瀘州泰安長(zhǎng)江大橋蓋梁抱箍法施工及計(jì)算

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、概況瀘州泰安長(zhǎng)江大橋引橋長(zhǎng)1012.98米（起迄里程為K18+153.52 K19+166.5）。共有24個(gè)橋墩，除4#、5#墩為雙柱式外，其余各墩為三柱式結(jié)構(gòu)（墩柱為直徑2.0m的鋼筋砼結(jié)構(gòu)），墩柱上方為蓋梁。蓋梁為長(zhǎng)26.4m，寬2.4m，高2.6m的鋼筋砼結(jié)構(gòu)，如圖1-1。由于引橋墩柱高度較大，最大高度為32.5m，除4、5墩及高

2、度較低的墩柱采用搭設(shè)支架施工外，其余墩柱蓋梁施工擬采用抱箍法施工。引橋蓋梁砼澆筑量大，約156.1m3。圖1-1 蓋梁正面圖（單位：m）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(chǎng)家提供的模板有關(guān)數(shù)據(jù)。（6）西南出海大通道瀘州繞城公路瀘州泰安長(zhǎng)江大橋工程項(xiàng)目施工圖設(shè)計(jì)文件。（7）國(guó)家、交通部等有關(guān)部委和四川省交通廳、海通公司的規(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

3、支撐側(cè)模為特制大鋼模,面模厚度為6mm，肋板高為10cm，在肋板外設(shè)214背帶。在側(cè)模外側(cè)采用間距1.2m的214b作豎帶，豎帶高2.9m；在豎帶上下各設(shè)一條20的栓桿作拉桿，上下拉桿間間距2.7m，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1.2m的214b作豎帶，豎帶高2.9m；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0.4m工16型鋼作橫梁，橫梁長(zhǎng)4.6m。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

4、以調(diào)整蓋梁底2%的橫向坡度與安裝誤差。與墩柱相交部位采用特制型鋼支架作支撐。3、縱梁在橫梁底部采用單層四排上下加強(qiáng)型貝雷片（標(biāo)準(zhǔn)貝雷片規(guī)格：3000cm1500cm，加強(qiáng)弦桿高度10cm）連接形成縱梁，長(zhǎng)30m，每?jī)膳乓唤M，每組中的兩排貝雷片并在一起，兩組貝雷梁位于墩柱兩側(cè)，中心間距253.6cm，貝雷梁底部采用3m長(zhǎng)的工16型鋼作為貝雷梁橫向底部聯(lián)接梁。貝雷片之間采用銷(xiāo)連接。縱、橫梁以及縱梁與聯(lián)接梁之間采用U型螺栓連接；縱梁下為抱箍。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1734cm，采用66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)

5、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23mm厚的橡膠墊，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在橫梁上設(shè)0.2m高的支座。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、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

6、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0.10.1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3個(gè)三縱梁1貝雷片30001500kg108002加強(qiáng)弦桿3000100kg64003橫拉桿16#工字鋼kg1230計(jì)20根4弦桿螺

7、栓kg320計(jì)160個(gè)5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=16mmkg4545.72 2上蓋筋板鋼板=20mmkg442.93 3下蓋筋板鋼板=10mmkg123.92 4中部筋板鋼板=10mmkg123.92 5加強(qiáng)筋板鋼板=8mmkg381.17 6加強(qiáng)筋板鋼板=14mmkg230.13 7高強(qiáng)螺栓24長(zhǎng)100mm個(gè)1988橡膠墊厚23mm33五連接件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

8、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、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、貝雷架無(wú)相關(guān)數(shù)據(jù)，根據(jù)計(jì)算得出，無(wú)資料可復(fù)。3、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。4、本計(jì)算結(jié)果不適合于除4#、5#墩蓋梁施工。5、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。6、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

9、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=0.0150.035h=0.22+24.9v/T=0.22+24.90.015=0.6mPm= Kh=1.2260.6=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

10、最不利情況考慮（即砼澆筑至蓋梁頂時(shí)）：P=Pm（H-h）+Pmh/2=232+230.6/2=53kN3、拉桿拉力驗(yàn)算拉桿（20圓鋼）間距1.2m，1.2m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=1.2P/2r2=1.253/20.012=101223kPa=101MPa=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=2.7m，砼側(cè)壓力按均布荷載q0考慮。豎帶14b的彈性模量E=2.1105MPa;慣性矩Ix=609.4cm4;抗彎模量Wx=87.1cm3q0=231.2=27.6kN/m最大彎矩：Mmax= q0l0

11、2/8=27.62.72/8=25kNm= Mmax/2Wx=25/(287.110-6)=143513144MPaw=160MPa(可)撓度：fmax= 5q0l04/3842EIx=527.62.74/(38422.1108609.410-8)=0.0075mf=l0/400=2.7/400=0.007m5、關(guān)于豎帶撓度的說(shuō)明在進(jìn)行蓋梁模板設(shè)計(jì)時(shí)已考慮砼澆時(shí)側(cè)向壓力的影響，側(cè)模支撐對(duì)蓋梁砼施工起穩(wěn)定與加強(qiáng)作用。為了確保在澆筑砼時(shí)變形控制在允許范圍，同時(shí)考慮一定的安全儲(chǔ)備，在豎帶外設(shè)鋼管斜撐。鋼管斜撐兩端支撐在模板中上部與橫梁上。因此，豎帶的計(jì)算撓度雖略大于允許值，但實(shí)際上由于上述原因和措施

