系梁抱箍支架受力验算
第九章 钢抱箍支撑体系受力验算
第九章钢抱箍支撑体系受力验算9.1 盖梁抱箍方案说明⑴盖梁结构盖梁长19.44m、宽1.6m、高1.4m，混凝土方量为41.41m3，墩柱直径1.1m。
⑵模板、支撑结构①侧模为钢模板，面板厚度为5mm，背杆[14mm，横肋[8mm，纵肋扁钢-80mm*8mm；侧模共重3400kg。
②底模和端模采用胶合模板，面板厚度为18mm；底模、端模共重300kg。
③盖梁底模下采用10×10cm方条作为横梁，每根长4m，间距0.1m，7KN/m3，即每条0.28KN，合计每条28Kg，总共182条。
横梁放置在I40b工字钢上，I40b工字钢为受力主梁，共2根，每根长20m，每米重73.84Kg。
④抱箍采用两块半圆弧钢板制成，钢板厚度12mm、高0.5m，抱箍牛腿钢板厚20mm，宽40mm，采用28根M22高强螺栓（10.9级）双侧连接。
为了提高墩柱与抱箍间的摩擦力，在墩柱与抱箍之间设置3mm橡胶板。
图9.1-1盖梁施工示意图图9.1-2钢抱箍平、立面图9.2 钢抱箍支撑体系检验原则⑴在满足结构受力（强度）的情况下考虑挠度变形（刚度）控制。
⑵本计算未扣除墩柱顶承担的盖梁混凝土重量，而作为安全储备。
⑶抱箍加工实施前，先进行压力试验，变形满足要求后方可使用。
⑷根据竖向力传递顺序，对体系的横梁、纵梁、钢抱箍以及螺栓进行验算。
9.3 计算依据⑴《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）⑵《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）⑶《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》（GB/T1231-2006）⑷《路桥施工计算手册》2014年7月第17印刷9.4钢抱箍支撑体系受力验算⑴工字钢力学参数根据《路桥施工计算手册》附表3-19和3-20（第787页），A3钢材的容许弯曲应力为145MPa,弹性模量为2.1×105MPa。
⑵钢抱箍、螺栓力学参数钢抱箍采用A3号普通碳素钢，容许拉应力[б]=140MPa；10.9级M22的高强螺栓预拉力值P=175kN，抗拉强度为1000MPa。
盖梁抱箍施工法的设计及检算
盖梁抱箍施工法的设计及检算——抱箍法在天生河大桥的施工江珠高速公路项目经理部郭刚军摘要：在建筑施工行业里，尤其桥梁施工方面，地形、地质较差时桥的桥墩、盖梁采用抱箍施工较多，但抱箍施工的安全性、可靠性最重要。
体现在抱箍施工的设计、检算和加固。
现结合江珠高速公路天生河大桥盖梁施工，谈一下抱箍施工的设计、检算及加固。
关键词：抱箍设计抱箍受力验算加固1 工程概况天生河大桥跨越天生河水道和通道，为21—20m大桥。
桥址处鱼塘遍布，地形平坦，地势较低，属河口冲积平原区，线路与河流正交。
上部结构采用20m预应力砼宽幅空心板，先简支后桥面连续方案；下部构造为全幅宽整体三柱墩、坐板式桥台，桩基础。
盖梁长25.7m,高1.5m，宽1.6m。
由于现场地形、地质情况的限制，其盖梁施工采用抱箍法施工最为合理。
2 计检算说明盖梁抱箍施工图如下：立面图纵横梁顶平面图侧面图2.1设计计算原则2.1.1在满足结构受力情况下考虑挠度变形控制。
2.1.2综合考虑结构的安全性。
2.1.3采取比较符合实际的力学模型。
2.1.3尽量采用已有的构件和已经使用过的支撑方法。
2.2对部分结构的不均布，不对称性采用较大的均布荷载。
2.3本计算未扣除墩柱承担的盖梁砼重量。
以做安全储备。
2.4抱箍加工完成实施前，必须先进行压力试验，变形满足要求后方可使用。
3 横梁计算采用间距0.3m 的16cm ×14cm 的方木作横梁，横梁长2.5m ，共布设横梁86个。
盖梁悬出端底模下设特制三角支架，每个重约10kN 。
