抱箍法盖梁施工验算

、编制依据

1、两阶段施工图设计；

2、公路桥涵钢结构及木结构设计规范； 3、公路桥涵施工技术规范； 4、桥梁施工常用数据手册； 5、路桥施工计算手册；

6、公路施工手册，桥涵（上、下册） ； 7、盖梁模板厂家提供的有关模板数据； 8、我单位有关桥梁的施工经验总结。

二、工程概况

本段全长5.5km，共有特大桥1座，大桥2座，由于大多墩身较高，用满堂支架 法及其他方法很难以施工，因此本标段圆柱墩盖梁施工全部采用抱箍法施工。

盖梁施工重量大于墩柱中系梁施工重量， 且盖梁、系梁无支架抱箍支撑方法相同， 因此若盖梁抱箍验算合格， 则墩柱中系梁抱箍验算亦合格。 依据以上原则， 本检 算方案只验算盖梁无支架抱箍施工方案是否和合理安全。

1 、侧模与端模支撑

侧模为特制大钢模，面模厚度为6mm,肋板采用10#槽钢，在肋板外设12#槽钢 □匕士to 背带。

2、 底模支撑

底模为特制大钢模，面模厚度为 6mm，肋板高10cm。在底模下部采用长2.5m 的10cm x

10cm的方木作为横梁，间距 30cm。 3、 纵梁

采用50a工字钢作为纵梁。两片纵梁之间采用 © 16的栓杆连接；纵梁下为抱箍。

4、 抱箍

为方便拆卸，采用双抱箍方式。抱箍采用两块半圆弧型钢板（板厚

t=16m m）制

成，M22的高强螺栓连接，抱箍高 40cm和20cm,采用高强螺栓连接。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，在墩柱与抱箍间设置 3mm橡胶垫。

钢模板

W

盖梁抱箍施工立面示意图1 （未示支架）

5•防护栏杆和工作平台

栏杆采用①50的钢管搭设，在横梁上每隔 3.1m设一道1.2m的钢管立柱，竖向 件隔0.5m设一道横杆，扫地杆距平台地面高度为30cm。钢管之间采用扣件连接， 栏杆为围蔽安全滤网。工作平台设在横梁悬出端，在横梁上铺设 2cm厚的木板, 木板与横梁之间采用铁丝扎牢。 四、检算原则

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；

4 •尽量采用已有的构件和已经使用过的支撑方法；

5•盖梁底模为钢模，钢模下设置方木作用为调节标高和结构刚度补强；若钢模

刚度足够，则无需检算方木受力；

6 •对部分结构的不均布，不对称性采用较大的均不荷载；

7 •本计算未扣除墩柱承担的盖梁砼重量，以作为安全储备； 8 •抱箍加工完成实施前，先进行压力试验，变形满足要求方可使用。

五、荷载计算

本段盖梁分三柱盖梁和二柱盖梁，其中：

三柱盖梁以杨树沟大桥1#墩最长，盖梁长1968cm,宽200cm,高180cm,柱间 距 744cm。

二柱盖梁用于前麦王大桥，盖梁长1155cm,宽190cm,高180cm,柱间距710cm。 因此，以上述模型进行验算。

荷载分项系数是在设计计算中，反映了荷载的不确定性并与结构可靠度概念相关 联的一个数值。对永久荷载和可变荷载，规定了不同的分项系数。

(1) 永久荷载分项系数YG

当永久荷载对结构产生的效应对结构不利时，对由可变荷载效应控制的组合取 丫 G=1 2;

对由永久荷载效应控制的组合，取 丫 G=1 35。 当产生的效应对结构有利时， 一般情况下取丫 G=1 0; 当验算倾覆、滑移或漂浮时，取 丫 G=0 9; 对其余某些特殊情况，应按有关规范采用。

(2) 可变荷载分项系数YQ

—般情况下取丫 Q=1 4。 荷载分析：

盖梁按均布荷载计算，因盖梁悬臂断面比柱间断面小，因此悬臂单独计算。

1. 盖梁砼自重：

q

三 1

=26 1.8 =46.8kN/m

2

q二=26 1.6 =41.6kN/m2

注：含筋量＞2%。荷载分项系数1.2 (依据设计图纸、公路桥涵施工技术规范附 录D普通模板荷载计算)

2. 支撑体系：

q2 = 1.5kN/m

2

荷载分项系数1.2。

3. 工字钢重量：

工字钢采用150a普通热轧工字钢，每延米重量：96.3kg/m，每盖梁采用2根。 q3 =96.3 10 2/2/103 =1kN/m 荷载分项系数取1.2。

4. 抱箍重量：

依据模板厂家设计图纸， G4 =10kN G二=9kN

荷载分项系数取1.2。

5. 倾倒砼和振捣的冲击荷载

q5 -2kN/m

2

荷载分项系数取1.4。

6. 施工机具及施工人员荷载

q6 =2.5kN/m

2

荷载分项系数取1.4。

7. 其它可能荷载

q6 = 0.5kN/m

2

荷载分项系数取1.4。 六、荷载计算组合

1、计算工字钢受力分析时，则按照工字钢上均布荷载进行计算，荷载组合为:

q 三=2 1.2 (q1 q2 q3) 1.4 (q5 q6 q7) 1/2 = 66.2kN/m2 q 二=1.9 1.2 (q1 q2 q3)1.4 (q5 q6 q?))/2 = 56.9kN/m2

2、计算抱箍受力时，按照抱箍面与混凝土面的摩擦力以抵抗抱箍以上所有集中 荷载为标准。

七、受力检算 (一)工字钢受力检算

1、二柱盖梁

⑴正应力检算

根据力学计算简图，可计算盖梁工字钢梁的弯矩，如下图：

MA MB

MC

a=2.225m

L=7.1m

a=2.225m

一 2

M A 二 M B - -qa /2 = -140.8kN * m

二 2 2

M二^ql /8—qa /2 =322.5kN ・m 根据计算结果，最大正应力在跨中。

工字钢参数 W =1860cm3，I =470cm4，E = 206GPa (图纸Wx，Ix取值依据为《桥梁施工常用数据手册》

「

max - M max

P79)贝

/W

-

1734MPa

.

