高速公路桥梁盖梁抱箍法施工方案及抱箍试验

PAGEPAGE11高速公路桥梁盖盖梁抱箍法法施工方案案及抱箍试试验一、施工设计说说说明（一）、工程简简简介高速公路******有桥梁2座。墩柱柱为为两柱、三三柱柱及四柱柱式结结构，墩墩柱上上方为盖盖梁，如如图1所示。本本图图尺寸为为其中中一种形形式，该该盖梁设设计砼砼43.4立方米，计计计算以该该图尺尺寸为依依据，其其他尺寸寸形式式盖梁施施工以以该计算算结果果相应调调整。图1盖梁正面面图（单单位：：cm）（二）、设计依依依据1、公路桥涵钢钢钢结构及木木结结构设计计规范范（JTJ00225-886）2、路桥施施工工计算手手册3、其他相相关关资料及及本单单位以往往施工工经验。二、盖梁抱箍法法法结构设设计（一）、盖梁模模模板底模模支撑撑设计在盖梁底模下部部部采用间间距1m工14型钢作横横梁梁，横梁梁长3.7m。横梁底底下下设纵梁梁。（二）、纵梁设设设计在横梁底部采用用用单层；；两排排贝雷片片（标标准贝雷雷片规规格：30000mmm×115000mm，）连接接形形成纵梁梁，长长18m，两排贝贝雷雷梁位于于墩柱柱两侧，中中心心间距140mmm。贝雷片片之之间采用用销连连接。纵纵、横横梁以及及纵梁梁与联接接梁之之间采用U型螺栓连连接接；纵梁梁下为为抱箍。（三）、抱箍设设设计采用两块半圆弧弧弧型钢板板（板板厚t=166mmm）制成，M24的高强螺螺栓栓连接，抱抱箍箍高50cm，采用20根高强螺螺栓栓连接。抱抱箍箍紧箍在在墩柱柱上产生生摩擦擦力提供供上部部结构的的支承承反力，是是主主要的支支承受受力结构构。为为了提高高墩柱柱与抱箍箍间的的摩擦力力，同同时对墩墩柱砼砼面保护护，在在墩柱与与抱箍箍之间设设一层层2～3mm厚的橡胶胶垫垫，纵梁梁与抱抱箍之间间采用用U型螺栓连连接接。图2盖梁抱箍箍法施施工示意意图（四）、防护栏栏栏杆与工工作平平台设计计(1)栏杆采用用用φ50的钢管搭搭设设，在横横梁上上每隔2米设一道1.2m高的钢管管立立柱，竖竖向间间隔0.5m设一道钢钢管管横杆，钢钢管管之间采采用扣扣件连接接。立立柱与横横梁的的连接采采用在在横梁上上设0.2m高的支座座。钢钢管与支支座之之间采用用销连连接。(2)工作平台台设设在横梁梁悬出出端，在在横梁梁上铺设5cm厚的木板板，木木板与横横梁之之间采用用铁丝丝绑扎牢牢靠。三、盖梁抱箍法法法施工设设计计计算（一）、设计检检检算说明明1、设计计算原原原则（1）在满足结结构构受力情况况况下考虑虑挠度度变形控控制。（2）综合考考虑结构的的安全性。（3）采取比较符合实际的力学模型。（4）尽量采用已有的构件和已经使用过的支撑方法。2、对部分结构的不均布，不对称性采用较大的均布荷载。3、本计算未扣除墩柱承担的盖梁砼重量。以做安全储备。4、抱箍加工完成实施前，必须先进行压力试验，变形满足要求后方可使用。（二）、横梁计计计算采用间距1m工工工14型钢作横横梁梁，横梁梁长3.7m。共设横横梁18根，总重G4约为11kN。1、荷载计计算算（1）盖梁砼砼自自重：G1=4433.4mm3×26kkNN/m3=112288kN（2）模板自自重重：G2=8811.3kkN（3）施工荷荷载载与其它它荷载载：G3=2211kN横梁上的的总总荷载：G=G11++G2++G33+G44=112411.33kNqq1==12441..3/115..3744=880.774kkN/m横梁采用1m间距的工工字字钢，则则作用用在单根根横梁梁上的荷荷载G’=80..774×11=880.774kkN作用在横横梁梁上的均均布荷荷载为：q2===80..744/1..8==44..866/m2、力学模模型型如图3所示。图3横梁计算算模型型3、横梁抗弯与与与挠度验算算横横梁的弹弹性模模量E=2..11×1005MMPa;惯性矩I=71122cm4;抗弯模量Wx=11002cmm3为了简化计算，忽忽略两端0.2m悬挑部分的的影响。最大大弯矩：Mmax===44..86×1..42/8=111kN·mσ=Mmaxxx/Wx==111×11033/(10022×100-66)≈107.8444MPa<<[[σw]=11558MPPa满足要求求。最大挠度：fmmmax==55q22lHH4/3844××EI==5××4488600×1..444/(38844×2..1××10111×7122×100-88)=0..000155m<<[f]]=11.2//4000=00.0003m满足要求求。