蓋梁抱箍受力驗算.doc

惠興高速公路第19合同段 中國路橋集團西安實業(yè)發(fā)展有限公司無支架抱箍施工檢算一、檢算編制依據(jù)1、惠興高速公路惠水至鎮(zhèn)寧第十九合同段兩階段施工圖設(shè)計；2、交通部行業(yè)標準 公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（JTJ 025-86）；3、交通部行業(yè)標準 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ 041-2000）；4、橋梁施工常用數(shù)據(jù)手冊（人民交通出版社 張俊義編）；5、路橋施工計算手冊 人民交通出版社；6、公路施工手冊，橋涵（上、下冊）交通部第一公路工程總公司；7、蓋梁模板廠家提供的有關(guān)模板數(shù)據(jù)；8、我單位有關(guān)橋梁的施工經(jīng)驗總結(jié)。二、工程概況ZK188+350山帽坡大橋共有中系梁3個，蓋梁5個。墩柱中系梁單個長4.3m，寬1.2m，高1.4m，混凝土方量為7.22m3；蓋梁單個長10m，寬2.0m，高1.5m，混凝土方量為29.14m3。三、施工方案由于本橋橋墩大部分位于山坡上及山谷中，多數(shù)墩為高墩，為保護原有地貌的盡可能少的破壞，本橋蓋梁采用無支架抱箍法施工。抱箍為圓形，高度0.4m。蓋梁施工重量大于墩柱中系梁施工重量，且蓋梁、系梁無支架抱箍支撐方法相同，因此若蓋梁抱箍驗算合格，則墩柱中系梁抱箍驗算亦合格。依據(jù)以上原則，本檢算方案只驗算蓋梁無支架抱箍施工方案是否和合理安全。1側(cè)模和端模側(cè)模和端模模板為鋼模板，面模厚度為5mm，肋背架槽鋼2-10，橫向肋槽鋼8，豎向肋扁鋼-70x10；側(cè)模共重：3280kg，端模共重：1628kg。2底模底模為鋼模板，面模厚度為5mm，背架槽鋼2-10，橫向肋槽鋼8，豎向肋扁鋼-70x10。底模共重：1160kg。3模板支撐蓋梁底模下采用20cm20cm400cm的方木作為橫梁，間距0.30cm。橫梁放置在I40b工字鋼上，I40b工字鋼為受力主梁。4抱箍抱箍采用兩塊半圓弧形鋼板制成，鋼板厚：12mm，高0.4m，抱箍牛腿鋼板厚20mm，寬25cm，采用16根M22高強度螺栓連接。為了提高墩柱與抱箍間的摩擦力，在墩柱與抱箍間設(shè)置3mm橡膠墊。鋼抱箍底?？v梁I40b工字鋼墩身W鋼模板底模橫梁2020400方木=1600蓋梁抱箍施工立面示意圖1（未示支架）5防護欄桿和工作平臺欄桿采用50的鋼管搭設(shè)，在橫梁上每隔3.1m設(shè)一道1.2m的鋼管立柱，豎向件隔0.5m設(shè)一道橫桿，掃地桿距平臺地面高度為30cm。鋼管之間采用扣件連接，欄桿為圍蔽安全濾網(wǎng)。工作平臺設(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扎牢。模板=1600鋼抱箍底?？v梁I40b工字鋼安全網(wǎng)檢查通道方木支架1.2m0.3m操作平臺蓋梁抱箍施工側(cè)立面示意圖2（示支架）四、檢算原則1在滿足結(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采取比較符合實際的力學模型；4盡量采用已有的構(gòu)件和已經(jīng)使用過的支撐方法；5蓋梁底模為鋼模，鋼模下設(shè)置方木作用為調(diào)節(jié)標高和結(jié)構(gòu)剛度補強；若鋼模剛度足夠，則無需檢算方木受力；6對部分結(jié)構(gòu)的不均布，不對稱性采用較大的均不荷載；7本計算未扣除墩柱承擔的蓋梁砼重量，以作為安全儲備；8抱箍加工完成實施前，先進行壓力試驗，變形滿足要求方可使用。五、荷載計算荷載分項系數(shù)是在設(shè)計計算中，反映了荷載的不確定性并與結(jié)構(gòu)可靠度概念相關(guān)聯(lián)的一個數(shù)值。