蓋梁抱箍法的施工及計(jì)算2

1、蓋梁抱箍法施工及計(jì)算目錄第一部分蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)圖一、施工設(shè)計(jì)說(shuō)明二、蓋梁抱箍法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三、主要工程材料數(shù)量匯總表第二部分蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)計(jì)算一、設(shè)計(jì)檢算說(shuō)明二、側(cè)模支撐計(jì)算三、橫梁計(jì)算四、縱梁計(jì)算五、抱箍計(jì)算第一部分蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)圖一、施工設(shè)計(jì)說(shuō)明1、概況株洲市迎賓東路楓樹(shù)坡大橋長(zhǎng)105.08米（起迄里程為ZK1+322.46 ZK1+427.54）。共有4個(gè)橋墩，各墩為三柱式結(jié)構(gòu)（墩柱為直徑1.1m的鋼筋砼結(jié)構(gòu)），墩柱上方為蓋梁。蓋梁為長(zhǎng)26.67m，寬1.4m，高1.3m的鋼筋砼結(jié)構(gòu)，如圖1-1。由于橋墩柱處于河渠及稻田軟土段，地基承載力較低，墩柱蓋梁施工擬采用抱箍法施工。每片蓋

2、梁砼澆筑量為46.3m3。圖1-1 蓋梁正面圖（單位：cm）2、設(shè)計(jì)依據(jù)（1）交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ025-86）（2）汪國(guó)榮、朱國(guó)梁編著施工計(jì)算手冊(cè)（3）公路施工手冊(cè)，橋涵（上、下冊(cè)）交通部第一公路工程總公司。（4）路橋施工計(jì)算手冊(cè)，人民交通出版社。（5）蓋梁模板提供廠家提供的模板有關(guān)數(shù)據(jù)。（6）株洲市迎賓東路新建工程楓樹(shù)坡大橋施工圖設(shè)計(jì)文件。（7）國(guó)家、交通部等有關(guān)部委的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。（8）我單位的橋梁施工經(jīng)驗(yàn)。二、蓋梁抱箍法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、側(cè)模與端模支撐側(cè)模為特制大鋼模,面模厚度為6mm，肋板高為10cm，在側(cè)模外側(cè)采用間距1.5m的214b作豎帶，豎帶高1.5

3、m；在豎帶上下各設(shè)一條16的栓桿作拉桿，上下拉桿間間距1.4m，在豎帶外設(shè)48的鋼管斜撐，支撐在橫梁上。端模為特制大鋼模,面模厚度為6mm，肋板高為10cm。在端模外側(cè)采用間距1.0m的214b作豎帶，豎帶高1.5m；在豎帶外設(shè)48的鋼管斜撐，支撐在橫梁上。2、底模支撐底模為特制大鋼模,面模厚度為8mm，肋板高為10cm。在底模下部采用間距0.5m工16型鋼與方木間隔鋪設(shè)作橫梁，橫梁長(zhǎng)3.6m。蓋梁懸出端底模下設(shè)三角支架支撐，三角架放在橫梁上。橫梁底下設(shè)縱梁。橫梁上設(shè)鋼墊塊以調(diào)整蓋梁底的橫向坡度與安裝誤差。3、縱梁在橫梁底部采用兩根I40工字鋼作為縱梁，縱梁間采用16拉桿連接?？v梁下為抱箍。4

4、、抱箍采用兩塊半圓弧型鋼板（板厚t=16mm）制成， M24的高強(qiáng)螺栓連接，抱箍高50cm，采用16根高強(qiáng)螺栓連接。抱箍緊箍在墩柱上產(chǎn)生摩擦力提供上部結(jié)構(gòu)的支承反力，是主要的支承受力結(jié)構(gòu)。為了提高墩柱與抱箍間的摩擦力，同時(shí)對(duì)墩柱砼面保護(hù)，在墩柱與抱箍之間設(shè)一層無(wú)紡布，縱梁與抱箍之間采用U型螺栓連接。5、防護(hù)欄桿與與工作平臺(tái)(1)欄桿采用50的鋼管搭設(shè)，在橫梁上每隔2.4米設(shè)一道1.2m高的鋼管立柱，豎向間隔0.5m設(shè)一道鋼管立柱，鋼管之間采用扣件連接。立柱與橫梁的連接采用焊接。鋼管與支座之間采用銷(xiāo)連接。(2)工作平臺(tái)設(shè)在橫梁懸出端，在橫梁上鋪設(shè)2cm厚的木板，木板與橫梁之間采用鐵絲綁扎牢靠。三