3.1荷载计算3.1.1盖梁砼自重：G 1=60m 3×26kN/m 3=1560kN3.1.2模板钢摸自重：G 2=186kN (根据模板设计资料) 3.1.3侧模支撑自重：G 3=15kN 3.1.4三角支架自重：G 4=10kN 3.1.5施工荷载与其它荷载：G 5=25kN横梁上的总荷载：G H =G 1+G 2+G 3+G 4+G 5=1560+185+15+10+25=1795kN q H =1795/25.7=70kN/m横梁采用间距0.3m 的方木，则作用在单根横梁上的荷载 G H ’=70×0.3=21kN作用在横梁上的均布荷载为：q H ’= G H ’/l H =21/1.6=14kN/m(式中：l H 为横梁受荷段长度，为1.6m)3.2力学模型 如图2-2所示。
中系梁抱箍法施工受力分析
中系梁抱箍法施工受力分析一、抱箍法抱箍法力学原理：是利用在墩柱上的适当部位安装抱箍并使之与墩柱夹紧产生的最大静摩擦力，来克服临时设施及系梁的重量。
1.1 抱箍的结构形式抱箍的结构形式涉及箍身的结构形式和连接板上螺栓的排列。
a、箍身的结构形式抱箍安装在墩柱上时必须与墩柱密贴。
由于墩柱截面不可能绝对圆，各墩柱的不圆度是不同的，即使同一墩柱的不同截面其不圆度也千差万别。
因此，为适应各种不圆度的墩身，抱箍的箍身宜采用不设环向加劲的柔性箍身，即用不设加劲板的钢板作箍身。
这样，在施加预拉力时，由于箍身是柔性的，容易与墩柱密贴。
在施工当中，为保证密贴的效果更加明显，一般在抱箍与柱子之间垫以土工布。
b、连接板上螺栓的排列抱箍上的连接螺栓，其预拉力必须能够保证抱箍与墩柱间的摩擦力能可靠地传递荷载。
因此，要有足够数量的螺栓来保证预拉力。
如果单从连接板和箍身的受力来考虑，连接板上的螺栓在竖向上最好布置成一排。
但这样一来，箍身高度势必较大。
尤其是盖梁荷载很大时，需要的螺栓较多，抱箍的高度将很大，将加大抱箍的投入，且过高的抱箍也会给施工带来不便。
因此，只要采用厚度足够的连接板并为其设置必要的加劲板，一般均将连接板上的螺栓在竖向上布置成两排。
这样做在技术上是可行的，实践也证明是成功的。
1.2连接螺栓数量的计算抱箍与墩柱间的最大静摩擦力等于正压力与摩擦系数的乘积，即F=f×N式中F－抱箍与墩柱间的最大静摩擦力；N－抱箍与墩柱间的正压力；f－抱箍与墩柱间的静摩擦系数。
而正压力N与螺栓的预紧力是对平衡力，根据抱箍的结构形式，假定抱箍每侧的螺栓个数为n，则螺栓总数为2 n，若每个螺栓预紧力为F1，则抱箍与墩柱间的总正压力为N＝2×n×F1。
对于抱箍这样的结构，为减少螺栓个数，一般均采用材质45号钢的M30大直径螺栓。
每个螺栓的允许拉力为[F]＝As×[σ]式中As —螺栓的横截面积，As＝πr2[σ]—钢材允许应力。
(抱箍法)盖梁模板验算
惠东凌坑至碧甲高速公路土建工程Ⅰ标段K2+250中桥盖梁抱箍支架模板验算编制人：审核人：审批人：审批时间：年月日惠东凌坑至碧甲高速公路土建工程Ⅰ标段联合体项目部永昌路桥施工处2011年9月惠东凌坑至碧甲高速公路土建工程Ⅰ标段K2+250中桥盖梁抱箍支架模板验算目录K2+250中桥盖梁抱箍支架验算 ........................................................................................................ - 3 - 第一章、编制依据....................................................................................................................... - 3 - 第二章、工程概况....................................................................................................................... - 