某高速公路盖梁抱箍法施工稳定性验算-pdf

筑龙网某高速公路盖梁抱箍法施工稳定性验算第一章抱箍法施工说明一、抱箍法力学原理：是利用在墩柱上的适当部位安装抱箍并使之与墩柱夹紧产生的最大静摩擦力，来克服临时设施及盖梁的重量。如图1所示。1、抱箍法的关键是要确保抱箍与墩柱间有足够的摩擦力，以安全地传递荷载。抱箍安装在墩柱上时必须与墩柱密贴，这是个基本要求。由于墩柱截面不可能绝对圆，各墩柱的不圆度是不同的，即使同一墩柱的不同截面其不圆度也千差万别。因此，为适应各种不圆度的墩身，抱箍的箍身宜采用不设环向加劲的柔性箍身，即用不设加劲板的钢板作箍身。这样，在施加预拉力时，由于箍身是柔性的，容易与墩柱密贴。2、连接板上螺栓的排列抱箍上的连接螺栓，其预拉力必须能够保证抱箍与墩柱间的摩擦力能可靠地传递荷载。因此，要有足够数量的螺栓来保证预拉力。本合同段五座大桥盖梁均采用抱箍施工，二、盖梁模板设计1、侧模与端模支撑侧模为特制大钢模,面模厚度为δ5mm，肋板高为10cm，在肋板外设2[14背带。在侧模外侧采用间距0.8m的2[14b槽钢作竖带，竖带高2.0m；在竖带上下各设一条φ16的栓杆作拉杆，上下拉杆间间筑龙网，在竖带外设φ48的钢管斜撑，支撑在横梁上。2、底模支撑底模为特制大钢模,面模厚度为δ5mm，肋板高为10cm。在底模下部采用12cm×12cm的方木作为横梁，间距0.2m，横梁长2.0m。3、纵梁采用10.4m长的工40c型钢作为纵梁。两片纵梁之间采用φ16的栓杆连接；纵梁下为抱箍。4、抱箍采用两块半圆弧型钢板（板厚t=10mm）制成，M22的高强螺栓连接，抱箍高40cm，采用24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。第二章验算说明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、对部分结构的不均布，不对称性采用较大的均布荷载。3、本计算未扣除墩柱承担的盖梁砼重量。以做安全储备。筑龙网第三章抱箍稳定性验算一、抱箍计算立面示意1/2平面示意加劲板加劲板加劲板箍身箍身图3抱箍法立面、剖面示意抱箍A连接螺栓箍身连接螺栓抱箍螺栓A-A剖面示意图工工图1抱箍法立面1/2平面示意1、荷载计算（1）盖梁砼自重：G1=34.1m3×26kN/m3=886.6kN（2）模板自重：G2=50kN(估计值)（3）施工荷载：G3=15kN（4）倾倒混凝土产生的冲击荷载：G4=4Kpa×6.8×0.12×2=6.4kN（5）振捣混凝土产生的荷载：G5=2Kpa×6.8×0.12×2=3.2kN工字钢横梁上的总荷载：GH=G1+G2+G3+G4+G5=886.6+50+15+6.4+2.3=961.2kNqH=961.2/12=80KNm筑龙网由于采用两根工字钢横梁，则作用在单根工字钢横梁上的均布荷载GH’=80／2=40kN/m2、力学模型如图2所示。RAARBq'=40KN.m横梁,工40c,EIHB6.8m12.0m2.6m2.6m（一）抱箍承载力计算1、荷载计算每个盖梁按墩柱设两个抱箍体支承上部荷载，由上面的计算可知：支座反力RA=RB=qH’×12×(1+2×2.6/6.8)/2=40×12×(1+2×2.6/6.8)/2=423.5kN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、抱箍受力计算（1）螺栓数目计算抱箍体需承受的竖向压力N=423.5kN抱箍所受的竖向压力由M22的高强螺栓的抗剪力产生，查《路桥施工计算手册》第426页：筑龙网螺栓的允许抗剪力：[NL]=Pμn/K式中：P---高强螺栓的预拉力，取190kN;μ---摩擦盖数，取0.3；n---传力接触面数目，取1；K---安全盖数，取1.7。则：[NL]=190×0.3×1/1.7=33.5kN螺栓数目m计算：m=N’/[NL]=423.5/33.5=12.6≈13个，取计算截面上的螺栓数目m=13个。则每条高强螺栓提供的抗剪力：P′=N/13=423.5/13=32.6KN≈[NL]=33.5kN故能承担所要求的荷载。（2）螺栓轴向受拉计算砼与钢之间的摩擦盖数取μ=0.3计算抱箍产生的压力Pb=N/μ=423.5kN/0.3=1412kN由高强螺栓承担。