盖梁抱箍法施工及计算.docx

1、盖梁抱箍法施工及计算盖梁抱箍法施工及计算目录第一部分盖梁抱箍法施工设计图1、施工设计说明2、盖梁抱箍法结构设计3、盖梁抱箍法施工设计图4、主要工程材料数量汇总表第二部分盖梁抱箍法施工设计计算1、设计检算说明2、侧模支撑计算3、横梁计算4、纵梁计算5、抱箍计算附图图一、盖梁抱箍法施工设计总图 图二、盖梁抱箍设计图图三、盖梁抱箍法施工支撑详图图四、各部件连接、栏杆与工作平台详图第一部分盖梁抱箍法施工设计图一、施工设计说明1、概况黑崖沟 4 号大桥全长 184.4 米（起迄里程为 K145+372.10K145+556.5）。共有 5 个桥墩，除 2#、3#墩为空心薄壁墩外，其余各墩为二柱式结构（墩

2、柱为直径 1.8m 的钢筋砼结构），3墩柱上方为盖梁。盖梁为长 12.87m，宽 2.0m，高 1.6m 的钢筋砼结构，如图 1-1。盖梁混凝土 方量 39.684 m 。盖梁施工拟采用抱箍法施工。图 1-1 盖梁正面图（单位：m）2、设计依据（1）交通部行业标准，公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86） （2）汪国荣、朱国梁编著施工计算手册（3）公路施工手册，桥涵（上、下册）交通部第一公路工程总公司。（4）路桥施工计算手册人民交通出版社（5）盖梁模板提供厂家提供的模板有关数据。（6）保阜高速公路施工图设计文件。（7）国家、交通部等有关部委和四川省交通厅、海通公司的规范和标准。（8

3、）我单位的桥梁施工经验。二、盖梁抱箍法结构设计1、侧模与端模支撑侧模为特制大钢模,面模厚度为 6mm，肋板高为 8cm，在肋板外设 12 背带。在侧模外侧采用间距 0.8m 的 212 作竖带，竖带高m；在竖带上下各设一条 28 的栓杆作拉杆，上下拉杆间间距m。端模为特制大钢模,面模厚度为 6mm，肋板高为 8cm。在端模外侧采用间距 0.3m 的8作背带，竖带高m。2、底模支撑底模为特制大钢模,面模厚度为 6mm，肋板高为 8cm。在底模下部采用间距 0.3m 8槽钢作横梁，横梁长 4.5m。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。横梁上设木垫块以调整盖梁底 2%的

4、横向坡度与安装误差。与墩柱相交部位采用 特制型钢支架作支撑。3、纵梁在横梁底部采用单层两排上下加强型贝雷片（标准贝雷片规格：3000cm1500cm，加强弦杆高度 10cm）连接形成纵梁，长 15m，两组贝雷梁位于墩柱两侧，中心间距 2.04cm，两组贝雷梁片之间设置内顶外拉装置，保证贝雷梁的整体稳定性。贝雷片之间采用铁销连接，在 铁销的端口必须设置保险销。纵梁下为抱箍。4、抱箍采用两块半圆弧型钢板（板厚 t=8mm）制成，M24 的高强螺栓（10.9 级）连接，抱箍高50.5cm，采用 40 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

5、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 23mm 厚的橡胶垫。5、防护栏杆与与工作平台(1)栏杆采用 50 的钢管搭设，在横梁上每隔 2.4 米设一道 1.2m 高的钢管立柱，竖向间隔 0.5m 设一道钢管立柱，钢管之间采用扣件连接。立柱与横梁的连接采用在横梁上设 0.2m 高的支座。钢管与支座之间采用销连接。(2)工作平台设在横梁悬出端，在横梁上铺设 2cm 厚的木板，木板与横梁之间采用铁丝 绑扎牢靠。三、盖梁抱箍法施工设计图（见附图）图一、盖梁抱箍法施工设计总图图二、盖梁抱箍设计图图三、盖梁抱箍法施工支撑详图图四、各部件连接、栏杆与工作平台详图四、主要工程材料数量汇

