蓋梁抱箍法計算

1、蓋梁抱箍法計算目錄第一部分蓋梁抱箍法施工設計圖一、施工設計說明二、蓋梁抱箍法結(jié)構(gòu)設計三、主要工程材料數(shù)量匯總表第二部分蓋梁抱箍法施工設計計算一、設計檢算說明二、側(cè)模支撐計算三、橫梁計算四、縱梁計算五、抱箍計算第一部分蓋梁抱箍法施工設計圖一、施工設計說明1、概況瀘州泰安長江大橋引橋長1012.98米（起迄里程為K18+153.52 K19+166.5）。共有24個橋墩，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墩及高度較低

2、的墩柱采用搭設支架施工外，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、設計依據(jù)（1）交通部行業(yè)標準，公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設計規(guī)范（JTJ025-86）（2）汪國榮、朱國梁編著施工計算手冊（3）公路施工手冊，橋涵（上、下冊）交通部第一公路工程總公司。（4）路橋施工計算手冊人民交通出版社（5）蓋梁模板提供廠家提供的模板有關數(shù)據(jù)。（6）西南出海大通道瀘州繞城公路瀘州泰安長江大橋工程項目施工圖設計文件。（7）國家、交通部等有關部委和四川省交通廳、海通公司的規(guī)范和標準。（8）我單位的橋梁施工經(jīng)驗。二、蓋梁抱箍法結(jié)構(gòu)設計1、側(cè)模與端模支撐側(cè)

3、模為特制大鋼模,面模厚度為6mm，肋板高為10cm，在肋板外設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；在豎帶上下各設一條20的栓桿作拉桿，上下拉桿間間距2.7m，在豎帶外設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4.6m。蓋梁懸出端底模下設三角支架支撐，三角架放在橫梁上。橫梁底下設縱梁。橫梁上設鋼墊塊以調(diào)整

4、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型貝雷片（標準貝雷片規(guī)格：3000cm×1500cm，加強弦桿高度10cm）連接形成縱梁，長30m，每兩排一組，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的高強螺栓連接，抱箍高1734cm，采用66根高強螺栓連接。抱箍緊箍在墩柱上產(chǎn)生摩擦力提供上

5、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，同時對墩柱砼面保護，在墩柱與抱箍之間設一層23mm厚的橡膠墊，縱梁與抱箍之間采用U型螺栓連接。5、防護欄桿與與工作平臺(1)欄桿采用50的鋼管搭設，在橫梁上每隔2.4米設一道1.2m高的鋼管立柱，豎向間隔0.5m設一道鋼管立柱，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0.2m高的支座。鋼管與支座之間采用銷連接。(2)工作平臺設在橫梁懸出端，在橫梁上鋪設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)量匯總表見表一。需要說明的是：主要工程材料數(shù)量是以單個蓋梁需用量考慮。序號項目及名稱材料規(guī)格單位數(shù)

6、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48個4螺帽用于20栓桿個885墊板0.1×0.1米鋼板=10mmkg69.08計88塊每塊二底模支撐1橫梁16#工字鋼kg5280.8計56根2三角架16#工字鋼kg797.37 計2個3特制型鋼架16#工字鋼kg1046.73計3個4型鋼架聯(lián)接用螺栓20個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個三縱梁1貝雷片3000×1500kg108002加強弦桿3000×100kg64003橫拉

7、桿16#工字鋼kg1230計20根4弦桿螺栓kg320計160個5銷子及保險插銷50kg432計144個四抱箍共計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加強筋板鋼板=8mmkg381.17 6加強筋板鋼板=14mmkg230.13 7高強螺栓24長100mm個1988橡膠墊厚23mm33五連接件1A型U型螺栓共計328套(1)螺桿20kg1040.24 (2)螺母用于20栓桿個656(3)墊板鋼板=12mmkg1699.37 2B型U型螺栓共計24套(1)

8、螺桿24kg80.09 (2)螺母用于24栓桿個48六護欄與工作平臺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60第二部分蓋梁抱箍法施工設計計算一、設計檢算說明1、設計計算原則（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。2、貝雷架無相關數(shù)據(jù)，根據(jù)計算得出，無資料可復。3、對部分結(jié)構(gòu)的不均布，不對稱性采用較大的均布荷載。4、本計算結(jié)果不適合于除4#、5#墩蓋梁施工。5、本計算未扣除墩柱承擔的蓋梁砼重量。以做安全儲備。6、抱箍加工完成實施前

