盖梁抱箍法及计算.docx
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盖梁抱箍法及计算.docx
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盖梁抱箍法及计算
盖梁抱箍法施工及计算
第一部分盖梁抱箍法施工设计图
一、施工设计说明
1、简况
本合同段为京珠高速公路郑漯段ZLTJ-8合同段,线路起止桩号为:
K66+894~K77+000,全长10.106公里,位于河南省漯河市临颖县内。
主要工程量有:
大桥1座,中桥4座,分离式立交2座,通道桥6座。
共有18个桥墩,均为双柱式结构(墩柱为直径1.2m的钢筋砼结构),墩柱上方为盖梁。
墩柱盖梁施工拟采用抱箍法施工。
其中邰庄分离式立交桥墩盖梁砼浇筑量最大,约17.3m3。
图1-1盖梁正面图(单位:
m)
2、设计依据
(1)交通部行业标准,公路桥涵钢结构及木结构设计规(JTJ025-86)
(2)汪国荣、朱国梁编著施工计算手册
(3)公路施工手册,桥涵(上、下册)交通部第一公路工程总公司。
(4)路桥施工计算手册人民交通出版社
(5)盖梁模板提供厂家提供的模板有关数据。
(6)设计院下发的图纸。
)国家、交通部等有关部委和河南省交通厅的规范和标准。
7(.
(8)我单位的桥梁施工经验。
二、盖梁抱箍法结构设计
1、侧模与端模支撑
侧模、端模为特制大钢模,面模厚度为δ5mm,肋板高为8cm。
在侧模外侧采用间距0.5m的φ28钢管作竖带,竖带高2m;在竖带上下各设一条φ20的栓杆作拉杆,上下拉杆间间距1.6m,在竖带外设φ20的栓杆作拉杆,拉在横梁上。
2、底模支撑
底模为特制大钢模,面模厚度为δ5mm,肋板高为8cm。
在底模下部采用间距0.5m,I16工型钢作横梁,横梁长3.4m。
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横向坡度与安装误差。
与墩柱相交部位采用特制型钢支架作支撑。
3、纵梁
在横梁底部采用两个I32工字钢连接形成纵梁,长12m。
纵、横梁以及纵梁与联接梁之间采用U型螺栓连接;纵梁下为抱箍。
4、抱箍
采用两块半圆弧型钢板(板厚t=10mm)制成,M24的高强螺栓连接,抱箍高40cm,采用16根高强螺栓连接。
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2~3mm厚的橡胶垫,纵梁与抱箍之间采用U型螺栓连接。
5、防护栏杆与与工作平台
(1)栏杆采用φ50的钢管搭设,在横梁上每隔2.4M设一道1.2m高的钢管立柱,竖向间隔0.5m设一道钢管立柱,钢管之间采用扣件连接。
立柱与横梁的连接采用在横梁上设0.2m高的支座。
钢管与支座之间采用销连接。
(2)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绑扎牢靠。
三、主要工程材料数量汇总表
见表一。
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。
序号
工程及名称
材料规格
单位
数量
备注
一
侧模支撑
1
竖带
钢管φ48
m
96
2
栓杆
20φ
kg
380.38
两端带丝型
3
钢管斜撑
钢管φ48
m
96
个计48
4
螺帽
用于φ20栓杆
个
88
5
垫板0.1×0.1M
钢板δ=10mm
kg
69.08
88计块每块
二
底模支撑
1
横梁
16#工字钢
kg
5280.8
根56计
2
三角架
16#工字钢
kg
797.37
个2计
3
特制型钢架
工字钢16#
kg
1046.73
个3计.
序号
工程及名称
材料规格
单位
数量
备注
4
型钢架联接用螺栓
φ20
个
24
螺栓带帽
5
型钢架联接用钢板
钢板δ=10mm
kg
28.26
6
钢垫块
钢板δ=20mm
kg
4239
每横梁上布3个
三
纵梁
1
贝雷片
3000×1500
kg
10800
2
加强弦杆
3000×100
kg
6400
3
横拉杆
16#工字钢
kg
1230
计20根
4
弦杆螺栓
kg
320
计160个
5
销子及保险插销
50φ
kg
432
计144个
四
抱箍
套共计3
1
抱箍桶钢板
钢板δ=16mm
kg
4545.72
2
上盖筋板
钢板δ=20mm
kg
442.93
3
下盖筋板
钢板δ=10mm
kg
123.92
4
中部筋板
钢板δ=10mm
kg
123.92
5
加强筋板
钢板δ=8mm
kg
381.17
6
加强筋板
钢板δ=14mm
kg
230.13
7
高强螺栓
φ24长100mm
个
198
8
橡胶垫
2厚~3mm
㎡
33
五
连接件
1
型螺栓UA型
套共计328
(1)
螺杆
φ20
kg
1040.24
(2)
螺母
用于φ20栓杆
个
656
(3)
垫板
钢板δ=12mm
kg
1699.37
2
型螺栓U型B
套24共计.
序号
工程及名称
材料规格
单位
数量
备注
(1)
螺杆
φ24
kg
80.09
(2)
螺母
用于φ24栓杆
个
48
六
护栏与工作平台
1
栏杆架
50钢管φ
m
174.4
2
栏杆支座
钢管φ60
m
6
3
安全网
㎡
83
4
木板
厚2cm
㎡
48.9
5
扣件
个
60
第二部分盖梁抱箍法施工设计计算
。
一、横梁计算
采用间距0.5m工16型钢作横梁,横梁长3.4m。
在墩柱部位横梁设计为特制钢支架,该支架由工16型钢制作,每个墩柱1个,每个支架由两个小支架栓接而成。
共布设横梁18个,特制钢支架2个(每个钢支架用工16型钢18m)。
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
33=449kN×=17.3m1)盖梁砼自重:
G26kN/m(1
(2)模板自重:
G=42kN(根据模板设计资料)2(3)侧模支撑自重:
G=84×0.168×2.9+10=51kN3(4)三角支架自重:
G2=16kN
×=84.
