盖梁支架验算书

目录TOC\o\h\z\u1.双柱墩普通盖梁支架计算（Ф1.4m） 11.1. 盖梁支架设计 11.2. 荷载分析 11.3. I16工字钢强度验算 21.4. 横梁验算： 31.5. 抱箍计算 41.6. 高强螺栓扭紧力矩计算： 52.双墩普通盖梁支架计算（Ф1.3m） 62.1. 盖梁支架设计 62.2. 荷载分析 72.3. I16工字钢强度验算 82.4. 横梁验算： 92.5. 抱箍计算 102.6. 高强螺栓扭紧力矩计算： 113.盖梁支架设计（双支墩HY16#） 123.1. 荷载分析 123.2. I18工字钢强度验算 133.3. 横梁验算： 143.4. 抱箍计算 153.5. 高强螺栓扭紧力矩计算： 173.6. 支撑墩贝雷梁强度验算 174.盖梁支架设计(单支墩HY11#) 184.1. 荷载分析 184.2. I18工字钢强度验算 194.3. 横梁验算： 204.4. 抱箍计算 214.5. 高强螺栓扭紧力矩计算： 234.6. 支撑墩贝雷梁强度验算 235.盖梁支架设计(双支墩DY24#) 245.1. 荷载分析 245.2. I18工字钢强度验算 255.3. 横梁验算： 265.4. 抱箍计算 275.5. 高强螺栓扭紧力矩计算： 295.6. 支撑墩贝雷梁强度验算 296.门架式预应力盖梁（双柱） 306.1. 盖梁支架设计 306.2. 荷载分析 306.3. I18工字钢强度验算 316.4. 贝雷梁强度验算 326.5. 抱箍计算 336.6. 高强螺栓扭紧力矩计算： 356.7. 螺旋管稳定性计算 357.匝道桥普通盖梁（C2#（Ф1.3m）） 377.1. 盖梁支架设计 377.2. 荷载分析 377.3. I16工字钢强度验算 387.4. 横梁验算： 397.5. 抱箍计算 407.6. 高强螺栓扭紧力矩计算： 418.匝道桥普通盖梁（C3#（Ф1.2m）） 428.1. 盖梁支架设计 428.2. 荷载分析 438.3. I16工字钢强度验算 448.4. 横梁验算： 448.5. 抱箍计算 458.6. 高强螺栓扭紧力矩计算： 479.匝道桥普通盖梁（N1#（Ф1.1m）） 479.1. 盖梁支架设计 479.2. 荷载分析 489.3. I16工字钢强度验算 499.4. 横梁验算： 509.5. 抱箍计算 519.6. 高强螺栓扭紧力矩计算： 5210.砂箱验算： 5311.竹胶板验算 5412.方木验算： 56盖梁支架验算双柱墩普通盖梁支架计算（Ф1.4m）盖梁支架设计盖梁形式为两墩支撑，墩柱中心距离9.0m，墩柱中心外侧悬臂3.0m,断面尺寸为长15m,宽2.0m，高1.8m。计算长度15m。盖梁底模支架纵梁采用双I45b工字钢；横梁采用I16型钢,单根长度4.0m,间隔为0.5m，底部采用双抱箍+砂箱。图1普通盖梁支架布置图荷载分析根据现场施工实际情况，抱箍承受荷载主要由盖梁自重荷载q，再考虑纵梁贝雷架自重、横梁工字钢自重、盖梁定型钢模板自重和施工荷载以及振捣荷载、混凝土倾倒冲击荷载。其中盖梁钢筋和砼（C30）自重为主要荷载。如图1所示：qqqq3m3m9.0m3m3m9.0m图2I45b工字钢受力图示q3.1m3.1m8.2mq3.1m3.1m8.2m为简便计算，以上荷载均按照均布荷载考虑，以I45b工字钢受力情况分析确定纵梁均布荷载q值和横梁均布荷载p值。q3.1m3.1m8.2mq3.1m3.1m8.2mI45工字钢自重G1：I45b工字钢：I=33759cm4，E=2.1×105Mpa，W=1500.4cm3，Sx=887.1cm3每米重87.45kg，腹板厚b=13.5mm。砼自重G2：计算可知砼体积为48.3m3，C35钢筋混凝土ρ=2600Kg/m3；则G2=48.3×2600×10/1000=1256KN人员及设备自重G3：查《路桥施工计算手册》荷载按照2.5KN/m2来确定；则G3=75KN振捣动荷载G4：按《桥规》附录D振捣砼产生的荷载为2KN/m2，故取G4=60KN⑤倾倒混凝土冲击荷载G5：对于底模取G5=0KN（混凝土侧厚度大于1.0m）模板自重G6：底模面积A1=1.6××15=24m3,单位质量为75Kg/m2；侧模面积A2=1.8×15×2+1.8×2×2=61.2m2,单位质量为105Kg/m2；则：G6=（24×75+105×61.2）×10/1000=82.3KN⑦ 横梁工字钢G7：查型钢表可知，I16工字钢每延米重量为20.5Kg,共需要25根。则G7则=20.5×4×25×10/1000=20.5KN荷载分项系数：静荷载为1.2，活荷载为1.4可得：G=1.2×（G1+G2+G6+G7）+1.4×（G3+G4+G5）=1.2×（29.733+1255.8+82.3+20.5）+1.4×（75+60）=1855KN荷载均布在两侧I45工字钢上，由查《路桥施工计算手册》得：q=1855/2/15=62KN/m（贝雷梁均布荷载）P=(G-1.2×29.733)/25/1.552=46.9KN/m（分配梁均布荷载）I16工字钢强度验算根据布置，横梁支点间距（简支梁计算长度）L=1.552图3分配梁受力图示1、最大弯矩、最大剪力计算：p=46.9KN/m最大弯矩在跨中处：χ=0.776mMmax=1/8(ql^2)=14.12KN.m（路桥施工计算手册P741第4节）最大剪力在支点处（路桥施工计算手册P741第4节）：Qmax=1/2（ql）=36.4KN2、强度验算：① 抗弯强度验算：查表知I16工字钢抗弯强度设计值为[σ]=145MPa；σ=M/w=14.12/140.9=100.2MPa<[σ]=145MPa；所以满足正截面抗弯强度要求。②抗剪强度验算：查表知I16工字钢抗剪强度设计值为85MPa；τ=Q×Sx/(Ix×tw)=36.4×80.8/(6.0×1127)=43.5MPa满足抗剪强度要求3、跨中挠度验算：fmax=5×q×l^4/(384×E×I)=0.01mm<L/400=0.39mm根据以上计算，I16工字钢刚度强度要求。