蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)計(jì)算書一、設(shè)計(jì)檢算說(shuō)明1、計(jì)算原則（1）在滿足結(jié)構(gòu)受力情況下考慮撓度變形控制。（2）綜合考慮結(jié)構(gòu)的安全性。（3）采取比較符合實(shí)際的力學(xué)模型。（4）盡量采用已有的構(gòu)件和已經(jīng)使用過(guò)的支撐方法。2、貝雷架無(wú)相關(guān)數(shù)據(jù)，根據(jù)計(jì)算得出，無(wú)資料可附。3、對(duì)部分結(jié)構(gòu)的不均布，不對(duì)稱性采用較大的均布荷載。4、本計(jì)算未扣除墩柱承擔(dān)的蓋梁砼重量。以做安全儲(chǔ)備。5、抱箍加工完成實(shí)施前，必須先進(jìn)行壓力試驗(yàn)，變形滿足要求后方可使用。二、側(cè)模支撐計(jì)算1、荷載計(jì)算（按最大蓋梁） 砼澆筑時(shí)的側(cè)壓力：Pm=Kh 式中：K-外加劑影響系數(shù)，取1.2； -砼容重，取26kN/m3； h-有效壓頭高度。 砼澆筑速度v

2、按0.3m/h，入模溫度按20考慮。 則：v/T=0.3/20=0.015<0.035 h=0.22+24.9v/T=0.22+24.9×0.015=0.6mPm= Kh=1.2×26×0.6=19kPa砼振搗對(duì)模板產(chǎn)生的側(cè)壓力按4kPa考慮。則：Pm=19+4=23kPa蓋梁長(zhǎng)度每延米上產(chǎn)生的側(cè)壓力按最不利情況考慮（即砼澆筑至蓋梁頂時(shí)）： P=Pm×（H-h）+Pm×h/2=23×2+23×0.6/2=53.9kN2、拉桿拉力驗(yàn)算拉桿（20圓鋼）間距1.2m，1.2m范圍砼澆筑時(shí)的側(cè)壓力由上、下兩根拉桿承受。則有：=

3、（T1+T2）/A=1.2P/2r2=1.2×53.9/（2×0.012）=102993kPa=103MPa<=160MPa(可)3、豎帶抗彎與撓度計(jì)算設(shè)豎帶兩端的拉桿為豎帶支點(diǎn)，豎帶為簡(jiǎn)支梁，梁長(zhǎng)l0=2.2m，砼側(cè)壓力按均布荷載q0考慮。 豎帶14b的彈性模量E=2.1×105MPa;慣性矩Ix=609.4cm4;抗彎模量Wx=87.1cm3q0=23×1.2=27.6kN/m最大彎矩：Mmax= q0l02/8=27.6×2.72/8=25kN·m= Mmax/2Wx=25/(2×87.1×10-6)=

4、143513144MPa<w=160MPa(可)撓度：fmax= 5q0l04/384×2×EIx=5×27.6×2.74/(384×2×2.1×108×609.4×10-8)=0.0075mf=l0/400=2.0/400=0.005m4、關(guān)于豎帶撓度的說(shuō)明在進(jìn)行蓋梁模板設(shè)計(jì)時(shí)已考慮砼澆時(shí)側(cè)向壓力的影響，側(cè)模支撐對(duì)蓋梁砼施工起穩(wěn)定與加強(qiáng)作用。為了確保在澆筑砼時(shí)變形控制在允許范圍，同時(shí)考慮一定的安全儲(chǔ)備，在豎帶外設(shè)鋼管斜撐。鋼管斜撐兩端支撐在模板中上部與橫梁上。因此，豎帶的計(jì)算撓度雖略大于允許值，但