5、、主要工程材料數(shù)量匯總表見(jiàn)表一。需要說(shuō)明的是：主要工程材料數(shù)量是以單個(gè)蓋梁需用量考慮。序號(hào)項(xiàng)目及名稱(chēng)材料規(guī)格單位數(shù)量備注一側(cè)模支撐1豎帶槽鋼14bkg4657.63 2栓桿20kg380.38兩端帶絲型3鋼管斜撐鋼管48m96計(jì)48個(gè)4螺帽用于20栓桿個(gè)885墊板0.1×0.1米鋼板=10mmkg69.08計(jì)88塊每塊二底模支撐1橫梁16#工字鋼kg5280.8計(jì)56根2三角架16#工字鋼kg797.37 計(jì)2個(gè)3特制型鋼架16#工字鋼kg1046.73計(jì)3個(gè)4型鋼架聯(lián)接用螺栓20個(gè)24螺栓帶帽5型鋼架聯(lián)接用鋼板鋼板=10mmkg28.266鋼墊塊鋼板=20mmkg4239每橫梁上布

6、3個(gè)三縱梁1I40工字鋼I40kg108002栓桿20kg380.38兩端帶絲型3銷(xiāo)子及保險(xiǎn)插銷(xiāo)50kg432計(jì)144個(gè)四抱箍共計(jì)3套1抱箍桶鋼板鋼板=16mm套32高強(qiáng)螺栓24長(zhǎng)100mm個(gè)483橡膠墊厚23mm五連接件1A型U型螺栓共計(jì)328套(1)螺桿20kg1040.24 (2)螺母用于20栓桿個(gè)656(3)墊板鋼板=12mmkg1699.37 2B型U型螺栓共計(jì)24套(1)螺桿24kg80.09 (2)螺母用于24栓桿個(gè)48六護(hù)欄與工作平臺(tái)1欄桿架鋼管50m174.42欄桿支座鋼管60m63安全網(wǎng)834木板厚2cm48.95扣件個(gè)60第二部分蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)計(jì)算一、設(shè)計(jì)檢算說(shuō)明1、

7、設(shè)計(jì)計(jì)算原則（1）在滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)受力情況下考慮撓度變形控制。（2）綜合考慮結(jié)構(gòu)的安全性。（3）采取比較符合實(shí)際的力學(xué)模型。（4）盡量采用已有的構(gòu)件和已經(jīng)使用過(guò)的支撐方法。2、對(duì)部分結(jié)構(gòu)的不均布，不對(duì)稱(chēng)性采用較大的均布荷載。3、本計(jì)算結(jié)果適合于除1#、2#、3#、4#墩蓋梁施工。4、本計(jì)算未扣除墩柱承擔(dān)的蓋梁砼重量。以做安全儲(chǔ)備。5、抱箍加工完成實(shí)施前，必須先進(jìn)行壓力試驗(yàn)，變形滿(mǎn)足要求后方可使用。二、側(cè)模支撐計(jì)算1、力學(xué)模型假定砼澆筑時(shí)的側(cè)壓力由拉桿和豎帶承受，Pm為砼澆筑時(shí)的側(cè)壓力，T1、T2為拉桿承受的拉力，計(jì)算圖式如圖2-1所示。2、荷載計(jì)算砼澆筑時(shí)的側(cè)壓力：Pm=Kh 式中：K-外加劑影響系

8、數(shù)，取1.2；-砼容重，取26kN/m3；h-有效壓頭高度。砼澆筑速度v按0.3m/h，入模溫度按20考慮。則：v/T=0.3/20=0.015<0.035h=0.22+24.9v/T=0.22+24.9×0.015=0.6mPm= Kh=1.2×26×0.6=19kPa圖2-1側(cè)模支撐計(jì)算圖式砼振搗對(duì)模板產(chǎn)生的側(cè)壓力按4kPa考慮。則：Pm=19+4=23kPa蓋梁長(zhǎng)度每延米上產(chǎn)生的側(cè)壓力按最不利情況考慮（即砼澆筑至蓋梁頂時(shí)）：P=Pm×（H-h）+Pm×h/2=23×0.7+23×0.6/2=23kN3、拉桿拉力驗(yàn)

