盖梁抱箍法施工及计算-4(工字钢Word下载.doc
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横梁长2.7m（超出部分作支模、挂网、操作平台用）。
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。
3、纵梁
纵梁采用2根I45b工字钢。
两根工字钢位于墩柱两侧，中心间距100cm,工字钢间用φ20钢筋对拉连接，间距为3m。
工字钢连接处采用高强螺栓与焊接相结合。
（1）、力学性能指标。
查《简明施工计算手册》、《钢结构设计规范》GB50017-2003得I45b工字钢的截面特性（I截面惯性矩；
W截面抵抗矩）：
E=2.6×
105MPa；
Wx=1500.4cm4；
IX=33759cm4；
A=111.4cm2；
SX=887.1cm；
[σ]=215MPa；
[τ]=125MPa；
d=13.5mm，每延米重887.1Kg
（2）、梁长27m，位于墩柱两侧。
4、抱箍
采用两块半圆弧型钢板（板厚t=14mm）制成，M22的高强螺栓连接，抱箍高60cm，采用28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32吨千斤顶相连；
千斤顶与抱箍相连处采用槽钢定位（槽钢焊接于抱箍上用于固定千斤顶）。
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米设一道1.2m高的钢管立柱，立柱与横梁的连接采用焊接。
（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。
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
项目及名称
材料规格
单位
数量
备注
一
侧模支撑
1
竖带
10×
10方木
条
192
高1.3米
2
背带
[4#槽钢
m
159
3
栓杆
φ20
kg
154
两端带丝型
4
钢管斜撑
钢管φ48×
3.5mm
42
计28个
5
螺帽
用于φ20栓杆
个
68
二
底模支撑
横梁
2[8#槽钢
4681
计78根
三角架
16#工字钢
496.4
计2个
三
纵梁
工字钢
45b
4724.2
54米
四
抱箍
共计4套
抱箍桶钢板
钢板δ=14mm
1077.2
三角肘板
钢板δ=10mm
298.8
对接板
271
高强螺栓
φ22长120mm
套
96
橡胶垫
厚2～3mm
㎡
8.3
五
连接件
千斤顶
32吨
8
16b
Kg
98.5
六
护栏与工作平台
栏杆架
钢管φ50
109.1
安全网
64
木板
厚2cm
29.2
柱高H
160
2555.72/2=1277.86
抱箍施工总体设计图
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。
（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、对部分结构的不均布，不对称性采用较大的均布荷载。
3、本计算结果不适合于除规划四路K0+516.157大桥桥墩外的盖梁施工。
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。
1、力学模型
假定砼浇筑时的侧压力由拉杆和竖带承受，Pm为砼浇筑时的侧压力，T1、T2为拉杆承受的拉力，计算图式如图2-1所示。
2、荷载计算
砼浇筑时的侧压力：
Pm=0.22γt0β1β2V1/2=hγ
式中：
β1---外加剂影响系数，不加外加剂取1.0；
β2---混凝土坍落度影响修正系数，50~90mm时，取1.0；
t0=混凝土的初凝时间，取4h
T---混凝土温度；
V---混凝土的浇灌速度；
γ---砼容重，取25kN/m3；
h---有效压头高度。
砼浇筑速度v按0.3m/h。
则：
v/T=0.3/25=0.012<
0.035
Pm=0.22×
25×
4×
1.0×
0.31/2=12.05kN/m
h=12.05/25=0.48m
h=82
图2-1侧模支撑计算图式
砼振捣对模板产生的侧压力按4kPa考虑。
荷载组合：
则：
Pm=1.2×
12.05+1.4×
4=20.06kPa
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=Pm×
（H-h）+Pm×
h/2=20.06×
（1.3-0.48）+20.06×
0.48/2=21.26kN
3、拉杆拉力验算
拉杆（φ14圆钢）间距0.5m，由上到下由3根拉杆和一根角铁承担。
则有：
