1、蓋梁抱箍法施工及計(jì)算一、施工設(shè)計(jì)說明1、 工程簡介高速公路*有橋梁2座。墩柱為兩柱式或三柱式結(jié)構(gòu)，墩柱上方為蓋梁，如圖1所示。本圖尺寸為其中一種形式，該蓋梁設(shè)計(jì)砼37立方米，計(jì)算以該圖尺寸為依據(jù)，其他尺寸形式蓋梁施工以該計(jì)算結(jié)果相應(yīng)調(diào)整。圖1 蓋梁正面圖（單位：cm）2、設(shè)計(jì)依據(jù)（1）公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ025-86）（2）路橋施工計(jì)算手冊(cè)（3）其他相關(guān)資料及本單位以往施工經(jīng)驗(yàn)。二、蓋梁抱箍法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、蓋梁模板底模支撐在蓋梁底模下部采用間距1m工14型鋼作橫梁，橫梁長3.7m。橫梁底下設(shè)縱梁。3、縱梁在橫梁底部采用單層；兩排貝雷片（標(biāo)準(zhǔn)貝雷片規(guī)格：3000cm×1

2、500cm，）連接形成縱梁，長18m，兩排貝雷梁位于墩柱兩側(cè)，中心間距120cm。貝雷片之間采用銷連接?？v、橫梁以及縱梁與聯(lián)接梁之間采用U型螺栓連接；縱梁下為抱箍。4、抱箍采用兩塊半圓弧型鋼板（板厚t=10mm）制成， M24的高強(qiáng)螺栓連接，抱箍高70cm，采用14根高強(qiáng)螺栓連接。抱箍緊箍在墩柱上產(chǎn)生摩擦力提供上部結(jié)構(gòu)的支承反力，是主要的支承受力結(jié)構(gòu)。為了提高墩柱與抱箍間的摩擦力，同時(shí)對(duì)墩柱砼面保護(hù)，在墩柱與抱箍之間設(shè)一層23mm厚的橡膠墊，縱梁與抱箍之間采用U型螺栓連接。5、防護(hù)欄桿與工作平臺(tái)(1)欄桿采用50的鋼管搭設(shè)，在橫梁上每隔2米設(shè)一道1.2m高的鋼管立柱，豎向間隔0.5m設(shè)一道鋼管

3、橫桿，鋼管之間采用扣件連接。立柱與橫梁的連接采用在橫梁上設(shè)0.2m高的支座。鋼管與支座之間采用銷連接。(2)工作平臺(tái)設(shè)在橫梁懸出端，在橫梁上鋪設(shè)5cm厚的木板，木板與橫梁之間采用鐵絲綁扎牢靠。三、蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)計(jì)算（一）、設(shè)計(jì)檢算說明1、設(shè)計(jì)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)使用過的支撐方法。2、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。3、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。4、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）、橫梁計(jì)算采用

4、間距1m工14型鋼作橫梁，橫梁長3.7m。共設(shè)橫梁18根，總重約11kN。1、荷載計(jì)算（1）蓋梁砼自重：G1=37m3×24.5kN/m3=906.5kN（2）模板自重：G2=81.3kN（3）施工荷載與其它荷載：G3=21kN橫梁上的總荷載：G=G1+G2+G3 =1008.8kNq1=1008.8/17.2=58.65kN/m橫梁采用1m間距的工字鋼，則作用在單根橫梁上的荷載G=58.65×1=58.65kN作用在橫梁上的均布荷載為：q2= =58.65/1.7=34.5kN/m2、力學(xué)模型如圖所示。   圖2 橫梁計(jì)算模型3、橫梁抗彎與撓度驗(yàn)算橫梁

5、的彈性模量E=2.1×105MPa;慣性矩I=712cm4;抗彎模量Wx=102cm3為了簡化計(jì)算，忽略兩端0.25m懸挑部分的影響。最大彎矩：Mmax= =34.5×1.22/8=6.24kN·m= Mmax/Wx=6.24/(102×10-6)=61176.5kpa61.2MPa<w=158MPa滿足要求。最大撓度：fmax= 5 q2lH 4/384×EI=5×34500×1.24/(384×2.1×1011×712×10-8)=0.0006m<f =1.2/400=