對永久荷載和可變荷載，規(guī)定了不同的分項系數(shù)。 (1)永久荷載分項系數(shù)G：當永久荷載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的效應對結(jié)構(gòu)不利時，對由可變荷載效應控制的組合取G=12；對由永久荷載效應控制的組合，取G=135。當產(chǎn)生的效應對結(jié)構(gòu)有利時，般情況下取G=10；當驗算傾覆、滑移或漂浮時，取G=09；對其余某些特殊情況，應按有關(guān)規(guī)范采用。 (2)可變荷載分項系數(shù)Q：般情況下取Q=14。荷載分析：蓋梁底板面積為：（10-2）m2m=16m2（最不利狀態(tài)下，偏于保守計算）1蓋梁砼自重：G=29.14m326KN/m3=757.64KN q1=757.64/16=47.35KN/m2注：含筋量2%。荷載分項系數(shù)1.2（依據(jù)設(shè)計圖紙、公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范附錄D 普通模板荷載計算）2. 鋼模版自重：3280kg+1628kg+1160kg9.8N/kg=59466.4N/kg60.7KN q2=60.7/16=3.79KN/m2g取9.8N/kg，計算中：鋼模板自重取60.7KN。荷載分項系數(shù)1.2。3方木重量：蓋梁寬度為10m，加上兩側(cè)作業(yè)平臺寬度各1m，則橫向長度為12m，共計方木：12m0.3m=41根。方木共重：41根0.2m0.2m4m/根0.75t/m39.8KN/t =48.2KNg取9.8N/kg，計算中：鋼模板自重取48.2KN。荷載分項系數(shù)1.2。4I40b工字鋼重量：工字鋼采用I40b普通熱軋工字鋼，標準每m重：73.878kg/m，每蓋梁采用2根12m長I40b工字鋼。則工字鋼總重為：21273.8789.8N/kg17730.7N=17.7KN重力加速度G取10N/kg，荷載分項系數(shù)取1.2。5抱箍重量：依據(jù)模板廠家設(shè)計圖紙，單個抱箍重量為175kg， 則抱箍重量為：21759.8N/kg3500N=3.5KN荷載分項系數(shù)取1.2。6傾倒砼和振搗的沖擊荷載根據(jù)路橋施工計算手冊表8-1，沖擊荷載取0.8t/m2，(含振搗砼產(chǎn)生的荷載)即8KN/m2，取荷載分項系數(shù)r3=1.4。7施工機具及施工人員荷載根據(jù)路橋施工計算手冊表8-1，施工人員、施工料具運輸、堆放荷載取0.25t/m2,即2.5KN/m2，取荷載分項系數(shù)r3=1.4。六、荷載計算組合1、計算底模受力分析時，采用簡直梁計算模式，方木承受鋼模板傳遞的平面壓力，驗算時底模承受線形荷載：即：q=q11.2+q21.2+0.81.4+0.251.4=47.351.2+3.81.2+1.42 =62.8KN/m22、計算I40b工字鋼受力分析時，則按照工字鋼上均布荷載進行計算(因蓋梁受力范圍為10m,均布荷載只計算10m)，荷載組合為： 即：q(（757.64+60.7+49.2）1.2+0.81.4+0.251.4) 21052.07kN/m3、計算抱箍受力時，按照抱箍面與混凝土面的摩擦力以抵抗抱箍以上所有集中荷載為標準， 即：Q單=(（757.64+60.7+49.2+17.7）1.2+0.81.4+0.251.4) 2 =531.3kN七、受力檢算1、底模受力檢算a.抗彎計算底模為鋼模板，面模厚度為5mm，背架槽鋼2-10，橫向肋槽鋼8，豎向肋扁鋼-70x10。底模共重：1160kg。蓋梁底模設(shè)計圖設(shè)梁背帶兩端為支點，背帶為簡直梁，梁長分為0.35m ，背帶鋼板的力學性能指標按公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（JTJ025-86）取值，則：145MPa,E=2.1105MPa。