盖梁施工支撑体系计算docx.docx

1、盖梁施工支撑体系计算docx.盖梁施工支撑体系计算书本标段盖梁分为双柱式和三柱式盖梁，由于盖梁尺寸不同，分别各选取盖梁尺寸及跨中最大的一种进行计算。等截面矩形双柱式盖梁采用抱箍法或钢棒法施工，墩柱完成后，在墩柱上安装抱箍， 方柱抱箍分为四片分别进行安装； 钢棒法施工墩柱施工时盖梁下部墩身预埋 110PVC管，内穿 100mm 高强钢棒。然后在抱箍或钢棒上上安装横向的 I63a 工字钢，工字钢上铺 4m/5m长15cm15cm的方木或 25a 槽钢，然后方木 / 槽钢上铺设定型钢模。盖梁侧模、底模（前后左右面）均采用定型钢模，盖梁端部定制模板时已包含支架。由于双柱式盖梁单侧要放置单层两排 63a

2、 工字钢才能满足受力要求，考虑抱箍侧面平面布置问题， 本标段盖梁全部采用内穿钢棒法施工，抱箍根据现场情况自行确定是否使用， 本计算书对于采用两种形式均进行计算。盖梁验算，盖梁立面图如下：161002250 1000 9600 1000 2250盖梁立面图.盖梁立面图一、工字钢验算5 363a 工 字钢 计 算 参 数 如下 ： E=2.1 10 MPa， W=2980cm，I=93900cm4，单位重为 154.658kg/m1、受力分析（1）、双柱式盖梁工字钢长度为 18.6m，盖梁长 16.1m。（2）、三柱式盖梁工字钢长度为 23.3m，盖梁长 20.8m。工字钢受力示意图如下：.2、荷

3、载计算作用于工字钢的荷载有：（1）、施工时钢筋混凝土重量双柱式盖梁： 116.68m326KN/m3=3033.7KN，三柱式盖梁： 83.28m326KN/m3=2165.3KN；（2）、模板及方木、钢管重量；双柱式盖梁： 侧模、底模定型钢模重量： 总面积为 104.6 ，重量为 139KN； 铺设 5cm厚脚手板重量：面积为 45.0 ，重量为 15.8KN； 工字钢上满铺 1215 方木重量：长度 496m，重量 62.5KN；合计为 217.3KN；三柱式盖梁：侧模、底模定型钢模重量： 总面积为 87.6 ，重量为 96.1KN；铺设 5cm厚脚手板重量：面积为 55.0 ，重量为 1

4、9.3KN； 工字钢上满铺 1215 方木重量：长度 625m，重量 78.8KN；合计为 194.2KN 或用 25 槽钢重量为： 16.1/0.3 227.4 310=88.76KN（差值 10KN，荷载系数已考虑）；（3）、施工时人员、设备重量 10KN；.（4）、振捣砼时产生荷载双柱式： 2KN/16.1m2.8m=90.2KN，三柱式： 2KN/20.8m2.1m=87.4KN；（5）总荷载双柱式：总荷载为 1.2 3033.7+1.2 217.3+1.4 10+1.4 90.2=4041.5KN。（分别乘以荷载系数 i ）每根工字钢的均布荷载 q=4041.5/ （416.1 ）=

5、62.76KN/m。三柱式：总荷载为 1.2 2165.3+1.2 194.2+1.4 10+1.4 87.4=2967.8KN。（分别乘以荷载系数 i ）每根工字钢的均布荷载 q=2967.8/ （220.8 ）=71.34KN/m。3、受力验算（1）、抗弯强度验算（一）双柱式盖梁弯矩图由计算可知跨中处弯矩最大， 也可采用以下计算公式计算跨中弯矩：2M 跨中 = 1 ql 2 (1 4 l12 )8 l.其中： q 为上部荷载，单位 N/m；l 为两支点间距离，为 9.6m；l 1 为悬臂距离，为 3.25m；M跨中 =1/8 62.76 9.6 21-4 （ 3.25/9.6 ）2=391

6、.54KNmmax=Mmax/WZ=(391.54 103)/(2980 10-6 )=131.4Mpa145Mpa也可由上述公式反算截面抗弯截面系数 WZ= Mmax/max一侧选用单层两根 63a 工字钢，两根工字钢之间采用拉杆连接，可满足要求。（2）、挠度计算可采用手工计算或软件计算两种方法进行计算：手工计算：端部挠度 =ql 1l 3( 16l123l13)24EIl 2l 3其中 I=93900cm4，E=2.1105MPa。62. 761033. 259.6 363. 25233. 253 =2. 1101193900108 ( 19.629.63 ) =-7.471mm24跨中挠

