蓋梁抱箍法施工及計(jì)算

蓋梁抱箍法施工及計(jì)算目錄第一部分蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)圖一、 施工設(shè)計(jì)說明二、 蓋梁抱箍法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三、 蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)圖四、 主要工程材料數(shù)量匯總表第二部分蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)計(jì)算一、 設(shè)計(jì)檢算說明二、 側(cè)模支撐計(jì)算三、 橫梁計(jì)算四、 縱梁計(jì)算五、 抱箍計(jì)算附圖圖一、蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)總圖圖二、蓋梁抱箍設(shè)計(jì)圖圖三、蓋梁抱箍法施工支撐詳圖圖四、各部件連接、欄桿與工作平臺(tái)詳圖第一部分蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)圖一、施工設(shè)計(jì)說明1、概況瀘州泰安長江大橋引橋長1012.98米(起迄里程為K18+153.52?K19+166.5)。共有24個(gè)橋墩，除4#、5#墩為雙柱式外，其余各墩為三柱式結(jié)構(gòu)(墩柱為直徑2.0m的鋼筋砼結(jié)構(gòu))，墩柱上方為蓋梁。蓋梁為長26.4m,寬2.4m，高2.6m的鋼筋砼結(jié)構(gòu)，如圖1-1。由于引橋墩柱高度較大，最大高度為32.5m，除4、5墩及高度較低的墩柱采用搭設(shè)支架施工外，其余墩柱蓋梁施工擬采用抱箍法施工。引橋蓋梁砼澆筑量大，約156.1m3。圖1-1蓋梁正面圖(單位：m)2、設(shè)計(jì)依據(jù)交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ025-86)汪國榮、朱國梁編著施工計(jì)算手冊公路施工手冊，橋涵(上、下冊)交通部第一公路工程總公司。路橋施工計(jì)算手冊人民交通出版社蓋梁模板提供廠家提供的模板有關(guān)數(shù)據(jù)。西南出海大通道瀘州繞城公路瀘州泰安長江大橋工程項(xiàng)目施工圖設(shè)計(jì)文件。國家、交通部等有關(guān)部委和四川省交通廳、海通公司的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。我單位的橋梁施工經(jīng)驗(yàn)。二、蓋梁抱箍法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、 側(cè)模與端模支撐側(cè)模為特制大鋼模，面模厚度為&mm，肋板高為10cm，在肋板外設(shè)2[14背帶。在側(cè)模外側(cè)采用間距1.2m的2[14b作豎帶，豎帶高2.9m;在豎帶上下各設(shè)一條①20的栓桿作拉桿，上下拉桿間間距2.7m，在豎帶外設(shè)Q48的鋼管斜撐，支撐在橫梁上。端模為特制大鋼模，面模厚度為&mm,肋板高為10cm。在端模外側(cè)采用間距1.2m的2[14b作豎帶，豎帶高2.9m;在豎帶外設(shè)①48的鋼管斜撐，支撐在橫梁上。2、 底模支撐底模為特制大鋼模，面模厚度為58mm,肋板高為10cm。在底模下部采用間距0.4m工16型鋼作橫梁，橫梁長4.6m。蓋梁懸出端底模下設(shè)三角支架支撐，三角架放在橫梁上。橫梁底下設(shè)縱梁。橫梁上設(shè)鋼墊塊以調(diào)整蓋梁底2%的橫向坡度與安裝誤差。與墩柱相交部位采用特制型鋼支架作支撐。3、 縱梁在橫梁底部采用單層四排上下加強(qiáng)型貝雷片(標(biāo)準(zhǔn)貝雷片規(guī)格：3000cmx1500cm，加強(qiáng)弦桿高度10cm)連接形成縱梁，長30m，每兩排一組，每組中的兩排貝雷片并在一起，兩組貝雷梁位于墩柱兩側(cè)，中心間距253.6cm，貝雷梁底部采用3m長的工16型鋼作為貝雷梁橫向底部聯(lián)接梁。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=16mm)制成，M24的高強(qiáng)螺栓連接，抱箍高1734cm，采用66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)對墩柱砼面保護(hù)，在墩柱與抱箍之間設(shè)一層2?3mm厚的橡膠墊，縱梁與抱箍之間采用U型螺栓連接。