横梁验算：纵向工字钢采用双I45b工字钢，承受载荷为均布载荷62KN/m，计算模型如下图：项目计算结果许用值最大反力Rmax465kN最大弯矩Mmax348.75kN.m最大剪力Qmax279kN最大位移fmax7.78＜[f0]=22.5mm合格9000/400=22.5计算剪应力τmax=QmaxSx/Ib=279*103*1774.2*10-6/（27*67518*10-11)=27.2MPa[σ0]=85MPa计算弯应力σmax＝Mmax/W＝348.75*103/1500.4*2*10-6＝116.2MPa[σ0]=145MPa最大剪力处弯应力στmax＝Mmax/W＝279*103/1500.4*2*10-6＝92.9MPaστmax+τmax=120.1MPa[σ0]=145MPa因此，采用双I45b工字钢作为大横梁，强度、刚度均能满足要求。抱箍计算各材料或构件的强度设计值如下：Q235钢：f=215MPa（抗拉、抗压、抗弯），角焊缝：ft=10.9级M30螺栓预拉力查《建筑施工手册》知预拉力为P=355KN。抱箍直径1.4m，面板14mm厚钢板，法兰盘20mm厚钢板支座a点荷载均由抱箍跟圆形砼柱之间的摩擦力来承担，即摩擦力F。钢与砼之间的摩擦系数按较安全的0.3考虑（抱箍跟砼柱之间考虑土工布垫），由F=μN可得，砼柱受到抱箍的正压力N=因此，抱箍单位面积上受到的压强：P=钢抱箍对墩柱产生的正压力远小于墩柱砼设计强度，墩柱砼能承受1.41MPa正压力。抱箍钢板间的拉力F，通过积分的方式求得，计算模型见下图。图4钢抱箍计算模型示意图2F=所以，F=抱箍钢板厚14mm，高50cm，抱箍钢板受到的拉应力：σ=F采用14mm厚钢板、500mm高度的单个钢抱箍满足要求！为保证结构安全，现场采取双抱箍。抱箍设计时，高强螺栓只考虑承受拉力，不受剪力。为保证结构安全，高强螺栓在计算上仅考虑内侧两排螺栓受力，外排螺栓不参与受力计算。螺栓孔大小为φ32mm，一个10.9级M30高强螺栓设计预拉力，允许最大预拉力值N两个半抱箍之间的拉力F=493.6KN，按9颗10.9级M30高强螺栓考虑，单颗承受拉力为F螺栓20mm厚法兰钢板抗剪计算法兰钢板厚20mm，在螺栓预紧后承压，需计算法兰钢板的剪应力。M30螺栓六角形螺帽e=50.85mm,其螺帽外周长为152.55mm，法兰钢板承受的的最大剪应力为：τ=1.5τ高强螺栓扭紧力矩计算：求螺栓需要的力矩M1)由螺帽压力产生的反力矩M1=u1N1×L1u1=0.15钢与钢之间的摩擦系数L1=0.015力臂N1=54.8每个螺栓拉力M1=0.15×54.8×0.015=0.387KN.m2)M2为螺栓爬升角产生的反力矩,升角为10°M2=μ1×N′cos10°×L2+N′sin10°×L2[式中L2=0.011(L2为力臂)]=0.15×54.8×cos10°×0.011+54.8×sin10°×0.011=0.195KN•mM=M1+M2=0.318(KN•m)=318(N•m)所以要求螺栓的扭紧力矩M≥318(N•m),故采用9条M30高强螺栓满足《钢结构设计规范》中的扭力矩要求；实际控制采用力矩扳手进行检测，在达到1000N•m时，扳手发出“嗒嗒”的声音时，表示力矩满足要求。施工中在抱箍下方沿墩柱四周打设4个直径20mm圆钢，钢筋植入墩柱深度不小于10cm，外漏长度不小于10cm，安装好抱箍后，沿抱箍下缘采用黑色白板笔划线标记，以便于施工中检测、观察抱箍滑移情况。双墩普通盖梁支架计算（Ф1.3m）盖梁支架设计盖梁形式为双墩支撑，墩柱中心距离9.0m，墩柱中心外侧悬臂3.0m,断面尺寸为长15m,宽1.9m，高1.6m。计算长度15m。盖梁底模支架纵梁采用双I45b工字钢；横梁采用I16型钢,单根长度4.0m,间隔为0.5m，底部采用双抱箍+砂箱。图5普通盖梁支架布置图荷载分析根据现场施工实际情况，抱箍承受荷载主要由盖梁自重荷载q，再考虑纵梁贝雷架自重、横梁工字钢自重、盖梁定型钢模板自重和施工荷载以及振捣荷载、混凝土倾倒冲击荷载。其中盖梁钢筋和砼（C30）自重为主要荷载。如图1所示：qqqq3m3m9.0m3m3m9.0m图2I45b工字钢受力图示为简便计算，以上荷载均按照均布荷载考虑，以I45b工字钢受力情况分析确定纵梁均布荷载q值和横梁均布荷载p值。I45工字钢自重G1：I45b工字钢：I=33759cm4，E=2.1×105Mpa，W=1500.4cm3，Sx=887.1cm3每米重87.45kg，腹板厚b=13.5mm。砼自重G2：计算可知砼体积为39.3m3，C35钢筋混凝土ρ=2600Kg/m3；则G2=39.3×2600×10/1000=1022KN人员及设备自重G3：查《路桥施工计算手册》荷载按照2.5KN/m2来确定；则G3=71.25KN振捣动荷载G4：按《桥规》附录D振捣砼产生的荷载为2KN/m2，故取G4=57KN⑤倾倒混凝土冲击荷载G5：对于底模取G5=0KN（混凝土侧厚度大于1.0m）模板自重G6：底模面积A1=1.5×15=22.5m3,单位质量为75Kg/m2；侧模面积A2=1.6×15×2+1.6×1.9×2=54m2,单位质量为105Kg/m2；则：G6=（22.5×75+105×54）×10/1000=73.6KN⑦ 横梁工字钢G7：查型钢表可知，I16工字钢每延米重量为20.5Kg,共需要25根。则G7则=20.5×4×25×10/1000=20.5KN荷载分项系数：静荷载为1.2，活荷载为1.4可得：G=1.2×（G1+G2+G6+G7）+1.4×（G3+G4+G5）=1590KN荷载均布在两侧I45工字钢上，由查《路桥施工计算手册》得：q=1590/2/15=53KN/m（贝雷梁均布荷载）P=(G-1.2×59.5)/25/1.452=41.85KN/m（分配梁均布荷载）I16工字钢强度验算根据布置，横梁支点间距（简支梁计算长度）L=1.452图6分配梁受力图示1、最大弯矩、最大剪力计算：p=41.85KN/m最大弯矩在跨中处：χ=0.726mMmax=1/8(ql^2)=11.03KN.m（路桥施工计算手册P741第4节）最大剪力在支点处（路桥施工计算手册P741第4节）：Qmax=1/2（ql）=30.37KN2、强度验算：① 抗弯强度验算：查表知I16工字钢抗弯强度设计值为[σ]=145MPa；σ=M/w=11.03/140.9=78.2MPa<[σ]=145MPa；所以满足正截面抗弯强度要求。