最新盖梁抱箍法施工设计计算书资料.docx

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最新盖梁抱箍法施工设计计算书资料

盖梁抱箍法施工设计计算书

一、设计检算说明

1、计算原则

（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。

2、贝雷架无相关数据，根据计算得出，无资料可附。

3、对部分结构的不均布，不对称性采用较大的均布荷载。

4、本计算未扣除墩柱承担的盖梁砼重量。

以做安全储备。

5、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。

二、侧模支撑计算

1、荷载计算（按最大盖梁）

砼浇筑时的侧压力：

Pm=K丫h

式中：

K---外加剂影响系数，取1.2;

Y--砼容重，取26kN/m3;

h---有效压头高度。

砼浇筑速度v按0.3m/h，入模温度按20C考虑。

贝v/T=0.3/20=0.015<0.035

h=0.22+24.9v/T=0.22+24.9X0.015=0.6m

Pm=Kyh=1.2X26X0.6=19kPa

砼振捣对模板产生的侧压力按4kPa考虑。

贝U:

Pm=19+4=23kPa

盖梁长度每延米上产生的侧压力按最不利情况考虑（即砼浇筑至盖梁顶时）

P=PmX（H-h）+PmXh/2=23X2+23X0.6/2=53.9kN

2、拉杆拉力验算

拉杆（020圆钢）间距1.2m,1.2m范围砼浇筑时的侧压力由上、下两根拉杆承受。

则有：

（y=（T1+T2）/A=1.2P/2n2

=1.2X53.9/（2nXO.O12）=102993kPa=103MPa<[c]=160MPa（可）

3、竖带抗弯与挠度计算

4；抗弯模量Wx=87.1cm

qo考虑。

竖带［14b的弹性模量E=2.1x105MPa;惯性矩lx=609.4cm

qo=23x1.2=27.6kN/m

最大弯矩：

Mmax=q0l02/8=27.6x2.72/8=25kN•m

尸Mmax/2Wx=25/（2x87.1x106）

=143513~144MPa<[w]=160MPa（可）

挠度：

fmax=5q0l04/384x2xEIx=5x27.6x2.74/（384x2x2.1x108x609.4x10-8）=0.0075m~[f]=l°/400=2.0/400=0.005m

4、关于竖带挠度的说明

在进行盖梁模板设计时已考虑砼浇时侧向压力的影响，侧模支撑对盖梁砼施工起稳定与

加强作用。

为了确保在浇筑砼时变形控制在允许范围，同时考虑一定的安全储备，在竖带外

设钢管斜撑。

钢管斜撑两端支撑在模板中上部与横梁上。

因此，竖带的计算挠度虽略大于允

许值，但实际上由于上述原因和措施，竖带的实际挠度能满足要求。

三、横梁计算

采用间距0.4m工16型钢作横梁，横梁长4.6m。

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。

故共布设横梁124个，特制钢支架6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

（1）盖梁砼自重：

G1=216.7m3x26kN/m3=5634.2kN

（2）模板自重：

G2=520kN（根据模板设计资料）

（3）侧模支撑自重：

G3=96x0.168x2.9+10=57kN

（4）三角支架自重：

G4=8x2=16kN

（4）施工荷载与其它荷载：

G5=20kN

横梁上的总荷载：

Gh=G1+G2+G3+G4+G5=5634.2+520+57+16+20=6237.2kN

qH=4431/26.4=126.8kN/m

横梁采用0.4m的工字钢，则作用在单根横梁上的荷载Gh'=126.8x0.4=50.7kN

作用在横梁上的均布荷载为：

=Gh'/lH=50.7/2.2=23kN/m（式中：

Ih为横梁受荷段长度，为2.4m）

2、横梁抗弯与挠度验算

横梁的弹性模量E=2.1x105MPa;惯性矩I=1127cm4;抗弯模量Wx=140.9cm3最大弯矩：

Mmax=qH'Ih2/8=28x2.42/8=20kN•m

0=Mmax/Wx=20/（140.9x10-6）=141945〜142MPa<[Ov]=160MPa（可）

最大挠度：

fmax=5qH'Ih4/384xEl=5x28x2.44/（384x2.1x108x1127x10-8）=0.0051m<[f]=l°/400=2.2/400=0.006m（可）

四、纵梁计算

3000cmx1500cm，加

纵梁采用单层四排，上、下加强型贝雷片（标准贝雷片规格:

强弦杆高度10cm）连接形成纵梁，长30m。

1、荷载计算

（1）横梁自重：

G6=4.6X0.205X56+3X18X0.205=64kN

（2）贝雷梁自重：

G7=（2.7+0.8X2+1+2X3X0.205）X40=237kN

纵梁上的总荷载：

Gz=Gi+G2+G3+G4+G5+G6+G7=5634.2+520+57+16+20+64+237=6538kN

纵梁所承受的荷载假定为均布荷载q:

q=Gz/L=6538/49.26=133kN/m

2、结构力学计算

结构体系为一次超静定结构，采用位移法计算。

（1）计算支座反力Rc:

第一步：

解除C点约束，计算悬臂端均布荷载与中间段均布荷载情况下的弯矩与挠度

魚拉移量城—謬T

第二步：

计算C点支座反力Rc作用下的弯矩与挠度

fc=

第三步：

由C点位移为零的条件计算支座反力RC

由假定支座条件知：

刀fc=0

4S£2丽3B4EI"

（2）计算支座反力Ra、Rb

氏直=R总二q

2（+）

2

由静力平衡方程解得

（3）弯矩图

根据叠加原理，绘制均布荷载弯矩图:

qa

=8.82q

（4）纵梁端最大位移

^o（2Z）^^o^+3_a^_

24EI（2/r（2/y

=（_"5"+一、—1）

24EI4/1护

=酬42油xB6x42°+罗曲沪24H1C4x9a+3x93

=-648q/EI（J）

4、纵梁结构强度验算

（1）根据以上力学计算得知，最大弯矩出现在A、B支座，代入q后

MB=8.82q=8.82X133=1173kN•m

（2）贝雷片的允许弯矩计算

查《公路施工手册桥涵》第923页，单排单层贝雷桁片的允许弯矩[Mo]为975kN-m。

则四排单层的允许弯矩[M]=4X975X0.9=3510kN•m（上下加强型的贝雷梁的允许变矩应大于此计算值）

故：

MB=1173kN•mv[M]=3510kN•m满足强度要求

5、纵梁挠度验算

（1）贝雷片刚度参数

弹性模量：

E=2.1X105MPa

惯性矩：

I=AhXh/2=（25.48X2X4）X150X150/2=2293200cm4（因无相关资料可查，

进行推算得出）

（2）最大挠度发生在盖梁最大横向跨中部位

fmax=648q/EI=648X133/（2.1X108X2293200X10-8）=0.018m[f]=L/2/400=20.82/2/400=0.026m

由于fmax<[f]，计算挠度能满足要求。

五、抱箍计算

（一）抱箍承载力计算

1、荷载计算

每个盖梁按墩柱设三个抱箍体支承上部荷载，由上面的计算可知：

支座反力RA=RB=[2（l+a）-8.31]q/2=[2（9+4.5）-8.31]X133/2=1672kN

RC=8.31q=8.31X133=1105kN

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。

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=1242kN

第426

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》

页：

M24螺栓的允许承载力：

[Nl]=P剛K

式中：

P---高强螺栓的预拉力，取225kN;

片--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。

贝[Nl]=225X0.3X1/1.7=39.7kN

螺栓数目m计算：

m=N'/[Nl]=1242/39.7=31.3〜32个，取计算截面上的螺栓数目m=32个。

则每条高强螺栓提供的抗剪力：

P'=N/44=1242/32=38.8KN~[NL】=38.7kN

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卩=0.3计算

抱箍产生的压力Pb=N/u=1242kN/0.3=4140kN由高强螺栓承担。

贝N'=Pb=4140kN

抱箍的压力由32条M24的高强螺栓的拉力产生。

即每条螺栓拉力为

N1=Pb/44=4140kN/42=130kN<[S]=225kN

（y=N”/A=N'（1-0.4m1/m）/A

式中：

N'---轴心力

mi---所有螺栓数目，取：

66个

A---高强螺栓截面积，A=4.52cm2

（y=N”/A=Pb（1-0.4mi/m）/A=5573X（1-0.4X66/42）/66X4.52X10-4

=117692kPa=118MPav［可=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M1=u1N1XL1

U1=0.15钢与钢之间的摩擦系数

L1=0.015力臂

M1=0.15X133X0.015=0.299KN.m

2）M2为螺栓爬升角产生的反力矩，升角为10°

M2=^xN'cos10°XL2+N'sin10°XL2

［式中L2=0.011（L2为力臂）］

=0.15X133Xcos10°X0.011+133Xsin10°X0.011

=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=21N1=21X133=2793（KN）

抱箍壁采用面板316mm的钢板，抱箍高度为1.734m。

则抱箍壁的纵向截面积：

Si=0.016X1.734=0.027744（m2）

wPi/Si=2793/0.027744=100.67（MPa）v[可=140MPa

满足设计要求。

2、抱箍体剪应力

t=（1/2Ra）/（2Si）

=（1/2X1672）/（2X0.027744）

=15MPa<[T=85MPa

根据第四强度理论

（tw=（'+3T）1/2=（100.672+3X152）1/2

=104MPa<[cw]=145MPa

满足强度要求。