蓋梁抱箍法施工與計(jì)算71932

1、蓋梁抱箍法施工及計(jì)算目錄第一部分 蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)圖一、施工設(shè)計(jì)說明二、蓋梁抱箍法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三、蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)圖四、主要工程材料數(shù)量匯總表第二部分 蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)計(jì)算一、設(shè)計(jì)檢算說明二、側(cè)模支撐計(jì)算三、橫梁計(jì)算四、縱梁計(jì)算五、抱箍計(jì)算附圖圖一、蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)總圖 圖二、蓋梁抱箍設(shè)計(jì)圖 圖三、蓋梁抱箍法施工支撐詳圖 圖四、各部件連接、欄桿與工作平臺詳圖第一部分蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)圖、施工設(shè)計(jì)說明1、概況某大橋引橋長1012.98米(起迄里程為 K18+153.52K19+166.5 )。共有24個(gè)橋墩，除4#、5#墩為雙柱式外，其余各墩為三柱式結(jié)構(gòu)(墩柱為直徑 2.0m的鋼筋砼結(jié)構(gòu))，

2、墩柱 上方為蓋梁。蓋梁為長 26.4m，寬2.4m,高2.6m的鋼筋砼結(jié)構(gòu)，如圖 1-1。由于引橋墩柱高度較大，最大高度為32.5m，除4、5墩及高度較低的墩柱采用搭設(shè)支架施工外，其余墩柱蓋梁施工擬采用抱箍法施工。引橋蓋梁砼澆筑量大，約156.1m3。圖1-1蓋梁正面圖(單位：m)2、設(shè)計(jì)依據(jù)(1) 交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)(JTJ025-86 )(2) 汪國榮、朱國梁編著施工計(jì)算手冊(3) 公路施工手冊，橋涵(上、下冊)交通部第一公路工程總公司。(4) 路橋施工計(jì)算手冊人民交通(5) 蓋梁模板提供廠家提供的模板有關(guān)數(shù)據(jù)。(6) 西南出海大通道 XXX繞城公路某大橋工程項(xiàng)目

3、施工圖設(shè)計(jì)文件。(7) 國家、交通部等有關(guān)部委和省交通廳、海通公司的規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。8）我單位的橋梁施工經(jīng)驗(yàn)。二、蓋梁抱箍法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、側(cè)模與端模支撐側(cè)模為特制大鋼模,面模厚度為3 6mm肋板高為10cm,在肋板外設(shè)214背帶。在側(cè)模 外側(cè)采用間距1.2m的214b作豎帶，豎帶高2.9m ;在豎帶上下各設(shè)一條$20的栓桿作拉桿，上下拉桿間間距2.7m，在豎帶外設(shè)$48的鋼管斜撐，支撐在橫梁上。端模為特制大鋼模，面模厚度為3 6mm肋板高為10cm。在端模外側(cè)采用間距1.2m的214b作豎帶，豎帶高2.9m;在豎帶外設(shè)$ 48的鋼管斜撐，支撐在橫梁上。2、底模支撐底模為特制大鋼模，面模厚度為3 8mm

4、肋板高為10cmo在底模下部采用間距 0.4m工16 型鋼作橫梁，橫梁長4.6m。蓋梁懸出端底模下設(shè)三角支架支撐，三角架放在橫梁上。橫梁底下設(shè)縱梁。橫梁上設(shè)鋼墊塊以調(diào)整蓋梁底2%的橫向坡度與安裝誤差。與墩柱相交部位采用特制型鋼支架作支撐。3、縱梁在橫梁底部采用單層四排上下加強(qiáng)型貝雷片（標(biāo)準(zhǔn)貝雷片規(guī)格：3000cmX 1500cm,加強(qiáng)弦桿高度10cm）連接形成縱梁，長 30m,每兩排一組，每組中的兩排貝雷片并在一起，兩組 貝雷梁位于墩柱兩側(cè)，中心間距253.6cm，貝雷梁底部采用3m長的工16型鋼作為貝雷梁橫向底部聯(lián)接梁。貝雷片之間采用銷連接?？v、橫梁以及縱梁與聯(lián)接梁之間采用U型螺栓連接；縱梁