3 - 第三章、支架设计要点............................................................................................................... - 3 - 第四章、抱箍支架验算............................................................................................................... - 4 -4.1、K2+250中桥盖梁、墩柱、系梁立面图.................................................................... - 4 -4.2、荷载计算...................................................................................................................... - 5 -4.3、结构检算...................................................................................................................... - 6 -K2+250中桥盖梁抱箍支架验算第一章、编制依据1、惠东凌坑至碧甲高速公路两阶段施工图，以及设计变更、补充、修改图纸及文件资料。
盖梁抱箍法施工设计受力计算(正式16mm钢带) (2)
盖梁抱箍法施工受力计算书第一部分盖梁抱箍法施工设计图一、施工设计说明1、概况武胜嘉陵江特大桥引桥长488m，共有16个桥墩，除16#交界墩为空心薄壁墩外均为为双柱式（单幅），墩柱上方为盖梁，中间设置系梁。
盖梁为长14.55m，宽2.0m，高1.8m的钢筋砼结构，如图1。
图1 盖梁正面图（单位：cm）2、设计依据（1）汪国荣、朱国梁编著施工计算手册（2）路桥施工计算手册人民交通出版社（3）盖梁模板提供厂家提供的模板有关数据。
（4）规范和标准。
二、盖梁抱箍法结构设计1、支架设置支架支撑设计为抱箍，采用两块半圆弧型钢板（板厚t=12mm）制成， M24的高强螺栓连接，抱箍高50cm，采用30颗8.8级M24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，同时对墩柱砼面保护，在墩柱与抱箍之间设一层8mm厚的高强橡胶垫，纵梁与抱箍之间采用U型螺栓连接。
抱箍上放置I56b主梁，主梁上设置间距50cm 2[14槽钢做分配梁，其上放置底模。
2、模板及支撑模板采用“墙包底”模式，模板为特制大钢模,面模厚度为δ6mm，小楞采用间距30cm的[10槽钢，肋板高为10cm。
侧模高190.6cm，在肋板外设2组2[16水平背枋，背枋中距125cm，上背枋距模板顶中距40cm，下背枋距模板底中距25.6cm。
水平背枋外侧设置间距150cm2[16组合槽钢背楞，其上下端设置φ25mm精轧螺纹钢拉杆，上下拉杆间距200cm。
为确保模板的稳固，在模板竖带外设φ48的钢管斜撑，支撑在底板分配梁上。
底模与墩柱相交部位采用特制型钢支架。
5、防护栏杆与与工作平台工作平台采用在地面用L75×5mm角钢、架管及钢丝网（侧面防护）、钢板网（底部）加工成的L型骨架平台，分节段吊装至盖梁分配梁上拼装而成。
型加工成型宽80cm、高120设在分配梁悬出端。
平台截面图下图：（标准阶段长6m）图2 盖梁施工平台断面图第二部分盖梁抱箍法施工受力计算一、设计检算说明1、设计计算原则（1）在满足结构受力情况下考虑挠度变形控制。