9、算拉桿（16圓鋼）間距1.5m，1.5m范圍砼澆筑時(shí)的側(cè)壓力由上、下兩根拉桿承受。則有：=（T1+T2）/A=1.5P/2r2=1.5×23/2×0.082=85838kPa=86MPa<=160MPa(可)4、豎帶抗彎與撓度計(jì)算設(shè)豎帶兩端的拉桿為豎帶支點(diǎn)，豎帶為簡(jiǎn)支梁，梁長(zhǎng)l0=1.4m，砼側(cè)壓力按均布荷載q0考慮。豎帶14b的彈性模量E=2.1×105 MPa;慣性矩Ix=609.4cm4;抗彎模量Wx=87.1cm3q0=23×1.5=34.5kN/m最大彎矩：Mmax= q0l02/8=34.5×1.42/8=8.5kN·

10、;m= Mmax/Wx=8.5/(87.1×10-6)=9758998MPa<w=160MPa(可)撓度：fmax= 5q0l04/384×2×EIx=5×34.5×1.44/(384×2×2.1×108×609.4×10-8)=0.0007mf=l0/400=1.4/400=0.004m豎帶的實(shí)際撓度能滿(mǎn)足要求。三、橫梁計(jì)算采用間距0.5m工16型鋼作橫梁，橫梁長(zhǎng)3.6m。共布設(shè)橫梁56個(gè)。蓋梁懸出端底模下設(shè)特制三角支架。1、荷載計(jì)算（1）蓋梁砼自重：G1=46.3m3×26k

11、N/m3=1204kN（2）模板自重：G2=30kN(根據(jù)模板設(shè)計(jì)資料)（3）側(cè)模支撐自重：G3=10kN（4）三角支架自重：G4=10kN（5）施工人員荷載與其它荷載：G5=10kN橫梁上的總荷載：GH=G1+G2+G3+G4+G5=1204+30+10+10+10=1264kNqH=1264/26.7=47.3kN/m橫梁采用0.5m間隔的工字鋼，則作用在單根橫梁上的荷載GH=47.3×0.5=23.7kN作用在橫梁上的均布荷載為：qH= GH/lH=23.7/1.4=16.9kN/m(式中：lH為橫梁受荷段長(zhǎng)度，為1.4m)2、力學(xué)模型如圖2-2所示。 圖2-2 橫梁

12、計(jì)算模型3、橫梁抗彎與撓度驗(yàn)算橫梁的彈性模量E=2.1×105MPa;慣性矩I=1127cm4;抗彎模量Wx=140.9cm3最大彎矩：Mmax= qHlH 2/8=16.9×1.42/8=4.1kN·m= Mmax/Wx=4.1/(140.9×10-6) =2938630MPa<w=160MPa (可)最大撓度：fmax= 5 qHlH 4/384×EI=5×16.9×1.44/(384×2.1×108×1127×10-8)=0.0004m<f=l0/400=1.4/40

13、0=0.004m (可)四、縱梁計(jì)算縱梁采用兩根I40工字鋼，長(zhǎng)30m，其截面特征為：Ix=21714，Wx=1086，Ix/Sx=34.4，自重=0.676KN/m。1、荷載計(jì)算（1）橫梁自重：G6=56×3.6×0.205=41kN（2）縱梁自重：G7=30×2×0.676=40kN縱梁上的總荷載：GZ=G1+G2+G3+G4+G5+G6+G7=1204+30+10+10+10+41+40=1345kN縱梁所承受的荷載假定為均布荷載，取1.3系數(shù)，則q：q= GZ/L×1.3=1345/26.7×1.3= 65 kN/m2、力學(xué)計(jì)

14、算模型建立力學(xué)模型如圖2-3所示。圖2-3 縱梁計(jì)算模型圖3、結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算圖2-3所示結(jié)構(gòu)體系為一次超靜定結(jié)構(gòu)，采用位移法計(jì)算。（1）計(jì)算支座反力RC：第一步：解除C點(diǎn)約束，計(jì)算懸臂端均布荷載與中間段均布荷載情況下的彎矩與撓度第二步：計(jì)算C點(diǎn)支座反力RC作用下的彎矩與撓度第三步：由C點(diǎn)位移為零的條件計(jì)算支座反力RC由假定支座條件知:fc=0（2）計(jì)算支座反力RA、RB 由靜力平衡方程解得（3）彎矩圖根據(jù)疊加原理，繪制均布荷載彎矩圖：（4）縱梁端最大位移 =-648q/EI ()f=0.273ql4/(100EI)=0.026m4、縱梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)算（1）根據(jù)以上力學(xué)計(jì)算得知，最大彎矩出現(xiàn)在A、B

