三柱蓋梁抱箍支撐設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例引言抱箍支撐憑借無需預(yù)埋、安裝便捷、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，在橋梁蓋梁施工中廣泛應(yīng)用，尤其針對(duì)三柱蓋梁的非對(duì)稱荷載工況，其設(shè)計(jì)合理性直接影響施工安全與效率。本文結(jié)合工程實(shí)例，系統(tǒng)闡述三柱蓋梁抱箍支撐的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，為同類工程提供參考。一、設(shè)計(jì)依據(jù)與工程概況1.1設(shè)計(jì)依據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)：《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB____）、《建筑施工腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ130）、《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB____）等。工程資料：橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖、地質(zhì)勘察報(bào)告、施工組織設(shè)計(jì)。1.2工程概況某市政簡(jiǎn)支梁橋采用三柱蓋梁，柱徑\(D=1.2\,\text{m}\)，蓋梁尺寸（長(zhǎng)×寬×高）為\(16\,\text{m}\times2\,\text{m}\times1.5\,\text{m}\)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30。荷載組成包括：蓋梁自重：\(16\times2\times1.5\times25=1200\,\text{kN}\)（混凝土容重\(25\,\text{kN/m}^3\)）；施工活荷載：\(16\times2\times3=96\,\text{kN}\)（按\(3\,\text{kN/m}^2\)取值）；模板及支架自重：\(16\times2\times1.5=48\,\text{kN}\)。總荷載\(1344\,\text{kN}\)，因蓋梁帶懸臂（端長(zhǎng)\(2\,\text{m}\)），荷載呈非對(duì)稱分布：兩側(cè)抱箍各承受約\(500\,\text{kN}\)，中間抱箍承受約\(344\,\text{kN}\)。二、抱箍支撐設(shè)計(jì)計(jì)算2.1材料選擇抱箍鋼板：采用Q235B碳素結(jié)構(gòu)鋼，厚度\(t=20\,\text{mm}\)，高度\(h=800\,\text{mm}\)（保證剛度與強(qiáng)度）。連接螺栓：8.8級(jí)高強(qiáng)螺栓（M24），數(shù)量\(n=8\)個(gè)（對(duì)稱布置，平衡荷載）。2.2受力分析抱箍需平衡兩類荷載：豎直荷載：蓋梁及施工荷載產(chǎn)生的下滑力，依賴抱箍與柱身的摩擦力平衡；徑向力：螺栓預(yù)緊力使抱箍緊壓柱身，產(chǎn)生徑向正壓力（為摩擦力提供基礎(chǔ)），同時(shí)使鋼板受環(huán)向拉力與彎曲作用。2.3抗滑穩(wěn)定性計(jì)算摩擦力公式：\[F_f=\mu\cdotn\cdotP\]式中：\(F_f\)為摩擦力（kN）；\(\mu=0.4\)（柱身鑿毛+橡膠墊，鋼-混凝土摩擦系數(shù)）；\(n=8\)（螺栓數(shù)量）；\(P\)為單個(gè)螺栓預(yù)緊力（kN）。要求：\(F_f\geqF_v\)（\(F_v=500\,\text{kN}\)，抱箍承受的豎直荷載）。代入得：\[P\geq\frac{F_v}{\mu\cdotn}=\frac{500}{0.4\times8}\approx156.25\,\text{kN}\]螺栓預(yù)緊力驗(yàn)證：8.8級(jí)M24螺栓預(yù)緊力設(shè)計(jì)值\(P=0.7\cdotf_u\cdotA_e\)（\(f_u=800\,\text{MPa}\)，螺栓抗拉強(qiáng)度；\(A_e=353\,\text{mm}^2\)，有效面積），計(jì)算得：\[P\approx0.7\times800\times353\approx197.7\,\text{kN}\]滿足\(P\geq156.25\,\text{kN}\)。2.4鋼板強(qiáng)度計(jì)算（1）環(huán)向拉力與應(yīng)力抱箍受徑向均布?jí)毫Γh(huán)向拉力\(T=\frac{N}{2\pi}\)（\(N=n\cdotP\)為總預(yù)緊力）。代入\(N=8\times197.7=1581.6\,\text{kN}\)，得：\[T\approx\frac{1581.6}{2\pi}\approx251.7\,\text{kN}\]環(huán)向應(yīng)力：\[\sigma=\frac{T}{t\cdoth}=\frac{____}{0.02\times0.8}\approx15.7\,\text{MPa}\]（Q235B屈服強(qiáng)度\([\sigma]=215\,\text{MPa}\)，滿足要求）。（2）彎曲應(yīng)力螺栓間距\(s\approx\frac{\piD}{2n}\approx\frac{3.14\times1.2}{16}\approx0.236\,\text{m}\)，單位長(zhǎng)度徑向力\(p=\frac{N}{\piD}\approx\frac{1581.6}{3.14\times1.2}\approx419.5\,\text{kN/m}\)。螺栓間鋼板的彎矩：\[M=\frac{p\cdots^2}{2}\approx\frac{419.5\times0.236^2}{2}\approx11.64\,\text{kN·m}\]截面模量\(W=\frac{t\cdoth^2}{6}\approx\frac{0.02\times0.8^2}{6}\approx0.____\,\text{m}^3\)，彎曲應(yīng)力：\[\sigma=\frac{M}{W}\approx\frac{____}{0.____}\approx5.5\,\text{MPa}\]（小于215MPa，滿足要求）。2.5螺栓強(qiáng)度計(jì)算螺栓抗拉承載力：\[N_t^b=f_t\cdotA_e\]（\(f_t=640\,\text{MPa}\)，8.8級(jí)螺栓抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值），代入得：\[N_t^b\approx640\times353\approx225.9\,\text{kN}\]（大于預(yù)緊力\(197.7\,\text{kN}\)，滿足要求）。三、施工注意事項(xiàng)3.1材料質(zhì)量控制鋼板需檢驗(yàn)屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度，螺栓需驗(yàn)證預(yù)緊力及扭矩系數(shù)；柱身表面鑿毛（深度≥5mm），清除浮漿、油污，保證摩擦面粗糙度。3.2安裝與監(jiān)測(cè)抱箍安裝時(shí)，螺栓對(duì)稱預(yù)緊，采用扭矩扳手控制預(yù)緊力（誤差≤±5%），避免偏載；施工過程中監(jiān)測(cè)抱箍位移（≤2mm）、螺栓應(yīng)力，發(fā)現(xiàn)異常立即停工調(diào)整。3.3荷載管理嚴(yán)禁超載，施工荷載（如材料、設(shè)備）均勻分布，避免集中堆載；混凝土澆筑時(shí)，采用“分層對(duì)稱”工藝，減少偏載影響。四、結(jié)論三柱蓋梁抱箍支撐設(shè)計(jì)需結(jié)合荷載分布、材料性能及構(gòu)造細(xì)節(jié)，通過抗滑、強(qiáng)度、穩(wěn)定