盖梁抱箍的设计及检算
盖梁抱箍的设计及检算抱箍设计抱箍受力验算1 工程概况盖梁长11.6m,高1.5m，宽1.6m。
由于现场地形、地质情况的限制，其盖梁施工采用抱箍法施工最为合理。
2 抱箍计算盖梁抱箍图如下：抱箍平面图说明:1.图中尺寸除注明外均以毫米计。
2.钢抱箍制作直径必须准确,使其周长略小于墩身周长。
在内面垫约 5毫米橡胶,用螺栓将两片钢抱箍抱死于墩身上,每个螺栓上扭紧力矩不小于79kg.m ,在其上搭设横梁,铺设底模。
5.1 抱箍基本参数的确定： 2.1.1 计算模型的建立：T2本图尺寸均以厘米计。
抱箍体所承受的压力N1、N2为纵梁及其以上所有荷载产生的和力，用抱箍体支承上部荷载，抱箍桶壁与墩柱之间产生的摩擦力f 抵抗压力N1、N2，由f=μN f 知，f 由作用在抱箍桶上的垂直压力产生，采用抱箍桶之间的高强螺栓的拉力T1、T2对抱箍桶施工压力。
2.1.2 荷载计算：由以上计算可知： 支座反力R A =643kNR B =283×2=566kN以最大值643KN 为抱箍体需承受的竖向压力N 进行计算。
2.1.3 力学计算：2.1.3.1计算拉力T1，砼与钢之间设一层橡胶，摩擦系数按橡胶与钢之间的摩擦系数取μ=0.25，由f=μN f ，垂直压力：kN fN f 257225.0643===μ121214''T T T T T N f =+++= kN N T f f 643425724=== 2.1.3.2 M25高强螺栓的允许承载力：[N L ]=P ·μ·n/K=250×0.3×1/1.7=44.1kN2.1.3.3 抱箍螺栓数目的确定m=T f /[N l ]=643/44.1=14个2.1.3.4 抱箍高度抱箍高h=0.5m 。
12个高强螺栓。
2.2 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=0.25计算抱箍产生的压力P b = N/μ=643kN/0.25=2572kN 由高强螺栓承担。
桥梁盖梁抱箍法施工支撑体系设计与验算
桥梁盖梁抱箍法施工支撑体系设计与验算桥梁盖梁抱箍法施工支撑体系设计与验算桥梁盖梁抱箍法施工支撑体系是一种常用的桥梁施工方法，其特点是施工简单、效率高、安全可靠。
本文将从设计与验算两个方面介绍桥梁盖梁抱箍法施工支撑体系的相关内容。
一、设计1.支撑体系的选择在选择支撑体系时，需要考虑桥梁的跨度、荷载、施工条件等因素。
一般情况下，桥梁跨度较小、荷载较轻的情况下，可以选择简单的支撑体系，如单侧支撑或双侧支撑；而对于跨度较大、荷载较重的桥梁，则需要选择更加复杂的支撑体系，如悬挂式支撑或悬臂式支撑。
2.支撑点的设置支撑点的设置需要考虑桥梁的结构特点、荷载分布情况等因素。
一般情况下，支撑点应设置在桥梁的强度和刚度较高的部位，以保证支撑的稳定性和安全性。
3.支撑杆的选用支撑杆的选用需要考虑其强度、刚度、稳定性等因素。
一般情况下，支撑杆应选用高强度、高刚度的材料，如钢管、钢板等。
二、验算1.支撑点的验算支撑点的验算需要考虑其承载能力、稳定性等因素。
一般情况下，支撑点的承载能力应大于桥梁的荷载，以保证支撑的稳定性和安全性。
2.支撑杆的验算支撑杆的验算需要考虑其强度、刚度、稳定性等因素。
一般情况下，支撑杆的强度应大于桥梁的荷载，以保证支撑的稳定性和安全性。
3.支撑体系的整体验算支撑体系的整体验算需要考虑支撑点、支撑杆等各个部分的承载能力、稳定性等因素。
一般情况下，支撑体系的整体承载能力应大于桥梁的荷载，以保证支撑的稳定性和安全性。
总之，桥梁盖梁抱箍法施工支撑体系的设计与验算是桥梁施工中非常重要的一环，需要充分考虑桥梁的结构特点、荷载分布情况等因素，以保证支撑的稳定性和安全性。
抱箍受力计算
