盖梁抱箍法施工设计受力计算正式16mm钢带2.docx

1、 盖梁抱箍法施工设计受力计算正式盖梁抱箍法施工设计受力计算正式 16mm 钢带钢带 2 盖梁抱箍法施工受力计算书 第一部分 盖梁抱箍法施工设计图 一、施工设计说明 1、概况 武胜嘉陵江特大桥引桥长 488m，共有 16个桥墩，除 16#交界墩为空心薄壁墩外均为为双柱式（单幅），墩柱上方为盖梁，中间设置系梁。盖梁为长 14.55m，宽 2.0m，高 1.8m的钢筋砼结构，如图 1。图 1 盖梁正面图（单位：cm）2、设计依据（1）汪国荣、朱国梁编著施工计算手册（2）路桥施工计算手册 人民交通出版社（3）盖梁模板提供厂家提供的模板有关数据。（4）规范和标准。二、盖梁抱箍法结构设计 1、支架设置 支

2、架支撑设计为抱箍，采用两块半圆弧型钢板（板厚 t=12mm）制成，M24 的高强螺栓连接，抱箍高 50cm，采用 30颗 8.8级 M24 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 8mm厚的高强橡胶垫，纵梁与抱箍之间采用 U型螺栓连接。抱箍上放置 I56b 主梁，主梁上设置间距 50cm 214槽钢做分配梁，其上放置底模。2、模板及支撑 模板采用“墙包底”模式，模板为特制大钢模,面模厚度为 6mm，小楞采用间距30cm的10 槽钢，肋板高为 10cm。侧模高 190.6cm，

3、在肋板外设 2组 216水平背枋，背枋中距 125cm，上背枋距模板顶中距 40cm，下背枋距模板底中距 25.6cm。水平背枋外侧设置间距 150cm216 组合槽钢背楞，其上下端设置 25mm 精轧螺纹钢拉杆，上下拉杆间距 200cm。为确保模板的稳固，在模板竖带外设 48的钢管斜撑，支撑在底板分配梁上。底模与墩柱相交部位采用特制型钢支架。5、防护栏杆与与工作平台 工作平台采用在地面用 L75 5mm角钢、架管及钢丝网（侧面防护）、钢板网（底部）加工成的 L型骨架平台，分节段吊装至盖梁分配梁上拼装而成。型加工成型宽80cm、高 120 设在分配梁悬出端。平台截面图下图：图 2 盖梁施工平台

4、断面图 第二部分 盖梁抱箍法施工受力计算 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、计算时未扣除墩柱承担的盖梁砼重量。以做安全储备。3、抱箍加工完成实施前，先进行压力试验，满足要求后方使用。二、侧模支撑计算 1、力学模型 采用 midas civll 建模，侧模单块标准长度为 3m，建模时仅取单面 4.5m节段作受力计算，其中侧模与底模接触位置考虑仅受压支撑。qm为砼浇筑时的侧压力，T1、T2为拉杆承受的拉力，计算模型如图 2所示。图 3 侧模计算模型图 2、荷载计算 砼容重按 25kN/m3

5、，钢材容重按 78.5KN/m3考虑；砼振捣对模板产生的侧压力按 4kPa；砼浇筑时的侧压力：qm=Kh 式中：K-外加剂影响系数，取 1.2；-砼容重，取 25kN/m3；h-有效压头高度。砼浇筑速度 v按 0.5m/h，入模温度按 20考虑。则：v/T=0.5/20=0.0250.035 h=0.22+24.9v/T=0.22+24.9 0.025=0.843m qm=Kh=1.2250.843=25.29kPa 考虑荷载分项系数,侧模最大荷载为：q=1.2 25.29+1.4 4=35.95kPa 图 4 侧模荷载图 侧模各组件受力分析结果如下：图 5 侧模骨架应力计算结果图 图 6 侧

6、模面板应力图 图 7 侧模面板变形图 有：max=86.5MPa=145Mpa，fmax=1.1mmf=L/400=5.0mm及模板 3mm变形要求 满足强度、刚度及模板规范要求。三、底模及分配梁受力计算 采用间距 0.5m工 214 槽钢作横梁，横梁长 4.0m。在墩柱部位横梁设计为特制钢支架，该支架由14型钢制作，每个墩柱 1个，每个支架由两个小支架栓接而成。盖梁悬出端底模下设特制【14三角支架。1、荷载计算（1）盖梁砼自重：q1=1.2 25 1.8=54kPa（2）施工荷载、振捣荷载：q2=3.5kPa 2、力学模型及计算结果（3m节段）图 8 分配梁及底板应力分布图 图 9 分配梁及