工字钢容许抗弯强度卜I - 205MPa，故工字钢强度满足要求。 ⑵挠度检算

按上述计算模型最大挠度发生在跨中，计算式为：

■ =a/l = 0.3234

•max

nql

4

(5 -24' )/384EI =10.4mm

2

允许挠度为' maJ = l/400 = 17.8mm ,故工字钢挠度满足要求。

检算说明：跨中挠度符合要求。因跨中弯矩最大，则两端挠度也符合要求。根据 施工具体挠度，在安装底模板时，根据实际挠度进行适当调整底模板的预留拱度。

2、三柱盖梁

⑴正应力检算

根据力学计算简图，可计算盖梁工字钢梁的弯矩，如下图：

D

一

丄亠

C

B E

a=2.4m

L=7.1m ------ L=7.1m ------ < ------ k——a=2.4m ------ > k ---- - M A = M B = -qa2 /2 = -190.7kN *m 根据计算结果，最大正应力在跨中。

工字钢参数 W - 1860cm3, I =470cm4 , E =206GPa （图纸Wx, Ix取值依据为《桥梁施工常用数据手册》

「

P79）贝

max - M max

/W

-

1025MPa

.

工字钢容许抗弯强度卜-1- 205MPa，故工字钢强度满足要求。 ⑵挠度检算

按上述计算模型最大挠度发生在盖梁端，计算式为：

一 a/l =0.3226

•max

rqal （6'

1 maJ-

3 2

3' -1）/24EI - -7.8mm

3

允许挠度为

l/400 = 18.6mm ,故工字钢挠度满足要求。

检算说明：跨中挠度符合要求。因梁端弯矩最大，则跨中挠度也符合要求。根据 施工具体挠度，在安装底模板时，根据实际挠度进行适当调整底模板的预留拱度。

（二）抱箍检算

为便于按拆，采用双抱箍体系

1、二柱盖梁

⑴荷载计算 每个盖梁按墩柱设两个抱箍，共计4个抱箍体支承上部荷载，由上面的计算可

知: 支座反力：

RA 二 RB =1077.5/2 =538.75kN

以最大值为抱箍体需承受的竖向压力 N进行计算，该值即为抱箍体需产生的摩 擦力。

⑵抱箍受力计算

螺栓数目计算 抱箍体需承受的竖向压力 N二RA二RB二1077.5/2 = 538.75kN 抱箍所受的竖向压力由M22的高强螺栓的抗剪力产生，查《路桥施工计算手册》 第426页：

M22螺栓的允许承载力： [NL]=P 卩 n/K

式中：P---高强螺栓的预拉力，取 190kN; 卩---摩擦系数，取0.3;

n---传力接触面数目，取1; K---安全系数，取1.7。

则：[NL]=155 X 0.3X 1/1.7=33.53kN 螺栓数目m计算：

m=N/[NL]=538.75/33.53〜16个，取双抱箍计算截面上的螺栓数目

m=24个。则条高强螺栓提供的抗剪力：

P=N/24=22.45KN v [NL]=33.53kN 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

卩=0.3计算

抱箍产生的压力 Pb=N/y =538.75/0.3=1795.8kN由高强螺栓承担。 则：Nf=Pb=1795.8kN

抱箍的压力由24根M22的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为

N1=Pb/24=1795.8kN/24=74.8kN<[S]=190kN

每

(T =N' /A=N'1-0.4n/m) /A

式中：N'---轴心力

m1---所有螺栓数目，取： 24个 A---高强螺栓截面积， A=3.80cm2

(T =NA=Pb (1-0.4n/m) /A

=1795.8 WA3 X1-0.4 24/24)/(24 3為0 >10A-4)

=118.1MPa< [(T ]=140MPa 小结：故高强螺栓满足强度要求。

⑶求螺栓需要的力矩 M

① 由螺帽压力产生的反力矩 M1=u1N1 L1 u1=0.15，钢与钢之间的摩擦系数

L1=0.015，力臂

M1=0.15X74.8 0.015=0.1683kN.m

② M2为螺栓爬升角产生的反力矩，升角为

10°

M2=(u1 4 N' cos10 ° +N' sin 10 ° ) 4 L2 [式中L2=0.011(L2为力臂)]

=(0.15 744.84cos10°+74.84sin10)°40.011 =0.24(kN • m)

M=M1+M2=0.1683+0.24=0.4327(kN • m) =43.3(kg • m)

所以要求螺栓的扭紧力矩M > 43.3(kg • m) ⑷抱箍体的应力计算：

抱箍壁为受拉产生拉应力为：P仁12N1=12X 74.8=7.6 (kN) 抱箍壁采用面板S 16mm的钢板，抱箍高度为0.60m。 则抱箍壁的纵向截面积：S仁0.016X 0.60=9.6X 10-3m2

(T =P1/S 仁7.6/9.6X 10-3=93 MPa.< 140MPa

因此满足设计要求。

经检算，所用钢抱箍满足施工，并具备一定的安全保障系数，可以进行施工