某高速公路合同段蓋梁施工方案抱箍結(jié)構(gòu)計(jì)算書

1、k12+550k19+605.4德商高速公路tj-4合同段蓋梁施工方案抱箍結(jié)構(gòu)計(jì) 算 書計(jì)算：復(fù)核：審核：中交一公局第三工程有限公司德商項(xiàng)目部2013年07月17日蓋梁抱箍法施工計(jì)算書1、設(shè)計(jì)說明或簡介德商高速公路范縣段tj-4標(biāo)，起訖樁號為k12+550k19+605.4，全長7.055公里。本標(biāo)段蓋梁總計(jì)68座。其中：選取單柱受力做大的k16+863陳莊分離立交蓋梁為算例。蓋梁長13.552m，寬1.6m，高1.45m，混凝土方量29.1m3。以下就以此為例來演算抱箍方案實(shí)施的可行性2、橫梁、縱梁計(jì)算過程2.1、橫梁演算：支撐按簡支梁計(jì)算，使用i12.6工字鋼，長3m，其力學(xué)性質(zhì)：i=48

2、8cm4，w=77.5cm3，e=2.1x105mpa，a=18.118cm22.1.1計(jì)算作用于模板次楞梁的荷載設(shè)計(jì)值q新澆筑混凝土自重：q1= （26kn/m3*29.1m3）/（13.552m*1.6m）=34.89kn/m2模板自重：q2=3.6kn/m2腳手板、欄桿、擋腳板、安全網(wǎng)等防護(hù)設(shè)施及附加構(gòu)件自重：q3=0.5kn/m2施工人員、材料及施工設(shè)備荷載：q4=2.5kn/m2振搗混凝土產(chǎn)生荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q5=2kn/m2澆筑時(shí)容量為0.2-0.8m3料斗供料：q6=4kn/m2計(jì)算作用于模板橫梁的荷載設(shè)計(jì)值q計(jì)算荷載設(shè)計(jì)值q=1.2*（q1+q2+q3）+1.4*(q4+q5+q6

3、+)=58.69 kn/m2荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q=q1+q2+q3+q4+q5+q6=47.49kn/m2可計(jì)算工字鋼間距范圍a：qal2/8【215mpa】*wa【215mpa】*（8*w）/(1.62q)= 【215mpa】*8*77.5cm3/（2.56*58.69kn/m）可以得出 a88.7cm 根據(jù)實(shí)際情況取a=70cm根據(jù)實(shí)際70cm排列，總計(jì)16根，計(jì)算實(shí)際結(jié)構(gòu)受力情況q橫=1.2*16*3*14.223*10/（13.552*1.6）=0.38 kn/m2計(jì)算荷載設(shè)計(jì)值：q=58.69+0.38=59.07 kn/m22.1.2繪制支撐橫梁的受力簡圖支撐橫梁受力簡圖2.1.3計(jì)算作

4、用在橫梁上的荷載產(chǎn)生的最不利彎矩值mmaxmmax=ql2/8=59.07*0.7*1.62/8=13.23knm繪制彎矩圖彎矩圖2.1.4計(jì)算抗彎強(qiáng)度= mmax/w=13.23knm/77.5cm3=170.7mpa215mpa結(jié)論：結(jié)構(gòu)抗彎強(qiáng)度滿足要求2.1.5計(jì)算抗剪強(qiáng)度qmax=ql/2=59.07*0.7*1.6/2=33.08kn繪制剪力圖剪力圖=qmaxxs0/（ixb）=33.08knx57.07cm3/（488cm4x0.5cm）=77.4mpafv=125mpa1.6計(jì)算撓度=5ql4/384ei=5*59.07kn*0.7m*（1.6m）4/384*2.1*105*48

5、8cm4=3.4mm【】=l/400=4mm繪制位移圖位移圖結(jié)論：結(jié)構(gòu)剛度滿足要求小結(jié)：根據(jù)彎拉強(qiáng)度、剪力強(qiáng)度、撓度等項(xiàng)目驗(yàn)算，支撐橫梁滿足要求。2.2、縱梁計(jì)算縱梁采用i45b工字鋼，支撐在抱箍上，支撐間距為7.506m。i45b工字鋼力學(xué)性能：i=33800cm4，w=1500cm3，e=2.1x105mpa，a=111.446cm2由上面計(jì)算作用于模板次楞梁的荷載設(shè)計(jì)值q=59.07kn/m22.2.1繪制支撐縱梁受力簡圖縱梁受力簡圖2.2.2計(jì)算支座反力r2=r3=（ql+q自a）/2 =（59.07kn/m2*0.8m*13.552m+87.485kg/m*10n/kg*13.552