6、总表见表一。需要说明的是：主要工程材料数量是以单个盖梁需用量考虑。序号项目及名称材料规格单位数量备注一侧模支撑1竖带槽钢14bkg4657.632栓杆20kg380.38两端带丝型3钢管斜撑钢管 48m96计 48 个4螺帽用于 20 栓杆个885垫板 0.10.1 米钢板 =10mmkg69.08计 88 块每块二底模支撑1横梁16#工字钢kg5280.8计 56 根2三角架16#工字钢kg797.37计 2 个3特制型钢架16#工字钢kg1046.73计 3 个4型钢架联接用螺栓20个24螺栓带帽5型钢架联接用钢板钢板 =10mmkg28.266钢垫块钢板 =20mmkg4239每横梁上布

7、 3 个三纵梁1贝雷片30001500kg10800序号项目及名称材料规格单位数量备注2加强弦杆3000100kg64003横拉杆16#工字钢kg1230计 20 根4弦杆螺栓kg320计 160 个5销子及保险插销50kg432计 144 个四抱箍共计 3 套1抱箍桶钢板钢板 =16mmkg4545.722上盖筋板钢板 =20mmkg442.933下盖筋板钢板 =10mmkg123.924中部筋板钢板 =10mmkg123.925加强筋板钢板 =8mmkg381.176加强筋板钢板 =14mmkg230.137高强螺栓24 长 100mm个1988橡胶垫厚 23mm33五连接件1A 型 U

8、型螺栓共计 328 套(1)螺杆20kg1040.24(2)螺母用于 20 栓杆个656(3)垫板钢板 =12mmkg1699.372B 型 U 型螺栓共计 24 套(1)螺杆24kg80.09(2)螺母用于 24 栓杆个48六护栏与工作平台序号项目及名称材料规格单位数量备注1栏杆架钢管 50m174.42栏杆支座钢管 60m63安全网834木板厚 2cm48.95扣件个60第二部分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。（4）尽量采用已有的构件和已经使用过的支撑方法。2、贝

9、雷架无相关数据，根据计算得出，无资料可复。3、对部分结构的不均布，不对称性采用较大的均布荷载。4、本计算结果不适合于除 4#、5#墩盖梁施工。5、本计算未扣除墩柱承担的盖梁砼重量。以做安全储备。6、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竖带承受，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325 42-64 8 -8砼浇筑时的侧压力：Pm=Kh式中：K-外加剂影响系数，取 1.2；-砼容重，取 26kN/m ；h-有效压头高度。砼浇筑速度 v 按 0.3m/h

10、，入模温度按 20考虑。 则：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。则：Pm=19+4=23kPa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）+Pmh/2=232+230.6/2=53kN3、拉杆拉力验算拉杆（20 圆钢）间距 1.2m，1.2m 范围砼浇筑时的侧压力由上、下两根拉杆承受。则有：=（T1+T2）/A=1.2P/2r2=1.253/20.01 =10122

11、3kPa=101MPa=160MPa(可) 4、竖带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 l0=2.7m，砼侧压力按均布荷载 q0考虑。竖带14b 的弹性模量 E=2.110 MPa;惯性矩 Ix=609.4cm ;抗弯模量 Wx=87.1cm3q0=231.2=27.6kN/m最大弯矩：Mmax= q0l02/8=27.62.7 /8=25kNm= Mmax/2Wx=25/(287.110 )=143513144MPaw=160MPa(可)挠度：fmax= 5q0l04/3842EIx=527.62.7 /(38422.110 609.410 )=0.0075mf3