②抗剪强度验算：查表知I16工字钢抗剪强度设计值为85MPa；τ=Q×Sx/(Ix×tw)=30.37×80.8/(6.0×1127)=36.3MPa满足抗剪强度要求3、跨中挠度验算：fmax=5×q×l^4/(384×E×I)=0.01mm<L/400=0.39mm根据以上计算，I16工字钢刚度强度要求。横梁验算：纵向工字钢采用双I45b工字钢，承受载荷为均布载荷53KN/m，计算模型如下图：项目计算结果许用值最大反力Rmax390kN最大弯矩Mmax292.5kN.m最大剪力Qmax234kN最大位移fmax6.52＜[f0]=22.5mm合格9000/400=22.5计算剪应力τmax=QmaxSx/Ib=234*103*1774.2*10-6/（27*67518*10-11)=22.8MPa[σ0]=85MPa计算弯应力σmax＝Mmax/W＝292.5*103/1500.4*2*10-6＝97.5MPa[σ0]=145MPa最大剪力处弯应力στmax＝Mmax/W＝156*103/1500.4*2*10-6＝52MPaστmax+τmax=74.8MPa[σ0]=145MPa因此，采用双I45b工字钢作为大横梁，强度、刚度均能满足要求。砂箱计算见1.4节（本节砂箱承载力小于第一节计算允许值）。抱箍计算各材料或构件的强度设计值如下：Q235钢：f=215MPa（抗拉、抗压、抗弯），角焊缝：ft=10.9级M27螺栓预拉力查《建筑施工手册》知预拉力为P=290KN。抱箍直径1.3m，面板12mm厚钢板，法兰盘20mm厚钢板支座a点荷载均由抱箍跟圆形砼柱之间的摩擦力来承担，即摩擦力F。钢与砼之间的摩擦系数按较安全的0.3考虑（抱箍跟砼柱之间考虑土工布垫），由F=μN可得，砼柱受到抱箍的正压力N=因此，抱箍单位面积上受到的压强：P=钢抱箍对墩柱产生的正压力远小于墩柱砼设计强度，墩柱砼能承受0.9MPa正压力，抱箍钢板间的拉力F，通过积分的方式求得，计算模型见下图。图7钢抱箍计算模型示意图2F=所以，F=抱箍钢板厚12mm，高72cm，抱箍钢板受到的拉应力：σ=F采用12mm厚钢板720mm高度的单个钢抱箍满足要求！为保证结构安全，现场采取双抱箍。抱箍设计时，高强螺栓只考虑承受拉力，不受剪力。为保证结构安全，高强螺栓在计算上仅考虑内侧两排螺栓受力，外排螺栓不参与受力计算。螺栓孔大小为φ28mm，一个10.9级M27高强螺栓设计预拉力，允许最大预拉力值N两个半抱箍之间的拉力F=414KN，按8颗10.9级M27高强螺栓考虑，单颗承受拉力为F螺栓20mm厚法兰钢板抗剪计算法兰钢板厚20mm，在螺栓预紧后承压，需计算法兰钢板的剪应力。M27螺栓六角形螺帽e=46.188mm,其螺帽外周长为138.6mm，法兰钢板承受的的最大剪应力为：τ=1.5τ高强螺栓扭紧力矩计算：求螺栓需要的力矩M1)由螺帽压力产生的反力矩M1=u1N1×L1u1=0.15钢与钢之间的摩擦系数L1=0.015力臂N1=52KN每个螺栓拉力M1=0.15×52×0.015=0.116KN.m2)M2为螺栓爬升角产生的反力矩,升角为10°M2=μ1×N′cos10°×L2+N′sin10°×L2[式中L2=0.011(L2为力臂)]=0.15×52×cos10°×0.011+52×sin10°×0.011=0.184KN•mM=M1+M2=0.3(KN•m)=300(N•m)所以要求螺栓的扭紧力矩M≥300(N•m),故采用16条M27高强螺栓满足《钢结构设计规范》中的扭力矩要求；实际控制采用力矩扳手进行检测，在达到1000N•m时，扳手发出“嗒嗒”的声音时，表示力矩满足要求。施工中在抱箍下方沿墩柱四周打设4个直径20mm圆钢，钢筋植入墩柱深度不小于10cm，外漏长度不小于10cm，安装好抱箍后，沿抱箍下缘采用黑色白板笔划线标记，以便于施工中检测、观察抱箍滑移情况。施工中在抱箍下方沿墩柱四周打设4个直径20mm圆钢，钢筋植入墩柱深度不小于10cm，外漏长度不小于10cm，安装好抱箍后，沿抱箍下缘采用黑色白板笔划线标记，便于施工中检测、观察抱箍。盖梁支架设计（双支墩HY16#）盖梁形式为双墩支撑，墩柱中心最大距离18.687m，墩柱中心外侧悬臂3.0m,断面尺寸为长24.687m,宽2.2m，高2.0m。计算长度24.687m。盖梁底模支架纵梁采用三排单层贝雷架,贝雷架尺寸为3m×1.5m,共需要贝雷片54片，贝雷片采用16Mn材料；横梁采用I18型钢,单根长度4.0m,间隔为0.4m，横梁直接作用在纵梁上，作用点为两侧双排贝雷梁中心处。图8四柱墩盖梁支架图示荷载分析根据现场施工实际情况，抱箍承受荷载主要由盖梁自重荷载q，再考虑纵梁贝雷架自重、横梁工字钢自重、盖梁定型钢模板自重和施工荷载以及振捣荷载、混凝土倾倒冲击荷载。其中盖梁钢筋和砼自重为主要荷载。为简便计算，以上荷载均按照均布荷载考虑，以三排单层贝雷架受力情况分析确定纵梁均布荷载q值和横梁均布荷载p值。贝雷架自重G1：查表知贝雷片每片重270kg，则G1=270×54×10/1000=150KN② 砼自重G2：计算可知砼体积为108.6m3，C35钢筋混凝土ρ=2600Kg/m3；则G2=108.6×2600×10/1000=2823.6KN③ 人员及设备自重G3：查《路桥施工计算手册》荷载按照2.5KN/m2来确定；则G3=135.8KN④ 振捣动荷载G4：按《桥规》附录D振捣砼产生的荷载为2KN/m2，故取G4=108.6KN⑤ 倾倒混凝土冲击荷载G5：对于底模取G5=0KN⑥ 模板自重G6：底模面积A1=2.2×24.687=54.3m3,单位质量为75Kg/m2；侧模面积A2=2×24.687×2+2×2.2×2=107.5m2,单位质量为105Kg/m2；则：G6=（54.3×75+105×107.5）×10/1000=155.75KN⑦ 横梁工字钢G7：查型钢表可知，I18工字钢每延米重量为24.13Kg,共需要53根。则G7则=24.13×4×53×10/1000=51.2KN荷载分项系数：静荷载为1.2，活荷载为1.4可得：G=1.2×（G1+G2+G6+G7）+1.4×（G3+G4+G5）=4153.7KN荷载均布在两侧贝雷片（双排）上，由查《路桥施工计算手册》得：q=4144.5/2/24.687=84.1KN/mP=(G-1.2×145.8)/53/2.5=33.2KN/m。