5、實(shí)際上由于上述原因和措施，豎帶的實(shí)際撓度能滿足要求。三、橫梁計(jì)算采用間距0.4m工16型鋼作橫梁，橫梁長(zhǎng)4.6m。在墩柱部位橫梁設(shè)計(jì)為特制鋼支架，該支架由工16型鋼制作，每個(gè)墩柱1個(gè)，每個(gè)支架由兩個(gè)小支架栓接而成。故共布設(shè)橫梁124個(gè)，特制鋼支架6個(gè)（每個(gè)鋼支架用工16型鋼18m）。蓋梁懸出端底模下設(shè)特制三角支架，每個(gè)重約8kN。1、荷載計(jì)算（1）蓋梁砼自重：G1=216.7m3×26kN/m3=5634.2kN（2）模板自重：G2=520kN (根據(jù)模板設(shè)計(jì)資料)（3）側(cè)模支撐自重：G3=96×0.168×2.9+10=57kN（4）三角支架自重：G4=8

6、15;2=16kN（4）施工荷載與其它荷載：G5=20kN橫梁上的總荷載：GH=G1+G2+G3+G4+G5=5634.2+520+57+16+20=6237.2kN qH=4431/26.4=126.8kN/m 橫梁采用0.4m的工字鋼，則作用在單根橫梁上的荷載GH=126.8×0.4=50.7kN 作用在橫梁上的均布荷載為：qH= GH/lH=50.7/2.2=23kN/m(式中：lH為橫梁受荷段長(zhǎng)度，為2.4m)2、橫梁抗彎與撓度驗(yàn)算橫梁的彈性模量E=2.1×105MPa;慣性矩I=1127cm4;抗彎模量Wx=140.9cm3最大彎矩：Mmax= qHlH 2/8=

7、28×2.42/8=20kN·m= Mmax/Wx=20/(140.9×10-6)=141945142MPa<w=160MPa (可)最大撓度：fmax= 5 qHlH 4/384×EI=5×28×2.44/(384×2.1×108×1127×10-8)=0.0051m<f=l0/400=2.2/400=0.006m (可)四、縱梁計(jì)算縱梁采用單層四排，上、下加強(qiáng)型貝雷片（標(biāo)準(zhǔn)貝雷片規(guī)格：3000cm×1500cm，加強(qiáng)弦桿高度10cm）連接形成縱梁，長(zhǎng)30m。1、荷載計(jì)算

8、（1）橫梁自重：G6=4.6×0.205×56+3×18×0.205=64kN（2）貝雷梁自重：G7=（2.7+0.8×2+1+2×3×0.205）×40=237kN縱梁上的總荷載：GZ=G1+G2+G3+G4+G5+G6+G7=5634.2+520+57+16+20+64+237=6538kN 縱梁所承受的荷載假定為均布荷載q： q= GZ/L=6538/49.26=133kN/m2、結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算結(jié)構(gòu)體系為一次超靜定結(jié)構(gòu)，采用位移法計(jì)算。（1）計(jì)算支座反力RC：第一步：解除C點(diǎn)約束，計(jì)算懸臂端均布荷載與中間段均布

9、荷載情況下的彎矩與撓度第二步：計(jì)算C點(diǎn)支座反力RC作用下的彎矩與撓度第三步：由C點(diǎn)位移為零的條件計(jì)算支座反力RC由假定支座條件知:fc=0（2）計(jì)算支座反力RA、RB 由靜力平衡方程解得（3）彎矩圖根據(jù)疊加原理，繪制均布荷載彎矩圖：（4）縱梁端最大位移 =-648q/EI()4、縱梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)算（1）根據(jù)以上力學(xué)計(jì)算得知，最大彎矩出現(xiàn)在A、B支座，代入q后MB=8.82q=8.82×133=1173kN·m（2）貝雷片的允許彎矩計(jì)算查公路施工手冊(cè) 橋涵第923頁(yè)，單排單層貝雷桁片的允許彎矩M0為975kN·m。則四排單層的允許彎矩M=4×975×