5、防護(hù)欄桿與與工作平臺(tái)欄桿采用①50的鋼管搭設(shè)，在橫梁上每隔2.4米設(shè)一道1.2m高的鋼管立柱，豎向間隔0.5m設(shè)一道鋼管立柱，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。工作平臺(tái)設(shè)在橫梁懸出端，在橫梁上鋪設(shè)2cm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)圖(見附圖)圖一、蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)總圖圖二、蓋梁抱箍設(shè)計(jì)圖圖三、蓋梁抱箍法施工支撐詳圖圖四、各部件連接、欄桿與工作平臺(tái)詳圖四、主要工程材料數(shù)量匯總表見表一。需要說明的是：主要工程材料數(shù)量是以單個(gè)蓋梁需用量考慮。序號項(xiàng)目及名稱材料規(guī)格單位數(shù)量備注—側(cè)模支撐

序號項(xiàng)目及名稱材料規(guī)格單位數(shù)量備注1豎帶槽鋼［14bkg4657.632栓桿④20kg380.38兩端帶絲型3鋼管斜撐鋼管④48m96計(jì)48個(gè)4螺帽用于①20栓桿個(gè)885墊板0.1X0.1米鋼板6=10mmkg69.08計(jì)88塊每塊二底模支撐1橫梁16#工字鋼kg5280.8計(jì)56根2三角架16#工字鋼kg797.37計(jì)2個(gè)3特制型鋼架16#工字鋼kg1046.73計(jì)3個(gè)4型鋼架聯(lián)接用螺栓④20個(gè)24螺栓帶帽5型鋼架聯(lián)接用鋼板鋼板6=10mmkg28.266鋼墊塊鋼板6=20mmkg4239每橫梁上布3個(gè)三縱梁1貝雷片3000X1500kg108002加強(qiáng)弦桿3000X100kg64003橫拉桿16#工字鋼kg1230計(jì)20根4弦桿螺栓kg320計(jì)160個(gè)5銷子及保險(xiǎn)插銷①50kg432計(jì)144個(gè)四抱箍共計(jì)3套1抱箍桶鋼板鋼板6=16mmkg4545.72

序號項(xiàng)目及名稱材料規(guī)格單位數(shù)量備注2上蓋筋板鋼板6=20mmkg442.933下蓋筋板鋼板6=10mmkg123.924中部筋板鋼板6=10mmkg123.925加強(qiáng)筋板鋼板6=8mmkg381.176加強(qiáng)筋板鋼板6=14mmkg230.137高強(qiáng)螺栓①24長100mm個(gè)1988橡膠墊厚2?3mmnf33五連接件1A型U型螺栓共計(jì)328套⑴螺桿④20kg1040.24⑵螺母用于①20栓桿個(gè)656(3)墊板鋼板6=12mmkg1699.372B型U型螺栓共計(jì)24套⑴螺桿①24kg80.09⑵螺母用于①24栓桿個(gè)48八護(hù)欄與工作平臺(tái)1欄桿架鋼管①50m174.42欄桿支座鋼管饑0m63安全網(wǎng)f834木板厚2cmf48.9序號項(xiàng)目及名稱材料規(guī)格單位數(shù)量備注5扣件個(gè)60第二部分蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)計(jì)算一、 設(shè)計(jì)檢算說明1、設(shè)計(jì)計(jì)算原則在滿足結(jié)構(gòu)受力情況下考慮撓度變形控制。綜合考慮結(jié)構(gòu)的安全性。采取比較符合實(shí)際的力學(xué)模型。盡量采用已有的構(gòu)件和已經(jīng)使用過的支撐方法。2、 貝雷架無相關(guān)數(shù)據(jù)，根據(jù)計(jì)算得出，無資料可復(fù)。3、 對部分結(jié)構(gòu)的不均布，不對稱性采用較大的均布荷載。4、 本計(jì)算結(jié)果不適合于除4#、5#墩蓋梁施工。5、 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。6、 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、 側(cè)模支撐計(jì)算1、 力學(xué)模型假定砼澆筑時(shí)的側(cè)壓力由拉桿和豎帶承受，Pm為砼澆筑時(shí)的側(cè)壓力，T1、T2為拉桿承受的拉力，計(jì)算圖式如圖2-1所示。2、 荷載計(jì)算砼澆筑時(shí)的側(cè)壓力：P=Kyhm