7、底模骨架受力变形图 图 10 底模面板受力应力分布图 图 11 底模面板受力变形图 有：max=91.7MPa=145Mpa fmax=1.9mmf=L/400=5.5mm及模板 3mm变形要求 满足强度、刚度及模板规范要求。三、主纵梁受力计算 主纵梁采用 2I56b 工字钢，单根工字钢荷载如下：砼荷载：梁端 q1=1.2 0.9 2 25/2=27kN/m 等厚段：q2=1.2 1.8 2 25/2=54kN/m 振捣荷载：q3=1.4 2 2/2=2.8kN/m 人群荷载：q4=1.4 1.5 2/2=2.1kN/m 侧模、底模、分配梁荷载：q5=5kN/m 合计：梁端均布荷载：36.9k

8、N/m 等厚段：64.9kN/m 图 12 主梁受力应力图 图 13 主梁受力变形图 图 14 主梁受力支承反力图 有：max=147.4MPa1.3=188.5Mpa fmax=17.1mmf=L/400=21.1mm 支反力为：RA=RB=443.4KN 满足要求。四、抱箍计算（一）、荷载计算 每个盖梁按墩柱设 2个抱箍体支承上部荷载，由上面的计算可知：支座反力 RA=RB=443.4kN，一个抱箍受力为 886.8kN。该值即为抱箍体需产生的摩擦力。（二）、抱箍计算 1、抱箍对柱体压应力计算 螺栓数目计算（取 8.8级 M24 高强螺栓），抱箍体需承受的竖向压力 P=886.8kN 抱箍

9、所受的竖向压力由抱箍与墩身砼间静摩擦力抵抗，则钢带对墩柱的压应力为，式中：K-载荷安全系数，（抱箍采用高强螺栓连接，取 K=1.7）；B-钢带宽度，B取 500mm D-墩柱直径，D=1800mm；=1.7*2956*1000/（500*3.14*1800）=1.78MPa =14MPa 式中：=砼墩柱抗压强度容许值，其值不大于，墩柱砼标号为 C30，施工中考虑凝期因素，取混凝土设计标号为 C25号，轴心抗压强度=17.5MPa，=14 MPa。2，钢带内应力 1）由受力分析可得 化简得=式中：r-墩柱半径，r=900mm；t-钢带厚度，t=16mm；代入计算得：=100.1MPa=145 M

10、Pa 图 15 抱箍受力分析图 2）、钢带剪应力 =RA/（2S1）=（886.8*1000）/（2 8000）=55.43MPa=85MPa 3）、根据第四强度理论 W=（2+32）1/2=（100.12+3 55.432）1/2=138.7MPaW=145MPa 满足强度要求。3、螺栓计算 1）螺栓拉力 钢带拉应力为=100.1MPa，则单侧螺栓拉力为：Pb=A.2=8000100.1/1000=800.8kN 15条 M24 的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为：N1=Pb/15=800.8/15=53.4kNP=225kN 故高强螺栓满足强度要求。2）、螺栓需要的力矩 M A、由螺帽

11、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 53.4 0.015=0.120KN.m B、M2为螺栓爬升角产生的反力矩,取升角为 10 M2=1Ncos10L2+Nsin10L2 式中 L2=0.011(L2 为力臂)=0.15 53.4 cos10 0.011+53.4 sin10 0.011=0.196(KN m)M=M1+M2=0.120+0.196=0.316KN m 所以要求螺栓的扭紧力矩 M31.6(kgm)施工时，螺栓扭紧力矩按 40kg.m控制。4、钢带加工长度计算：半个钢带生产量为：L=（2/E）（r）=

12、100.1 3.14 900/（2.06 105）=1.4mm 加工时取两抱箍间距为 20mm，则半个抱箍长度为：2806mm。5、焊缝设计及计算 1）、焊缝受力计算 焊条采用 E43型，手工焊接，刚才为 Q235钢，焊缝形式为角焊缝。计算时，假设上下翼缘板焊缝承受全部弯矩，并将弯矩华为一对水平力，竖向焊缝承受全部剪力。半个抱箍单侧焊缝承受竖向压力为：V=RA/2=443.4/2=221.7kN M=V.e=221.7 0.1=22.17kN.m（e 为受力点距抱箍外侧面距离，取 0.1m）翼缘焊缝收受水平力为：H=M/h=22.17/0.5=44.34KN（上下翼缘板中距，取 0.5m）2）

13、翼缘焊缝强度计算 f1=H/he1lw1 =44.34 103/（0.7 8 300）=26.4Mpa 式中：he1：焊缝有效宽度，取 0.7hf；hf：焊角尺寸，取 8mm；lw：焊缝长度，取 300mm。3）腹板侧焊缝计算 f=V/（2he2lw2）=221.7 103/（2 0.7 8 480）=41.2MPa 4）螺栓压力作用下焊缝受力 螺栓压力由所有焊缝承担，其中水平焊缝 4条，竖向焊缝 2 条 p=P/（helw）=800.8*103/0.7 8（4 300+2 480）=66.2Mpa 5)、翼焊缝强度为：翼=（f12+p2）1/2 =（26.42+66.22）=71.3Mpa 腹=（f 2+p2）1/2 =（41.22+66.22）=78.0Mpa 均小于焊缝 160Mpa 的强度设计值。满足施工要求。