桥梁盖梁抱箍法的施工及计算修改.docx

1、桥梁盖梁抱箍法的施工及计算修改盖梁抱箍法施工及计算一、施工设计说明1、 工程简介延延高速公路前张罗村2号大桥23、24双柱盖梁。墩柱为两柱式结构，墩柱上方为盖梁，如图1所示。本图尺寸为其中一种形式，该盖梁设计砼92.66立方米，计算以该图尺寸为依据，其他尺寸形式盖梁施工以该计算结果相应调整。图1 盖梁正面图（单位：m）2、设计依据（1）公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）（2）路桥施工计算手册（3）其他相关资料及本单位以往施工经验。二、盖梁抱箍法结构设计1、盖梁模板底模支撑在盖梁底模下部采用间距1m工14型钢作横梁，横梁长3.7m。横梁底下设纵梁。2、纵梁在横梁底部采用并排双5

2、6b型工字钢；两排工字钢（标准工字钢规格：56cm12000cm，）连接形成纵梁，长25m，两排工字钢位于墩柱两侧，中心间距236.6cm。纵、横梁之间采用焊接连接；纵梁下为抱箍。3、抱箍抱箍采用双抱箍，增加墩柱与抱箍间的摩擦力，抱箍采用两块半圆弧型钢板（板厚t=15mm）制成， M24的高强螺栓连接，抱箍高75cm，采用18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23mm厚的橡胶垫，纵梁与抱箍之间采焊接连接。5、防护栏杆与工作平台(1)栏杆采用50的钢管搭设，在横梁上每隔2

3、米设一道1.2m高的钢管立柱，竖向间隔0.5m设一道钢管横杆，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5cm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、对部分结构的不均布，不对称性采用较大的均布荷载。3、本计算未扣除墩柱承担的盖梁砼重量。以做安全储备。4、抱箍加工完成实施前，必须先进

4、行压力试验，变形满足要求后方可使用。三、荷载计算荷载分析：1盖梁砼自重：G=92.66m325KN/m3=2316.5KN 2. 钢模板自重：200KN3I14工字钢：盖梁宽度为24.7m，加上两侧作业平台宽度各1m，则横向长度为26.7m，共计I14工字钢：26.7m1m=27根。I14工字钢：27根3.7m/根16.89kg/m9.8N/kg1000 =16.54KN4I56b工字钢重量：工字钢采用I56b普通热轧工字钢，标准每m重：115.108/m，每盖梁采用2根26.7m。则工字钢总重为：226.7115.1089.8N/kg60238.3N=60.24KN5抱箍重量：依据模板厂家设

5、计图纸，单个抱箍重量为400kg， 则抱箍重量为：44009.8N/kg15680N=15.68KN荷载分项系数取1.2。6.施工荷载与其它荷载：21kN四、荷载计算组合1、计算I45b工字钢受力分析时，则按照工字钢上均布荷载进行计算(因盖梁受力范围为24.7m,均布荷载只计算24.7m)，荷载组合为： 即：q(（2316.5+200+16.54）1.2+0.81.4+0.251.4) 224.761.56kN/m2、计算抱箍受力时，按照抱箍面与混凝土面的摩擦力以抵抗抱箍以上所有集中荷载为标准， 即：Q单=(（2316.5+200+16.54+60.24）1.2+0.81.4+0.251.4)

6、 2 =1556.7kN（二）、横梁计算采用间距1m工14型钢作横梁，横梁长3.2m。共设横梁24根，总重约15kN。1、荷载计算（1）盖梁砼自重：G1=92.66m325kN/m3=2316.5kN（2）模板自重：G2=200kN（3）施工荷载与其它荷载：G3=21kN横梁上的总荷载：G=G1+G2+G3 =2537.5kNq1=1008.8/24=105.72kN/m横梁采用1m间距的工字钢，则作用在单根横梁上的荷载G=105.721=105.72kN作用在横梁上的均布荷载为：q2= =105.72/1.85=57.2kN/m2、力学模型如图所示。 图2 横梁计算模型3、横梁抗弯与挠度验算

7、横梁的弹性模量E=2.1105MPa;惯性矩I=712cm4;抗弯模量Wx=102cm3为了简化计算，忽略两端0.25m悬挑部分的影响。最大弯矩：Mmax= =34.51.22/8=6.24kNm= Mmax/Wx=6.24/(10210-6)=61176.5kpa61.2MPaw=158MPa满足要求。最大挠度：fmax= 5 q2lH 4/384EI=5345001.24/(3842.1101171210-8)=0.0006mf =1.2/400=0.003m满足要求。（三）、纵梁计算纵梁采用单层2排贝雷片（标准贝雷片规格：3000cm1500cm）连接形成纵梁，长18m。1、荷载计算（1