σ=（T1+T2+T3+T4）/A=0.5P/2πr2
=0.5×
21.26/（2π×
0.0072）=34.53MPa<
[σ]=215MPa（可）
4、侧模计算
（1）侧板采用10×
10cm方木，木材材料为TC13-B类，查《简明施工计算手册》得其容许应力及弹性模量：
[σw]=13MPa，E=9×
103MPa;
10×
10cm方木截面特性：
W=10×
102/6=166.67cm3I=10×
103/12=833.33cm4
竖肋10×
10cm方木计算，竖肋10×
10cm方木可视为间距50cm的三等跨连续梁，方木间距为30cm：
则P=Pm×
0.3=6.02KN/m
最大弯矩：
Mmax=KPl02
查《简明施工计算手册》得：
Mmax=0.1×
6.02×
0.52=-0.15KN.m
=-0.15×
106N.mm
σ=Mmax/Wx=0.15×
106/166.67=0.9MPa<
[σw]=13MPa（可）
挠度：
fmax=KPl04/100×
2×
EIx=0.677×
103×
5004/（100×
9×
833.33×
104）=0.34m<
[f]=l0/400=50/400=1.25m（满足要求）
侧模验算：
面板规格：
1830×
1220×
15mm
强度验算：
胶合板静曲强度：
[σ]=23MPa（纵向），[σ]=15MPa（横向）
跨度/厚度=500/15=33.3<
100属于小扰度连续板。
Mmax=KPl02=0.1×
10.03×
0.52=-0.251KN.m
面板截面抵抗矩：
W=bh2/6=500×
152/6=18750mm3
σ=Mmax/W=0.251×
106/18750=13.39<
[σ]=15MPa（满足要求）
竖带的实际挠度能满足要求。
扰度验算：
胶合板的弹性模量：
[E]=7.5×
103MPa（纵向），[E]=5×
103MPa（横向）
弹性模量折减系数0.9：
ω=KPl04/（100EI）
=0.677×
5×
0.9×
100×
153÷
12）
=6.79×
108/1265.625=0.3mm<
500/400=1.25（满足要求）
三、底模验算：
底模采用Q235钢，δ=2.5mm钢板加间距20cm肋条，[σ]=215N/mm2;
截面特性：
IXJ=26.97×
104;
Wxj=5.94
由于槽钢按间距30cm布置，且底模按宽度100cm拼接，每个格子内都有荷载，可近视3等跨连续梁。
底模荷载组合：
P=[1.2（q2+q3）+1.4×
（q4+q5+q6）]×
0.3=15.82KN/m
15.82×
3002=-142.4×
103N.mm
σ=Mmax/W=142.4×
103/5.94×
103=24.0<
[σ]=215N/mm（满足要求）
ω=KPl04/（100EI）=0.677×
3004/（100×
2.06×
105×
26.97×
104）
=0.016<
[ω]=1.5（满足要求）
四、横梁计算
采用间距0.3m的2×
[8#槽钢，横梁长2.7m。
共布设横梁64个，盖梁悬出端底模下设特制三角支架。
横梁受力简图
1、荷载计算
（1）工字钢自重荷载：
q0=887.1×
2/1.60=1.11kN/㎡
（2）8#槽钢荷载：
q1=0.64kN/㎡
（3）木模板、钢模板自重：
：
q2=1.5（木模）+1.91=3.41kN/㎡
（4）钢筋砼自重q3=1.2×
26=31.2kN/㎡
（5）施工人员、施工料具运输及堆放荷载q4=1kN/㎡
（6）振捣产生的荷载：
q5=2kN/㎡
（7）吊运砼冲击荷载：
q6=4kN/㎡
总荷载：
Q=43.36kN/㎡
荷载组合：
作用在槽钢上的荷载：
P=[1.2×
（q1+q2+q3）+1.4×
（q4+q5+q6）]×
0.3
=16.22kN/㎡
2、横梁抗弯与挠度验算
最大弯矩：
Mmax=qH’lH2/8=16.22×
1.602/8=5.19kN·
σ=Mmax/Wx=5.19×
103/（25.3×
10-6×
2）
=102.6MPa<
[σw]=215MPa（可）
最大挠度：
fmax=5qH’lH4/384×
EI=5×
16.22×
1.604/（384×
101.3×
104×
2）=3.66mm<
[f]=l0/400=1.65/400=4.13mm（可）
纵梁受力、弯矩简图
Mmax=0.1ql2/2=0.1×
P=[1.2×
（q0+q1+q2+q3）+1.4×
1.6
=[1.2×
（1.07+43.5）+1.4×
7]×
1.6=85.49kN/m
作用在每一条纵梁上的荷载：
P/2=85.49/2=42.75kN/m
2、强度验算