9、，必須先進行壓力試驗，變形滿足要求后方可使用。二、側(cè)模支撐計算1、力學模型假定砼澆筑時的側(cè)壓力由拉桿和豎帶承受，Pm為砼澆筑時的側(cè)壓力，T1、T2為拉桿承受的拉力，計算圖式如圖2-1所示。2、荷載計算砼澆筑時的側(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=0.015<0.035h=0.22+24.9v/T=0.22+24.9×0.015=0.6mPm= Kh=1.2

10、5;26×0.6=19kPa圖2-1側(cè)模支撐計算圖式砼振搗對模板產(chǎn)生的側(cè)壓力按4kPa考慮。則：Pm=19+4=23kPa蓋梁長度每延米上產(chǎn)生的側(cè)壓力按最不利情況考慮（即砼澆筑至蓋梁頂時）：P=Pm×（H-h）+Pm×h/2=23×2+23×0.6/2=53kN3、拉桿拉力驗算拉桿（20圓鋼）間距1.2m，1.2m范圍砼澆筑時的側(cè)壓力由上、下兩根拉桿承受。則有：=（T1+T2）/A=1.2P/2r2=1.2×53/2×0.012=101223kPa=101MPa<=160MPa(可)4、豎帶抗彎與撓度計算設豎帶兩端的拉

11、桿為豎帶支點，豎帶為簡支梁，梁長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=2.1×105MPa;慣性矩Ix=609.4cm4;抗彎模量Wx=87.1cm3q0=23×1.2=27.6kN/m最大彎矩：Mmax= q0l02/8=27.6×2.72/8=25kN·m= Mmax/2Wx=25/(2×87.1×10-6)=143513144MPa<w=160MPa(可)撓度：fmax= 5q0l04/384×2×EIx=5×27.6×2.74/(384×2&

12、#215;2.1×108×609.4×10-8)=0.0075mf=l0/400=2.7/400=0.007m5、關于豎帶撓度的說明在進行蓋梁模板設計時已考慮砼澆時側(cè)向壓力的影響，側(cè)模支撐對蓋梁砼施工起穩(wěn)定與加強作用。為了確保在澆筑砼時變形控制在允許范圍，同時考慮一定的安全儲備，在豎帶外設鋼管斜撐。鋼管斜撐兩端支撐在模板中上部與橫梁上。因此，豎帶的計算撓度雖略大于允許值，但實際上由于上述原因和措施，豎帶的實際撓度能滿足要求。三、橫梁計算采用間距0.4m工16型鋼作橫梁，橫梁長4.6m。在墩柱部位橫梁設計為特制鋼支架，該支架由工16型鋼制作，每個墩柱1個，每個支架由

13、兩個小支架栓接而成。故共布設橫梁56個，特制鋼支架3個（每個鋼支架用工16型鋼18m）。蓋梁懸出端底模下設特制三角支架，每個重約8kN。1、荷載計算（1）蓋梁砼自重：G1=156.1m3×26kN/m3=4059kN（2）模板自重：G2=279kN(根據(jù)模板設計資料)（3）側(cè)模支撐自重：G3=96×0.168×2.9+10=57kN（4）三角支架自重：G4=8×2=16kN（4）施工荷載與其它荷載：G5=20kN橫梁上的總荷載：GH=G1+G2+G3+G4+G5=4059+279+57+16+20=4431kNqH=4431/26.4=168kN/m橫梁

14、采用0.4m的工字鋼，則作用在單根橫梁上的荷載GH=168×0.4=67kN作用在橫梁上的均布荷載為：qH= GH/lH=67/2.4=28kN/m(式中：lH為橫梁受荷段長度，為2.4m)2、力學模型如圖2-2所示。   圖2-2 橫梁計算模型3、橫梁抗彎與撓度驗算橫梁的彈性模量E=2.1×105MPa;慣性矩I=1127cm4;抗彎模量Wx=140.9cm3最大彎矩：Mmax= qHlH 2/8=28×2.42/8=20kN·m= Mmax/Wx=20/(140.9×10-6)=141945142MPa<w=160

