷载：qz=GH+γ1q1+γ2q2=kN/m×(1.17+0.4824)kN/m=kN/m力学计算模型建立力学模型如图2-3所示。根据MIDASCIVILS最大弯矩位于跨中置，最大弯矩为。支反力最大为kN根据MIDASCIVILS最大弯矩位于中间柱支点位置，最大弯矩为－。最大支反力为517.0kN纵梁结构强度验算

（1）根据以上力学计算得知，最大弯矩出现在纵梁三柱式中支座上单边梁Mc=－，出现在纵梁双柱式中支座上单边梁Mc=－。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975kN.m。考虑到支点位置贝雷梁的局部剪力较大，考虑在贝雷梁下侧增加一排加强弦杆。加强型的贝雷梁的允许变矩应大于此计算值故：Mc=－采用贝雷片满足强度要求

5、纵梁挠度验算

（1）贝雷片刚度参数

×105MPa

惯性矩：I=Ah××2×4)×150×150/2=2293200cm4（因无相关资料可查，进行推算得出）

（2）最大挠度发生在盖梁端fmax=420q/EI=420××108×2293200×10-8105m[f]=3/400=3075m6、关于纵梁计算挠度的说明

由于fmax＞[f]，计算挠度不能满足要求。

计算时按最大挠度在梁端部考虑，由于盖梁悬出端的砼量较小，悬出端砼自重产生荷载也相对较小，考虑到横梁、三角支架、模板等方面刚度作用，实际上梁端部挠度要小于计算的fmax值。实际实施时，在最先施工的纵梁上的端部、支座位置、中部等部位设置沉降监测测点，监测施工过程中的沉降情况，据此确定是否需要预留上拱度。抱箍计算

（一）抱箍承载力计算

1、荷载计算

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：支座反力最大为-517KN(计算中未考虑柱顶部份砼荷载，实际数量会少于-517kN,)，考虑到抱箍螺栓计算已考虑安全系数，RA=RB=-517kN/1.2=-kNR=2×RA=-kN×2=-kN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。抱箍受力计算

（1）螺栓数目计算

抱箍体需承受的竖向压力N=-kN抱箍所受的竖向压力由M24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]=Pμn/K

式中：P---高强螺栓的预拉力，取225kN;μ---摩擦系5；

n---传力接触面数目，取1；K---安全系数，取1.7。

则：[NL]=225×5×1/1.7=kN螺栓数目m计算：m=N’/[NL]=kN/=18.6个,考虑抱箍有20条高强螺栓，满足受力要求。（2）螺栓轴向受拉计算

砼与钢之间设一层土工布，按土工布与钢之间的摩擦系数取μ=0.4计算

抱箍产生的压力Pb=N/μ=kN/0.4=kN由高强螺栓承担。则：N’=Pb=kN

抱箍的压力由20根M24的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为

N1=Pb/20=kN/20=107kN<[S]=225kNσ=N'/A=N′（1-0.4m1/m）/A

式中：N′---轴心力

m1---所有螺栓数目，取：202

σ=N”1/m）/A=kN××20/10)/20/×10-4=47665kPa=48MPa＜[σ]=200MPa故高强螺栓满足强度要求。

（3）求螺栓需要的力矩M

1)由螺帽压力产生的反力矩M1=u1N1×L1

×107×0.015=0.24

2)M2为螺栓爬升角产生的反力矩，升角为10°

M2=μ1×N1cos10°×L2+N1sin10°×L2

(L2为力臂)]

×107×cos10°×0.011+107×sin10°×

=0.18kN.m+0.21kN.m=0.39M=M1+M2=0.24+0.39=0.63(KN.m)

=63(kg.m)

所以要求螺栓的扭紧力矩M≥63(kg.m)

（二）抱箍体的应力计算：

1、抱箍壁为受拉产生拉应力

拉力P1=10N1=10×107=1070（KN）

抱箍壁采用面板δ16mm的钢板，抱箍高度为0.6m。

×0.6096(m2)

σ=P1/S1=107096=111(MPa)＜[σ]=140MPa

满足设计要求。

2、抱箍体剪应力

τ=（1/2RC）/（S1）

=（1/2×096）

=MPa<[τ]=85MPa

根据第四