I18工字钢强度验算根据布置，横梁支点间距（简支梁计算长度）L=2.5图9分配梁受力图示1、最大弯矩、最大剪力计算：p=33.2KN/m最大弯矩在跨中处：χ=1.25mMmax=1/8(ql^2)=25.9KN.m（路桥施工计算手册P741第4节）最大剪力在支点处（路桥施工计算手册P741第4节）：Qmax=1/2（ql）=41.45KN2、强度验算：① 抗弯强度验算：查表知I18工字钢抗弯强度设计值为[σ]=145MPa；σ=M/w=25.9/185.4=139.7MPa<[σ]=145MPa；所以满足正截面抗弯强度要求。②抗剪强度验算：查表知I18工字钢抗剪强度设计值为85MPa；τ=Q×Sx/(Ix×tw)=41.45×106.5/(6.5×1669)=40.7MPa满足抗剪强度要求3、跨中挠度验算：fmax=5×q×l^4/(384×E×I)=0.05mm<L/400=0.625mm根据以上计算，I18工字钢刚度强度要求。横梁验算：贝类梁力学特性：查《装配式公路钢桥使用手册》得：表1几何特性几何特性结构构造Wx(cm3)Ix(cm4)EI(kN.m2)三排单层不加强10735.6751491.61578132.36加强23097.41732303.23637836.72表2桁架容许内力表桥型容许内力不加强桥梁单排单层双排单层三排单层双排双层三排双层弯矩（kN.m）788.21576.42246.43265.44653.2剪力（kN）245.2490.5698.9490.5698.9桁架容许内力：三排单层不加强型：截面抵抗弯矩Wx(cm3)=10735.6，惯性矩Ix(cm4)=751491.6，EI(kN.m2)=1578132.4。弯矩2246.4KN.m，剪力=698.9kN。纵向三排贝雷梁桁架，承受载荷为均布载荷84.13KN/m，计算模型如下图：项目计算结果许用值最大反力Rmax533.9KN、504.6KN最大弯矩Mmax378.59kN.m2246.4kN.m最大剪力Qmax281.52kN698.9KN最大位移fmax12.26＜[f0]=15.57mm合格6229/400=15.57计算弯应力σmax＝Mmax/W＝378.59*103/10735.6*10-6＝35.3MPa[σ0]=210MPa因此，采用三排贝雷梁作为大横梁，强度、刚度均能满足要求。由于模型建立考虑单侧贝雷梁受荷载，故支座反力应为图示支座反力2倍，故两侧抱箍承载力为：Ra=Rb=533.9×2=1067.8KN，中间支墩承载力：Rc=Rd=504.6×2=1009.2KN。抱箍计算各材料或构件的强度设计值如下：Q235钢：f=215MPa（抗拉、抗压、抗弯），角焊缝：ft=10.9级M30螺栓预拉力查《建筑施工手册》知预拉力为P=355KN。抱箍直径1.8m，面板16mm厚钢板，法兰盘20mm厚钢板，抱箍高75cm。支座a点荷载均由抱箍跟圆形砼柱之间的摩擦力来承担，即摩擦力F。钢与砼之间的摩擦系数按较安全的0.3考虑（抱箍跟砼柱之间考虑土工布垫），由F=μN可得，砼柱受到抱箍的正压力N=因此，抱箍单位面积上受到的压强：P=钢抱箍对墩柱产生的正压力远小于墩柱砼设计强度，墩柱砼能承受0.9MPa正压力，抱箍钢板间的拉力F，通过积分的方式求得，计算模型见下图。图10钢抱箍计算模型示意图2F=所以，F=抱箍钢板厚16mm，高75cm，抱箍钢板受到的拉应力：σ=F采用16mm厚钢板750mm高度的单个钢抱箍满足要求！为保证结构安全，现场采取双抱箍。抱箍设计时，高强螺栓只考虑承受拉力，不受剪力。为保证结构安全，高强螺栓在计算上仅考虑内侧两排螺栓受力，外排螺栓不参与受力计算。螺栓孔大小为φ32mm，一个10.9级M30高强螺栓设计预拉力，允许最大预拉力值N两个半抱箍之间的拉力F=567KN，按12颗10.9级M30高强螺栓考虑，单颗承受拉力为F螺栓20mm厚法兰钢板抗剪计算法兰钢板厚20mm，在螺栓预紧后承压，需计算法兰钢板的剪应力。M30螺栓六角形螺帽e=50.85mm,其螺帽外周长为152.55mm，法兰钢板承受的的最大剪应力为：τ=1.5τ高强螺栓扭紧力矩计算：求螺栓需要的力矩M1)由螺帽压力产生的反力矩M1=u1N1×L1u1=0.15钢与钢之间的摩擦系数L1=0.015力臂N1=63每个螺栓拉力M1=0.15×63×0.015=0.142KN.m2)M2为螺栓爬升角产生的反力矩,升角为10°M2=μ1×N′cos10°×L2+N′sin10°×L2[式中L2=0.011(L2为力臂)]=0.15×63×cos10°×0.011+63×sin10°×0.011=0.224KN•mM=M1+M2=0.365(KN•m)=365(N•m)所以要求螺栓的扭紧力矩M≥365(N•m),故采用12条M30高强螺栓满足《钢结构设计规范》中的扭力矩要求；实际控制采用力矩扳手进行检测，在达到1000N•m时，扳手发出“嗒嗒”的声音时，表示力矩满足要求。施工中在抱箍下方沿墩柱四周打设4个直径20mm圆钢，钢筋植入墩柱深度不小于10cm，外漏长度不小于10cm，安装好抱箍后，沿抱箍下缘采用黑色白板笔划线标记，以便于施工中检测、观察抱箍滑移情况。支撑墩贝雷梁强度验算贝雷梁支撑墩长3m宽3m，上部采用2组双拼I40b工字钢作为横梁，贝雷梁纵横向交错布置4排，故贝雷梁受均布荷载1009.2KN/3/3=112.13KN.m。单排单层不加强型：弯矩788.2KN.m，剪力=245.2KN，故贝雷梁支墩满足要求。贝雷梁支墩设置在系梁跨中处，系梁为宽1.2m×高1.5m，系梁埋深0.5m。C点支座反力：G=2098.4KN4根I40b工字钢：G2=73.84×4×4×10/1000=11.8KN3层贝雷梁：G3=270×3×4×10/1000=32.4KNP=地系梁为C30砼，基础承载力满足要求。盖梁支架设计(单支墩HY11#)盖梁形式为双墩支撑，墩柱中心最大距离13.45m，墩柱中心外侧悬臂3.0m,断面尺寸为长19.45m,宽2.2m，高2.0m，墩柱直径1.6m。计算长度19.45m。