蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)受力計(jì)算正式16mm鋼帶

1、第一部分 蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)圖一、施工設(shè)計(jì)說(shuō)明1、概況武勝嘉陵江特大橋引橋長(zhǎng)488m，共有16個(gè)橋墩，除16#交界墩為空心薄壁墩外均為為雙柱式（單幅），墩柱上方為蓋梁，中間設(shè)置系梁。蓋梁為長(zhǎng)m，寬2.0m，高m的鋼筋砼結(jié)構(gòu)，如圖1。圖1 蓋梁正面圖（單位：cm）2、設(shè)計(jì)依據(jù)（1）汪國(guó)榮、朱國(guó)梁編著施工計(jì)算手冊(cè)（2）路橋施工計(jì)算手冊(cè) 人民交通出版社（3）蓋梁模板提供廠家提供的模板有關(guān)數(shù)據(jù)。（4）規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。二、蓋梁抱箍法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、支架設(shè)置支架支撐設(shè)計(jì)為抱箍，采用兩塊半圓弧型鋼板（板厚t=12mm）制成， M24的高強(qiáng)螺栓連接，抱箍高50cm，采用30高強(qiáng)螺栓連接。抱箍緊箍在墩柱上產(chǎn)生摩擦力提供

2、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(duì)墩柱砼面保護(hù)，在墩柱與抱箍之間設(shè)一層8mm厚的高強(qiáng)橡膠墊，縱梁與抱箍之間采用U型螺栓連接。抱箍上放置I56b主梁，主梁上設(shè)置間距50cm 214槽鋼做分配梁，其上放置底模。2、模板及支撐模板采用“墻包底”模式，模板為特制大鋼模,面模厚度為6mm，小楞采用間距30cm的10槽鋼，肋板高為10cm。側(cè)模高190.6cm，在肋板外設(shè)2組216水平背枋，背枋中距125cm，上背枋距模板頂中距40cm，下背枋距模板底中距25.6cm。水平背枋外側(cè)設(shè)置間距150cm216組合槽鋼背楞，其上下端設(shè)置25mm精軋螺紋鋼拉桿，上下拉桿

3、間距200cm。為確保模板的穩(wěn)固，在模板豎帶外設(shè)48的鋼管斜撐，支撐在底板分配梁上。底模與墩柱相交部位采用特制型鋼支架。5、防護(hù)欄桿與與工作平臺(tái)工作平臺(tái)采用在地面用L75×5mm角鋼、架管及鋼絲網(wǎng)（側(cè)面防護(hù)）、鋼板網(wǎng)（底部）加工成的L型骨架平臺(tái)，分節(jié)段吊裝至蓋梁分配梁上拼裝而成。型加工成型寬80cm、高120設(shè)在分配梁懸出端。平臺(tái)截面圖下圖：圖2 蓋梁施工平臺(tái)斷面圖第二部分 蓋梁抱箍法施工受力計(jì)算一、設(shè)計(jì)檢算說(shuō)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。2、計(jì)算時(shí)未扣除墩柱承擔(dān)的蓋梁砼重量。以做安全儲(chǔ)備。

4、3、抱箍加工完成實(shí)施前，先進(jìn)行壓力試驗(yàn)，滿足要求后方使用。二、側(cè)模支撐計(jì)算1、力學(xué)模型，其中側(cè)模與底模接觸位置考慮僅受壓支撐。qm為砼澆筑時(shí)的側(cè)壓力，T1、T2為拉桿承受的拉力，計(jì)算模型如圖2所示。圖3 側(cè)模計(jì)算模型圖2、荷載計(jì)算砼容重按25kN/m3，鋼材容重按78.5KN/m3考慮；砼振搗對(duì)模板產(chǎn)生的側(cè)壓力按4kPa；砼澆筑時(shí)的側(cè)壓力：qm=Kh 式中：K-外加劑影響系數(shù)，取1.2； -砼容重，取25kN/m3； h-有效壓頭高度。砼澆筑速度v按0.5m/h，入模溫度按20考慮?？紤]荷載分項(xiàng)系數(shù),側(cè)模最大荷載為：q=1.2×25.29+1.4×4=圖4 側(cè)模荷載圖側(cè)模各

5、組件受力分析結(jié)果如下：圖5 側(cè)模骨架應(yīng)力計(jì)算結(jié)果圖圖6 側(cè)模面板應(yīng)力圖圖7 側(cè)模面板變形圖有：<=145Mpa，滿足強(qiáng)度、剛度及模板規(guī)范要求。三、底模及分配梁受力計(jì)算采用間距0.5m工214槽鋼作橫梁，橫梁長(zhǎng)4.0m。在墩柱部位橫梁設(shè)計(jì)為特制鋼支架，該支架由14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。蓋梁懸出端底模下設(shè)特制【14三角支架。1、荷載計(jì)算（1）蓋梁砼自重：q1=54kPa（2）施工荷載、振搗荷載：q2=kPa2、力學(xué)模型及計(jì)算結(jié)果（3m節(jié)段）圖8 分配梁及底板應(yīng)力分布圖圖9 分配梁及底模骨架受力變形圖圖10 底模面板受力應(yīng)力分布圖圖11 底模面板受力變形圖有：m

