盖梁抱箍法施工方案设计计算书

1、梁箍法施工设计计算一、设计校核和计算说明1.计算原理(1)在满足结构受力的条件下考虑挠度和变形控制。(2)综合考虑结构的安全性。(3)采用更符合实际的力学模型。(4)尽量采用现有的组件和已经使用过的支持方法。2.没有贝雷架的相关数据。根据计算，没有数据可以附上。3.对于部分结构的不均匀分布，不对称采用较大的均布荷载。4.本次计算不扣除墩柱承担的盖梁混凝土重量。作为安全储备。5.抱箍加工完成实施前，必须先进行压力试验，变形符合要求后方可使用。二、侧模支撑计算1.荷载计算(按最大盖梁)混凝土浇筑时的侧压力:Pm=Kh式中:K外加剂的影响系数，取1.2；-混凝土容重，26kN/m3；H -有效压头高

2、度。混凝土浇筑速度V为0.3m/h，浇筑温度为20。则:v/T=0.3/20=0.0150.035h = 0.22+24.9v/T = 0.22+24.90.015 = 0.6mpm = kh = 1.2260.6 = 19千帕模板上混凝土振捣的侧压力按4kPa考虑。那么:Pm=19+4=23kPa盖梁长度每延米侧压力按最坏情况考虑(即混凝土浇至盖梁顶部时):P = pm(h-h)+pmh/2 = 232+230.6/2 = 53.9 kN。2、拉杆张力计算拉杆(20圆钢)间距1.2m，1.2m范围内混凝土浇筑时的侧压力由上、下拉杆承担。有:=(T1+T2)/A=1.2P/2r2= 1.253

3、.9/(20.012)= 102993 kpa = 103 MPa = 160 MPa(OK)3、垂直皮带弯曲和挠度计算竖带两端设拉杆作为竖带支点，竖带为简支梁，长度l0=2.2m，混凝土侧压力按均布荷载q0考虑。垂直带的弹性模量e14b = 2.1105 MPa；惯性矩Ix = 609.4cm4弯曲模量Wx = 87.1cm3立方厘米Q0 = 231.2 = 27.6千牛/米最大弯矩:mmax = q0l 02/8 = 27.62.72/8 = 25knm。= Mmax/2Wx=25/(287.110-6)=143513144MPaw=160MPa(可选)挠度:FMAX = 5q0l 04/

4、3842EIX = 527.62.74/(38422.1108609.410-8)= 0.0075mF= l0/400 = 2.0/。4.垂直皮带偏转的说明盖梁模板设计中考虑了混凝土浇筑时侧压力的影响，侧模板支撑在盖梁混凝土施工中起稳定和加固作用。为保证浇筑混凝土时变形控制在允许范围内，同时考虑一定的安全储备，在竖带外侧设置钢管剪刀撑。钢支撑的两端支撑在模板和梁的中上部。因此，虽然垂直带的计算挠度略大于允许值，但实际上由于上述原因和措施，垂直带的实际挠度是可以满足要求的。三、梁计算工字钢梁采用间距0.4m的工字钢梁，梁长4.6m，桥墩处的梁设计为专用钢牛腿，采用工字钢制作，每个桥墩一个，每个牛

5、腿用两个小牛腿栓接。因此，共铺设124根横梁和6个特殊钢支撑(每个钢支撑由16个型钢和18m制成)。横梁悬挂端的底模下有特殊的三角支撑，每个重约8kN。1.负载计算(1)盖梁混凝土自重:G1 = 216.7m3 26kn/m3 = 5634.2kn(2)模板自重:G2=520kN(根据模板设计数据)(3)侧模板支架自重:G3=960.1682.9+10=57kN(4)三角支架自重:G4=82=16kN(4)施工荷载和其他荷载:G5=20kN梁上的总荷载:GH = G1+G2+G3+G4+G5 = 5634.2+520+57+16+20 = 6237.2 knqH = 4431/26.4 = 1

6、26.8千牛/米对于0.4m工字钢，单梁上的荷载GH = 126.8 0.4 = 50.7kn。作用在梁上的均布荷载为:Q = GH/lH = 50.7/2.2 = 23kn/m(其中lH为梁的荷载截面长度，为2.4m)2、梁的弯曲和挠度计算梁的弹性模量E = 2.1105 MPa；惯性矩I = 1127cm4弯曲模量Wx=140.9cm3最大弯矩:mmax = qh lh2/8 = 282.42/8 = 20knm= Mmax/Wx=20/(140.910-6)=141945142MPaw=160MPa(可选)最大挠度:fmax = 5qhlh4/384ei = 5282.44/(3842.