(5)施工荷载与其它荷载:
G=20kN
5横梁上的总荷载:
G=G+G+G+G+G=449+42+51+16+20=578kN524H31q=578/10.875=53kN/m
H横梁采用间距为0.5m的工字钢,则作用在单根横梁上的荷载G'H=53×0.5=27kN
作用在横梁上的均布荷载为:
q'=G'/l=27/1.4=19kN/m(式中:
l为横梁受荷段长度,为1.4m)HHHH2、力学模型
如图2-2所示。
图2-1横梁计算模型
5MPa。
惯性矩E=2.1×103、横梁抗弯与挠度验算横梁的弹性模量43I=1127cmWx=140.9cm。
抗弯模量22/8=5kN·1.4lm
/8=19×'最大弯矩:
M=qHmaxH-6)=35486≈35MPa<[σ]=160MPa(符合要=5/(140.9σ=M/W×10wxmax求)
448×102.1/(384×1.4EI=5=5q最大挠度:
f'l/384××19××HHmax-8)=0.0004m<[f]=l/400=1.4/400=0.0035m(符合要求)1127×100四、纵梁计算
纵梁采用采用两个I32连接形成纵梁,长12m。
、荷载计算1.
(1)横梁自重:
G=16×0.205×3.4=13kN6
(2)纵梁自重:
G=24×0.527=13kN7纵梁上的总荷载:
G=G+G+G+G+G+G+G=449+42+51+16+20+13+13=604kN7152Z436纵梁所承受的荷载假定为均布荷载q:
q=G/L=604/10.875=56kN/m
Z单根纵梁所承受的均部荷载为:
q'=q/2=28kN/m
2、力学计算模型
建立力学模型如图2-3所示。
图2-3纵梁计算模型图
3、纵梁结构强度验算
54。
抗弯模量I=11080cmMPa10纵梁的弹性模量E=2.1×。
惯性矩3Wx=692.5cm根据结构力学可知,纵梁的最大弯矩发生在梁中点:
22)=80KN·l=q'm
(1-4(m/q)MC-6)=115523≈116MPa<[σ]=210MPa(符=Mσ/W=80/(692.5×10wmaxx合要求)
5、纵梁挠度验算
42=28××(m/l))×('f=ql(/384×EI5-24最大挠度:
max48-8×(5-24×)10×1127×10×2.1×/(3846.491.
2=0.012m<[f]=l/400=6.491/400=0.016m((2.192/6.491)符合要0求)
五、抱箍计算
(一)抱箍承载力计算
1、荷载计算
每个盖梁按墩柱设两个抱箍体支承上部荷载,由上面的计算可知:
支座反力R=R=q(l+2m)/2=56×(6.491+2.192×2)/2=305kNBA以该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。
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=305kN
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0.3;
n---传力接触面数目,取1;
K---安全系数,取1.7。
则:
[N]=225×0.3×1/1.7=39.7kNL计算:
m螺栓数目
m=N'/[N]=305/39.7=7.8≈8个,取计算截面上的螺栓数目m=16L个。
则每条高强螺栓提供的抗剪力:
P′=N/16=305/16=19KN≈[N]=39.7kNL故能承担所要求的荷载。
(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=0.3计算抱箍产生的压力P=N/μ=305kN/0.3=1017kN由高强螺栓承担。
b则:
N'=P=1017kN
b抱箍的压力由16条M24的高强螺栓的拉力产生。
即每条螺栓拉力为
N=P/16=1017kN/16=64kN<[S]=225kNb1σ=N′/A=N′(1-0.4m/m)/A1式中:
N′---轴心力
m---所有螺栓数目,取:
16个12高强螺栓截面积,A=4.52cmA---σ=N′/A=P(1-0.4m/m)/A=1017×(1-0.4×16/16)/(16×4.521b-4)=84375kPa≈84MPa10<[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=uN×L1111u=0.15钢与钢之间的摩擦系数1L力臂=0.0151.
M=0.15×64×0.015=0.144KN.m
12)M为螺栓爬升角产生的反力矩,升角为10°2M=μ×N′cos10°×L+N′sin10°×L2122[式中L=0.011(L为力臂)]
22=0.15×64×cos10°×0.011+64×sin10°×0.011=0.226(KN·m)
M=M+M=0.144+0.226=0.370(KN·m)=37.0(kg·m)21所以要求螺栓的扭紧力矩M≥37(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P=8N=21×64=512(KN)11抱箍壁采用面板δ10mm的钢板,抱箍高度为0.4m。
2)0.04=0.004(m=0.01×则抱箍壁的纵向截面积:
S1σ=P/S=512/0.004=128(MPa)<[σ]=140MPa11满足设计要求。
2、抱箍体剪应力
τ=(1/2R)/(2S)=(1/2×305)/(2×0.004)1A=19MPa<[τ]=85MPa
根据第四强度理论
221/2221/2=132MPa<[σ]=145MPa19128τ(=σσ+3)=(+3×)WW满足强度要求。
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