5、下為抱箍。4、抱箍采用兩塊半圓弧型鋼板（板厚t=16mn）制成，M24的高強(qiáng)螺栓連接，抱箍高1734cm,采用 66 根高強(qiáng)螺栓連接。抱箍緊箍在墩柱上產(chǎn)生摩擦力提供上部結(jié)構(gòu)的支承反力,是主要 的支承受力結(jié)構(gòu)。 為了提高墩柱與抱箍間的摩擦力, 同時(shí)對墩柱砼面保護(hù), 在墩柱與抱箍之 間設(shè)一層23mm厚的橡膠墊，縱梁與抱箍之間采用U型螺栓連接。5、防護(hù)欄桿與與工作平臺(1) 欄桿采用$ 50的鋼管搭設(shè)，在橫梁上每隔2.4米設(shè)一道1.2m高的鋼管立柱，豎向間隔0.5m設(shè)一道鋼管立柱，鋼管之間采用扣件連接。立柱與橫梁的連接采用在橫梁上設(shè)0.2m高的支座。鋼管與支座之間采用銷連接。(2) 工作平臺設(shè)在橫梁

6、懸出端，在橫梁上鋪設(shè)2cm厚的木板，木板與橫梁之間采用鐵絲綁扎牢靠。三、蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)圖(見附圖)圖一、蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)總圖圖二、蓋梁抱箍設(shè)計(jì)圖圖三、蓋梁抱箍法施工支撐詳圖圖四、各部件連接、欄桿與工作平臺詳圖四、主要工程材料數(shù)量匯總表見表一。需要說明的是：主要工程材料數(shù)量是以單個(gè)蓋梁需用量考慮。序號項(xiàng)目及名稱材料規(guī)格單位數(shù)量備注-一-側(cè)模支撐1豎帶槽鋼14bkg4657.632栓桿$ 20kg380.38兩端帶絲型3鋼管斜撐鋼管0 48m96計(jì)48個(gè)4螺帽用于$ 20栓桿個(gè)885墊板0.1 x 0.1米鋼板3 =10mmkg69.08計(jì)88塊每塊-二二底模支撐1橫梁16#工字鋼kg528

7、0.8計(jì)56根序號項(xiàng)目及名稱材料規(guī)格單位數(shù)量備注2三角架16#工字鋼kg797.37計(jì)2個(gè)3特制型鋼架16#工字鋼kg1046.73計(jì)3個(gè)4型鋼架聯(lián)接用螺栓0 20個(gè)24螺栓帶帽5型鋼架聯(lián)接用鋼板鋼板3 =10mmkg28.266鋼墊塊鋼板3 =20mmkg4239每橫梁上布3個(gè)三縱梁1貝雷片3000X1500kg108002加強(qiáng)弦桿3000X100kg64003橫拉桿16#工字鋼kg1230計(jì)20根4弦桿螺栓kg320計(jì)160個(gè)5銷子及保險(xiǎn)插銷0 50kg432計(jì)144個(gè)四抱箍共計(jì)3套1抱箍桶鋼板鋼板3 =16mmkg4545.722上蓋筋板鋼板3 =20mmkg442.933下蓋筋板鋼板3

8、 =10mmkg123.924中部筋板鋼板3 =10mmkg123.925加強(qiáng)筋板鋼板3 =8mmkg381.176加強(qiáng)筋板鋼板3 =14mmkg230.137高強(qiáng)螺栓0 24 長 100mm個(gè)1988橡膠墊厚23mmm233五連接件1A型U型螺栓共計(jì)328套序號項(xiàng)目及名稱材料規(guī)格單位數(shù)量備注螺桿0 20kg1040.24螺母用于0 20栓桿個(gè)656墊板鋼板3 =12mmkg1699.372B型U型螺栓共計(jì)24套螺桿0 24kg80.09螺母用于0 24栓桿個(gè)48六護(hù)欄與工作平臺1欄桿架鋼管0 50m174.42欄桿支座鋼管0 60m63安全網(wǎng)m2834木板厚2 cmm48.95扣件個(gè)60第二