15、MPa(可)最大撓度：fmax= 5 qHlH 4/384×EI=5×28×2.44/(384×2.1×108×1127×10-8)=0.0051m<f=l0/400=2.4/400=0.006m(可)四、縱梁計算縱梁采用單層四排，上、下加強型貝雷片（標準貝雷片規(guī)格：3000cm×1500cm，加強弦桿高度10cm）連接形成縱梁，長30m。1、荷載計算（1）橫梁自重：G6=4.6×0.205×56+3×18×0.205=64kN（2）貝雷梁自重：G7=（2.7+0.8&

16、#215;2+1+2×3×0.205）×40=237kN縱梁上的總荷載：GZ=G1+G2+G3+G4+G5+G6+G7=4059+279+57+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、力學計算模型建立力學模型如圖2-3所示。圖2-3 縱梁計算模型圖3、結(jié)構(gòu)力學計算圖2-3所示結(jié)構(gòu)體系為一次超靜定結(jié)構(gòu)，采用位移法計算。（1）計算支座反力RC：第一步：解除C點約束，計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：計算C點支座反力RC作用下的彎矩與撓度第三步：由C點位移為零

17、的條件計算支座反力RC由假定支座條件知:fc=0（2）計算支座反力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()4、縱梁結(jié)構(gòu)強度驗算（1）根據(jù)以上力學計算得知，最大彎矩出現(xiàn)在A、B支座，代入q后MB=8.82q=8.82×179=1579kN·m（2）貝雷片的允許彎矩計算查公路施工手冊橋涵第923頁，單排單層貝雷桁片的允許彎矩M0為975kN·m。則四排單層的允許彎矩M=4×975×0.9=3510 kN·m(上下加強型的貝雷梁的允許變矩應大于此計算值)故：MB

18、=1579kN·mM=3510 kN·m滿足強度要求5、縱梁撓度驗算（1）貝雷片剛度參數(shù)彈性模量：E=2.1×105MPa慣性矩：I=Ah×h/2=(25.48×2×4)×150×150/2=2293200cm4（因無相關資料可查，進行推算得出）（2）最大撓度發(fā)生在蓋梁端fmax=648q/EI=648×179/(2.1×108×2293200×10-8)=0.024mf=a/400=4.2/400=0.0105m6、關于縱梁計算撓度的說明由于fmaxf，計算撓度不能滿足要求

19、。計算時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)生荷載也相對較小，考慮到橫梁、三角支架、模板等方面剛度作用，實際上梁端部撓度要小于計算的fmax值。實際實施時，在最先施工的縱梁上的端部、支座位置、中部等部位設置沉降監(jiān)測測點，監(jiān)測施工過程中的沉降情況，據(jù)此確定是否需要預留上拱度。如果需設置預拱度時，根據(jù)情況采取按以梁端部為預留上拱度最大值，在梁端部預留2cm的上拱度并遞減至墩柱部位的辦法解決。五、抱箍計算（一）抱箍承載力計算1、荷載計算每個蓋梁按墩柱設三個抱箍體支承上部荷載，由上面的計算可知：支座反力RA=RB=2(l+a)-8.31q/2=2(9+4.5)-8.31&#

20、215;179/2=1672kNRC=8.31q=8.31×179=1487kN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。2、抱箍受力計算（1）螺栓數(shù)目計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的高強螺栓的抗剪力產(chǎn)生，查路橋施工計算手冊第426頁：M24螺栓的允許承載力：NL=Pn/K式中：P-高強螺栓的預拉力，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計算：m=N/NL=1672/39.7=42.14

21、2個，取計算截面上的螺栓數(shù)目m=42個。則每條高強螺栓提供的抗剪力：P=N/44=1672/42=39.8KNNL=39.7kN故能承擔所要求的荷載。（2）螺栓軸向受拉計算砼與鋼之間設一層橡膠，按橡膠與鋼之間的摩擦系數(shù)取=0.3計算抱箍產(chǎn)生的壓力Pb= N/=1672kN/0.3=5573kN由高強螺栓承擔。則：N=Pb=5573kN抱箍的壓力由42條M24的高強螺栓的拉力產(chǎn)生。即每條螺栓拉力為N1=Pb/44=55743kN /42=133kN<S=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A-高強螺栓截面積，A=4.52cm2=N”/A= Pb（1-0.4m1/m）/A=5573×(1-0.4×66/42)/66×4.52