12、35 42 2-64 8 -8=l0/400=2.7/400=0.007m5、关于竖带挠度的说明在进行盖梁模板设计时已考虑砼浇时侧向压力的影响，侧模支撑对盖梁砼施工起稳定 与加强作用。为了确保在浇筑砼时变形控制在允许范围，同时考虑一定的安全储备，在竖带 外设钢管斜撑。钢管斜撑两端支撑在模板中上部与横梁上。因此，竖带的计算挠度虽略大于 允许值，但实际上由于上述原因和措施，竖带的实际挠度能满足要求。三、横梁计算采用间距 0.4m 工 16 型钢作横梁，横梁长 4.6m。在墩柱部位横梁设计为特制钢支架，该 支架由工 16 型钢制作，每个墩柱 1 个，每个支架由两个小支架栓接而成。故共布设横梁 56

13、个，特制钢支架 3 个（每个钢支架用工 16 型钢 18m）。盖梁悬出端底模下设特制三角支架，每 个重约 8kN。1、荷载计算（1）盖梁砼自重：G1=156.1m 26kN/m =4059kN（2）模板自重：G2=279kN (根据模板设计资料)（3）侧模支撑自重：G3=960.1682.9+10=57kN（4）三角支架自重：G4=82=16kN（4）施工荷载与其它荷载：G5=20kN横梁上的总荷载：GH=G1+G2+G3+G4+G5=4059+279+57+16+20=4431kN qH=4431/26.4=168kN/m横梁采用 0.4m 的工字钢，则作用在单根横梁上的荷载 G 作用在横梁

14、上的均布荷载为：H=1680.4=67kNqH= GH/lH=67/2.4=28kN/m(式中：lH为横梁受荷段长度，为 2.4m)2、力学模型如图 2-2 所示。图 2-2 横梁计算模型3、横梁抗弯与挠度验算横梁的弹性模量 E=2.110 MPa;惯性矩 I=1127cm ;抗弯模量 Wx=140.9cm 最大弯矩：Mmax= qHlH /8=282.4 /8=20kNm3= Mmax/Wx=20/(140.910 )=141945142MPaw=160MPa (可)最大挠度：fmax= 5 qHlH4/384EI=5282.4 /(3842.110 112710 )=0.0051mf=l0

15、/400=2.4/400=0.006m (可)四、纵梁计算纵梁采用单层四排，上、下加强型贝雷片（标准贝雷片规格：3000cm1500cm，加强弦杆 高度 10cm）连接形成纵梁，长 30m。1、荷载计算（1）横梁自重：G6=4.60.20556+3180.205=64kN（2）贝雷梁自重：G7=（2.7+0.82+1+230.205）40=237kN纵梁上的总荷载：GZ=G1+G2+G3+G4+G5+G6+G7=4059+279+57+16+20+64+237=4732kN纵梁所承受的荷载假定为均布荷载 q：q= GZ/L=4732/26.4=179kN/m2、力学计算模型建立力学模型如图 2

16、-3 所示。图 2-3 纵梁计算模型图3、结构力学计算图 2-3 所示结构体系为一次超静定结构，采用位移法计算。（1）计算支座反力 RC：第一步：解除 C 点约束，计算悬臂端均布荷载与中间段均布荷载情况下的弯矩与挠度第二步：计算 C 点支座反力 RC 作用下的弯矩与挠度第三步：由 C 点位移为零的条件计算支座反力 RC 由假定支座条件知:fc=0（2）计算支座反力 RA、RB由静力平衡方程解得（3）弯矩图根据叠加原理，绘制均布荷载弯矩图：（4）纵梁端最大位移=-648q/EI ()4、纵梁结构强度验算（1）根据以上力学计算得知，最大弯矩出现在 A、B 支座，代入 q 后MB=8.82q=8.8

17、2179=1579kNm（2）贝雷片的允许弯矩计算查公路施工手册桥涵第 923 页，单排单层贝雷桁片的允许弯矩M0为 975kNm。则四排单层的允许弯矩M=49750.9=3510 kNm(上下加强型的贝雷梁的允许变矩应 大于此计算值)故：MB=1579kNmM=3510 kNm满足强度要求5、纵梁挠度验算（1）贝雷片刚度参数48 -8弹性模量：E=2.1105MPa惯性矩：I=Ahh/2=(25.4824)150150/2=2293200cm （因无相关资料可查，进行推算 得出）（2）最大挠度发生在盖梁端fmax=648q/EI=648179/(2.110 229320010 )=0.024