则：N’=Pb=1412kN抱箍的压力由13条M22的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为N1=Pb/14=1412kN/13=108.7kN[S]=190kNσ=N”/A=N′（1-0.4m1/m）/A筑龙网式中：N′---轴心力m1---所有螺栓数目，取：24个A---高强螺栓截面积，A=3.80cm2σ=N”/A=Pb（1-0.4m1/m）/A=1415×103×(1-0.4×13/24)/24×3.8×102=122MPa＜[σ]=140MPa故高强螺栓满足强度要求。（二）抱箍体的应力计算：1、抱箍壁为受拉产生拉应力拉力P1=12N1=12×32.6=391.2（KN）抱箍壁采用面板δ10mm的钢板，抱箍高度为0.4m。则抱箍壁的纵向截面积：S1=0.01×0.4=0.004(m2)σ=P1/S1=391.2×103/0.004106=97.8(MPa)＜[σ]=140MPa满足设计要求。2、抱箍体剪应力查《路桥施工计算手册》第177页：A3钢材容许剪应力[τ]=85MPa，容许弯曲应力[σW]=145MPa抱箍体所受剪应力τ=（1/2RA）/（2S1）=（1/2×423.5）103/（2×0.004）106=26.5MPa[τ]=85MPa筑龙网、抱箍体弯曲应力根据第四强度理论抱箍体所受弯曲应力σW=（σ2+3τ2）1/2=（97.82+3×26.52）1/2=87.5MPa[σW]=145MPa满足强度要求。第四章模板稳定性验算一、侧模支撑计算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、荷载计算查《路桥施工计算手册》第173页：砼浇筑时的侧压力：Pm=Kγh式中：K---外加剂影响系数，取1.0；γ---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20℃考虑。则：v/T=0.3/20=0.0150.035h=0.22+24.9v/T=0.22+24.9×0.015=0.6mPm=Kγh=1.0×26×0.6=15.6kPa筑龙网=0.6mT1H=1.6mPm=15.6KPa图3侧模支撑计算图式砼振捣对模板产生的侧压力按2kPa考虑。则：Pm=15.6+2=17.6kPa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=15.6×1+15.6×0.6/2=20.3kN3、拉杆拉力验算拉杆（φ16圆钢）间距0.8m，0.8m范围砼浇筑时的侧压力由上、下两根拉杆承受。则有：σ=（T1+T2）/A=0.8P/2πr2=0.8×20.3/2π×0.0082=40406kPa=40.4MPa[σ]=160MPa(满足要求)4、竖带抗弯与挠度计算设竖带两端的拉杆为竖带支点，竖带为简支梁，梁长l0=1.8m，砼侧压力按均布荷载q0考虑。筑龙网竖带[12.6槽钢的弹性模量E=2.1×105MPa;惯性矩Ix=388.5cm4;抗弯模量Wx=61.7cm3q0=20.3×0.8=16.2kN/m最大弯矩：Mmax=q0l02/8=16.2×1.82/8=6.6kN·mσ=Mmax/2Wx=6.6×106/(2×61.7×103)=53.5MPa[σw]=160MPa(满足要求)挠度：fmax=5q0l04/384×2×EIx=5×16.2×1.84/(384×2×2.1×108×388.5×10-8)=0.00135m[f]=l0/400=1.8/400=0.0045mfmax[f]，竖带挠度满足要求。第五章纵梁稳定性验算一、纵梁计算1、荷载计算由前面计算知：工字钢纵梁上的总荷载：GH==961.2kNqH=961.2/12=80KN/m由于采用两根I40c工字钢纵梁，则作用在单根工字钢纵梁上的均布荷载GH’=80.1／2=40kN/m筑龙网、力学模型如图4所示。RAARBq'=40KN.m横梁,工40c,EIHB6.8m12.0m2.6m2.6m3、纵梁抗弯与挠度验算I40c工字钢纵梁的弹性模量E=2.1×105MPa;惯性矩I=23847cm4;抗弯模量Wx=1192.4cm3，最大弯矩：Mmax=qH’lH2/24=40×6.82/8=231.2kN·mσ=Mmax/Wx=231.2×106/(1192.4×103)193.8MPa1.3[σw]=208MPa(满足要求)最大挠度：fmax=qH’lH4×(5-24×2.62/6.82)/384×EI=40×6.84×(5-24×2.62/6.82)/(384×2.1×108×23847×10-8)=0.0066m[f]=l0/400=6.8/400=0.017mfmax[f]，纵梁挠度满足要求。通过以上盖列验算证明：盖梁施工采用的模板及抱箍全部符合要求，施工是安全可靠的。施工方案可行。