盖梁底模支架纵梁采用三排单层贝雷架,贝雷架尺寸为3m×1.5m,共需要贝雷片48片，贝雷片采用16Mn材料；横梁采用I18型钢,单根长度4.0m,间隔为0.4m，横梁直接作用在纵梁上，作用点为两侧双排贝雷梁中心处。图11双墩盖梁支架图示（HY11#）荷载分析根据现场施工实际情况，抱箍承受荷载主要由盖梁自重荷载q，再考虑纵梁贝雷架自重、横梁工字钢自重、盖梁定型钢模板自重和施工荷载以及振捣荷载、混凝土倾倒冲击荷载。其中盖梁钢筋和砼自重为主要荷载。为简便计算，以上荷载均按照均布荷载考虑，以三排单层贝雷架受力情况分析确定纵梁均布荷载q值和横梁均布荷载p值。贝雷架自重G1：查表知贝雷片每片重270kg，则G1=270×48×10/1000=129.6KN② 砼自重G2：计算可知砼体积为85.6m3，C35钢筋混凝土ρ=2600Kg/m3；则G2=85.6×2600×10/1000=2225.6KN③ 人员及设备自重G3：查《路桥施工计算手册》荷载按照2.5KN/m2来确定；则G3=107KN④ 振捣动荷载G4：按《桥规》附录D振捣砼产生的荷载为2KN/m2，故取G4=85.6KN⑤ 倾倒混凝土冲击荷载G5：对于底模取G5=0KN⑥ 模板自重G6：底模面积A1=2.2×19.45=42.8m3,单位质量为75Kg/m2；侧模面积A2=2×19.45×2+2×2.2×2=86.6m2,单位质量为105Kg/m2；则：G6=（42.8×75+105×86.6）×10/1000=123KN⑦ 横梁工字钢G7：查型钢表可知，I18工字钢每延米重量为24.13Kg,共需要42根。则G7则=24.13×4×42×10/1000=40.5KN荷载分项系数：静荷载为1.2，活荷载为1.4可得：G=1.2×（G1+G2+G6+G7）+1.4×（G3+G4+G5）=3292KN荷载均布在两侧贝雷片（双排）上，由查《路桥施工计算手册》得：q=3292/2/19.45=84.6KN/mP=(G-1.2×129.6)/42/2.5=29.9KN/m。I18工字钢强度验算根据布置，横梁支点间距（简支梁计算长度）L=2.5图12分配梁受力图示1、最大弯矩、最大剪力计算：p=29.87KN/m最大弯矩在跨中处：χ=1.25mMmax=1/8(ql^2)=23.34KN.m（路桥施工计算手册P741第4节）最大剪力在支点处（路桥施工计算手册P741第4节）：Qmax=1/2（ql）=37.34KN2、强度验算：① 抗弯强度验算：查表知I18工字钢抗弯强度设计值为[σ]=145MPa；σ=M/w=23.34/185.4=125.9MPa<[σ]=145MPa；所以满足正截面抗弯强度要求。②抗剪强度验算：查表知I18工字钢抗剪强度设计值为85MPa；τ=Q×Sx/(Ix×tw)=37.34×106.5/(6.5×1669)=36.7MPa满足抗剪强度要求3、跨中挠度验算：fmax=5×q×l^4/(384×E×I)=0.04mm<L/400=0.625mm根据以上计算，I18工字钢刚度强度要求。横梁验算：贝类梁力学特性：查《装配式公路钢桥使用手册》得：表1几何特性几何特性结构构造Wx(cm3)Ix(cm4)EI(kN.m2)三排单层不加强10735.6751491.61578132.36加强23097.41732303.23637836.72表2桁架容许内力表桥型容许内力不加强桥梁单排单层双排单层三排单层双排双层三排双层弯矩（kN.m）788.21576.42246.43265.44653.2剪力（kN）245.2490.5698.9490.5698.9桁架容许内力：三排单层不加强型：截面抵抗弯矩Wx(cm3)=10735.6，惯性矩Ix(cm4)=751491.6，EI(kN.m2)=1578132.4。弯矩2246.4KN.m，剪力=698.9kN。纵向三排贝雷梁桁架，承受载荷为均布载荷84.63KN/m，计算模型如下图：项目计算结果许用值最大反力Rmax550.9KN、544.34KN最大弯矩Mmax380.9kN.m2246.4kN.m最大剪力Qmax296.97kN698.9KN最大位移fmax13.2＜[f0]=16.8mm合格6725/400=16.8计算弯应力σmax＝Mmax/W＝380.9*103/10735.6*10-6＝35.5MPa[σ0]=210MPa因此，采用三排贝雷梁作为大横梁，强度、刚度均能满足要求。由于模型建立考虑单侧贝雷梁受荷载，故支座反力应为图示支座反力2倍，故两侧抱箍承载力为：Ra=Rb=550.9×2=1101.8KN，中间支墩承载力：Rc=544.34×2=1088.7KN。抱箍计算各材料或构件的强度设计值如下：Q235钢：f=215MPa（抗拉、抗压、抗弯），角焊缝：ft=10.9级M30螺栓预拉力查《建筑施工手册》知预拉力为P=355KN。抱箍直径1.6m，面板14mm厚钢板，法兰盘20mm厚钢板，抱箍高50cm。支座a点荷载均由抱箍跟圆形砼柱之间的摩擦力来承担，即摩擦力F。钢与砼之间的摩擦系数按较安全的0.3考虑（抱箍跟砼柱之间考虑土工布垫），由F=μN可得，砼柱受到抱箍的正压力N=因此，抱箍单位面积上受到的压强：P=钢抱箍对墩柱产生的正压力远小于墩柱砼设计强度，墩柱砼能承受0.9MPa正压力，抱箍钢板间的拉力F，通过积分的方式求得，计算模型见下图。图13钢抱箍计算模型示意图2F=所以，F=抱箍钢板厚14mm，高50cm，抱箍钢板受到的拉应力：σ=F采用14mm厚钢板500mm高度的单个钢抱箍满足要求！为保证结构安全，现场采取双抱箍。抱箍设计时，高强螺栓只考虑承受拉力，不受剪力。为保证结构安全，高强螺栓在计算上仅考虑内侧两排螺栓受力，外排螺栓不参与受力计算。螺栓孔大小为φ32mm，一个10.9级M30高强螺栓设计预拉力，允许最大预拉力值N两个半抱箍之间的拉力F=585KN，按9颗10.9级M30高强螺栓考虑，单颗承受拉力为F螺栓20mm厚法兰钢板抗剪计算法兰钢板厚20mm，在螺栓预紧后承压，需计算法兰钢板的剪应力。