盖梁双抱箍法施工及计算.docx

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第一局部 盖梁抱箍法施工设计图
一、施工设计说明1、概况
钟家特大桥引桥长 米〔起迄里程为 K12+228～ K13+〕。共有 168 个桥墩，全桥均为双柱式墩构造〔墩柱为直径 的钢筋砼构造〕，墩柱上方为盖梁。盖梁为长 ，， 的钢筋砼构造，如图1-1。由于引桥墩柱高度较大，最大高度为
，墩柱盖梁施工均承受抱箍法施工。引桥盖梁砼浇筑量大，。
图 1-1 盖梁正面图〔单位：m〕
2、设计依据
交通部行业标准，大路桥涵钢构造及木构造设计标准〔JTJ025-86〕
汪国荣、朱国梁编著施工计算手册
大路施工手册，桥涵〔上、下册〕交通部第一大路工程总公司。
路桥施工计算手册 人民交通出版社
盖梁模板供给厂家供给的模板有关数据。
西南出海大通道泸州绕城大路泸州泰安长江大桥工程工程施工图设计文件。
国家、交通部等有关部委和四川省交通厅、海通公司的标准和标准。
我单位的桥梁施工阅历。二、盖梁抱箍法构造设计
1、侧模支撑
侧模为特制大钢模,面模厚度为δ6mm，肋板高为10cm，在肋板外设2[16 背带。在侧模外侧承受间距 的 2[16b 作竖带，竖带高 。
2、底模支撑
底模为特制大钢模,面模厚度为δ8mm，肋板高为 10cm。在底模下部承受间距 工16 型钢作横梁，。盖梁悬出端底模下设三角支架支撑，三角架放在横梁上。横梁底下设纵梁。横梁上设钢垫块以调整盖梁底2%的横向坡度与安装误差。
3、纵梁
在横梁底部承受单层双排上下工 56a 型钢，每排一组，每组中的两排贝雷片并在一起，
两组贝雷梁位于墩柱两侧，中心间距80cm。4、抱箍
承受上下各两块半圆弧型钢板〔板厚t=10mm〕制成， M24 的高强螺栓连接，抱箍高25cm、15cm，承受 12 根高强螺栓连接。抱箍紧箍在墩柱上产生摩擦力供给上部构造的支承反力，是主要的支承受力构造。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 1～2mm 厚的橡胶垫，纵梁与抱箍之间承受U 型螺栓连接。
5、防护栏杆与与工作平台
栏杆承受φ16 的钢管搭设，在横梁上每隔 设一道 高的钢管立柱，竖向间隔 设一道钢管立柱，钢管之间承受扣件连接。 高的支座。钢管与支座之间承受销连接。
工作平台设在横梁悬出端，在横梁上铺设 4cm 厚的木板，木板与横梁之间承受铁丝绑扎牢靠。
三、主要工程材料数量汇总表
序
需要说明的是：主要工程材料数量是以单个盖梁需用量考虑。
号 工程及名称 材料规格 单位 数量 备注
一
侧模支撑
1
竖带
槽钢[16b
kg

2
栓杆
φ16
kg

两端带丝型
3
钢管斜撑
钢管φ48
m
96
计 48 个
4
螺帽
用于φ16 栓杆
个
88
5
二
垫板 × 米
底模支撑
钢板δ=10mm
kg

计 88 块每块
1
横梁
16#工字钢
kg
1230
计 20 根
2
三角架
16#工字钢
kg

计 2 个
3
型钢架联接用螺栓
φ16
个
24
螺栓带帽
4
钢垫块
钢板δ=20mm
kg
4239
每横梁上布 3 个
三
1
纵梁
工字钢
56a
kg

计 2 个
2
加强弦杆
φ16
kg
6400
序号
工程及名称
材料规格
单位
数量
备注
3
横拉杆
φ16
kg
1230
计 20 根
4
弦杆螺栓
φ16
kg
320
计 88 个
四
抱箍
共计 3 套
1
抱箍桶钢板〔包括上下〕
钢板δ=10mm
kg
16000
2
高强螺栓
φ24 长 100mm
个
198
3
五
橡胶垫
连接件
厚 1～2mm
㎡
33
1
A 型U 型螺栓
共计 328 套
(1)
螺杆
φ16
kg
865
(2)
螺母
用于φ16 栓杆
个
656
(3)
垫板
钢板δ=10mm
kg