（三）、纵梁计计计算纵梁采用单层222排贝雷片片（标标准贝雷雷片规规格：30000ccm×115000cm）连接形形成成纵梁，长长18m。1、荷载计计算算（1）横梁自自重重：G4=1111kN（2）贝雷梁梁自自重：G5=22770×112××9.88=3317552NN≈31.88KKN纵梁上的的总总荷载：GZ=GG11+G22+GG3+GG4++G5==12273..1kkN纵梁所承承受受的荷载载假定定为均布布荷载载，单排排贝雷雷片所承承受的的均布荷荷载q3=GGZ/22L==12773..1/（2×155..374）≈41.44kkN/mm2、力学计计算算模型建立立力力学模型型如图图4所示。图4纵梁计算算模型型图3、结构力学计计计算（1）计算支座座反反力Rc：Rc=4411.4×1155.3774//2=33188.244KNN最大剪力Fs===Rc--3..1322×441.44=1188..588KN（2）求最大弯弯矩矩：根据叠加法求最最最大弯矩矩。图5纵梁计计计算单元一一跨中最大弯矩MMMmaxx1==9.11122q3/88==4299.55KN//m图6纵梁计计计算单元二二梁端最大弯矩MMMmaxx2==3.113222q3/22==2033.11KN//m叠加后得弯矩图图图：图7纵梁弯弯弯矩图所以纵梁最大弯弯弯矩Mmax产生在支支座座处，Mmaxx==Mmmaxx2=22266.4KKN..m，远小于于贝雷雷桁片的的允许许弯矩[M0]]==9755kNN·m。（3）求最大挠挠度度：贝雷片刚度参数数数弹性模模量：：E=2..11×1005MPa，惯性矩矩：I=255005000cmm4。易知纵纵梁梁最大挠挠度发发生在跨跨中或或者梁端端。纵梁端挠度fccc1=qqall3/(244EEI)((6aa2/l2+3a3/l3-1)==4414000××3.11322×9..1113/(244××2.11×11011×255005000×110-8)(66××3.113222/9.11112+3×33..13223/9.11113-1)≈-0.00001m跨中挠度fc2==qql4/(38844EI))(55-244a22/l2)=44114000×99.1114/(38844×2..1××10111×25005000×110-8)(55--24××3..13222/9.11112)≈3.1××110-4m所以最大挠度发发发生在纵纵梁跨跨中为fc1==--0.00011mfcc1<<[f]]=aa/4000==3.11322/4000==0.00088m,满足要求求。（四）、抱箍计计计算1、荷载计算每个盖梁按墩柱柱柱设两个个抱箍箍体支承承上部部荷载，由由上上面的计计算可可知：支支座反反力Rc=3318..244kN,每个抱箍箍承承受的竖竖向荷荷载N=2RRcc=6336..48kkN,,该值即为为抱抱箍体需需产生生的摩擦擦力。2、抱箍受受力计算（1）螺栓数数目计算抱抱箍体需承承受的竖向向压力N=6336.488kN抱箍所受受的竖向压压力由M24的高强螺螺栓的抗剪剪力产生，查查《路桥施施工计算手手册》第426页：M24螺栓的允允许承载力力：[NL]]=Pμn/K式中：P高强螺栓栓的预拉力力，取225kkN;μ摩擦系数数，取0.3；n传力接触触面数目，取1；K安全系数，取1.7。则：[NL]=225×0.3×1/1.7=39.7kN螺栓数目m计算：m=N/[NL]=636.48/39.7=16.03≈16个，取计算截面上的螺栓数目m=20个。则每条高强螺栓提供的抗剪力：P′=N/14=636.48/20=31.82KN<[NL]=39.7kN故能承担所要求的荷载。（2）螺栓轴向受拉计算砼与钢之间设一层橡胶，按橡胶与钢之间的摩擦系数取μ=0.3计算抱箍产生的压力Pb=N/μ=636.48kN/0.3=2121.6kN由高强螺栓承担。则：N1=Pb=2121.6kN抱箍的压力由20条M24的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为N2=Pb/20=2121.6kN/20=106.08kN<[S]=225kNσ=N1’/A=N2（1-0.4m1/m）/A式中：N2轴心力m1所有螺栓数目，取：20个A高强螺栓截面积，A=4.52cm2σ=N”/A=Pb（1-0.4m1/m）/A=2121600×(1-0.4×20/10)/20×4.52×10-4=46938kPa=46.938MPa＜[σ]=140MPa故高强螺栓满足强度要求。