式中：K---外加劑影響系數(shù)，取1.2;Y---砼容重，取26kN/m3；h---有效壓頭高度。砼澆筑速度v按0.3m/h，入模溫度按201考慮。貝ij:v/T=0.3/20=0.015<0.035h=0.22+24.9v/T=0.22+24.9X0.015=0.6mP=KYh=1.2x26x0.6=19kPaPm-23kFa<——Pm-23kFa<——T1T2-圖2-1 側(cè)模支撐計(jì)算圖式砼振搗對模板產(chǎn)生的側(cè)壓力按4kPa考慮。則：p=19+4=23kPa蓋梁長度每延米上產(chǎn)生的側(cè)壓力按最不利情況考慮(即砼澆筑至蓋梁頂時(shí))： P=Px(H-h)+PXh/2=23X2+23X0.6/2=53kN3、拉桿拉力驗(yàn)算拉桿(①20圓鋼)間距1.2m,1.2m范圍砼澆筑時(shí)的側(cè)壓力由上、下兩根拉桿承受。則有：g(T1+T2)/A=1.2P/2nr2=1.2x53/2nx0.0l2=101223kPa=101MPa<[B=160MPa(可)4、 豎帶抗彎與撓度計(jì)算設(shè)豎帶兩端的拉桿為豎帶支點(diǎn)，豎帶為簡支梁，梁長l0=2.7m,砼側(cè)壓力按均布荷載q0考慮。豎帶[14b的彈性模量E=2.1x105MPa;慣性矩Ix=609.4cm4;抗彎模量Wx=87.1cm3q0=23x1.2=27.6kN/m最大彎矩：M=q0y/8=27.6x2.72/8=25kN?m。二M/2W=25/(2x87.1X10-6)二143513牛144MPa<[o]=160MPa(可)撓度：f=5q0l04/384x2xEIx=5x27.6x2.74/(384x2x2.1X108X609.4x10-8)=0.0075m牛[f]=l0/400=2.7/400=0.007m5、 關(guān)于豎帶撓度的說明在進(jìn)行蓋梁模板設(shè)計(jì)時(shí)已考慮砼澆時(shí)側(cè)向壓力的影響，側(cè)模支撐對蓋梁砼施工起穩(wěn)定與加強(qiáng)作用。為了確保在澆筑砼時(shí)變形控制在允許范圍，同時(shí)考慮一定的安全儲(chǔ)備，在豎帶外設(shè)鋼管斜撐。鋼管斜撐兩端支撐在模板中上部與橫梁上。因此，豎帶的計(jì)算撓度雖略大于允許值，但實(shí)際上由于上述原因和措施，豎帶的實(shí)際撓度能滿足要求。三、橫梁計(jì)算采用間距0.4m工16型鋼作橫梁，橫梁長4.6m。在墩柱部位橫梁設(shè)計(jì)為特制鋼支架，該支架由工16型鋼制作，每個(gè)墩柱1個(gè)，每個(gè)支架由兩個(gè)小支架栓接而成。故共布設(shè)橫梁56個(gè)，特制鋼支架3個(gè)(每個(gè)鋼支架用工16型鋼18m)。蓋梁懸出端底模下設(shè)特制三角支架，每個(gè)重約8kN。1、荷載計(jì)算蓋梁砼自重：G1=156.1m3X26kN/m3=4059kN模板自重：G=279kN (根據(jù)模板設(shè)計(jì)資料)2側(cè)模支撐自重：G=96x0.168x2.9+10=57kN3三角支架自重：G=8x2=16kN4(4)施工荷載與其它荷載：G=20kN5橫梁上的總荷載：G=G+G+G+G+G=4059+279+57+16+20=4431kNH1 2 3 4 5q「4431/26.4=168kN/m橫梁采用0.4m的工字鋼，則作用在單根橫梁上的荷載G「=168x0.4=67kN作用在橫梁上的均布荷載為：q'=G’/l=67/2.4=28kN/m(式中：l為橫梁受荷段長度，為2.4m)H HH H2、力學(xué)模型如圖2-2所示。圖2-2橫梁計(jì)算模型3、橫梁抗彎與撓度驗(yàn)算橫梁的彈性模量E=2.1x105MPa;慣性矩I=1127cm4；抗彎模量Wx=140.9cm3最大彎矩：M=q「lH2/8=28x24/8=20kN?m。二M/W=20/(140.9x10-6)二141945牛142MPa<[。]=160MPa(可)最大撓度：f=5q「lH4/384xEI=5x28x24/(384x2.1x108X1127X10-8)=0.0051m<[f]=l0/400=2.4/400=0.006m (可)四、縱梁計(jì)算縱梁采用單層四排，上、下加強(qiáng)型貝雷片(標(biāo)準(zhǔn)貝雷片規(guī)格：3000cmx1500cm，加強(qiáng)弦桿高度10cm)連接形成縱梁，長30m。1、荷載計(jì)算橫梁自重：G=4.6x0.205x56+3x18x0.205=64kN6貝雷梁自重：G7=(2.7+0.8x2+1+2x3x0.205)x40=237kN縱梁上的總荷載：G=G+G+G+G+G+G+G=4059+279+57+16+20+64+237=4732kZ1 2 3 4 5 6 7N縱梁所承受的荷載假定為均布荷載q:q=G/L=4732/26.4=179kN/mZ2、力學(xué)計(jì)算模型建立力學(xué)模型如圖2-3所示。