六
1
护栏与工作平台
栏杆架
钢管φ16
m

2
栏杆支座
钢管φ16
m
6
3
安全网
㎡
83
4
木板
厚 4cm
㎡

5
扣件
个
60
其次局部 盖梁抱箍法施工设计计算
一、设计检算说明1、设计计算原则
在满足构造受力状况下考虑挠度变形掌握。
综合考虑构造的安全性。
实行比较符合实际的力学模型。
尽量承受已有的构件和已经使用过的支撑方法。
2、对局部构造的不均布，不对称性承受较大的均布荷载。
3、本计算结果不适合于桥台盖梁施工。
4、本计算未扣除墩柱担当的盖梁砼重量。以做安全储藏。
5、抱箍加工完成实施前，必需先进展压力试验，变形满足要求前方可使用。二、侧模支撑计算
1、力学模型
假定砼浇筑时的侧压力由拉杆和竖带承受，P
m
的拉力，计算图式如图 2-1 所示。
2、荷载计算
为砼浇筑时的侧压力，T 、T
1 2
为拉杆承受
砼浇筑时的侧压力：P
m
=Kγh
式中：K---外加剂影响系数，取 ； γ---砼容重，取 26kN/m3；
h---有效压头高度。
砼浇筑速度v 按 ，入模温度按 20℃考虑。则：v/T==< h=+=+×=
P = Kγh=×26×=
m
图 2-1 侧模支撑计算图式砼振捣对模板产生的侧压力按 4kPa 考虑。
则：P
m
=+4=
盖梁长度每延米上产生的侧压力按最不利状况考虑〔即砼浇筑至盖梁顶时〕 ：
P=P ×〔H-h〕+P ×h/2=×+×=
m m
3、拉杆拉力验算
拉杆〔φ16 圆钢〕间距 ， 范围砼浇筑时的侧压力由上、下两根拉杆承受。则有：
σ=〔T +T
1 2
〕/A=
=××==<[σ]=160MPa(可)
4、竖带抗弯与挠度计算
设竖带两端的拉杆为竖带支点，竖带为简支梁，梁长 l q 考虑。
0
=，砼侧压力按均布荷载
0
竖带[16b 的弹性模量E=×105MPa;惯性矩Ix=;抗弯模量Wx=
q =×=
0
最大弯矩：M = q l 2/8=×=·m
max 0 0
σ= M
max
/2W =/(2××10-6)
x
=≈<[σ
w
]=160MPa(可)
挠度： f

max
= 5q
l 4/384×2×EIx=5××/(384×2××108 ××
0 0
10-8)=≈[f]=l
0
/400==
5、关于竖带挠度的说明
在进展盖梁模板设计时已考虑砼浇时侧向压力的影响，侧模支撑对盖梁砼施工起稳定与加强作用。为了确保在浇筑砼时变形掌握在允许范围，同时考虑肯定的安全储藏，在竖带外设钢管斜撑。钢管斜撑两端支撑在模板中上部与横梁上。竖带的挠度满足要求。
三、横梁计算
承受间距 工 16 型钢作横梁，横梁长 3m。共布设横梁 20 个，盖梁悬出端底模下设特制三角支架，每个重约 8kN。
1、荷载计算
盖梁砼自重：G
=×26kN/m3=
1
模板自重：G
= (依据模板设计资料)
2
施工荷载与其它荷载：G
=20kN
3
横梁上的总荷载：G
=G +G +G
=++20=
H 1 2 3
q ==
H
横梁承受 的工字钢，则作用在单根横梁上的荷载G
作用在横梁上的均布荷载为：

’=×=
H
q ’= G
H H
’/l
H
==(式中：l
H
为横梁受荷段长度，为 )
2、力学模型
如图 2-2 所示。
q” =
横梁,I16,EI

3m
H
图 2-2 横梁计算模型
3、横梁抗弯与挠度验算
横梁的弹性模量E=×105MPa;惯性矩I=1127cm4;抗弯模量Wx=
最大弯矩：M

max
= q ’l
H H
2/8=×=·m
σ= M

max
/W =/(×10-6)
x
=≈<[σ
w
]=160MPa (可)
最大挠度： f

max
= 5 q ’l
H H
4/384×EI=5××/(384××108 ×1127×
10-8)=<[f]=l /400== (可)
0
四、纵梁计算
纵梁承受单层双排，上、下工 56a 工字钢，弦杆高度 16cm〕，连接形成纵梁。 1、荷载计算
横梁自重：G
=3××20=
4
贝雷梁自重：G 纵梁上的总荷载：
=×16××2=
5
G =G +G +G +G +G
=
Z 1 2 3 4 5
纵梁所承受的荷载假定为均布荷载q： q= G /L==
Z
2、力学计算模型
建立力学模型如图 2-3 所示。
q=
A
B
R
R