M30螺栓六角形螺帽e=50.85mm,其螺帽外周长为152.55mm，法兰钢板承受的的最大剪应力为：τ=1.5τ高强螺栓扭紧力矩计算：求螺栓需要的力矩M1)由螺帽压力产生的反力矩M1=u1N1×L1u1=0.15钢与钢之间的摩擦系数L1=0.015力臂N1=65每个螺栓拉力M1=0.15×65×0.015=0.146KN.m2)M2为螺栓爬升角产生的反力矩,升角为10°M2=μ1×N′cos10°×L2+N′sin10°×L2[式中L2=0.011(L2为力臂)]=0.15×65×cos10°×0.011+65×sin10°×0.011=0.231KN•mM=M1+M2=0.377(KN•m)=377(N•m)所以要求螺栓的扭紧力矩M≥377(N•m),故采用18条M30高强螺栓满足《钢结构设计规范》中的扭力矩要求；实际控制采用力矩扳手进行检测，在达到1000N•m时，扳手发出“嗒嗒”的声音时，表示力矩满足要求。施工中在抱箍下方沿墩柱四周打设4个直径20mm圆钢，钢筋植入墩柱深度不小于10cm，外漏长度不小于10cm，安装好抱箍后，沿抱箍下缘采用黑色白板笔划线标记，以便于施工中检测、观察抱箍滑移情况。支撑墩贝雷梁强度验算贝雷梁支撑墩长3m宽3m，上部采用2组双拼I40b工字钢作为横梁，贝雷梁纵横向交错布置4排，故贝雷梁受均布荷载1088.7KN/3/3=121KN.m。单排单层不加强型：弯矩788.2KN.m，剪力=245.2KN，故贝雷梁支墩满足要求。贝雷梁支墩设置在系梁跨中处，系梁为宽1.2m×高1.5m，系梁埋深0.5m。C点支座反力：G=2098.4KN4根I40b工字钢：G2=73.84×4×4×10/1000=11.8KN3层贝雷梁：G3=270×3×4×10/1000=32.4KNP=地系梁为C30砼，基础承载力满足要求。盖梁支架设计(双支墩DY24#)盖梁形式为双墩支撑，墩柱中心最大距离17.75m，墩柱中心外侧悬臂3.0m,断面尺寸为长21.65m,宽2.2m，高2.8m，墩柱直径1.6m。计算长度21.65m。盖梁底模支架纵梁采用三排单层贝雷架,贝雷架尺寸为3m×1.5m,共需要贝雷片48片，贝雷片采用16Mn材料；横梁采用I20型钢,单根长度4.0m,间隔为0.4m，横梁直接作用在纵梁上，作用点为两侧双排贝雷梁中心处。图14双墩盖梁支架图示（DY24#）荷载分析根据现场施工实际情况，抱箍承受荷载主要由盖梁自重荷载q，再考虑纵梁贝雷架自重、横梁工字钢自重、盖梁定型钢模板自重和施工荷载以及振捣荷载、混凝土倾倒冲击荷载。其中盖梁钢筋和砼自重为主要荷载。为简便计算，以上荷载均按照均布荷载考虑，以三排单层贝雷架受力情况分析确定纵梁均布荷载q值和横梁均布荷载p值。贝雷架自重G1：查表知贝雷片每片重270kg，则G1=270×48×10/1000=129.6KN② 砼自重G2：计算可知砼体积为133.4m3，C35钢筋混凝土ρ=2600Kg/m3；则G2=133.4×2600×10/1000=3468.4KN③ 人员及设备自重G3：查《路桥施工计算手册》荷载按照2.5KN/m2来确定；则G3=119KN④ 振捣动荷载G4：按《桥规》附录D振捣砼产生的荷载为2KN/m2，故取G4=95.3KN⑤ 倾倒混凝土冲击荷载G5：对于底模取G5=0KN⑥ 模板自重G6：底模面积A1=2.2×21.65=47.6m3,单位质量为75Kg/m2；侧模面积A2=2×21.65×2.8+2.8×2.2×2=133.6m2,单位质量为105Kg/m2；则：G6=（47.6×75+105×133.6）×10/1000=176KN⑦ 横梁工字钢G7：查型钢表可知，I20b工字钢每延米重量为31.05Kg,共需要48根。则G7则=31.05×4×48×10/1000=59.6KN荷载分项系数：静荷载为1.2，活荷载为1.4可得：G=1.2×（G1+G2+G6+G7）+1.4×（G3+G4+G5）=4900.4KN荷载均布在两侧贝雷片（双排）上，由查《路桥施工计算手册》得：q=4900.4/2/21.65=113.17KN/mP=(G-1.2×129.6)/48/2.5=39.54KN/m。I18工字钢强度验算根据布置，横梁支点间距（简支梁计算长度）L=2.5图15分配梁受力图示1、最大弯矩、最大剪力计算：p=39.54KN/m最大弯矩在跨中处：χ=1.25mMmax=1/8(ql^2)=30.9KN.m（路桥施工计算手册P741第4节）最大剪力在支点处（路桥施工计算手册P741第4节）：Qmax=1/2（ql）=49.5KN2、强度验算：① 抗弯强度验算：查表知I20b工字钢抗弯强度设计值为[σ]=145MPa；σ=M/w=30.9/250.2=123.5MPa<[σ]=145MPa；所以满足正截面抗弯强度要求。②抗剪强度验算：查表知I20b工字钢抗剪强度设计值为85MPa；τ=Q×Sx/(Ix×tw)=49.43×146.1/(9×2502)=32MPa满足抗剪强度要求3、跨中挠度验算：fmax=5×q×l^4/(384×E×I)=0.04mm<L/400=1.48mm根据以上计算，I20b工字钢刚度强度满足要求。横梁验算：贝类梁力学特性：查《装配式公路钢桥使用手册》得：表1几何特性几何特性结构构造Wx(cm3)Ix(cm4)EI(kN.m2)三排单层不加强10735.6751491.61578132.36加强23097.41732303.23637836.72表2桁架容许内力表桥型容许内力不加强桥梁单排单层双排单层三排单层双排双层三排双层弯矩（kN.m）788.21576.42246.43265.44653.2剪力（kN）245.2490.5698.9490.5698.9桁架容许内力：三排单层不加强型：截面抵抗弯矩Wx(cm3)=10735.6，惯性矩Ix(cm4)=751491.6，EI(kN.m2)=1578132.4。弯矩2246.4KN.m，剪力=698.9kN。纵向三排贝雷梁桁架，承受载荷为均布载荷113.2KN/m，计算模型如下图：项目计算结果许用值最大反力Rmax94KN、562KN、683KN、730KN、382KN最大弯矩Mmax372.5kN.m2246.4KN.m最大剪力Qmax390.3kN698.9KN最大位移fmax10.6＜[f0]=16.8mm合格5922/400=14.8计算弯应力σmax＝Mmax/W＝372.5*103/10735.6*10-6＝34.7MPa[σ0]=210MPa因此，采用三排贝雷梁作为大横梁，强度、刚度均能满足要求。