盖梁模板支架抱箍检算Word文档下载推荐.docx
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(7)国家、交通部等有关部委和省交通厅的规范和标准。
3、盖梁抱箍法结构设计
图1:
盖梁正面
图2:
盖梁支架、模板正、侧面图
(1)侧模与端模支撑
侧模为大钢模,面模厚度为δ6mm,肋板厚度为12mm,横肋采用[10#槽钢。
在侧模外侧采用间距0.8m的双[10b#槽钢作对拉槽;
在对拉槽上下各设一条Tr32的栓杆作拉杆,上下拉杆间间距1.9m,在对拉槽与模板间用[10#槽钢支撑,支撑在横梁上端模为钢模,面模厚度为δ6mm,肋板厚度12mm。
在端模外侧采用[10#槽钢做横肋。
(2)底模支撑
底模为特制大钢模,面模厚度为δ6mm,肋板厚度100mm。
在底模下部采用间距0.8mI10#工字钢作横梁,横梁长4.4m。
盖梁悬出端底模下设三角支架支撑,三角架放在横梁上。
横梁底下设纵梁。
(3)纵梁
在立柱上设立抱箍,抱箍两边各设置1排32a工字钢作为纵梁,在32a工字钢上布置I10工字钢作为横向分配梁(净距80cm)。
纵梁下为抱箍。
(4)抱箍
抱箍支撑为上下双抱箍支撑,采用两块半圆弧型钢板(板厚t=16mm)制成,M24的高强螺栓连接,抱箍高60cm,采用36根高强螺栓连接。
抱箍紧箍在墩柱上产生摩擦力提供上部结构的支承反力,是主要的支承受力结构。
为了提高墩柱与抱箍间的摩擦力,同时对墩柱砼面保护,在墩柱与抱箍之间设一层5mm厚的橡胶垫,纵梁与抱箍之间采用U型螺栓连接。
简图如下:
荷载组合
自重荷载:
P自重=3.8×
25=95KN/m2
施工荷载:
P施=2.5KN/m2
振捣荷载:
P振=2.0KN/m2
∑P=∑Piγi=95*1.2+2.5*1.4+2.0*1.4=120.3KN/m2
说明:
分项系数γ取值:
分项系数自重荷载取值为1.2,施工荷载取值为1.4。
抱箍上设置双排32a工字钢,双排32a工字钢上的I10工字钢做为横向分配梁(净距80cm)。
二、盖梁抱箍法施工设计计算
(一)设计检算说明
1、设计计算原则
(1)在满足结构受力情况下考虑挠度变形控制。
(2)综合考虑结构的安全性。
(3)采取比较符合实际的力学模型。
2、对部分结构的不均布,不对称性采用较大的均布荷载。
3、混凝土重量乘以1.2倍系数,以做安全储备。
4、抱箍加工完成实施前,必须先进行压力试验,变形满足要求后方可使用。
(二)侧模支撑计算
1、力学模型
假定砼浇筑时的侧压力由拉杆和对拉槽承受,Pm为砼浇筑时的侧压力,T1、T2为拉杆承受的拉力,计算图式如图2-1所示。
2、荷载计算砼浇筑时的侧压力:
Pm=Kγh
式中:
K---外加剂影响系数,取1.2;
γ---砼容重,取25kN/m3;
h---有效压头高度。
砼浇筑速度v按0.3m/h,入模温度按20℃考虑。
则:
v/T=0.3/32=0.009<
0.035h=0.22+24.9v/T=0.22+24.9×
0.009=0.44m
Pm=Kγh=1.2×
25×
0.44=13.2kPa
图2-1:
侧模支撑计算图式
砼振捣对模板产生的侧压力按4kPa考虑。
Pm=13.7+4=17.7kPa
盖梁长度每延米上产生的侧压力按最不利情况考虑(即砼浇筑至盖梁顶时):
P=Pm×
(H-h)+Pm×
h/2=23×
1.2+23×
0.95/2=38.5kN
3、拉杆拉力验算
拉杆(Tr32圆钢)间距0.8m,0.8m范围砼浇筑时的侧压力由上、下两根拉杆承受。
则有:
σ=(T1+T2)/A=0.8P/2πr2
=0.8×
30.5/2π×
0.000256=15250kPa=15.25MPa<
[σ]=160MPa(满足要求)
4、对拉槽抗弯与挠度计算设竖带两端的拉杆为竖带支点,竖带为简支梁,梁长L=1.8m,砼侧压力按均布荷载q0考虑。
竖带[10b的弹性模量E=2.1×
105MPa;
惯性矩Ix=198cm4;
抗弯模量Wx=39.7cm3
q0=17.7×
0.8=14.16kN/m
最大弯矩:
Mmax=q0L2/8=14.16×
3.24/8=5.7kN·
m
σ=Mmax/2Wx=5.7/(2×
39.7×
10-6)=71788.4≈71MPa<
[σw]=160MPa(满足要求)
挠度:
fmax=
5q0L4/384×
2×
EIx=5×
14.16×
10.5/(384×
2.1×
108×
609.4×
10-8)=0.00075m<
[f]=L/400=1.8/400=0.0045m(满足)
(三)横向分配梁计算
选用I10工字钢
盖梁底板宽按最大盖梁底板宽度3.80米进行计算工字钢中心间距为800mm,跨度按L=2.54m计算
弯应力[σ钢]=160MPa
弹性模量E=2.1×
105MPa
I=245cm4
W=49cm3
盖梁底板宽按最大盖梁底板宽度4.4米进行计算
q=120.3×
0.8=96.24KN/m
(四)抱箍上纵向梁计算