q=179kN/mlDI豚EIjB 1* Rc￡4 —￡EIJ K￡E_^=4.2rri圖2-3縱梁計(jì)算模型圖3、結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算圖2-3所示結(jié)構(gòu)體系為一次超靜定結(jié)構(gòu)，采用位移法計(jì)算。（1）計(jì)算支座反力R:C第一步：解除C點(diǎn)約束，計(jì)算懸臂端均布荷載與中間段均布荷載情況下的彎矩與撓度

,、2=40；5qC點(diǎn)位移量/'=奇,、2=40；5qC點(diǎn)位移量/'=奇第二步：計(jì)算C點(diǎn)支座反力R；作用下的彎矩與撓度-"曖,"c_485Z-"：第三步：由C點(diǎn)位移為零的條件計(jì)算支座反力RC求簡715q(4)縱梁端最大位移由假定支座條件知:Rf「0A一沒用3而廠一⑵計(jì)算支座反力求簡715q(4)縱梁端最大位移由假定支座條件知:Rf「0A一沒用3而廠一⑵計(jì)算支座反力Ra、Rb由靜力平衡方程解得J(3)彎矩圖根據(jù)疊加原理，繪制均布荷載彎矩圖:=8.824]'7AE1E⑵尸。尸=-648q/EI (I)4、縱梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)算弓心.服服尸，6x4.丁3x4.23, ( *+ -1)2ABI=<(1)根據(jù)以上力學(xué)計(jì)算得知，最大彎矩出現(xiàn)在A、B支座，代入q后MB=8.82q=8.82x179=1579kN?m(2)貝雷片的允許彎矩計(jì)算查《公路施工手冊橋涵》第923頁，單排單層貝雷桁片的允許彎矩[M0]為975kN?m。則四排單層的允許彎矩[M]=4x975x0.9=3510kN?m(上下加強(qiáng)型的貝雷梁的允許變矩應(yīng)大于此計(jì)算值)故：MB=1579kN?mv[M]=3510kN?m滿足強(qiáng)度要求5、 縱梁撓度驗(yàn)算貝雷片剛度參數(shù)彈性模量：E=2.1X105MPO慣性矩：I=Ahxh/2=(25.48x2x4)x150x150/2=2293200cm4(因無相關(guān)資料可查，進(jìn)行推算得出)最大撓度發(fā)生在蓋梁端f=648q/EI=648x179/(2.1x108X2293200x10-8)=0.024m[f]=a/400=4.2/400=0.0105m6、 關(guān)于縱梁計(jì)算撓度的說明由于七彌＞田，計(jì)算撓度不能滿足要求。計(jì)算時(shí)按最大撓度在梁端部考慮，由于蓋梁懸出端的砼量較小，懸出端砼自重產(chǎn)生荷載也相對較小，考慮到橫梁、三角支架、模板等方面剛度作用，實(shí)際上梁端部撓度要小于計(jì)算的fmax值。實(shí)際實(shí)施時(shí)，在最先施工的縱梁上的端部、支座位置、中部等部位設(shè)置沉降監(jiān)測測點(diǎn)，監(jiān)測施工過程中的沉降情況，據(jù)此確定是否需要預(yù)留上拱度。如果需設(shè)置預(yù)拱度時(shí)，根據(jù)情況采取按以梁端部為預(yù)留上拱度最大值，在梁端部預(yù)留2cm的上拱度并遞減至墩柱部位的辦法解決。五、抱箍計(jì)算(一)抱箍承載力計(jì)算1、 荷載計(jì)算每個(gè)蓋梁按墩柱設(shè)三個(gè)抱箍體支承上部荷載，由上面的計(jì)算可知：支座反力Ra=Rb=[2(l+a)-8.31]q/2=[2(9+4.5)-8.31]X179/2=1672kNRC=8.31q=8.31x179=1487kN以最大值為抱箍體需承受的豎向壓力N進(jìn)行計(jì)算，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=1672kN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》第426頁：M24螺栓的允許承載力：[N]=Ppn/KL式中：P---高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力，取225kN;p---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。貝ij:[N]=225x0.3x1/1.7=39.7kNL螺栓數(shù)目m計(jì)算：m=N’/[N]=1672/39.7=42.1牛42個(gè)，取計(jì)算截面上的螺栓數(shù)目m=42個(gè)。