根据建筑施工手册（中国建筑工业出版社）连续梁的最大弯矩、剪力与扰度（P516）当悬臂端（a=2.24m）小于0.4倍跨径（l=7.03×
0.4=2.81m）时，可采用表8-74中公式按三等跨连续梁计算,悬臂端弯矩、扰度较小可以不用验算。
42.75×
7.032=211.27kN.m
=Mmax/Wmax=211.27/（1500.4×
10-6）×
10-3=140.8<
[σ]=215MPa
Qmax=0.6×
ql=0.6×
7.03=180.32KN
τmax=Qmax×
SX/IXd=180.32×
887.1×
10-6/（33759×
10-8×
13.5×
10-3）=94.77MPa<
[τ]=125MPa
fmax=0.677ql4/100EI=0.677×
106×
7.034×
1012/（100×
2.6×
1011×
33759×
104）=8.05mm<
[f]=7030/400=17.6mm
纵梁满足设计要求。
抱箍图
（一）抱箍承载力计算
每个盖梁按墩柱设4个抱箍体支承上部荷载，由上面的计算可知：
作用在4个抱箍上的力R总=盖梁的自重+模板+横梁+施工荷载+纵梁重量。
每个抱箍受力R=43.36×
7.03=305KN，则每个抱箍单侧侧所受的竖向力R/2=152.5KN，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、抱箍螺栓受力计算
（1）螺栓数目计算
抱箍所受的竖向压力由M22高强螺栓的抗剪力产生，查《公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）》、《机械设计手册》：
得高强螺栓的抗剪力产生，查《路桥施工计算手册》:
M22螺栓的允许承载力：
[Nl]=Pμn/K
P：
高强螺栓的预拉应力，取190KN
μ：
摩擦系数，取0.3
K：
安全系数，取1.4
n：
传递摩擦面数目，取1；
N=190×
0.4×
1×
1/1.3=58.5KN
m=305KN/58.5N=5.2
取m=6
实际施工中的螺栓数大于6个即可（每侧3个），故能承担所需求的荷故能承担所需求的荷载。
（2）螺栓轴向受拉力计算
砼与钢之间设一层3mm厚橡胶，按橡胶与钢之间的摩擦系数取μ=0.3，抱箍产生的压力Pb=N/μ=305/0.3=1017KN
抱箍压力由14条M22螺栓产生，每条压力为1017/14=72.6KN＜[P]=190KN
如取螺栓数目为10个（每侧5个）则：
1017/10=102KN＜[P]=190KN
σ=Pb（1-0.4m1/m）/A
m：
实际螺栓数
m1：
计算螺栓数
A：
高强螺栓截面积，5.73cm2×
14（条）
σ=1017×
（1-0.4×
6/14）×
10-3/（14×
5.73×
10-4）=105MPa＜[σ]=205MPa
故高强螺栓强度满足要求。
按10个螺栓计算：
A2：
10（条）
6/10）×
10-3/（10×
10-4）=135MPa＜[σ]=205MPa
（3）螺栓所需的力矩M
1）由螺帽压力产生的反力矩：
M1=μ1N1L1
μ1=0.15钢与钢之间的摩擦系数
L1=0.02螺帽力臂
每条螺栓的压力：
N1=1017/14=72.64KN
M1=0.15×
72.64×
0.02=0.218KN.m
2）M2为螺栓爬升的反力矩，升角为10°
M2=μ1N1L2cos10°
+N1L2sin10°
，
（L2为螺栓力臂，0.014）
=0.15×
0.014×
0.985+72.64×
0.174=0.33KN.m
M=M1+M2=0.55KN.m=55Kg.m
要求螺栓的扭紧力矩大于55Kg.m
（二）抱箍体的应力计
1）抱箍所受拉力产生的拉应力
拉力Pb=1017KN
抱箍壁采用δ=14mm钢板，高度为600mm。
则抱箍壁的纵向截面积：
S=0.014×
0.6=0.0084（㎡），
σ=Pb/2S=1017×
10-3/2/0.0084=60.5MPa＜[σ]=215MPa
满足强度要求。
抱箍壁采用δ=14mm钢板，高度为300mm。
0.3=0.0042（㎡），
10-3/0.0042=121.1MPa＜[σ]=215MPa
抱箍体剪应力（每个抱箍侧的集中力：
305/2=153KN）
τ=（1/2×
RA）/2S
=（1/2×
153）/（2×
0.0084）
=45.5MPa<
[τ]=125MPa
如采用抱箍壁采用δ=14mm钢板，高度为300mm。
0.3=0.0042（㎡），则
τ=（1/2×
0.0042）
=91.1MPa<
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