（3）求螺栓需要的力矩M1)由螺帽压力产生的反力矩M1=u1N2×L1u1=0.15钢与钢之间的摩擦系数L1=0.015力臂M1=0.15×106.08×0.015=0.239KN.m2)M2为螺栓爬升角产生的反力矩,升角为10°M2=μ1×N2cos10°×L2+N2sin10°×L2[式中L2=0.011(L2为力臂)]=0.15×106.08×cos10°×0.011+106.08×sin10°×0.011=0.375(KN·m)M=M1+M2=0.239+0.375=0.614(KN·m)所以要求螺栓的扭紧力矩M≥0.614(KN·m)3、抱箍体的应应应力计算：：（1）、抱箍壁壁受受拉产生拉拉拉应力拉力P1=1100N2==10060..8（KN）抱箍壁壁采采用面板δ16mm的钢板，抱抱抱箍高度度为0.5m。则抱箍箍壁壁的纵向向截面面积：S1=00..0166×00.5==0..0088(mm2)σ=P1//SS1=1106608000//0.00088=1332..6×11066(Pa)==1322.66(MPPa))＜[σ]=15588MPa满足要求求。（2）、抱箍箍体剪应力力τ=（1/2N）/（2S1）=（1/2××6364480）/（2×0..008）=19..89×1106(Pa))=19..89MPPa<[τ]=988MPa根据第四四强度理论论σW=（σ2+3τ2）1/2=（132..62+3×119.8992）1/2=1134.11MPa<<[σ]=1558MPaa满足强度度要求。四、抱箍试验为了保证施工安安安全，检检验抱抱箍的承承载力力是否能能够满满足盖梁梁施工工荷载要要求，在在盖梁施施工前前要进行行抱箍箍试验。（一）、试验柱柱柱浇筑在桥梁墩柱施工工工前预先先浇筑筑试验柱柱，试试验柱直直径与与墩柱直直径相相同，南南坑高高架桥试试验柱柱直径1.4m，高度2.5m，在试验验柱柱立模之之前对对地面进进行压压实、硬硬化处处理，模模板要要打磨干干净，试试验柱内内配筋筋与墩柱柱配筋筋相同，保保护护层厚度度按设设计6cm预留，采采用C35砼浇筑，浇浇浇筑过程程砼要要振捣密密实。浇浇筑完毕毕后要要及时对对砼进进行养护护处理理。（二）、抱箍安安安装抱箍设计高度5550cm，由直径1.4m两个半圆圆通通过20根M24高强螺栓栓连连接而成成，抱抱箍体钢钢板厚厚度16mm，设计最最大大承载力13400kkN。抱箍具具体体构造图8。等试验柱砼强度度度达到设设计强强度后方方可进进行抱箍箍试验验。试验验时将将成对的的抱箍箍安装在在试验验柱墩柱柱上，抱抱箍与墩墩柱砼砼之间加2-3mmm橡胶垫块块，增增大抱箍箍与墩墩柱砼之之间的的摩擦力力，抱抱箍使用20根M24高强螺栓栓连连接，螺螺栓的的扭紧力力矩达达到抱箍箍计算算所得的的力矩矩值。图8抱箍构构构造图（三）、液压油油油顶的选选择与与安装由抱箍计算过程程程可知单单个抱抱箍承受受的荷荷载为636..448kN。试验时时加加载量为为盖梁梁施工中中受力力最大（经经计计算盖梁梁两侧侧墩柱上上的抱抱箍承受受压力力最大）的的抱抱箍的承承载力力的1.5倍，即为954..772kN。所以选选择择两台50t((5500kkN))液压千斤斤顶(有压力显显示示表)。将两台液压千斤斤斤顶安装装在两两抱箍之之间（如如图9所示），固固固定牢固固，保保证千斤斤顶垂垂直度。图9抱箍试验验示意意图（四）、承载力力力试验检查确认抱箍螺螺螺栓扭紧紧和千千斤顶安安装牢牢固后，两两台台液压千千斤顶顶同时慢慢慢加加压开始始抱箍箍承载力力试验验，加压压时时时刻注意意千斤斤顶压力力表读读数，保保证两两台千斤斤顶压压力基本本一致致，不得得偏压压。慢慢慢加载载至500kkN的压力，加加加载过程程中观观察抱箍箍与墩墩柱之间间的相相对滑动动情况况，以及及抱箍箍的变形形情况况，若没没有上上述两种种情况况或者抱抱箍滑滑动和变变形都都很小，则则抱抱箍承载载力满满足盖梁梁施工工要求。反反之之，抱箍箍要重重新设计计，加加大承载载能力力。保证证盖梁梁施工所所需承承载力要要求，确确保施工工安全全。目录TOC\o"1-2"\u一、施工设计说说说明1（一）、工程简简简介1（二）、设计依依依据PAGEREF