12、，豎帶的實(shí)際撓度能滿(mǎn)足要求。三、橫梁計(jì)算采用間距0.4m工16型鋼作橫梁，橫梁長(zhǎng)4.6m。在墩柱部位橫梁設(shè)計(jì)為特制鋼支架，該支架由工16型鋼制作，每個(gè)墩柱1個(gè)，每個(gè)支架由兩個(gè)小支架栓接而成。故共布設(shè)橫梁56個(gè)，特制鋼支架3個(gè)（每個(gè)鋼支架用工16型鋼18m）。蓋梁懸出端底模下設(shè)特制三角支架，每個(gè)重約8kN。1、荷載計(jì)算（1）蓋梁砼自重：G1=156.1m326kN/m3=4059kN（2）模板自重：G2=279kN(根據(jù)模板設(shè)計(jì)資料)（3）側(cè)模支撐自重：G3=960.1682.9+10=57kN（4）三角支架自重：G4=82=16kN（4）施工荷載與其它荷載：G5=20kN橫梁上的總荷載：GH=

13、G1+G2+G3+G4+G5=4059+279+57+16+20=4431kNqH=4431/26.4=168kN/m橫梁采用0.4m的工字鋼，則作用在單根橫梁上的荷載GH=1680.4=67kN作用在橫梁上的均布荷載為：qH= GH/lH=67/2.4=28kN/m(式中：lH為橫梁受荷段長(zhǎng)度，為2.4m)2、力學(xué)模型如圖2-2所示。 圖2-2 橫梁計(jì)算模型3、橫梁抗彎與撓度驗(yàn)算橫梁的彈性模量E=2.1105MPa;慣性矩I=1127cm4;抗彎模量Wx=140.9cm3最大彎矩：Mmax= qHlH 2/8=282.42/8=20kNm= Mmax/Wx=20/(140.910-6)=14

14、1945142MPaw=160MPa(可)最大撓度：fmax= 5 qHlH 4/384EI=5282.44/(3842.1108112710-8)=0.0051mf=l0/400=2.4/400=0.006m(可)四、縱梁計(jì)算縱梁采用單層四排，上、下加強(qiáng)型貝雷片（標(biāo)準(zhǔn)貝雷片規(guī)格：3000cm1500cm，加強(qiáng)弦桿高度10cm）連接形成縱梁，長(zhǎng)30m。1、荷載計(jì)算（1）橫梁自重：G6=4.60.20556+3180.205=64kN（2）貝雷梁自重：G7=（2.7+0.82+1+230.205）40=237kN縱梁上的總荷載：GZ=G1+G2+G3+G4+G5+G6+G7=4059+279+5

15、7+16+20+64+237=4732kN縱梁所承受的荷載假定為均布荷載q：q= GZ/L=4732/26.4=179kN/m2、力學(xué)計(jì)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 =-6

16、48q/EI()4、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支座，代入q后MB=8.82q=8.82179=1579kNm（2）貝雷片的允許彎矩計(jì)算查公路施工手冊(cè)橋涵第923頁(yè)，單排單層貝雷桁片的允許彎矩M0為975kNm。則四排單層的允許彎矩M=49750.9=3510 kNm(上下加強(qiáng)型的貝雷梁的允許變矩應(yīng)大于此計(jì)算值)故：MB=1579kNmM=3510 kNm滿(mǎn)足強(qiáng)度要求5、縱梁撓度驗(yàn)算（1）貝雷片剛度參數(shù)彈性模量：E=2.1105MPa慣性矩：I=Ahh/2=(25.4824)150150/2=2293200cm4（因無(wú)相關(guān)資料可查，進(jìn)行推算得出）（2）最大撓

17、度發(fā)生在蓋梁端fmax=648q/EI=648179/(2.1108229320010-8)=0.024mf=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

18、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)-8.31179/2=1672kNRC=8.31q=8.31179=1487kN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=1672kN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)第426頁(yè)：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

19、0.3；n-傳力接觸面數(shù)目，取1；K-安全系數(shù)，取1.7。則：NL= 2250.31/1.7=39.7kN螺栓數(shù)目m計(jì)算：m=N/NL=1672/39.7=42.142個(gè)，取計(jì)算截面上的螺栓數(shù)目m=42個(gè)。則每條高強(qiáng)螺栓提供的抗剪力：P=N/44=1672/42=39.8KNNL=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/=1672kN/0.3=5573kN由高強(qiáng)螺栓承擔(dān)。則：N=Pb=5573kN抱箍的壓力由42條M24的高強(qiáng)螺栓的拉力產(chǎn)生。即每條螺栓拉力為N1=Pb/44=55743kN /42=133kNS=225kN=N”/A= N（1-0.4m1/m）/A式中：N-軸心力m1-所有螺栓數(shù)目，取：66個(gè)A-高強(qiáng)螺栓截面積，A=4.52cm2=N”/A= Pb