由于模型建立考虑单侧贝雷梁受荷载，故支座反力应为图示支座反力2倍，故抱箍承载力为：Ra=562×2=1124KN，中间支墩承载力：Rc=730.5×2=1461KN。抱箍计算各材料或构件的强度设计值如下：Q235钢：f=215MPa（抗拉、抗压、抗弯），角焊缝：ft=10.9级M30螺栓预拉力查《建筑施工手册》知预拉力为P=355KN。抱箍直径1.6m，面板14mm厚钢板，法兰盘20mm厚钢板，抱箍高50cm。支座a点荷载均由抱箍跟圆形砼柱之间的摩擦力来承担，即摩擦力F。钢与砼之间的摩擦系数按较安全的0.3考虑（抱箍跟砼柱之间考虑土工布垫），由F=μN可得，砼柱受到抱箍的正压力N=因此，抱箍单位面积上受到的压强：P=钢抱箍对墩柱产生的正压力远小于墩柱砼设计强度，墩柱砼能承受0.9MPa正压力，抱箍钢板间的拉力F，通过积分的方式求得，计算模型见下图。图16钢抱箍计算模型示意图2F=所以，F=抱箍钢板厚14mm，高50cm，抱箍钢板受到的拉应力：σ=F采用14mm厚钢板500mm高度的单个钢抱箍满足要求！为保证结构安全，现场采取双抱箍。抱箍设计时，高强螺栓只考虑承受拉力，不受剪力。为保证结构安全，高强螺栓在计算上仅考虑内侧两排螺栓受力，外排螺栓不参与受力计算。螺栓孔大小为φ32mm，一个10.9级M30高强螺栓设计预拉力，允许最大预拉力值N两个半抱箍之间的拉力F=597KN，按9颗10.9级M30高强螺栓考虑，单颗承受拉力为F螺栓20mm厚法兰钢板抗剪计算法兰钢板厚20mm，在螺栓预紧后承压，需计算法兰钢板的剪应力。M30螺栓六角形螺帽e=50.85mm,其螺帽外周长为152.55mm，法兰钢板承受的的最大剪应力为：τ=1.5τ高强螺栓扭紧力矩计算：求螺栓需要的力矩M1)由螺帽压力产生的反力矩M1=u1N1×L1u1=0.15钢与钢之间的摩擦系数L1=0.015力臂N1=66.3每个螺栓拉力M1=0.15×66.3×0.015=0.149KN.m2)M2为螺栓爬升角产生的反力矩,升角为10°M2=μ1×N′cos10°×L2+N′sin10°×L2[式中L2=0.011(L2为力臂)]=0.15×66.3×cos10°×0.011+66.3×sin10°×0.011=0.235KN•mM=M1+M2=0.384(KN•m)=384(N•m)所以要求螺栓的扭紧力矩M≥384(N•m),故采用18条M30高强螺栓满足《钢结构设计规范》中的扭力矩要求；实际控制用力矩扳手进行检测，达到1000N•m时，扳手发出“嗒嗒”的声音时，表示扭紧力满足要求。施工中在抱箍下方沿墩柱四周打设4个直径20mm圆钢，钢筋植入墩柱深度不小于10cm，外漏长度不小于10cm，安装好抱箍后，沿抱箍下缘采用黑色白板笔划线标记，以便于施工中检测、观察抱箍滑移情况。支撑墩贝雷梁强度验算贝雷梁支撑墩长3m宽3m，上部采用2组双拼I40b工字钢作为横梁，贝雷梁纵横向交错布置4排，故贝雷梁受均布荷载1461KN/3/3=162.3KN.m。单排单层不加强型：弯矩788.2KN.m，剪力=245.2KN，故贝雷梁支墩满足要求。贝雷梁支墩设置在系梁跨中处，系梁为宽1.5m×高1.7m，系梁埋深0.5m。C点支座反力：G=1461KN4根I40b工字钢：G2=73.84×4×4×10/1000=11.8KN3层贝雷梁：G3=270×3×4×10/1000=32.4KNP=地系梁为C30砼，基础承载力满足要求。门架式预应力盖梁（双柱）盖梁支架设计盖梁形式为双墩支撑，墩柱中心距离14.95m，外侧悬臂长3.0m,断面尺寸为长16.15m,宽1.9m，高2.0m。计算长度16.15m。盖梁底模支架纵梁采用三排单层贝雷架,贝雷架并排布置，贝雷架尺寸为3m×1.5m,共需要贝雷片42片，贝雷片采用16Mn材料；横梁采用I18型钢,单根长度4.0m,间隔为0.4m，横梁直接作用在纵梁上，作用点为两侧三排贝雷梁中心处。图17门架式预应力盖梁支架布置图荷载分析根据现场施工实际情况，抱箍承受荷载主要由盖梁自重荷载q，再考虑纵梁贝雷架自重、横梁工字钢桁架自重、盖梁定型钢模板自重和施工荷载以及振捣荷载、混凝土倾倒冲击荷载。其中盖梁钢筋和砼（C50）自重为主要荷载。为简便计算，按均布荷载进行计算；以三排单层贝雷架受力情况分析确定纵梁均布荷载q值和横梁均布荷载p值。① 贝雷架自重G1：查表知贝雷片每片重270kg，则G1=270×42×10/1000=113.4KN② 砼自重G2：计算可知砼体积为61.35m3，C50预应力混凝土ρ=2600Kg/m3；则G2=61.35×2600×10/1000=1595.1KN③ 人员及设备自重G3：查《路桥施工计算手册》荷载按照2.5KN/m2来确定；则G3=80.75KN④ 振捣动荷载G4：按《桥规》附录D振捣砼产生的荷载为2KN/m2，故取G4=64.6KN⑤ 倾倒混凝土冲击荷载G5：对于底模取G5=0KN⑥ 模板及方木自重G6：底模面积A1=2×16.15=32.3m3,单位质量为75Kg/m2；侧模面积A2=2×16.15×1.9+1.9×2×2=69m2,单位质量为105Kg/m2；则：G6=（32.3×75+105×69）×10/1000=97.7KN⑦ 横梁工字钢G7：查型钢表可知，I18工字钢每延米重量为24.13Kg,共需42根。则G7则=（24.13×4×34）×10/1000=32.8KN荷载分项系数：静荷载为1.2，活荷载为1.4可得：G=1.2×（G1+G2+G6+G7）+1.4×（G3+G4+G5）=2410KN荷载均布在两侧贝雷片（三排）上，由查《路桥施工计算手册》得：q=2410/2/16.15=74.62KN/mP=(G-1.2×113.4)/34/2.1=31.85KN/mI18工字钢强度验算根据布置，横梁支点间距（简支梁计算长度）L=2.1，计算I18工字钢稳定性。图18分配梁受力图示1、最大弯矩、最大剪力计算：q=331.85KN/m最大弯矩在跨中处：l=2.1m，χ=1.05mMmax=1/8(ql^2)=17.56KN.m最大剪力在支点处：Qmax=1/2（ql）=33.44KN2、强度验算：① 抗弯强度验算：查表知I18工字钢抗弯强度设计值为[σ]=145MPa；σ=M/w=17.56/185.4×100=94.7Mpa<[σ]=145MPa；所以满足正截面抗弯强度要求。