滨州立交盖梁抱箍.docx

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滨州立交盖梁抱箍

第一章抱箍支撑设计说明

一．盖梁模板设计

1.侧模与端模支撑

侧模为特制大钢模，面膜厚度为〥5mm，肋板高度为10cm，在肋板外设2（14）槽钢作背带。

在侧模外侧设置间距0.8m的2（14）的槽钢作竖带，竖带高2m：

在竖带上下各设一条Φ16的栓杆作为拉杆，上下拉杆间间距1.5m，在竖带外设Φ48的钢管斜撑，支撑在横梁上。

2.底模支撑

底模为特制大钢模，面膜厚度为为〥5mm，肋板高为10cm。

在底模下部采用15cmx15cm的方木作为横梁，间距0.3m，横梁长为3m。

3.纵梁支撑

由于盖梁长度为12.07m（取12.1m），故采用13m长的[45c型钢作为纵梁，间距为1.5m。

两片纵梁间采用Φ16的栓杆连接，间隔为3m，纵梁下为抱箍。

4.抱箍

采用两块半圆弧形钢板（板厚t=10mm）制成，采用M24高强螺栓连接，抱箍高为50cm，采用24根高强螺栓连接。

抱箍作用在墩柱上产生的摩擦力提供上部结构的支撑反力，是主要的支撑受力结构。

5.盖梁模板设计图

第二章验算说明

1.计算说明

1）在满足结构受力情况下考虑绕度变形控制。

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。

4）尽量采用已有的构件和使用过的支撑方法。

2.对部分结构的不均匀，不对称性采用较大的局布荷载。

3.本计算未扣除墩柱承担的盖梁砼重量。

已做安全储备。

第三章抱箍稳定性验算

一．抱箍计算

1.荷载计算

1）盖梁砼自重：

G1=34.7m3x26KN/m3=902.2KN。

（包括钢筋）

2）模板自重：

G2=75KN（估值）。

3）纵梁方木自重：

G3=30x0.15mx0.15mx3x600x9.8N/kg/1000=11.9KN。

注：

干木材密度大约是600kg/m3。

4）横梁[45a工字钢自重：

G4=13x80.4kg/mx9.8N/KGx2/1000=20.4KN。

注:

80.4kg/m为I45a工字钢单位质量。

5）施工荷载按总荷载的5%计算。

G5=（G1+G2+G3+G4）x5%=1009.5x5%=50.48KN

综上所诉：

工字钢上总荷载为:

Gh=G1+G2+G3+G5=1039.58KN.

抱箍上总荷载为:

Gb=G1+G2+G3+G4+G5=1059.98KN。

作用在抱箍上的均布荷载为：

Qb=Gb/12.1=87.6KN/m。

作用在工字钢上的均布荷载为:

Qh=Gh/12.1=85.92KN/m。

2.抱箍承载力计算

（1）荷载计算

每个盖梁按墩柱两个抱箍系统支撑上部荷载，由以上计算得知：

支座反力：

RA=RB=Qbx（1+2a）/2=529.98KN

以最大值为抱箍需承受的竖向压力N进行计算，即为抱箍系统所需的摩擦力。

1.2抱箍受力计算

抱箍需承受的竖向压力N=529.58KN.抱箍所受压由M24高强螺栓的抗剪力产生，查《路桥施工计算手册》第426页：

M24螺栓的允许抗剪力为：

【NL】=Pµn/K

式中：

P—高强螺栓预拉力，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1.7.

则：

【NL】=Pµn/K=225x0.3x1/1.7=39.71KN.

螺栓数目m计算：

m=N/【NL】=529.98KN/39.71KN=13.34≈14个，取计算截面上的螺栓数目m=13个。

则每个高强螺栓提供的抗剪力：

P，=N/m=529.98/14=37.86<【NL】=39.71KN.

故能承担所要求的荷载。

螺栓轴向受拉计算：

砼与钢之间的摩擦系数取µ=0.3计算，抱箍所产生的压力：

Pb=N/µ=529.98/0.3=1766.6KN

由高强螺栓承担，即Pb=N，=1766.6KN。

抱箍的压力由14个M24的高强螺栓的拉力产生。

即每条螺栓的拉力N1为：

N1=Pb/m=1766.6/28=63.1KN<［S］=225KN.

故满足设计要求。

ó=N,,/A=N，（1-0.4m总/m）/A

式中：

N，--轴心力

m—为所计算截面（最外侧螺栓处）上高强螺栓的数目为14个。

m总—为构件与节点板，所连接的所有高强螺栓数目为28个。

A--高强螺栓截面积:

A=0.7854x24x24/100=4.52cm2

ó=N,,/A=N，（1-0.4m总/m）/A

=1766.6x103x（1-0.4x14/8）/（4.52x12x102）

=65.14MPa<［ó］=140Mpa。

故高强螺栓满足强度要求。

（二）.抱箍体的应力计算：

1．抱箍壁为受拉产生拉应力：

P2=mxN1=14x63.1=883.4KN.

抱箍壁采用面板〥10mm的钢板,抱箍高度为0.7m.则把抱箍壁的纵向截面积:

S1=0.01x0.7=0.007m2.

ó=P2/S1=883.4x103/0.007/106

=126.2MPA<［ó］=140MPA.