Mmax=ql28q=64.2KN/m2 Mmax=(64.20.350.35)/8=0.98KNmW=bh2/3=(0.010.072)/3=0.000016m3=M/W=0.98KNm/0.000016m3=61.3Mpa =145Mpa鋼板彈性模量E=2.1105MPaI=bh3/12=0.010.073/12=2,85810-7m4=1/128ql4/(EI)=10.98(0.35)4/(1282.11052.85810-7)=0.8310-3m/L=1.9110-3/0.35=1/183/L=1/400小結(jié)：縱向底模背條抗彎能力和撓度經(jīng)驗算滿足要求。因底模橫向背條 10力學性能優(yōu)于縱向背條，且受力相同，所以抗彎能力和撓度也滿足要求。2、方木受力檢算方木的力學性能指標按公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（JTJ025-86）中的A-3類木材并按濕材乘0.9的折減系數(shù)取值，則： 120.910.8MPa,E=91030.9=8.1103MPa。小結(jié)：因底模剛度足夠，所以方木受力也滿足要求。3、工字鋼受力檢算根據(jù)受力組合，受力簡圖如下： 抗剪強度計算I40b工字鋼截面面積：A=94.112cm2=0.0094112m2P1=P2=520.7kN=0.521106N則工字鋼最大剪應力為：=0.521106（0.009412）=27.68MPa310 MPa符合要求。 正應力檢算根據(jù)力學計算簡圖，可計算工字鋼梁的彎矩，如下圖：MA1.95m5.9m1.95mMBMCMAMBqm2/2 52.072.0522 109.41kNmMCqL2/81-4（m/L）2 52.075.921-4(2.055.9)2 8 117.16kNm 117.2103Nm根據(jù)計算結(jié)果，最大正應力在跨中。I40b工字鋼WX1140cm30.001140m3，IX22800cm42.28010-4 m4（圖紙Wx，Ix取值依據(jù)為橋梁施工常用數(shù)據(jù)手冊P79）則：Mmax/Wx 117.161030.001140102.77MPa 170 MPa 撓度檢算f中qL4（5-242）/384EI (式中=m/L=2.05/5.9=0.347) 52.071035.945-240.3472 /(3842.110112.28010-4)1.33108/1.83810100.0072m0.72cmfa/4005.90/4000.0148m1.48cm小結(jié)：f中f，工字鋼符合要求。檢算說明：跨中撓度符合要求。因跨中彎矩最大，則兩端撓度也符合要求。根據(jù)施工具體撓度，在安裝底模板時，根據(jù)實際撓度進行適當調(diào)整底模板的預留拱度。4、抱箍檢算荷載計算每個蓋梁按墩柱設(shè)兩個抱箍，共計4個抱箍體支承上部荷載，由上面的計算可知：支座反力：R1=R1=531.3kN以最大值為抱箍體需承受的豎向壓力N進行計算，該值即為抱箍體需產(chǎn)生的摩擦力。抱箍模板圖抱箍受力計算 螺栓數(shù)目計算抱箍體需承受的豎向壓力N=531.3kN抱箍所受的豎向壓力由M22的高強螺栓的抗剪力產(chǎn)生，查路橋施工計算手冊第426頁：M22螺栓的允許承載力：NL=Pn/K式中：P-高強螺栓的預拉力，取190kN； -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= 1550.31/1.7=33.53kN螺栓數(shù)目m計算：m=N/NL=531.3/33.53=15.8516個，取雙抱箍計算截面上的螺栓數(shù)目m=32個。則每條高強螺栓提供的抗剪力：P=N/32=531.3/32=16.6KNNL=33.53