7、度qL4(5-24a 2/L 2)/(384EI)62. 761039.6 4243. 252=384 2. 1 101193900 2 10 8 (59.6 2) =1.583cmL/400=2.4cm软件计算：挠度曲线.跨中挠度满足要求， 但跨中挠度值较大， 施工时需控制浇筑速度和浇筑时间，把跨中挠度降到最小值。（3）、抗剪强度计算=QSx/Ixd其中 Ix/Sx 查表得 I63a 工字钢为 54.2 ，Sx/Ix 为 1/54.2 ；d验算截面处腹板厚度 I63a 工字钢为 d=13mm4Ix 截面惯性矩 I63a 工字钢为 93900cm剪力图.=301.25/54.2/13/10=4

8、2.8Mpa =1.3 85 MPa抗剪强度符合要求。（二）三柱式盖梁(1)、抗弯强度计算弯矩图（2）、挠度计算挠度曲线两端挠度最大为 -8.78mm=(365.26103)/2980 10-6 =122.6Mpa145Mpa 也可由上述公式反算截面抗弯截面系数 WZ= Mmax/max一侧选用单根 63a 工字钢，可满足要求。（3）抗剪强度：=QSx/Ixd剪力图其中 Ix/Sx 查表得 I63a 工字钢为 54.2 ，Sx/Ix 为 1/54.2cm ；d验算截面处腹板厚度 I63a 工字钢为 d=13mm4Ix 截面惯性矩 I63a 工字钢为 93900cm=268.71 103/54.

9、2*10 -2 /13 10-3 =38.1Mpa = 85 MPa抗剪强度符合要求。二、 1215 方木验算1215 方木计算参数：木材品种：柏木；E=9103MPa，.12=0.12 0.15 0.15/6=4.5-4 3W=bh 10 m，6133-5 4I=bh=0.12 0.15 /12=3.37510 m。12（一）、双柱式盖梁1、受力分析1215 方木受力示意图如下：2、荷载计算（1）、施工时钢筋混凝土重量 116.68m326KN/m3=3033.68KN；（2）、模板及脚手板重量；侧模钢模重量：面积为 38.5 ，重量为 57.8KN；侧模、底模定型钢模重量： 总面积为 10

10、4.6 ，重量为 139KN；铺设 5cm厚脚手板重量：面积为 45.0 ，重量为 15.8KN。合计： 212.6 KN 。（3）、施工时人员、设备重量 10KN；（4）、振捣砼时产生荷载 2KN/ 16.1m2.8m=90.2KN；合计荷载为 1.2 3033.68+1.2 212.6+1.4 10+1.4 90.2=4035.816KN.每根方木上荷载 q=4035.8160.12/ （16.1 2）=15KN/m3、受力验算（1）抗弯强度计算弯矩图2最大弯矩 M=14.7KN或用公式 M=QL/8 求跨中弯矩值。=M/W=14.7103/4.5 10-4 =32.7MPa =12MPa

11、。方木无法满足要求，改用 25a 槽钢，间距 30cm一根。每根槽钢上荷载 q=4035.8160.3/ （16.1 2）=37.6KN/m5 325a 槽钢计算参数： E=2.110 MPa，W=268.7cm最大弯矩为： 36.85KN=M/W=36.85103/268.7 10-6 =137MPa =145MPa。25a 槽钢满足强度要求。（2）、挠度计算挠度曲线.根据计算，最大挠度为 4.9mmL/400=12mm，挠度变形满足要求。(3)、抗剪强度计算=V*S/(I*t w) fvV沿平面作用的最大剪力；S半截面面积矩，查表得 25a 槽钢为 157.8cm3； I 截面惯性矩，查表

12、得 25a 槽钢为 3359.1cm4；t w腹板厚度，查表得 25a 槽钢为 9mm；剪力图=52.64 103157.8 10-6 /(3359.1 10-8 910-3 )=0.274 .108=27.4Mpafv=85MPa，抗剪强度满足要求。（二）、三柱式盖梁1、受力分析1515 方木受力示意图如下：2、荷载计算1515 方木计算参数： E=9103MPa，12=0.15 0.15 0.15/6=5.62510-4 3W=bhm，6133-54I=bh=0.15 0.15 /12=4.2210 m。12（1）、三柱式盖梁： 83.28m326KN/m3=2165.3KN；（2）、模板

