钢包箍验算.doc

1、荻港海螺二期专用码头工程钢抱箍法桩帽支撑施工稳定性验算一、抱箍法施工说明抱箍法力学原理：是利用在PHC管桩上的适当部位安装抱箍并使之与PHC管桩夹紧产生的最大静摩擦力，来克服支撑系统及桩帽的重量。如图1 所示。1、抱箍法的关键是要确保抱箍与PHC管桩间有足够的摩擦力，以安全地传递荷载。抱箍安装在PHC管桩上时必须与PHC管桩密贴，这是个基本要求。由于PHC管桩截面不可能绝对圆，各PHC管桩的不圆度是不同的，即使同一PHC管桩的不同截面其不圆度也千差万别。因此，为适应各种不圆度的PHC管桩，抱箍的箍身宜采用不设环向加劲的柔性箍身，即用不设加劲板的钢板作箍身。这样，在施加预拉力时，由于箍身是柔性的

2、，容易与PHC管桩密贴。2、连接板上螺栓的排列抱箍上的连接螺栓，其预拉力必须能够保证抱箍与PHC管桩间的摩擦力能可靠地传递荷载。因此，要有足够数量的螺栓来保证预拉力。3、抱箍采用两块半圆弧型钢板（板厚t=10mm）制成，抱箍高25cm，采用4根M22高强螺栓连接。抱箍紧箍在PHC管桩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。二、验算说明1、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。1、对部分结构的不均布，不对称性采用较大的均布荷载。2、本计算未扣除PHC管桩承

3、担的桩帽砼重量。以做安全储备。三、 抱箍稳定性验算1、荷载计算（1）桩帽砼自重：G1=5.2m326kN/m3=135.2kN（2）模板及支撑系统自重：G2=10kN (估计值)（3）施工荷载：G3=0.5kN（4）倾倒混凝土产生的冲击荷载：G4=4Kpa3.60.12=2.88kN（5）振捣混凝土产生的荷载：G5=2Kpa3.60.12=1.44kN槽钢纵梁上的总荷载：GH=G1+G2+G3+G4+G5=135.2+10+0.5+2.88+1.44=150.02kNqH=150.02/3.6=41.7KN/m由于采用两根20槽钢作为承重纵梁，则作用在单根槽钢上的均布荷载qH=41.72=20

4、.84kN/m2、力学模型如图2 所示。（一）抱箍承载力计算1、荷载计算每个桩帽按PHC管桩设两个抱箍体支承上部荷载，由上面的计算可知：支座反力RA=RB= GH/2=150.02/2=75.01KN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=75.01kN抱箍所受的竖向压力由M22高强螺栓的抗剪力产生， M22高强螺栓的允许抗剪力：NL=Pn/K式中：P-高强螺栓的预拉力，取190kN;-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= 1900.31/1.7=33.5

5、kN螺栓数目m 计算：m=N/NL=107.2/33.5=3.23 个，取计算截面上的螺栓数目m=4 个。则每条高强螺栓提供的抗剪力：P=N/4=75.01/4=25KNNL=33.5kN故能承担所要求的荷载。（2）螺栓轴向受拉计算砼与硬质橡胶之间的摩擦系数取=0.7 计算抱箍产生的压力Pb= N/=75.01kN/0.7=107.2kN由高强螺栓承担。 则：N=Pb=107.2kN抱箍的压力由4条M22 的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为N1=Pb/4=107.2kN/4=26.8kNS=190kN=N”/A= N（1-0.4m1/m）/A式中：N-轴心力m1-所有螺栓数目，取：8 个A

6、-高强螺栓截面积，A=3.80cm2=N”/A= Pb（1-0.4m1/m）/A=107.2103 (1-0.44/8)/83.8102=7.05MPa=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拉力P1=12N1=1225=300（KN）抱箍壁采用面板10mm 的钢板，抱箍高度为0.25m。则抱箍壁的纵向截面积：S1=0.010.25=0.0025(m2)=P1/S1=300103/0.0025106=120(MPa)=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=85MPa，容许弯曲应力W=145MPa抱箍体所受剪应力=（1/2RA）/（2S1）=（1/275.01）103/（20.0025）106=7.5MPa=85MPa3、抱箍体弯曲应力根据第四强度理论:抱箍体所受弯曲应力W=（2+32）1/2=（1202+37.52）1/2=120.7MPaW=145MPa 满足强度要求。