L則每條高強(qiáng)螺栓提供的抗剪力：P'=N/44=1672/42=39.8KN*[N]=39.7kNL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U=0.3計(jì)算抱箍產(chǎn)生的壓力Pb=N/|j=1672kN/0.3=5573kN由高強(qiáng)螺栓承擔(dān)。則：N’=P=5573kNb抱箍的壓力由42條M24的高強(qiáng)螺栓的拉力產(chǎn)生。即每條螺栓拉力為N1=Pb/44=55743kN/42=133kN<[S]=225kNgN”/A=N'(1-0.4m/m)/A1式中：N'---軸心力m1---所有螺栓數(shù)目，?。?6個(gè)A---高強(qiáng)螺栓截面積，A=4.52cm2。二N”/A=Pb(1-0.4m1/m)/A=5573X(1-0.4x66/42)/66X4.52x10-4=117692kPa=118MPa<[a]=140MPa故高強(qiáng)螺栓滿足強(qiáng)度要求。求螺栓需要的力矩M1)由螺帽壓力產(chǎn)生的反力矩M1=u1N1XL1ui=0.15鋼與鋼之間的摩擦系數(shù)L1=0.015力臂M「0.15X133x0.015=0.299KN.m2)M2為螺栓爬升角產(chǎn)生的反力矩,升角為10°M=|jxN'cos10°xL+N‘sin10°xL2 1 2 2[式中L「0.011 匕為力臂)]=0.15x133xcos10°x0.011+133xsin10°x0.011=0.470(KN-m)M=M1+M2=0.299+0.470=0.769(KN-m)二76.9(kg-m)所以要求螺栓的扭緊力矩M>77(kg-m)(二)抱箍體的應(yīng)力計(jì)算：1、 抱箍壁為受拉產(chǎn)生拉應(yīng)力拉力P「21N「21x133=2793(KN)抱箍壁采用面板616mm的鋼板，抱箍高度為1.734m。則抱箍壁的縱向截面積：S1=0.016x1.734=0.027744(m2)a=P1/S1=2793/0.027744=100.67(MPa)<[a]=140MPa滿足設(shè)計(jì)要求。2、 抱箍體剪應(yīng)力t=(1/2RA)/(2S1)=(1/2x1672)/(2x0.027744)=15MPa<[T]=85MPa根據(jù)第四強(qiáng)度理論Oj(CT2+3T2)1/2=(100.672+3X152)1/2=104MPa<[bw]=145MPa滿足強(qiáng)度要求?！靖綀D】圖一、蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)總圖圖二、蓋梁抱箍設(shè)計(jì)圖圖三、蓋梁抱箍法施工支撐詳圖圖四、各部件連接、欄桿與工作平臺(tái)詳圖中鐵十四局集團(tuán)重慶碚東嘉陵江大橋引橋蓋梁支架施工方案

蓋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn):兩柱蓋梁蓋梁施工采用在墩柱上穿9cm鋼棒，上面采用40b工字鋼做主梁，搭設(shè)施工平臺(tái)的方式，由于蓋梁兩端懸臂長度達(dá)到3.7米，為保證砼澆注時(shí)，施工主梁有足夠的剛度，在蓋梁兩端各設(shè)置一個(gè)［20b斜撐，斜撐撐在附著于墩柱的抱箍上?？v梁上面安放［10雙槽鋼，間距為40cm。主梁計(jì)算施工簡圖二、 結(jié)構(gòu)計(jì)算：總長L=20.4m，懸臂L=4.7m，墩柱凈距7m1、 砼重量：q1=72.5x2.7x9.8=1918.35KN2、 模板、支架自重、 蓋梁兩側(cè)各設(shè)置二根I40b工字鋼作為施工主梁，長20.4米q2=73.878X9.8X20.4X4=59.08KN、 主梁上鋪設(shè)［10雙槽鋼，每根長4.4米，間距為40cm,墩柱外側(cè)各設(shè)置10對，兩墩柱之間設(shè)置16對。q3=(16x2+10x2x2)x4.4x10x9.8/1000=31.0464KN、 槽鋼上鋪設(shè)鋼模板，每平方按1.2KN計(jì)算，q4=20.4x4.4x1.2=107.71KN3、 施工時(shí)人員、機(jī)具重量。按每平方3KN計(jì)算：q5=20.4x4.4x3=269.28KN4、 振搗器產(chǎn)生的振動(dòng)力。本次施工時(shí)采用HZ6X-50型插入式振動(dòng)器，設(shè)置4臺(tái)，每臺(tái)振動(dòng)力為5KN，施工時(shí)振動(dòng)力q6=4x5