18、mf=a/400=4.2/400=0.0105m6、关于纵梁计算挠度的说明由于 fmaxf，计算挠度不能满足要求。计算时按最大挠度在梁端部考虑，由于盖梁悬出端的砼量较小，悬出端砼自重产生荷载也相对较小，考虑到横梁、三角支架、模板等方面刚度作用，实际上梁端部挠度要小于计算的 fmax值。实际实施时，在最先施工的纵梁上的端部、支座位置、中部等部位设置沉降监测测点，监测施工过程中的沉降情况，据此确定是否需要预留上拱度。如果需设置预拱度时，根据情况采取按以梁端部为预留上拱度最大值，在梁端部预留 2cm 的上拱度并递减至墩柱部位的办法解决。五、抱箍计算（一）抱箍承载力计算1、荷载计算每个盖梁按墩柱设三个

19、抱箍体支承上部荷载，由上面的计算可知：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以最大值为抱箍体需承受的竖向压力 N 进行计算，该值即为抱箍体需产生的摩擦力。 2、抱箍受力计算（1）螺栓数目计算抱箍体需承受的竖向压力 N=1672kN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=Pn/K式中：P-高强螺栓的预拉力，取 225kN; -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=

20、 2250.31/1.7=39.7kN螺栓数目 m 计算：m=N/NL=1672/39.7=42.142 个，取计算截面上的螺栓数目 m=42 个。则每条高强螺栓提供的抗剪力：P=N/44=1672/42=39.8KNN故能承担所要求的荷载。 （2）螺栓轴向受拉计算L=39.7kN砼与钢之间设一层橡胶，按橡胶与钢之间的摩擦系数取 =0.3 计算抱箍产生的压力 Pb= N/=1672kN/0.3=5573kN 由高强螺栓承担。则：N=Pb=5573kN抱箍的压力由 42 条 M24 的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为N1=Pb/44=55743kN /42=133kNS=225kN=N”/A

21、= N （1-0.4m1/m）/A式中：N-轴心力m1-所有螺栓数目，取：66 个A-高强螺栓截面积，A=4.52cm2=N”/A= Pb（1-0.4m1/m）/A=5573(1-0.466/42)/664.5210-42=117692kPa=118MPa=140MPa 故高强螺栓满足强度要求。（3）求螺栓需要的力矩 M1)由螺帽压力产生的反力矩 M1=u1N1L1u1=0.15 钢与钢之间的摩擦系数L1=0.015 力臂M1=0.151330.015=0.299KN.m2)M2为螺栓爬升角产生的反力矩,升角为 10M2=1Ncos10L2+Nsin10L2式中 L2=0.011 (L2为力臂

22、)=0.15133cos100.011+133sin100.011=0.470(KNm)M=M1+M2=0.299+0.470=0.769(KNm)=76.9(kgm)所以要求螺栓的扭紧力矩 M77(kgm) （二）抱箍体的应力计算：1、抱箍壁为受拉产生拉应力拉力 P1=21N1=21133=2793（KN）抱箍壁采用面板 16mm 的钢板，抱箍高度为 1.734m。则抱箍壁的纵向截面积：S1=0.0161.734=0.027744(m )=P1/S1=2793/0.027744=100.67(MPa)=140MPa满足设计要求。2、抱箍体剪应力=（1/2RA）/（2S1）=（1/21672）/（20.027744）2 2 1/2 2 2 1/2=15MPa=85MPa根据第四强度理论W=（ +3 ） =（100.67 +315 ）=104MPa满足强度要求。【附图】W=145MPa图一、盖梁抱箍法施工设计总图 图二、盖梁抱箍设计图图三、盖梁抱箍法施工支撑详图图四、各部件连接、栏杆与工作平台详图