9、部分 蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)計(jì)算一、設(shè)計(jì)檢算說明1、設(shè)計(jì)計(jì)算原則（1）在滿足結(jié)構(gòu)受力情況下考慮撓度變形控制。（2）綜合考慮結(jié)構(gòu)的安全性。（3）采取比較符合實(shí)際的力學(xué)模型。（4）盡量采用已有的構(gòu)件和已經(jīng)使用過的支撐方法。2、貝雷架無相關(guān)數(shù)據(jù)，根據(jù)計(jì)算得出，無資料可復(fù)。3、對部分結(jié)構(gòu)的不均布，不對稱性采用較大的均布荷載。4、本計(jì)算結(jié)果不適合于除4#、 5#墩蓋梁施工。5、本計(jì)算未扣除墩柱承擔(dān)的蓋梁砼重量。以做安全儲備。6、抱箍加工完成實(shí)施前，必須先進(jìn)行壓力試驗(yàn)，變形滿足要求后方可使用。二、側(cè)模支撐計(jì)算1、力學(xué)模型Ti、T2為拉桿承受假定砼澆筑時(shí)的側(cè)壓力由拉桿和豎帶承受，Pm為砼澆筑時(shí)的側(cè)壓力,的拉力，

10、計(jì)算圖式如圖 2-1 所示。2、荷載計(jì)算砼澆筑時(shí)的側(cè)壓力：Pm=KY h式中： K- 外加劑影響系數(shù)，取 1.2 ；3Y -砼容重，取26kN/m； h-有效壓頭高度。砼澆筑速度v按0.3m/h，入模溫度按20C考慮。則： v/T=0.3/20=0.015<0.h=0.22+24.9v/T=0.22+24.9X 0.015=0.6mRn= K y h=1.2 X 26 X 0.6=19kPa圖2-1側(cè)模支撐計(jì)算圖式砼振搗對模板產(chǎn)生的側(cè)壓力按4kPa考慮。貝Pn=19+4=23kPa蓋梁長度每延米上產(chǎn)生的側(cè)壓力按最不利情況考慮X( H-h) +PmX h/2=23 X 2+23 X 0.6

11、/2=53kN3、拉桿拉力驗(yàn)算拉桿(0 20圓鋼)間距1.2m , 1.2m圍砼澆筑時(shí)的側(cè)壓力由上、下兩根拉桿承受。 則有:2(即砼澆筑至蓋梁頂時(shí))P=P md = (T1+T2) /A=1.2P/2 n r=1.2 X 53/2 nX 0.01 2=101223kPa=101MPa<c =160MPa(可)4、豎帶抗彎與撓度計(jì)算l o=2.7m,砼側(cè)壓力按均布荷載qo設(shè)豎帶兩端的拉桿為豎帶支點(diǎn)，豎帶為簡支梁，梁長考慮。豎帶14b的彈性模量 E=2.1 X 105MPa慣性矩Ix=609.4cm 4;抗彎模量 Wx=87.1cmi qc=23X 1.2=27.6kN/m2 2最大彎矩：M

12、k= q cl 0/8=27.6 X 2.7 /8=25kN m-6d = MmaJ2W<=25/(2 X 87.1 X 10 )=143513 144MPa<d w=160MPa(可)448撓度：fma>= 5qol 0/384 X 2 X Elx=5 X 27.6 X 2.7 /(384 X 2 X 2.1 X 10 X 609.4 X-810 )=0.0075m f=l o/4OO=2.7/4OO=O.OO7m5、關(guān)于豎帶撓度的說明在進(jìn)行蓋梁模板設(shè)計(jì)時(shí)已考慮砼澆時(shí)側(cè)向壓力的影響，側(cè)模支撐對蓋梁砼施工起穩(wěn)定與加強(qiáng)作用。為了確保在澆筑砼時(shí)變形控制在允許圍，同時(shí)考慮一定的安全

13、儲備，在豎帶外設(shè)鋼管斜撐。鋼管斜撐兩端支撐在模板中上部與橫梁上。因此，豎帶的計(jì)算撓度雖略大于允許值，但實(shí)際上由于上述原因和措施，豎帶的實(shí)際撓度能滿足要求。三、橫梁計(jì)算采用間距0.4m工16型鋼作橫梁，橫梁長4.6m。在墩柱部位橫梁設(shè)計(jì)為特制鋼支架，該支架由工16型鋼制作，每個(gè)墩柱1個(gè)，每個(gè)支架由兩個(gè)小支架栓接而成。故共布設(shè)橫梁56個(gè)，特制鋼支架3個(gè)(每個(gè)鋼支架用工16型鋼18n)。蓋梁懸出端底模下設(shè)特制三角支架， 每個(gè)重約8kN。1、荷載計(jì)算(1) 蓋梁砼自重： G=156.1m3x 26kN/m3=4059kN(2) 模板自重：G=279kN (根據(jù)模板設(shè)計(jì)資料)(3) 側(cè)模支撐自重：G=9