A

B

C D
纵梁计算模型图
〔2〕计算支座反力R 、R
A B
由静力平衡方程解得RA=RB=ql/2
q=
A
B
R
A
R
B
C D
(+)
M图
M =ql2/8
Fc=fd=〔qa³l+5ql²〕×〔2+q/l〕/8EI
q
q
A
B
R
R
C D
A B
(-)
弯矩图
依据叠加原理，绘制均布荷载弯矩图：
qa 2 2

=
(-)
q
8 (l 2 -2a 2)=
纵梁端最大位移
F=ql³/48EI=(↓) 4、纵梁构造强度验算
依据以上力学计算得知，最大弯矩消灭在A、B 支座，代入q 后
M =M
A B
==×=·m
工字钢的允许弯矩计算
查《大路施工手册 桥涵》第 426 页，单排单层工字钢的允许弯矩[M

]为 975kN·m。
0
则双排单层的允许弯矩[M]=2×975×=1755 kN·m(上下工 56a 型钢的允许变矩应大于此计算值)
故：M
=·m＜[M]=1755 kN·m 满足强度要求
B
5、纵梁挠度验算
工字钢 56a 刚度参数
弹性模量：E=×105MPa 惯性矩：IX=65576cm4
最大挠度发生在盖梁端
f
max
==×/(×108×65576×10-8)=
[f]=a/400==
6、关于纵梁计算挠度的说明
由于 f
＞[f]，计算挠度不能满足要求。
max
计算时按最大挠度在梁端部考虑，由于盖梁悬出端的砼量较小，悬出端砼自重产生荷载也相对较小，考虑到横梁、三角支架、模板等方面刚度作用，实际上梁端部挠度要小于计算
的 f
max
值。实际实施时，在最先施工的纵梁上的端部、支座位置、中部等部位设置沉降监
测测点，监测施工过程中的沉降状况，据此确定是否需要预留上拱度。
假设需设置预拱度时，依据状况实行按以梁端部为预留上拱度最大值，在梁端部预留2cm 的上拱度并递减至墩柱部位的方法解决。
五、抱箍计算
〔一〕抱箍承载力计算1、荷载计算
每个盖梁按墩柱设四个抱箍体支承上部荷载，由上面的计算可知：
支座反力R
A
=R =ql/2=
B
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=
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：
[N ]=Pμn/K
L
式中：P---高强螺栓的预拉力，取 225kN;
μ---摩擦系数，取 ；
n---传力接触面数目，取 2； K---安全系数，取 。
则：[N ]= 225××2/=
L
螺栓数目m 计算：
m=N’/[N ]==≈6 个，取实际截面上的螺栓数目m=12 个。
L
则每条高强螺栓供给的抗剪力：
P′=N/44==≈[N ]=
L
故能担当所要求的荷载。
〔2〕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μ= 计算
抱箍产生的压力P
b
= N/μ== 由高强螺栓担当。
则：N’=P
b
=
抱箍的压力由 12 条 M24 的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为
N =P
1 b
/44= /12=<[S]=225kN
σ=N”/A= N′〔1- /m〕/A
1
式中：N′---轴心力
m ---全部螺栓数目，取：20 个
1
A---高强螺栓截面积，A=
σ=N”/A= P 〔1-
/m〕/A=×(1-×20/12)/20××10-4
b 1
=＜[σ]=140MPa
故高强螺栓满足强度要求。
〔3〕求螺栓需要的力矩M
1)由螺帽压力产生的反力矩M

=u N ×L
1 1 1 1
u = 钢与钢之间的摩擦系数
1
L = 力臂
1
M =××=
1
2)M
2
为螺栓爬升角产生的反力矩,升角为 10°
M =μ
2
×N′cos10°×L
1
+N′sin10°×L
2 2
[式中L
= (L
2 2
为力臂)]
=××cos10°×+×sin10°×
=(KN·m)
M=M +M
1 2
=+=(KN·m)
=(kg·m)
所以要求螺栓的扭紧力矩M≥75(kg·m) 满足强度要求。