8、）横梁自重：G4=11kN（2）贝雷梁自重：G5=270129.8=31752N31.8KN纵梁上的总荷载：GZ=G1+G2+G3+G4+G5=1051.6kN纵梁所承受的荷载假定为均布荷载，单排贝雷片所承受的均布荷载q3：q3= GZ/2L=1051.6/（217.2）30.6kN/m2、力学计算模型建立力学模型如图2-3所示。图3 纵梁计算模型图3、结构力学计算（1）计算支座反力Rc：Rc=30.617.2/2=263.2KN最大剪力Fs=Rc-4.130.6=137.7KN（2）求最大弯矩：根据叠加法求最大弯矩。图4 纵梁计算单元一跨中最大弯矩Mmax1=92q3/8=309.8KN/m

9、图5 纵梁计算单元二梁端最大弯矩Mmax2=4.12q3/2=257.2KN/m叠加后得弯矩图： 图6 纵梁弯矩图所以纵梁最大弯矩Mmax产生在支座处，Mmax= Mmax2=257.2KN.m，远小于贝雷桁片的允许弯矩M0=975kNm。（3）求最大挠度：贝雷片刚度参数弹性模量：E=2.1105MPa，惯性矩：I=250500cm4。易知纵梁最大挠度发生在跨中或者梁端。纵梁端挠度fc1=qal3/(24EI)(6a2/l2+3a3/l3-1)=306004.193/(242.1101125050010-8)(64.12/92+34.13/93-1) 0.004m跨中挠度fc1=ql4/(38

10、4EI)(5-24a2/l2)= 3060094/(3842.1101125050010-8)(5-244.12/92) 0.210-4m所以最大挠度发生在纵梁两端为fc1=0.004mfc1f=a/400=4.1/400=0.0103m,满足要求。（四）、抱箍计算1、荷载计算每个盖梁按墩柱设两个抱箍体支承上部荷载，由上面的计算可知：支座反力Rc= 263.2kN,每个抱箍承受的竖向荷载N=2Rc=526.4kN,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=526.4kN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

11、：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= 2250.31/1.7=39.7kN螺栓数目m计算：m=N/NL=526.4/39.7=13.314个，取计算截面上的螺栓数目m=14个。则每条高强螺栓提供的抗剪力：P=N/14=526.4/14=37.6KNNL=39.7kN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，按橡胶与钢之间的摩擦系数取=0.3计算抱箍产生的压力Pb= N/=526.4kN/0.3=1754.7kN由高强螺栓承担。则：N1=Pb=1

12、754.7kN抱箍的压力由14条M24的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为N2=Pb/14=1754.7kN /14=125.3kNS=225kN=N1/A= N1（1-0.4m1/m）/A式中：N2-轴心力m1-所有螺栓数目，取：14个A-高强螺栓截面积，A=4.52cm2=N”/A= Pb（1-0.4m1/m）/A=1754.7(1-0.414/7)/144.5210-4=55458kPa=55.5MPa=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=u1N2L1u1=0.15钢与钢之间的摩擦系数L1=0.015力臂M1=0.15125.30

13、.015=0.282KN.m2)M2为螺栓爬升角产生的反力矩,升角为10M2=1N2cos10L2+N2sin10L2式中L2=0.011(L2为力臂)=0.15125.3cos100.011+125.3sin100.011=0.443(KNm)M=M1+M2=0.282+0.443=0.725(KNm)所以要求螺栓的扭紧力矩M0.725(KNm)3、抱箍体的应力计算：（1）、抱箍壁受拉产生拉应力拉力P1=7N2=877.1（KN）抱箍壁采用面板10mm的钢板，抱箍高度为0.7m。则抱箍壁的纵向截面积：S1=0.010.7=0.007 (m2)=P1/S1=877100/0.007=125.3106(Pa)=125.3(MPa)=158MPa满足要求。（2）、抱箍体剪应力=（1/2N）/（2S1）=（1/2526400）/（20.007）=18.8106(Pa)=18.8MPa=98MPa根据第四强度理论W=（2+32）1/2=（125.22+318.82）1/2=129.2MPa=158MPa满足强度要求。