满足设计要求。

2.抱箍体剪应力

查《路桥施工计算手册》第177页：

A3钢材容许剪应力［T］=85MPa.

容许弯曲应力［ó］=145Mpa.

抱箍体剪应力计算为：

T=（RA/2）/2S1=（529.98KN/2）/2/0.007

=18.93Mpa<［T］=85MPa.

3.抱箍体弯曲应力

根据第四强度理论

抱箍体所受弯曲应力:

ów=（ó2+3T2）1/2=（126.22+3x18.932）1/2

=130.39Mpa<［ów］=145Mpa

满足强度要求。

第四章模板稳定性验算

如图所示：

一．侧模支撑计算

1.1查《路桥施工计算手册》第173页：

混凝土浇筑时的侧压力为:

Pm=Kxγxh

Pm--为新浇筑混凝土对侧面模板的最大压力,kPa.

K--为外加剂影响修正系数,不加时取1,加时取12.

Γ--为混凝土的重度,取26kN/m3.

h--为有效压头高度,m.

混凝土浇筑速度V按0.4m/h计,入模温度T按15℃计.

则V/T=0.4/15=0.027<0.035.

根据《路桥施工计算手册》：

h=0.22+24.9xV/T=0.22+24.9x0.027

=0.892m

故：

Pm=Kxγxh=1.2x26x0.892=27.83kpa。

砼振捣对模产生的侧压力按4kpa考虑。

则;Pm1=27.83+4=31.83kpa.

盖梁长度每延米上产生的侧压力按最不利情况下考虑（即砼浇筑至盖梁顶时）。

P=Pm1x（H-h）+Pm1xh/2

=31.83x（1.5-0.892）+31.83x0.892/2

=33.55KN

式中：

H、h如图所示：

二．拉杆拉力计算

盖梁侧模拉杆用Ф16圆钢,间距1.5m,则1m范围内混凝土浇筑时的侧压力由上下两根拉杆承受,则有:

á=P1/A=1.5x33.55/2/3.14/0.0082

=125211kpa=125.21MPA<［ó］=160MPA

注;［ó］为上下两根拉杆共同受力时容许拉应力。

A为Ф16圆钢截面积

故拉杆满足设计要求。

第五章．横梁、纵梁的稳定性验算

一．横梁计算

1.1荷载计算

横梁采用两根I45a工字钢,每根长13m，由以上计算得知：

工字梁上的总荷载：

Gh=1039.58KN.

Qh=Gh/12.1=85.92KN/m。

由于采用两根工字钢横梁，一条工字钢所作用的的局布荷载为：

Qh1=Qh/2=42.96KN/m.

1.2横梁抗弯与绕度验算

查《路桥施工计算手册》知,I45a工字钢:

W=1430cm3,截面惯性矩I=32240cm4。

1.21弯矩计算

最大弯矩产生在跨径7.44m跨中处,则工字钢跨中处弯矩为:

M=（q2*L*X/2）（（1-a/X）（1+2a/L）-X/L）

=（42.96*7.44*6.5/2）（（1-2.78/7.44）（1+2*2.78/7.44）-6.5/7.44）

=1038.77*（0.63*1.37-0.=223.17KN/m.

ó=M/W=（223.17x106）/（1430x103）

=163.06MPa<[ów]=210MPa,满足要求。

式中:

a--盖梁抱箍支点距工字钢悬壁外挑段,受力长度2.78m。

L--两抱箍中心点距离7.44m。

x--计算距离,x=a+L/2=2.78+3.72=6.5m。

1.22挠度计算

因受力主要集中在跨中处,故跨中处挠度为:

fmax=（Qh1xL4/384/E/I）x（5-24a2/L2）

=（42.96x7.444/384/2.1/108/32240/10-8）（5-24x2.782/6.52）

=0.308cm<[f]=L/400=744/400=1.86cm.满足要求。

二．纵梁计算

1.已知条件计算

因盖梁长12.1m,宽2.0m,则传递到纵梁上的单位荷载为:

G计1=G1+G2+G5=（902.2KN+75KN+50.48KN）=1027.68KN.

P计=G计1/A=1027.68KN/（12.1x2）=42.47KN/m2.

初步设计底模下方木的规格为15cmx15cm到中间距为0.3m,其下I45a工字钢距离为1.6m,故取方木跨径为1.6m。

截面抵抗矩：

W=bh2/6=0.15×0.152/6=5.63×10-4m3

截面惯性：

I=bh3/12=0.15×0.153/12=4.22×10-5m4

则有q1=P计x0.3=12.74kN/m

2.弯矩计算

跨中最大弯矩为:

Mmax=q1xL2/8=12.74x1.62/8=4.08KNxM。

落叶松容许抗弯应力［σ］=14.5MPa。

弹性模量E=11×103MPa。

纵梁弯拉应力：

σ=M/W=4.08/5.63×10-4/103

=7.25MPa＜［σ］=14.5MPa

纵梁弯拉应力满足要求。

4.横梁挠度：

f=5q1L4/384EI

=（5×12.74×1.64）/（384×11×106×4.22×10-5）

=2.34x10-3＜L/400=1.6/400=4x10-3

横梁弯拉应力满足要求，横梁强度满足要求。

综上所诉：

抱箍法满足设计要求。