13、及脚手板重量；侧模、底模定型钢模重量： 总面积为 87.6 ，重量为 96.1KN；铺设 5cm厚脚手板重量：面积为 55.0 ，重量为 19.3KN；合计为 115.4KN；（3）、施工时人员、设备重量 10KN；（4）、振捣砼时产生荷载 2KN/ 20.8m2.1m=87.4KN；合计荷载为 1.2 2165.3+1.2 115.4+1.4 10+1.4 .87.4=2873.2KN每根方木上荷载 q=2873.20.15/ （20.8 2）=10.4KN/m3、受力验算（1）抗弯强度验算弯矩图最大弯矩为 5.73KN/m。=M/W=5.73103/5.625 10-4 =10.2MPa

14、=12MPa，方木强度满足要求。（2）挠度计算挠度曲线最大挠度为端部 0.8mmL/400=10mm，挠度变形满足要求。.（3）抗剪强度计算截面抗剪强度必须满足 : T = 3Q/2bh T剪力图截面抗剪强度计算值 T=3 10.92 103/(2 150150)=0.728MPa截面抗剪强度设计值 T=1.30MPa方木的抗剪强度计算满足要求 !三、抱箍和钢棒计算（一）双柱式盖梁（1）抱箍承载力计算（1、荷载计算盖梁砼自重： G1=3033.7kN 模板自重： G2=139kN+15.8kN= 154.8kN 施工荷载与其它荷载： G3=10+90.2=100.2kN 横梁自重： G4=41

15、8.6 154.658kg/m 10115.1kN 方木或槽钢自重： G5=88.76kNGZ=G1+G2+G3+G4+G5=3492.6kN每个盖梁按墩柱设两个抱箍体支承上部荷载， 由由静力平衡方程.解得 : RA=RB=3492.6/2= 1746.3 kN 此值为抱箍体需承受的竖向压力N,即为抱箍体需产生的摩擦力。（2、抱箍受力计算螺栓数目计算抱箍体需承受的竖向压力 N=1746.3kN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=P n/K式中： P- 高强螺栓的预拉力，取 225kN; - 摩擦系数，取 0.3

16、 ；n- 传力接触面数目，取 1；K- 安全系数，取 1.5 。则： NL= 225 0.3 1/1.5=45kN 螺栓数目 m计算：m=N/NL=1746.3/45=38.8 39 个，取计算截面上的螺栓数目m=60个，矩形墩四个角各 15 个。则每条高强螺栓提供的抗剪力：P =N/40=1746.3/60=29.1KN NL=45kN 故能承担所要求的荷载。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 =0.35 计算，抱箍产生的压力 Pb= N/=1746.3kN/0.35=4989.4kN 由高强螺栓承担。 则： N =Pb=4989.4kN.抱箍的压力由 60 条

17、 M24的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为 N1=Pb/60=4989.4kN /60=83.2kNS=225kN=N”/A= N （ 1-0.4m1/m）/A式中： N- 轴心力m1- 计算截面受力螺栓数目，取： 60 个A- 高强螺栓截面积， A=4.52cm2=N”/A= Pb （1-0.4m1/m）/A=4989.4 (1-0.4 60/60)/60 4.52 10-4 =11. 04kPa 104110.4MPa =140MPa 故高强螺栓满足强度要求。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

18、=0.1583.2 0.015=0. 187KN.m2)M2 为螺栓爬升角产生的反力矩 , 升角为 10M2=1Ncos10 L2+Nsin10 L2=0.15 83.2 cos10 0.011+ 83.2 sin10 0.011 =0.294( KNm) 式中 L2=0.011 (L2 为力臂 )M=M1+M2=0.187+0.294=0.481(KNm) =48.1 (kg m)所以要求螺栓的扭紧力矩 M48(kg m)抱箍体的应力计算：1、抱箍壁为受拉，产生拉应力.拉力 P1=15N1=1583.2=1248（KN）抱箍壁采用面板 15mm的钢板，抱箍高度为 0.6m。则抱箍壁的纵向截面