14、6X 0.168 X 2.9+10=57kN(4) 三角支架自重：G=8X 2=16kN(4)施工荷載與其它荷載：G=20kN橫梁上的總荷載：G=G+G+G+G+G=4059+279+57+16+20=4431kNq H=4431/26.4=168kN/m橫梁采用0.4m的工字鋼，則作用在單根橫梁上的荷載G' =168X 0.4=67kN作用在橫梁上的均布荷載為：qH = Gh' /l H=67/2.4=28kN/m(式中：I h為橫梁受荷段長度，為2.4m)2、力學(xué)模型 如圖2-2所示。8KH.mflRi橫鶻工迢El2. 4皿Ri4. 6m圖2-2橫梁計(jì)算模型3、橫梁抗彎與撓

15、度驗(yàn)算橫梁的彈性模量 E=2.1 X 105MPa;慣性矩l=1127cm4;抗彎模量Wx=140.9cn? 最大彎矩：q h' I h /8=28 X 2.4 /8=20kN m-6(T = Mma>/WX=20/(140.9 X 10 )=141945 142MPa<T w=160MPa (可)最大撓度：fma>= 5 qH ' l H 4/384 X EI=5 X 28 X 2.4 4/(384 X 2.1 X 108 X 1127 X 10-8)=0.0051m<f=l o/400=2.4/400=0.006m ( 可)四、縱梁計(jì)算縱梁采用單層四

16、排，上、下加強(qiáng)型貝雷片(標(biāo)準(zhǔn)貝雷片規(guī)格：3000cmX 1500cm,加強(qiáng)弦桿高度10cm)連接形成縱梁，長 30mo1、荷載計(jì)算(1) 橫梁自重： G=4.6 X 0.205 X 56+3 X 18X 0.205=64kN(2) 貝雷梁自重：G= (2.7+0.8 X 2+1+2X 3X 0.205 )X 40=237kN縱梁上的總荷載：GZ=G +G+G3+G+G5+G+G=4059+279+57+16+20+64+237=4732kN縱梁所承受的荷載假定為均布荷載q:q= G z/L=4732/26.4=179kN/m2、力學(xué)計(jì)算模型建立力學(xué)模型如圖2-3所示。q=179kN/m1D/E

17、IEIjRcVKi鼻=4.如|4C4i=1-再=4.二【電圖2-3縱梁計(jì)算模型圖3、結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算圖2-3所示結(jié)構(gòu)體系為一次超靜定結(jié)構(gòu)，采用位移法計(jì)算。（1）計(jì)算支座反力 甩：第一步：解除C點(diǎn)約束，計(jì)算懸臂端均布荷載與中間段均布荷載情況下的彎矩與撓度魚葩量優(yōu)=-疇It mi邕鎏曲沁圖移量小加第二步：計(jì)算 C點(diǎn)支座反力FC作用下的彎矩與撓度第三步：由C點(diǎn)位移為零的條件計(jì)算支座反力RC由假定支座條件知：刀fc=0-就皿 F5?C2f)d*4S£T .両3別別求尋-£?4/'國(2)計(jì)算支座反力 FA、FB由靜力平衡方程解得2+疽)一僉31.2(3) 彎矩圖根據(jù)疊加原理，繪

18、制均布荷載彎矩圖:(4) 縱梁端最大位移=-648q/EI ( J )4、縱梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)算(1) 根據(jù)以上力學(xué)計(jì)算得知，最大彎矩出現(xiàn)在A、B支座，代入q后M=8.82q=8.82 X 179=1579kN m(2) 貝雷片的允許彎矩計(jì)算查公路施工手冊橋涵第923頁，單排單層貝雷桁片的允許彎矩Mo為975kN m。則四排單層的允許彎矩M=4 X 975 X 0.9=3510 kN m(上下加強(qiáng)型的貝雷梁的允許變矩應(yīng)大于此計(jì)算值)故：MB=1579kN - m< M=3510 kN m 滿足強(qiáng)度要求5、縱梁撓度驗(yàn)算(1)貝雷片剛度參數(shù)彈性模量：E=2.1 x 105MPa慣性矩：l=Ah x

