盖梁抱箍法施工计算书

盖梁抱箍法施工计算书 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

目录

抱箍法施工计算书

1、计算依据

《路桥施工计算手册》

《辽宁省标准化施工指南》

《辽宁中部环线高速公路铁岭至本溪段第四合同段设计图》及相关文件2、专项工程概况

盖梁施工采用抱箍法，抱箍采用2块半圆弧形钢板制作，使用M24的高强螺栓连接，底模厚度10cm，每块长度；充分利用现场已有材料，下部采用I14工字钢作为横梁，横梁长度为，根据模板拼缝位置按照间距布置,共需27根；横梁底部采用2根I45C工字钢作为纵梁，纵梁长度为15m；抱箍与墩柱接触部位夹垫2～3mm橡胶垫，防止夹伤墩柱砼；纵横梁梁两端绑扎钢管，安装防落网。下面以体积最大的浑河大桥8#右幅盖梁为例进行抱箍相关受力计算。

浑河大桥8#墩柱直径为2m,柱中心间距，盖梁尺寸为××， C40砼，盖梁两端挡块长度为×（上口，下口）×，C40砼。

图1 抱箍法施工示意图

3、横梁计算

荷载计算

盖梁钢筋砼自重：G1=×26KN/m3=

挡块钢筋砼自重：G2=×26KN/m3=

模板自重：G3=98KN

施工人员：G4=2KN/m2××=

施工动荷载：G5=2KN/m××=,倾倒砼时产生的冲击荷载和振捣砼时产生的荷载均按2KN/㎡考虑。

横梁自重G6=××27=

横梁上跨中部分荷载：G7=G1+G2+G3+G4+G5+G6=++98+×2

+=

每根横梁上所受荷载：q1= G7/15=27=

作用在每根横梁上的均布荷载：q2= q1/==m

两端悬臂部分只承受施工人员荷载，可以忽略不计。力学模型

图2 力学模型

分配梁抗弯与挠度计算

由分析可知，横梁跨中弯矩最大，计算如下：

Mmax=q

2l2/8- q

2

l

1

2/2=××2=·m

图3 分配梁弯矩示意图

Q235 I14工字钢参数：弹性模量E=×105Mpa，截面惯性矩I=712cm4,截面抵抗矩W=

①抗弯计算

σ= Mmax/W= ×103=＜［σ］=170Mpa

结论：强度满足施工要求。

②挠度计算

f

max

= f=ql4（5-24λ2）/384EI =×（5-24×22）/(384××105×712×10-5)=＜l/400=

结论：挠度变形满足施工要求。

4、纵梁计算

Q235 I45C工字钢参数：弹性模量E=×105Mpa，截面惯性矩I=35278cm4,截面抵抗矩W=

荷载计算

每根纵梁上所承受的荷载为：

横梁自重G8=××27=

纵梁自重G9=×15=

纵梁上总荷载：G9=G7/2+G8/2+G9=2+2+=

纵梁所承受的荷载假设为均布荷载：q3=G9/==m

同样，两端悬臂部分所受施工人员荷载安全防护装置荷载可忽略不计。

力学计算模型

图4 纵梁计算力学模型

（1）中间段在均布荷载作用下的弯矩

经分析，最大弯矩产生在纵梁跨中处,为：

Mmax= q

3l2/8-q

3

l

端

2/2=××2=114KN·m

图5 纵梁弯矩示意图

抗弯计算：σ= Mmax/W=(114/×103=＜［σ］=170Mpa

结论：强度满足施工要求。

（2）挠度计算

纵梁的挠度计算：f=ql4（5-24λ2）/384EI=×（5-24×）/(384××105×35278×10-8)=＜l/400=

结论：挠度变形满足施工要求。

5、抱箍计算

荷载计算

抱箍所承受的荷载为:

G10=G1+G2+G3+G4+G5+G6+G9×2=+=

抱箍所受正压分布力q计算

抱箍所提供的支撑力是由抱箍与墩柱之间产生的摩擦力产生，根据抱箍所受压力可计算出抱箍与墩柱之间正压力的大小。在对两抱箍片之间的螺栓施加拉力后抱箍各个部位的受力如图6所示（由于两片抱箍对称布置，其受力状态相同，图中仅示半边，图中未示由于正压力作用儿产生的摩擦力）。

图6 抱箍受力图示

图中各参数：

q:表示抱箍接头位置处的分布力（单位：kN/m）；

P1、P2:表示两抱箍片之间的连接力（单位：kN）；

m:表示由于摩擦作用引起的正压力减小系数。

由于正压力减小系数的影响，抱箍中间点的分布力为（1-m）q kN/m,因此抱箍中间段正压由于摩擦影响的线形损失量为2mq/(Πr) kN/m 。

由此可计算与墩柱轴线成α夹角位置处的分布力为：q(1-2mα/Π)

kN/m。

抱箍在承受外部荷载后，在正压力的作用下，所提供的最大静荷载力为：

F=4ξq[1+(1-m)]/2Πr/2μ=q(2-m)Πrμξ

式中：

r：表示墩柱半径（单位：m）

ξ：表示抱箍与墩柱之间的接触系数，取值范围为～；

μ：表示抱箍与墩柱之间的摩擦系数。

抱箍所能提供的摩擦力必须大于或等于抱箍所承受的压力，即： F≥Q总/2，为便于计算，取F= Q总 /2。

根据上式推算可得：q= Q总/2[(2-m)Πrμξ] (1)

两抱箍片连接力P计算

由图示可看出在施加外力后，影响P1值主要有两个力，即正压力P值以及在正压力作用下得摩擦力F，现首先对两个力进行分解，如图7、图8所示。图7 α夹角位置抱箍所受正压力分解图8 α夹角位置抱箍所受摩擦力分解图中各参数：

Px: α夹角位置处rdα弧长上抱箍所受正压力P在x轴方向分解（单位：kN）；

Py: α夹角位置处rdα弧长上抱箍所受正压力P在Y轴方向分解（单位：kN）；

Fx: α夹角位置处rdα弧长上抱箍所受摩擦力F在x轴方向分解（单位：kN）；

Fy: α夹角位置处rdα弧长上抱箍所受摩擦力F在Y轴方向分解（单位：kN）；

有以上受力图分析：

Px=q(1-2mα/Π)rΔαcosα

Py=q(1-2mα/Π)rΔαsinα

Fx=q(1-2mα/Π)rΔαμsinα

Fy=q(1-2mα/Π)rΔαμcosα

由于同一抱箍片在y轴方向受力对称，Px及Fx分力相互抵消，对抱箍所施加得螺栓拉力P1以及P2不产生影响。