6、）/2 =326.13kn2.2.3計(jì)算作用在縱梁的荷載產(chǎn)生的最不利彎矩值mmaxmmax=ql12/8- ql22/8=59.07*0.8*7.5062/8-59.07*0.8*3.0232/8=215.93knm彎矩圖2.2.4計(jì)算抗彎強(qiáng)度=mmax/w=215.93kn/1500cm3 =144mpaf=215mpa結(jié)論：結(jié)構(gòu)抗彎強(qiáng)度滿足要求2.2.5計(jì)算抗剪強(qiáng)度qmax=ql/2=59.07*0.8*7.506/2=177.35kn剪力圖=qmax*s0/（ib）=177.35*1253.8/（33800*1.35）=48.7mpa【125mpa】結(jié)論：結(jié)構(gòu)抗剪強(qiáng)度滿足要求。2.2.6

7、計(jì)算撓度=ql4（5-24a2/i2）/384ei =59.07*0.8*（7.506）4*（5-24*3.0232/7.5062）/（384*2.1*105*33800） =6mm【】=l/400=18mm繪制位移圖位移圖結(jié)論：結(jié)構(gòu)剛度滿足要求 小結(jié)：根據(jù)彎拉強(qiáng)度、剪力強(qiáng)度、撓度等項(xiàng)目驗(yàn)算，縱梁滿足要求。3、抱箍受力計(jì)算抱箍承受的豎向壓力由上面計(jì)算得n=59.07*13.552*1.6/2=640.4kn（一個(gè)抱箍提供的豎向力）抱箍筒壁產(chǎn)生的法向壓力荷載nr=f/=n/=640.4/0.45=1423.1kn-一個(gè)抱箍（鋼）和墩柱（砼）間的摩擦系數(shù)，砼與鋼之間設(shè)一層橡膠，按橡膠與鋼之間的摩擦

8、系數(shù)取0.45根據(jù)圓筒承壓計(jì)算模型，標(biāo)準(zhǔn)圓形壓力容器承受的法向壓力轉(zhuǎn)換為徑向拉力：抱箍體徑向拉力t=rnr=nr/2=1423.1/2=711.55kn3.1螺栓數(shù)目計(jì)算此處抱箍連接中，按照高強(qiáng)度螺栓承壓型連接類型計(jì)算（每個(gè)半圓抱箍體端頭連接板間留有縫隙）。應(yīng)按照同時(shí)承受剪力和桿軸方向拉力的情況進(jìn)行計(jì)算。3.1.1初步計(jì)劃抱箍采用m24螺栓，為承壓型高強(qiáng)螺栓10.9級， m個(gè)螺栓。計(jì)算單個(gè)螺栓受剪承載力設(shè)計(jì)值nvb：nvb=nfde2/4fvb =（1*3.14*242/4）*310=140.2kn計(jì)算單個(gè)螺栓受拉承載力設(shè)計(jì)值ntb=de2/4ftb=226.2knnf-受剪面數(shù)目de-螺栓在

9、螺紋處的有效直徑（mm）fvb、fcb、ftb-螺栓的抗剪、承壓和抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（mpa）3.1.2最少需用的螺栓數(shù)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)算手冊第426頁：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226.2kn;-摩擦系數(shù)，取0.45；n-傳力接觸面數(shù)目，取1；k-安全系數(shù)，取1.7。則：nl= 226.20.451/1.7=59.9kn螺栓數(shù)目m計(jì)算：m=n/nl=640.4/59.9=10.7，取計(jì)算截面上的螺栓數(shù)目m=16個(gè)。單個(gè)螺栓承受的剪力nv=640.4/16=40.03kn單個(gè)螺栓承受的拉力nt=1423.1/1

10、6=88.94kn3.1.3同時(shí)承受剪力和桿軸方向拉力的螺栓，應(yīng)符合下列公式要求：【（nv/ nvb）2+（nt/ ntb）2】1/2=0.471結(jié)論：根據(jù)結(jié)果比對，所選螺栓滿足要求。3.2螺栓終擰扭矩值計(jì)算高強(qiáng)螺栓的終擰扭矩值可按下式計(jì)算：tc=kpcd=0.13*1.1*88.94*24=305.24nmtc-高強(qiáng)螺栓的終擰扭矩k-高強(qiáng)螺栓連接副的扭矩系數(shù)平均值，一般取0.13；pc-高強(qiáng)螺栓施工預(yù)拉力標(biāo)準(zhǔn)值，pc=1.1(t/m)d-高強(qiáng)螺栓公稱直徑，即高強(qiáng)螺栓螺紋直徑（mm）；4、抱箍體的應(yīng)力計(jì)算：4.1、抱箍壁為受拉產(chǎn)生拉應(yīng)力=（mpc）/ht =16*88.94*103/0.5*20*10-3=142.3mpaf=215mpah-抱箍體鋼板的高度，取0.5mt-抱箍體鋼板面板厚度，