19、积： S1=0.0150.6=0.009(m 2)=P1/S1=1248/0.009=138.7MPa =140MPa满足设计要求。2、抱箍体剪应力=（1/2RA）/ （2S1） = （ 1/2 1746.3 ）/ （20.009 ）=48.5MPa=85MPa根据第四强度理论W=（2+2）-2 1/2 =（ 138.7 2+48.5 2）-2 138.7 48.5 1/2=90.2MPa W=145MPa满足强度要求。（2）钢棒承载力计算1、荷载计算盖梁砼自重： G1=3033.7kN模板自重： G2=139kN+15.8kN= 154.8kN施工荷载与其它荷载： G3=10+90.2=10

20、0.2kN横梁自重： G4=418.6 154.658kg/m 10115.1kN方木或槽钢自重： G5=88.76kNGZ=G1+G2+G3+G4+G5=3492.6kN每个盖梁按墩柱设两个钢棒四个头支承上部荷载， 由静力平衡方程解得 : RA=RB=3492.6/4= 873.15 kN由于钢棒仅仅是承受剪力 , 所以只验算抗剪强度钢棒采用直径为 100mm的 45#高强钢棒。.= R/A=873.15 1000/3.14 5050=111.2MPa =170MPa故能承担所要求的荷载。（二）三柱式盖梁（1）抱箍承载力计算（1、荷载计算盖梁砼自重： G1=2165.3kN模板自重： G2=

21、96.1kN+19.3kN=115.4kN施工荷载与其它荷载： G3=10+87.4=97.4kN横梁自重： G4=223.3 154.658kg/m 1072.1kN方木或槽钢自重： G5=78.8kNGZ=G1+G2+G3+G4+G5=2528.9kN每个盖梁按墩柱设两个抱箍体支承上部荷载， 由由静力平衡方程解得 : RA=RB=2528.9/2= 1264.45 kN 此值为抱箍体需承受的竖向压力N,即为抱箍体需产生的摩擦力。（2、抱箍受力计算螺栓数目计算抱箍体需承受的竖向压力 N=1264.45kN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：

22、M24螺栓的允许承载力： NL=P n/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 1.5 。则： NL= 225 0.3 1/1.5=45kN螺栓数目 m计算：m=N/NL=1264.45/45=28.1 29 个，取计算截面上的螺栓数目 m=48个，矩形墩四个角各 12 个。则每条高强螺栓提供的抗剪力：P =N/48=1264.45/48=26.3KN NL=45kN 故能承担所要求的荷载。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 =0.35计算，抱箍产生的压力 Pb= N/ =

23、1264.45kN/0.35=3612.7kN 由高强螺栓承担。 则： N=Pb=3612.7kN抱箍的压力由 48 条 M24的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为 N1=Pb/48=3612.7kN /48=75.2kNS=225kN=N”/A= N （ 1-0.4m1/m）/A式中： N- 轴心力m1- 计算截面受力螺栓数目，取： 48 个2=N”/A= Pb （1-0.4m1/m）/A=3612.7 (1-0.4 48/48)/48 4.52 10-4 =9.99kPa104 99.9MPa =140MPa 故高强螺栓满足强度要求。.求螺栓需要的力矩 M2)由螺帽压力产生的反力矩 M1

24、=u1N1L1 u1=0.15钢与钢之间的摩擦系数 L1=0.015力臂 M1=0.1575.2 0.015=0. 169KN.m2)M2 为螺栓爬升角产生的反力矩 , 升角为 10M2=1Ncos10 L2+Nsin10 L2=0. 1575.2 cos10 0.011+ 75.2 sin10 0.011 =0.266( KNm) 式中 L2=0.011 (L2 为力臂 )M=M1+M2=0.169+0.266=0.434(KNm) =43.4 (kg m)所以要求螺栓的扭紧力矩 M44(kg m)抱箍体的应力计算：1、抱箍壁为受拉，产生拉应力拉力 P1=15N1=1575.2=1128（K

25、N）抱箍壁采用面板 15mm的钢板，抱箍高度为 0.6m。则抱箍壁的纵向截面积： S1=0.0150.6=0.009(m 2)=P1/S1=1128/0.009=125.3MPa =140MPa满足设计要求。2、抱箍体剪应力=（1/2RA）/ （2S1） = （ 1/2 1264.45 ）/ （20.009 ）=35.1MPa=85MPa根据第四强度理论W=（2+2）-2 1/2 =（ 125.3 2+35.1 2）-2 125.3 35.1 1/2.=90.2MPa W=145MPa满足强度要求。（2）钢棒承载力计算1、荷载计算盖梁砼自重： G1=2165.3kN模板自重： G2=96.1kN+19.3kN=115.4kN