抱箍受力计算（1）钢板与墩柱之间摩擦力计算抱箍体需承受的竖向压力G=1066kN（混凝土所产生荷载）单个抱箍体所承受竖向压力为：P=G/2=530KN，取600KN（加上盖梁模板及施工产生荷载）钢板对墩柱的压力公式为：σ1μH2πR=KPμ---摩擦系数，取0.3H---抱箍钢板宽度，取0.5mR---墩柱半径，0.9mK---荷载安全系数，根据施工经验，取2.5C30混凝土抗压容许强度为：16.8MPaσ1=2.5*600/（0.3*0.5*2*3.14*0.9）=1.769<16.8MPA，所以钢板不至于把混凝土压坏。
σ2=Rσ1/t=0.9*1.769/0.01=159.21<f=215MPa,小于钢板设计应力。
（2）螺栓数目计算抱箍所受的竖向压力由M27的高强螺栓的抗拉力产生：F=Ht*σ2=0.5*0.01*159.21*106=796.05KN取单侧螺栓为双排6个，则P=796.05/6=132.675KN查表得8.8级M27的预拉力[P]为：205KN螺栓的拉力P<[P]螺栓满足要求。
（3）求螺栓需要的力矩M1)由螺帽压力产生的反力矩M1=u1N1×L1u1=0.15钢与钢之间的摩擦系数L1=0.015力臂M1=0.15×133×0.015=0.299KN.m2)M2为螺栓爬升角产生的反力矩,升角为10°M2=μ1×N′cos10°×L2+N′sin10°×L2[式中L2=0.011(L2为力臂)]=0.15×133×cos10°×0.011+133×sin10°×0.011 =0.470(KN·m)M=M1+M2=0.299+0.470=0.769(KN·m)=76.9(kg·m)所以要求螺栓的扭紧力矩M≥77(kg·m)（二）抱箍体的应力计算：1、抱箍壁为受拉产生拉应力拉力P1=12N1=12×133=1596（KN）抱箍壁采用面板δ10mm的钢板，抱箍高度为0.5m。
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系梁抱箍支架受力验算
本合同段所有柱间系梁均采用抱箍法施工工艺，考虑到本合同段的圆柱墩分直径1.8m和2.0m两种类型，因此抱箍需配套加工，抱箍采用2cm厚Q235钢板，每个抱箍分两片半圆制作，内径较墩柱直径大10mm，对扣在墩柱上端，钢抱箍制作必须准确，在与墩身接触面之间垫5mm厚橡胶垫，再用高强螺栓固定，使之牢固箍在墩柱上。
抱箍上搭设两根长9m的I36b工字钢作为系梁支撑横梁，工字钢上铺设长3m的15cm*15cm方木作为横梁，方木间距为30cm, 然后在支架上铺设系梁底模，绑扎钢筋，支立侧模，最后浇筑混凝土。
mm
⑴总荷载计算
①系梁自重
系梁自重依据最大系梁重量计算，钢筋砼密度取26kN/m3 。
系梁自重：G1=3.9m×1.4m×1.8m×26kN/m3=255.53KN。
②模板、支架自重
系梁两侧各设置1根I36b工字钢作为主梁，长9m，主梁重：G2=9 m×65.689kg/m×2×9.8N/kg=11.59KN。
工字钢主梁上面每间隔30cm 铺设15*15的方木，方木长3m 。
方木总重:G3=0.15 m ×0.15 m ×3 m ×600kg/m3×13×9.8N/kg=4KN 。
组合钢模板及连接件重0.95KN/m2, 侧模和底模模板面积为20m 2，则模板自重G4=20m 2x0.95kN/m 2=19kN 。
③施工荷载
施工人员、机具材料荷载以2.5KN/m 2计，振捣混凝土产生的荷载，按照2KN /m 2考虑，面积为系梁投影底面积 5.46m 2，则施工人员、机具材料、振捣荷载G5=（2+2.5）kN/m 2x5.46 m 2=24.57KN 。
总荷载：G=G1+G2+G3+G4+G5 =255.53+11.59+4+19+24.57=314.69KN ； 考虑安全系数为1.2，则总荷载为G ’=G*1.2=314.69*1.2=377.63KN 。
⑵I36b 主梁受力验算
系梁总长3.9m ，均布每延米荷载m KN /83.969.3/63.377q ==.