6、0.003m滿足要求。（三）、縱梁計(jì)算縱梁采用單層2排貝雷片（標(biāo)準(zhǔn)貝雷片規(guī)格：3000cm×1500cm）連接形成縱梁，長18m。1、荷載計(jì)算（1）橫梁自重：G4=11kN（2）貝雷梁自重：G5=270×12×9.8=31752N31.8KN縱梁上的總荷載：GZ=G1+G2+G3+G4+G5=1051.6kN縱梁所承受的荷載假定為均布荷載，單排貝雷片所承受的均布荷載q3：q3= GZ/2L=1051.6/（2×17.2）30.6kN/m2、力學(xué)計(jì)算模型建立力學(xué)模型如圖2-3所示。圖3 縱梁計(jì)算模型圖3、結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算（1）計(jì)算支座反力Rc：Rc=30.6&

7、#215;17.2/2=263.2KN最大剪力Fs=Rc-4.1×30.6=137.7KN（2）求最大彎矩：根據(jù)疊加法求最大彎矩。圖4 縱梁計(jì)算單元一跨中最大彎矩Mmax1=92q3/8=309.8KN/m圖5 縱梁計(jì)算單元二梁端最大彎矩Mmax2=4.12q3/2=257.2KN/m疊加后得彎矩圖： 圖6 縱梁彎矩圖所以縱梁最大彎矩Mmax產(chǎn)生在支座處，Mmax= Mmax2=，遠(yuǎn)小于貝雷桁片的允許彎矩M0=975kN·m。（3）求最大撓度：貝雷片剛度參數(shù)彈性模量：E=2.1×105MPa，慣性矩：I=250500cm4。易知縱梁最大撓度發(fā)生在跨中或者梁端?？v梁

8、端撓度fc1=qal3/(24EI)(6a2/l2+3a3/l3-1)=30600×4.1×93/(24×2.1×1011×250500×10-8)(6×4.12/92+3×4.13/93-1) 0.004m跨中撓度fc1=ql4/(384EI)(5-24a2/l2)= 30600×94/(384×2.1×1011×250500×10-8)(5-24×4.12/92) 0.2×10-4m所以最大撓度發(fā)生在縱梁兩端為fc1=0.004mfc1<

9、;f=a/400=4.1/400=0.0103m,滿足要求。（四）、抱箍計(jì)算1、荷載計(jì)算每個(gè)蓋梁按墩柱設(shè)兩個(gè)抱箍體支承上部荷載，由上面的計(jì)算可知：支座反力Rc= 263.2kN,每個(gè)抱箍承受的豎向荷載N=2Rc=526.4kN,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=526.4kN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426頁：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

10、×1/1.7=39.7kN螺栓數(shù)目m計(jì)算：m=N/NL=526.4/39.7=13.314個(gè)，取計(jì)算截面上的螺栓數(shù)目m=14個(gè)。則每條高強(qiáng)螺栓提供的抗剪力：P=N/14=526.4/14=37.6KN<NL=39.7kN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/=526.4kN/0.3=1754.7kN由高強(qiáng)螺栓承擔(dān)。則：N1=Pb=1754.7kN抱箍的壓力由14條M24的高強(qiáng)螺栓的拉力產(chǎn)生。即每條螺栓拉力為N2=Pb/14=1754.7kN /14=125.3kN<S=225kN=

11、N1/A= N1（1-0.4m1/m）/A式中：N2-軸心力m1-所有螺栓數(shù)目，?。?4個(gè)A-高強(qiáng)螺栓截面積，A=4.52cm2=N”/A= Pb（1-0.4m1/m）/A=1754.7×(1-0.4×14/7)/14×4.52×10-4=55458kPa=55.5MPa=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=u1N2×L1u1=0.15鋼與鋼之間的摩擦系數(shù)L1=0.015力臂M1=0.15×125.3×0.015=0.282KN.m2)M2為螺栓爬升角產(chǎn)生的反力矩,升角

12、為10°M2=1×N2cos10°×L2+N2sin10°×L2式中L2=0.011(L2為力臂)=0.15×125.3×cos10°×0.011+125.3×sin10°×0.011=0.443(KN·m)M=M1+M2=0.282+0.443=0.725(KN·m)所以要求螺栓的扭緊力矩M0.725(KN·m)3、抱箍體的應(yīng)力計(jì)算：（1）、抱箍壁受拉產(chǎn)生拉應(yīng)力拉力P1=7N2=877.1（KN）抱箍壁采用面板10mm的鋼板，抱箍高度為0.7m。則抱箍壁的縱向截面積：S1=0.01×0.7=0.007 (m2)=P1/S1=877100/0.007=125.3×