6、ax=91.7MPa<=145Mpafmax=1.9mm滿足強(qiáng)度、剛度及模板規(guī)范要求。三、主縱梁受力計(jì)算主縱梁采用2I56b工字鋼，單根工字鋼荷載如下：砼荷載：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側(cè)模、底模、分配梁荷載： q5=5kN/m合計(jì)：梁端均布荷載：36.9kN/m 等厚段：64.9kN/m圖12 主梁受力應(yīng)力圖圖13 主梁受力變形圖圖14 主梁受力支承反力圖有：max=147.4MPa<1.3=18Mpafmax=17.1mm<f=L

7、/400=mm 支反力為：RA=RB=443.4KN滿足要求。四、抱箍計(jì)算（一）、荷載計(jì)算每個(gè)蓋梁按墩柱設(shè)2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=443.4kN，一個(gè)抱箍受力為886.8kN。該值即為抱箍體需產(chǎn)生的摩擦力。（二）、抱箍計(jì)算1、抱箍對(duì)柱體壓應(yīng)力計(jì)算螺栓數(shù)目計(jì)算M24高強(qiáng)螺栓），抱箍體需承受的豎向壓力P=kN抱箍所受的豎向壓力由抱箍與墩身砼間靜摩擦力抵抗，則鋼帶對(duì)墩柱的壓應(yīng)力為，式中：K-載荷安全系數(shù)，（抱箍采用高強(qiáng)螺栓連接，取K=1.7）；B-鋼帶寬度，B取500mmD-墩柱直徑，D=1800mm；=1.7*2956*1000/（500*3.14*1800）

8、=1.78MPa<=14MPa式中：=砼墩柱抗壓強(qiáng)度容許值，其值不大于，墩柱砼標(biāo)號(hào)為C30，施工中考慮凝期因素，取混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為C25號(hào)，軸心抗壓強(qiáng)度=17.5MPa，=14 MPa。2，鋼帶內(nèi)應(yīng)力1）由受力分析可得化簡(jiǎn)得=式中：r-墩柱半徑，r=900mm；t-鋼帶厚度，t=16mm；代入計(jì)算得：=MPa<=145 MPa圖15 抱箍受力分析圖2）、鋼帶剪應(yīng)力=RA/（2S1）=（886.8*1000）/（2×8000）=MPa<=85MPa3）、根據(jù)第四強(qiáng)度理論W=（2+32）1/2=（2+3×2）1/2=1MPa<W=145MPa滿足強(qiáng)度要求

9、。3、螺栓計(jì)算1）螺栓拉力鋼帶拉應(yīng)力為=MPa，則單側(cè)螺栓拉力為：Pb=A.2=8000×/1000=kN15條M24的高強(qiáng)螺栓的拉力產(chǎn)生。即每條螺栓拉力為：N1=Pb/15=/15=kN<P=225kN故高強(qiáng)螺栓滿足強(qiáng)度要求。2）、螺栓需要的力矩MA、由螺帽壓力產(chǎn)生的反力矩M1=u1N1×L1M1=0.15××0.015=0.120B、M2為螺栓爬升角產(chǎn)生的反力矩,取升角為10°M2=1×Ncos10°×L2+Nsin10°×L2式中L2=0.011 (L2為力臂)=0.15×

10、×cos10°×0.011+=0.196(KN·m)M=M1+M2=0.120+0.196=0.316KN·m所以要求螺栓的扭緊力矩M(kg·m)施工時(shí)，。4、鋼帶加工長(zhǎng)度計(jì)算：半個(gè)鋼帶生產(chǎn)量為：L=（2/E）（r） =100.1×3.14×900/（2.06×105）加工時(shí)取兩抱箍間距為20mm，則半個(gè)抱箍長(zhǎng)度為：2806mm。 5、焊縫設(shè)計(jì)及計(jì)算1）、焊縫受力計(jì)算焊條采用E43型，手工焊接，剛才為Q235鋼，焊縫形式為角焊縫。計(jì)算時(shí)，假設(shè)上下翼緣板焊縫承受全部彎矩，并將彎矩華為一對(duì)水平力，豎向焊縫承受全部剪力。半個(gè)抱箍單側(cè)焊縫承受豎向壓力為：V=RA （e為受力點(diǎn)距抱箍外側(cè)面距離，取0.1m）翼緣焊縫收受水平力為：H=M/h=22.17/0.5=44.34KN （上下翼緣板中距，取0.5m）2）翼緣焊縫強(qiáng)度計(jì)算f1=H/he1lw1 =44.34×103/（0.7×8×300）式中： he1f； hf：焊角尺寸，取8mm； lw：焊縫長(zhǎng)度，取300mm。3）腹板側(cè)焊縫計(jì)算f=V/（2he2lw2） =221.7×103/（2×0.7×8×4