m KN ql M .06.928
9.342.48822max =⨯==
MPa m N W M 17.100).(1017.10010
919920602
66
max max =⨯=⨯==
-σ＜[σ]=215MPa ； 满足要求。
⑶方木(15cm*15cm)受力检算 ① 方木弯矩验算
系梁及模板总荷载G=363.72KN 。
方木铺设间距为30cm ，共铺设13根，则单根承受G6=363.72/13=27.98KN 。
系梁底宽1.4m ，则单根方木均布荷载q=27.98/1.4=19.98KN/m 。
方木跨中弯矩：
80MPa
][7.8105.5624900.90.484.198.1986
2
2==⨯===⨯==-σσ＜MPa W M m
KN ql M 满足受力要求。
②方木挠度检算
mm L mm EI ql f 540049.010*******.23840.2199805384581144==⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-＜
即每间隔30cm 布设1根15*15cm 方木满足施工要求。
⑷抱箍受力验算
抱箍法施工就是将系梁施工荷载通过抱箍与柱之间的摩擦力传递给柱，由摩擦力公式f=μN 可知，摩擦力等于抱箍给柱的正压力与摩擦系数的乘积。
抱箍与柱间的正压力是由抱箍上螺栓的预紧力产生的。
由受力平衡可知抱箍所受主梁施加的压力等于抱箍与柱间产生的摩擦力。
由《路桥施工计算手册》中查得钢带与橡胶垫之间的摩擦系数取0.25。
系梁及支架总荷载G ’=377.63KN 。
则单个牛腿承受的压力G0= G ’/4=377.63KN/4=94.41KN 。
①计算钢带对砼的压应力 钢带对立柱的压应力
1
σ可由下式计算求得：
1μσB πD =KG
其中：
μ—摩阻系数，取0.25 B —钢带宽度，B=500mm D —立柱直径，D=2000mm K —荷载安全系数，取1.2
G —作用在单个抱箍上的荷载，G=188.82kN 则
1σ=KG/(μB πD)
=1.2×188.82×1000/(0.25×500×3.14×2000)=0.289Mpa<
[]c σ=13.8Mpa ，满足要求。
其中：
[]c σ—砼立柱抗压强度容许值，其值不大于0.8R a b ，立柱砼标号为30Mpa ，轴心抗压强度R a b =0.7×30=21Mpa ，0.8 R a b =0.8×21=16.8Mpa
②钢带内应力
2
σ的合成图如下：
2
2σ
化简得：21σδ=σD/2
其中：
δ—钢板厚度 求得
2σ=1σD/(2)
=0.289×2000/(2×12)=24.08MPa<f=215 Mpa ，满足要求。
③牛腿螺栓受力计算 a.牛腿螺栓抗拉承载力计算
牛腿腹板采用12根10.9级M24高强螺栓，螺栓直径为24mm 。
钢带所受拉力：F=2σA =24.08×12×500×-310=144.48kN ，则单个螺栓所受拉力为：N=F/12=144.48/12=12.04kN<N t =180kN ，满足要求。
其中：
N t —10.9级M24高强螺栓设计拉力。
查《钢结构设计规范GB500172003》10.9级M24螺栓预拉力P=225kN ，N t =0.8P=180kN
b.牛腿螺栓抗剪承载力计算
已计算得作用在单个牛腿上的竖向荷载为94.41KN ，螺栓连接方式为双剪结合，单个螺栓所受的竖向总荷载为：T=94.41/12=7.87kN ，单个螺栓所受剪力Q=T/2=3.94kN 。
螺栓截面为圆形，故其截面所受的最大切应力为：
max e
4Q τ=
3A 其中：
e A —M24螺栓的有效面积，为3532mm
则max e
4Q
τ=
3A =（4×3.94×1000）/（3×353）=14.88Mpa 。
螺栓的允许切应力：[τ]=s σ/n 其中：
s σ—材料的屈服极限，10.9级螺栓的屈服极限为940Mpa （摘自GB 3098.1--82） n —安全系数，静载时取2.5
则许用切应力：[τ]=s σ/n =940/2.5=376Mpa 。
故max τ<[τ]，满足条件。
④牛腿螺栓紧固力计算
紧固螺栓时要按照钢板容许应力控制紧固力。
考虑2倍的安全系数，紧固力取F ’=2F=144.48kN×2=288.96kN ， 每个螺栓紧固力为：288.96 12=24.08kN 。
查《公路桥涵施工技术规范041-2000》 P236公式：T C =KP C d 其中：
T C —终拧扭矩（N·M ）
K —高强度螺栓连接扭矩系数平均值，范围为0.11～0.15之间，取0.15。
P C —高强度螺栓施工预拉力（kN ） D —高强度螺栓公称直径（mm ）
单个螺栓终拧扭矩T C =KP C d=0.15×24.08×24=86.69N·m ,若扳手手柄长30cm ，则需紧固288.97N 的力即可满足要求。