15、支座，代入q后每根工字鋼在A、B支座處的彎矩為：MB=8.82q/2=8.82×65/2=286.6 kN·m（2）截面抵抗距計(jì)算Wx Mmax/rf=286.2/(1×315) =0.91×106mm3 1.085×106mm3滿(mǎn)足強(qiáng)度要求，即兩根I40的工字鋼能滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。5、縱梁撓度驗(yàn)算最大撓度發(fā)生在蓋梁端fmax= 0.273ql4/(100EI)=0.026mf=a/400=4.2/400=0.0105m6、關(guān)于縱梁計(jì)算撓度的說(shuō)明由于fmaxf，計(jì)算撓度不能滿(mǎn)足要求。計(jì)算時(shí)按最大撓度在梁端部考慮，由于蓋梁懸出端的砼量較小，懸出端砼自

16、重產(chǎn)生荷載也相對(duì)較小，考慮到橫梁、三角支架、模板等方面剛度作用，實(shí)際上梁端部撓度要小于計(jì)算的fmax值。實(shí)際實(shí)施時(shí)，在最先施工的縱梁上的端部、支座位置、中部等部位設(shè)置沉降監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)施工過(guò)程中的沉降情況，據(jù)此確定是否需要預(yù)留上拱度。如果需設(shè)置預(yù)拱度時(shí)，根據(jù)情況采取按以梁端部為預(yù)留上拱度最大值，在梁端部預(yù)留2cm的上拱度并遞減至墩柱部位的辦法解決。五、抱箍計(jì)算（一）抱箍承載力計(jì)算1、荷載計(jì)算每個(gè)蓋梁按墩柱設(shè)三個(gè)抱箍體支承上部荷載，由上面的計(jì)算可知：支座反力RA=RB=2(l+a)-8.31q/2=2(9+4.5)-8.31×65/2=588kNRC=8.31q=8.31×6

17、5=540kN以最大值為抱箍體需承受的豎向壓力N進(jìn)行計(jì)算，該值即為抱箍體需產(chǎn)生的摩擦力。2、抱箍受力計(jì)算（1）螺栓數(shù)目計(jì)算抱箍體需承受的豎向壓力N=588kN抱箍所受的豎向壓力由M24的高強(qiáng)螺栓的抗剪力產(chǎn)生，查路橋施工計(jì)算手冊(cè),M24螺栓的允許承載力：NL=Pn/K式中：P-高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力，取225kN;-摩擦系數(shù)，取0.3；n-傳力接觸面數(shù)目，取1；K-安全系數(shù)，取1.7。則：NL= 225×0.3×1/1.7=39.7kN螺栓數(shù)目m計(jì)算：m=N/NL=588/39.7=14.816個(gè)，取計(jì)算截面上的螺栓數(shù)目m=16個(gè)。則每條高強(qiáng)螺栓提供的抗剪力：P=N/16=588/

18、8=36.8KNNL=39.7kN故能承擔(dān)所要求的荷載。（2）螺栓軸向受拉計(jì)算砼與鋼之間設(shè)一層橡膠，按橡膠與鋼之間的摩擦系數(shù)取=0.3計(jì)算抱箍產(chǎn)生的壓力Pb= N/=588kN/0.3=1960kN由高強(qiáng)螺栓承擔(dān)。則：N=Pb=1960kN抱箍的壓力由16條M24的高強(qiáng)螺栓的拉力產(chǎn)生。即每條螺栓拉力為N1=Pb/16=1960kN /16=122.5kNS=225kN故高強(qiáng)螺栓滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。（3）求螺栓需要的力矩M1)由螺帽壓力產(chǎn)生的反力矩M1=u1N1×L1u1=0.15鋼與鋼之間的摩擦系數(shù)L1=0.015力臂M1=0.15×122.5×0.015=0.276KN.m2)M2為螺栓爬升角產(chǎn)生的反力矩,升角為10°M2=1×Ncos10°×L2+Nsin10°×L2式中L2=0.011 (L2為力臂)=0.15×122.5×cos10°×0.011+122.5×sin10°×0.011=0.433(KN·m)M=M1+M2=0.276+0.433=0.709(KN·m)=70.9(kg·m)所以要求螺栓的扭緊力矩M71(kg·m)（二