10、;0.9=3510 kN·m(上下加強(qiáng)型的貝雷梁的允許變矩應(yīng)大于此計(jì)算值)故：MB=1173kN·mM=3510 kN·m 滿足強(qiáng)度要求5、縱梁撓度驗(yàn)算（1）貝雷片剛度參數(shù)彈性模量：E=2.1×105MPa慣性矩：I=Ah×h/2=(25.48×2×4)×150×150/2=2293200cm4（因無(wú)相關(guān)資料可查，進(jìn)行推算得出）（2）最大撓度發(fā)生在蓋梁最大橫向跨中部位fmax=648q/EI=648×133/(2.1×108×2293200×10-8)=0.018m

11、f=L/2/400=20.82/2/400=0.026m由于fmax<f，計(jì)算撓度能滿足要求。五、抱箍計(jì)算（一）抱箍承載力計(jì)算1、荷載計(jì)算每個(gè)蓋梁按墩柱設(shè)三個(gè)抱箍體支承上部荷載，由上面的計(jì)算可知：支座反力RA=RB=2(l+a)-8.31q/2=2(9+4.5)-8.31×133/2=1672kN RC=8.31q=8.31×133=1105kN 以最大值為抱箍體需承受的豎向壓力N進(jìn)行計(jì)算，該值即為抱箍體需產(chǎn)生的摩擦力。 2、抱箍受力計(jì)算 （1）螺栓數(shù)目計(jì)算抱箍體需承受的豎向壓力N=1242kN抱箍所受的豎向壓力由M24的高強(qiáng)螺栓的抗剪力產(chǎn)生，查路橋施工計(jì)算手冊(cè)第42

12、6頁(yè)：M24螺栓的允許承載力：NL=Pn/K式中：P-高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力，取225kN; -摩擦系數(shù)，取0.3； n-傳力接觸面數(shù)目，取1； K-安全系數(shù)，取1.7。則：NL= 225×0.3×1/1.7=39.7kN螺栓數(shù)目m計(jì)算：m=N/NL=1242/39.7=31.332個(gè)，取計(jì)算截面上的螺栓數(shù)目m=32個(gè)。則每條高強(qiáng)螺栓提供的抗剪力：P=N/44=1242/32=38.8KNNL=38.7kN故能承擔(dān)所要求的荷載。（2）螺栓軸向受拉計(jì)算 砼與鋼之間設(shè)一層橡膠，按橡膠與鋼之間的摩擦系數(shù)取=0.3計(jì)算抱箍產(chǎn)生的壓力Pb= N/=1242kN/0.3=4140kN由高強(qiáng)螺

13、栓承擔(dān)。則：N=Pb=4140kN抱箍的壓力由32條M24的高強(qiáng)螺栓的拉力產(chǎn)生。即每條螺栓拉力為N1=Pb/44=4140kN /42=130kN<S=225kN=N”/A= N（1-0.4m1/m）/A式中：N-軸心力 m1-所有螺栓數(shù)目，?。?6個(gè) A-高強(qiáng)螺栓截面積，A=4.52cm2=N”/A= Pb（1-0.4m1/m）/A=5573×(1-0.4×66/42)/66×4.52×10-4 =117692kPa=118MPa=140MPa 故高強(qiáng)螺栓滿足強(qiáng)度要求。（3）求螺栓需要的力矩M1)由螺帽壓力產(chǎn)生的反力矩M1=u1N1×L

14、1u1=0.15鋼與鋼之間的摩擦系數(shù)L1=0.015力臂M1=0.15×133×2)M2為螺栓爬升角產(chǎn)生的反力矩,升角為10°M2=1×Ncos10°×L2+Nsin10°×L2式中L2=0.011 (L2為力臂)=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)所以要求螺栓的扭緊力矩M77(kg·m)（二）抱箍體的應(yīng)力計(jì)算：1、抱箍壁為受拉產(chǎn)生拉應(yīng)力拉力P1=21N1=21×133=2793（KN）抱箍壁采用面板16mm的鋼板，抱箍高度為1.734m。則抱箍壁