公路桥梁钢抱箍法盖梁支架验算

公路桥梁钢抱箍法盖梁支架验算摘 要：本文以孝襄高速公路跨汉丹铁路桥梁施工为例，就公路桥梁钢抱箍法施工盖梁支架验算进行总结。关键词：孝襄高速公路 钢抱箍 I50a型工字钢 荷载计算 外力计算 高强度螺栓孝襄高速公路跨汉丹铁路桥梁盖梁资料概况：墩身直径1.5米，盖梁宽2.0米，高1.5m，端部高0.8m，盖梁全长10.90米，盖梁与桥墩中心线的布置为2.15m+6.60m+2.15m，由于施工场地处于水田，地基为淤泥，无法搭设满堂支架。拟采用2片I50a型工字钢做为主梁的钢抱箍法施工盖梁，抱箍钢板、牛腿钢板采用20mm厚的Q235钢板。方案验算时，桥墩与盖梁的荷载布置简化为简支，主梁与钢抱箍牛腿力学检算模型为简支。钢抱箍布置示意图如下：一、计算基本资料1、高强度螺栓10.9级M20 P=155KN根据钢结构设计规范2、Q235钢板及工字钢E=2.1105MPa f=210Mpa fv=125MPa3、I50a工字钢 W=1860cm3 Ix=46470cm4 4、C40盖梁砼31.3m3，钢筋砼比重=26KN/m3二、支撑体系荷载计算：1、 均布荷载标准值：(取一片工字钢为验算对象)盖梁钢筋砼盖梁荷载：中部：261.52/2=39.75KN/m端部：260.82/2=20.8KN/m2、纵梁工字钢自重荷载： 0.94KN/m3、钢模板自重荷载： 3.5 KN/m4、钢模加固及底模横梁荷载： 3.0KN/m（主梁上横梁按I16工字钢30cm考虑）5、砼浇筑时的活载及冲击荷载： 6.2 KN/m（含施工荷载）6、荷载设计值：中部：(39.75+0.94+3.5+3.0) 1.2+6.21.4=65.308KN/m端部：（20.8+0.94+3.5+3.0）1.2+6.21.4=42.568KN/m 端部：另加5% 42.5681.05=44.7 KN/m (考虑端部加固增加的重量)5、计算简图如下：三、最大弯矩、剪力、钢抱箍外力计算1、弯矩计算：跨中：M=65.3086.62/8=355.6KN.m悬臂支座：M=65.3081.12/2+1.05(44.7+65.308)/2(1.1+1.05/2)=160.37KN.m纵梁工字钢最大弯矩：Mmax=355.6-160.37=195.23KN.m (跨中)2、钢抱箍牛腿处最大剪力：Qmax=65.3086.6/2+65.3081.1+(44.7+65.308)/21.05=339.74KN（即牛腿支座处竖向最大反力）3、每个钢抱箍自重： 8KN4、每个钢抱箍承受的荷载：339.742+8=687.48KN四、检算I50a型工字钢的强度、稳定性、挠度1、抗弯强度：=Mmax/Wx=195.23103/1860=104.96Mpaf=210MPa2、抗剪强度：=QSx/Ixt=339.74103/42.81012=66.15Mpafv=125Mpa（根据钢结构设计规范I50a型工字钢Ix /Sx=42.810）3、稳定性：(横向工字钢必须与纵主梁工字钢用铁丝绑扎牢固)4、挠度验算：(按一根I50a工字钢进行验算)用叠加法计算跨中挠度：f =5q1L14/384EI - 2mL12/16EI=565.30866004/3842.110546470104-2160.3710666002/162.110546470104=16.53-8.95=7.58 mm (向下)悬臂端挠度：跨中荷载在支座处产生的变形转角= -mL1/3EI+q1L3/24EI在悬臂端点产生的位移为y=L2 = (-mL1/3EI+q1L3/24EI) L2=(q1L3-8 mL1) L2/24EI悬臂端点总变形位移为：f= q1/2L24/8EI - (q1L3-8mL1) L2/24EI=(44.7+65.308)/221504/82.110546470104 - (65.30866003 - 8160.371066600)2150/242.110546470104=1.43-9.012=-7.582 mm (向上)挠度通过I50a主梁工字钢，拼接时按上叙扰度值设置预拱来调节。施工中为减少拼接时预拱度的设置值，经验算可采用4片I50a工字钢主梁。验算得知单片工字钢跨度中扰度13.9mm(向下)，悬臂端部扰度14.6mm(向上)。5、检算钢抱箍承载力：钢抱箍承载力由高强螺栓的预应力使其与砼柱墩之间产生垂直摩擦力而取得。抱箍接头螺栓：根据钢结构设计规范可知10.9级M20高强度螺栓 P=155KN在杆轴方向受拉时取 Nt=0.8P=124KN承载力N摩擦力f 查设计技术手册=0.35栓数量N=687.48/0.35124=16个根据计算单面螺栓至少需要16个；根据施工情况螺栓数量不少于20个；钢板上螺栓容许距离：3d0 S 8d0或12t （d0为螺栓孔直径）。螺栓竖向采用双排错列布置。五、高强度螺栓扭矩计算高强度螺栓拧紧采用扭矩法，由于高强度螺栓使用部位为普通连接，因此扭矩测定采用普通扭矩拌手即可。参考铁路钢桥高强度螺栓连接施工规定的第4.3.1,4.3.2条规定。扭矩=0.150.02=372N.m施工时应以不小于372N.m的扭矩拧紧螺栓。六、牛腿焊缝长度采用角焊缝时，牛腿高度为50cm，且需焊接两块。总 结：1、质量优良施工结果发现每一盖梁模板在水平和竖直方向上没有出现拼接缝，棱角处线条平直，使墩柱和盖梁外观浑然一体。砼表面光滑、平整、并且有镜面效果。不存在跑模、涨模及漏浆现象。支架整体性好，克服了使用满堂脚手架出现的地基沉降造成的底面不平整、鼓包、无光，表面出现接缝等现象的发生。浇筑出的砼外表美观，完全符合设计要求。2、施工周期缩短，施工难度减小将盖梁支架组装完毕，支架轴线校正就位在1天内即可完成，缩短了本工序施工时间。降低了支架就位、轴线校正的难度，从而提高了轴线校正的精度。避免了使用满堂脚手架，对基地处理的时间。3、节约成本工期缩短了，减少了对地基处理。减少了施工投入，收到了良好的经济效益。