纵梁选用I32a工字钢力学模型为:
盖梁体积估算为88m3,总重为2332.5KN,分布于减去墩柱承受部分的力,分布于横向工字钢上的线荷载为93.6KN/mm,所以槽钢梁端支反力为46.6KN,纵向梁采用32a的工字钢,则作用工字钢的集中荷载为46.6KN,集中荷载作用间距为80cm。
按照上图模型计算出由弯矩引起的应力图为
最大应力为46.6mpa<
弯应力160mpa
按照上图受力模型计算挠度图为:
挠度最大处为梁两端,挠度值为:
19mm<
800/400=2mm
(五)抱箍计算
采用两块半圆弧型钢板(板厚t=16mm)制成,M24的高强螺栓连接,抱箍高60cm,采用18根高强螺栓连接。
为了提高墩柱与抱箍间的摩擦力,同时对墩柱砼面保护,在墩柱与抱箍之间设一层5mm厚的橡胶垫,纵梁与抱箍之间采用U型螺栓连接。
1、抱箍受力计算
由迈达斯模型得出抱箍所受最大反力为538KN。
(1)螺栓数目计算
单个抱箍体需要承受的竖向压力为:
538KN则单个抱箍需要产生的摩擦力为:
R=P抱箍=538kn
抱箍所受的竖向压力由M24的高强螺栓的抗剪力产生,查《路桥施工计算手册》第426页:
M24螺栓的允许承载力:
[NL]=Pμn/K
P---高强螺栓的预拉力,取225kN;
μ---摩擦系数,取0.3;
n---传力接触面数目,取1;
K---安全系数,取1.5。
[NL]=225×
0.3×
1/1.5=45kN螺栓数目m计算:
m=N’/[NL]=498.4/45≈11个,取计算截面上的螺栓数目m=18个。
则每条高强螺栓提供的抗剪力:
P′=N/m=538/18=29.8KN<
[NL]=45kN故能承担所要求的荷载。
(2)螺栓轴向受拉计算
砼与钢之间设一层橡胶,按橡胶与砼之间的摩擦系数取μ=0.3计算,抱箍产生的压力Pb=N/μ=538kN/0.3=1793.3kN由高强螺栓承担。
N’=Pb=1793kN
抱箍的压力由18条M24的高强螺栓的拉力产生。
即每条螺栓拉力为N1=Pb/18=1793kN/18=99.6kN<
[S]=225kN
σ=N”/A=N′(1-0.4m1/m)/A式中:
N′---轴心力
m1---所有螺栓数目,取:
36个
m---构件与节点板一端连接的高强螺栓数目
A---高强螺栓截面积,A=4.52cm2
σ=N”/A=Pb(1-0.4m1/m)/A
=1793×
(1-0.4×
18/6)/12×
4.52×
103
=66113.5kPa=67MPa<[σ]=140MPa
故高强螺栓满足强度要求。
(3)求螺栓需要的力矩M
1)由螺帽压力产生的反力矩M1=u1N1×
L1
u1=0.15钢与钢之间的摩擦系数
L1=0.015力臂
M1=0.15×
65.7×
0.015=0.148KN.m
2)M2为螺栓爬升角产生的反力矩,升角为10°
M2=μ1×
N′cos10°
×
L2+N′sin10°
L2
[式中L2=0.011(L2为力臂)]
=0.15×
cos10°
0.011+65.7×
sin10°
0.011
=9.67(KN·
m)
M=M1+M2=0.31+9.67=9.9(KN·
m)=99.000(kg·
所以要求螺栓的扭紧力矩M≥99(kg·
2、抱箍体的应力计算
(1)抱箍壁为受拉产生拉应力
拉力P1=6N1=6×
65.7=394.2(KN)
抱箍壁采用面板δ16mm的钢板,抱箍高度为0.60m。
则抱箍壁的纵向截面积:
S1=0.016×
0.6=0.0096(m2)
σ=P1/S1=394.2/0.0096=41.06(MPa)<[σ]=140MPa
满足设计要求。
(2)抱箍体剪应力
τ=(1/2RA)/(2S1)
=(1/2×
498.4)/(2×
0.0096)
=9.75MPa<
[τ]<
85MPa
根据第四强度理论
σW=(σ2+3τ2)1/2=(32.85+3×
9.75)1/2
=31MPa<
[σW]=145MPa满足强度要求。
三、盖梁模板计算结论
本次结构验算中,计算出来的应力和挠度均要大于实际值很多,则盖梁底板下采用以上的方案进行布置是符合要求和安全的。
四、盖梁无支架施工的经济效益及前景
1、无需地基加固处理采用满堂支架施工,盖梁下的原地面要进行处理。
采用抱箍法施工,原地基只需适当处理以供脚手架搭设即可,地基不需要加固处理。
2、无需搭设承重支架满堂支架要耗用大量钢管材料搭设承重支架。
包箍法是抱箍加工字钢就无需搭设承载钢管支架。
3、周转时间快、支模方便满堂架要从地基加固处理开始,再一层层往上搭设,花费大量的时间和人力。
抱箍施工只需两个工字钢和几个抱箍拆除,施工简便,周转快,并且搬移相比之下也方便许多。
4、抱箍法施工的前景盖梁包箍法无支架施工可操作性强,有很高的安全保证体系,外观轻巧又便于检查验收,可以较好控制施工安全,支模可以省很多工时,对地基要求不高,节省支撑钢管,大大降低了成本。
抱箍法无支架施工很少影响道路、河道的交通和通航,有利于快速施工和文明施工,具有很好的推广应用价值。