7、1108112710-8)= 0.0051m F= l0/400 = 2.2/400 =四、纵梁计算纵梁采用单层四排，上下钢筋贝雷帽(标准贝雷帽规格:3000cm1500cm，钢筋弦高10cm)连接形成纵梁，长30m。1.负载计算(1)梁的重量:G6 = 4.60.20556+3180.205 = 64kn(2)贝雷梁重量:G7 =(2.7+0.82+1+230.205)40 = 237 kN纵梁上的总载荷:GZ = G1+G2+G3+G4+G5+G6+G7 = 5634.2+520+57+16+20+64+237 = 6538 kn纵梁承受的荷载假定为均布荷载Q:q = GZ/L = 653

8、8/49.26 = 133千牛/米2.结构力学计算结构为超静定结构，采用位移法计算。(1)计算支座反力RC:第一步:解除C点的约束，计算悬臂端均布荷载和中间截面均布荷载时的弯矩和挠度。第二步:计算c点支座反力RC下的弯矩和挠度。第三步:以C点位移为零为条件，计算支座反力RC。从假设的方位条件可知fc=0(2)计算支座反力RA和RB。由静态平衡方程求解。(3)弯矩图根据叠加原理，画出均布荷载的弯矩图:(4)纵向梁端最大位移=-648q/EI ()4、纵梁结构强度验算(1)根据以上力学计算可知，最大弯矩出现在A、B支座处，代入q后MB = 8.82 q = 8.82133 = 1173 knm(2

9、)贝雷片容许弯矩的计算根据公路建设手册桥涵923页，单排单层贝雷桁架容许弯矩M0为975 kNm四排单层楼板的容许弯矩m= 49750.9 = 3510 knm(上下配筋贝雷梁的容许弯矩应大于计算值)。因此MB = 1173 knm m= 3510 knm满足强度要求。5、纵梁挠度计算(1)贝雷帽刚度参数弹性模量:E=2.1105MPa惯性矩:I = ahh/2 =(25.4824)150150/2 = 2293200 cm4(因无相关数据可查而计算)(2)最大挠度出现在盖梁的最大横向跨中。fmax = 648 q/EI = 648133/(2.1108229320010-8)= 0.018米

10、f= 1/2/400 = 20.82/2/400 = 0.026米因为fmaxf，所以计算挠度可以满足要求。五、抱箍计算(一)箍筋承载力计算1.负载计算每根盖梁按照墩柱设置三个抱箍支撑上部荷载，从上面的计算可以看出:支座反力ra = Rb =2(l+a)-8.31q/2 =2(9+4.5)-8.31133/2 = 1672 knRC=8.31q=8.31133=1105kN最大值为箍体需要承受的垂直压力N，即箍体需要产生的摩擦力。2、抱箍的应力计算(1)螺栓数量的计算箍体的垂直压力N=1242kN箍筋的竖向压力由M24高强度螺栓的抗剪能力产生。请参考426页的道路和桥梁结构计算手册:M24螺栓

11、的容许承载力:NL=Pn/K式中:P高强度螺栓的预紧力，取225kN摩擦系数，取0.3；n传力接触面的数量，取1；K -安全系数，取1.7。则:NL= 2250.31/1.7=39.7kN螺栓数量m的计算:M=N/NL=1242/39.7=31.332，计算截面上的螺栓数量为m=32。每个高强度螺栓提供的抗剪强度:p= N/44 = 1242/32 = 38.8 knNL= 38.7 kn所以它能承受所需的负荷。(2)螺栓轴向拉力的计算在混凝土与钢之间设置一层橡胶，橡胶与钢的摩擦系数计算为=0.3。箍筋产生的压力Pb= N/=1242kN/0.3=4140kN由高强度螺栓承担。那么:N=Pb=

12、4140kN抱箍的压力由32个M24高强度螺栓的拉力产生。也就是说，每个螺栓的张力为N1 = Pb/44 = 4140 kn/42 = 130 kn S= 225 kn= N /A = N(1-0.4m 1/m)/A式中:n -轴向力M1 -所有螺栓的数量，66。a高强度螺栓的截面积，a = 4.52cm2= N /A = Pb(1-0.4m 1/m)/A = 5573(1-0.466/42)/664.5210-4=117692kPa=118MPa=140MPa因此，高强度螺栓满足强度要求。(3)求螺栓所需的扭矩M。1)螺母压力产生的反力矩m1 = u1n1L1U1=0.15钢和钢之间的摩擦系数L1=0.015力臂M1 = 0.151330.015 = 0.299千牛米2)M2是螺栓爬升角产生的反力矩，爬升角为10。M2 =1Ncos 10L2+Nsin 10L2其中L2=0.011 (L2是力臂)= 0.15133cos 100.011+133sin 100.011=0.470千牛米M=M1+M2=0.299+0.470=0.769(千牛米)=76.9(千克米)因此，要求螺栓的拧紧力矩m77(kgm)。(2)箍体的应力计算:1.环壁由于张力而产生拉应力。P1=21N1=21133=2793(千牛)箍墙采用16mm钢板，