19、 h/2=(25.48 x 2x 4) x 150X 150/2=2293200cm4 (因無相關(guān)資料可查，進(jìn) 行推算得出)( 2)最大撓度發(fā)生在蓋梁端8 -8fmax=648q/El=648 x 179/(2.1 x 108x 2293200x 10-8)=0.024mf=a/400=4.2/400=0.0105m6、關(guān)于縱梁計(jì)算撓度的說明由于fmax> f，計(jì)算撓度不能滿足要求。計(jì)算時(shí)按最大撓度在梁端部考慮，由于蓋梁懸出端的砼量較小，懸出端砼自重產(chǎn)生荷 載也相對較小，考慮到橫梁、三角支架、模板等方面剛度作用，實(shí)際上梁端部撓度要小于 計(jì)算的fmax值。實(shí)際實(shí)施時(shí)，在最先施工的縱梁上的端

20、部、支座位置、中部等部位設(shè)置沉降 監(jiān)測測點(diǎn)，監(jiān)測施工過程中的沉降情況，據(jù)此確定是否需要預(yù)留上拱度。如果需設(shè)置預(yù)拱度時(shí)，根據(jù)情況采取按以梁端部為預(yù)留上拱度最大值，在梁端部預(yù)留2 cm的上拱度并遞減至墩柱部位的辦法解決。五、抱箍計(jì)算(一)抱箍承載力計(jì)算1 、荷載計(jì)算每個(gè)蓋梁按墩柱設(shè)三個(gè)抱箍體支承上部荷載，由上面的計(jì)算可知：支座反力 RA=RB=2(l+a)-8.31q/2=2(9+4.5)-8.31x 179/2=1672kNRC=8.31q=8.31 x 179=1487kN以最大值為抱箍體需承受的豎向壓力N進(jìn)行計(jì)算，該值即為抱箍體需產(chǎn)生的摩擦力。2 、抱箍受力計(jì)算( 1 )螺栓數(shù)目計(jì)算抱箍體需

21、承受的豎向壓力 N=1672kN426抱箍所受的豎向壓力由 M24的高強(qiáng)螺栓的抗剪力產(chǎn)生，查路橋施工計(jì)算手冊第頁：M24螺栓的允許承載力：Nl=P 卩 n/K式中： P- 高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力，取 225kN;卩-摩擦系數(shù)，取0.3 ;n-傳力接觸面數(shù)目，取 1；K-安全系數(shù)，取 1.7 。貝Nl= 225 X 0.3 X 1/1.7=39.7kN螺栓數(shù)目m計(jì)算：m=N /N l=1672/39.7=42.1 沁42個(gè)，取計(jì)算截面上的螺栓數(shù)目m=42個(gè)。貝每條高強(qiáng)螺栓提供的抗剪力：p' =N/44=1672/42=39.8KN NL】=39.7kN故能承擔(dān)所要求的荷載。2)螺栓軸向受拉計(jì)算

22、砼與鋼之間設(shè)一層橡膠，按橡膠與鋼之間的摩擦系數(shù)取卩=0.3計(jì)算抱箍產(chǎn)生的壓力 Pb= N/卩=1672kN/0.3=5573kN由高強(qiáng)螺栓承擔(dān)。貝： N' =pb=5573kN抱箍的壓力由42條M24的高強(qiáng)螺栓的拉力產(chǎn)生。即每條螺栓拉力為N1=pb/44=55743kN /42=133kN<S=225kNd =IN' /A= N '(1-0.4m 1/m) /A式中： N' - 軸心力m 1- 所有螺栓數(shù)目，?。?66個(gè)A-高強(qiáng)螺栓截面積，A=4.52cm2d =N” /A= p b(1-0.4m 1/m) /A=5573X (1-0.4 X 66/42)/66 X 4.52 X10-4=117692kPa=118MPav &l