②抗剪强度验算：查表知I18工字钢抗剪强度设计值为85MPa；τ=Q×Sx/(Ix×tw)=33.44×106.5×100/(6.5×1669)=32.8MPa<[τ]=85MPa满足抗剪强度要求3、跨中挠度验算：fmax=5×q×l^(4)/(384×E×I)=0.02mm<L/400=5.3mm根据以上计算，横梁I18工字钢满足要求。贝雷梁强度验算贝类梁力学特性：查《装配式公路钢桥使用手册》得：表1几何特性几何特性结构构造Wx(cm3)Ix(cm4)EI(kN.m2)三排单层不加强10735.6751491.61578132.36加强23097.41732303.23637836.72表2桁架容许内力表桥型容许内力不加强桥梁单排单层双排单层三排单层双排双层三排双层弯矩（kN.m）788.21576.42246.43265.44653.2剪力（kN）245.2490.5698.9490.5698.9桁架容许内力：三排单层不加强型：截面抵抗弯矩Wx(cm3)=10735.6，惯性矩Ix(cm4)=751491.6，EI(kN.m2)=1578132.4。弯矩2246.4KN.m，剪力=698.9kN。纵向三排贝雷梁桁架，承受载荷为均布载荷113.2KN/m，计算模型如下图：项目计算结果许用值最大反力Rmax796KN、410KN最大弯矩Mmax1850.2kN.m2246.4KN.m最大剪力Qmax409.45kN698.9KN最大位移fmax25.6＜[f0]=37.36mm合格14945/400=37.36计算弯应力σmax＝Mmax/W＝1850.2*103/10735.6*10-6＝172.3MPa[σ0]=210MPa因此，采用三排贝雷梁作为大横梁，强度、刚度均能满足要求。由于模型建立考虑单侧贝雷梁受荷载，故支座反力应为图示支座反力2倍，故抱箍承载力为：Ra=796×2=1592KN，螺旋管支墩承载力：Rb=410KN。抱箍计算各材料或构件的强度设计值如下：Q235钢：f=215MPa（抗拉、抗压、抗弯），角焊缝：ft=10.9级M30螺栓预拉力查《建筑施工手册》知预拉力为P=355KN。抱箍直径1.6m，面板14mm厚钢板，法兰盘20mm厚钢板，抱箍高50cm。支座a点荷载均由抱箍跟圆形砼柱之间的摩擦力来承担，即摩擦力F。钢与砼之间的摩擦系数按较安全的0.3考虑（抱箍跟砼柱之间考虑土工布垫），由F=μN可得，砼柱受到抱箍的正压力N=因此，抱箍单位面积上受到的压强：P=钢抱箍对墩柱产生的正压力远小于墩柱砼设计强度，墩柱砼能承受2.1MPa正压力，抱箍钢板间的拉力F，通过积分的方式求得，计算模型见下图。图19钢抱箍计算模型示意图2F=所以，F=抱箍钢板厚14mm，高50cm，抱箍钢板受到的拉应力：σ=F采用14mm厚钢板500mm高度的单个钢抱箍满足要求！为保证结构安全，现场采取双抱箍。抱箍设计时，高强螺栓只考虑承受拉力，不受剪力。为保证结构安全，高强螺栓在计算上仅考虑内侧两排螺栓受力，外排螺栓不参与受力计算。螺栓孔大小为φ32mm，一个10.9级M30高强螺栓设计预拉力，允许最大预拉力值N两个半抱箍之间的拉力F=845.5KN，按9颗10.9级M30高强螺栓考虑，单颗承受拉力为F螺栓20mm厚法兰钢板抗剪计算法兰钢板厚20mm，在螺栓预紧后承压，需计算法兰钢板的剪应力。M30螺栓六角形螺帽e=50.85mm,其螺帽外周长为152.55mm，法兰钢板承受的的最大剪应力为：τ=1.5τ高强螺栓扭紧力矩计算：求螺栓需要的力矩M1)由螺帽压力产生的反力矩M1=u1N1×L1u1=0.15钢与钢之间的摩擦系数L1=0.015力臂N1=94每个螺栓拉力M1=0.15×94×0.015=0.211KN.m2)M2为螺栓爬升角产生的反力矩,升角为10°M2=μ1×N′cos10°×L2+N′sin10°×L2[式中L2=0.011(L2为力臂)]=0.15×94×cos10°×0.011+94×sin10°×0.011=0.333KN•mM=M1+M2=0.545(KN•m)=545(N•m)所以要求螺栓的扭紧力矩M≥545(N•m),故采用9条M30高强螺栓满足《钢结构设计规范》中的扭力矩要求；实际控制用力矩扳手进行检测，达到1000N•m时，扳手发出“嗒嗒”的声音时，表示扭紧力满足要求。施工中在抱箍下方沿墩柱四周打设4个直径20mm圆钢，钢筋植入墩柱深度不小于10cm，外漏长度不小于10cm，安装好抱箍后，沿抱箍下缘采用黑色白板笔划线标记，以便于施工中检测、观察抱箍滑移情况。螺旋管稳定性计算考虑最比例因素，A点螺旋钢管稳定性进行计算。采用《路桥施工计算专家系统》建立螺旋钢管截面模型如图51所示：图20螺旋管截面图示轴心压力设计值=420kN截面面积A=156.326cm2绕X轴弯曲的计算长度Lx=2400cm绕Y轴方向计算长度Ly=2400cm绕X轴方向上截面惯性矩Ix=75612.372cm4绕Y轴方向上截面惯性矩Iy=75612.372cm4材料抗压强度设计值f=205MPa容许长细比【λ】=150绕X轴的回转半径ix=EQ\r(,\f(Ix,A))=EQ\r(,\f(75612.372,156.326))=21.99cm绕Y轴的回转半径iy=EQ\r(,\f(Iy,A))=EQ\r(,\f(75612.372,156.326))=21.99cm绕X轴的长细比λx=EQ\f(Lx,i\s(,x))=EQ\f(2400,21.99)=109.1<【λ】=150，刚度条件满足要求！绕Y轴的长细比λy=EQ\f(Ly,i\s(,y))=EQ\f(2400,21.99)=109.1<【λ】=150，刚度条件满足要求！λx<λy，根据λy查表得稳定系数φ=0.498稳定性检算：σ=EQ\f(F,φA)=EQ\f(420×1000,0.498×156.326×100)=53.9MPa<f=205MPa，结论:满足压杆稳定性要求！匝道桥普通盖梁（C2#（Ф1.3m））盖梁支架设计盖梁形式为两墩支撑，墩柱中心距离5.75m，墩柱中心外侧悬臂2.1m,断面尺寸为长9.55m,宽1.9m，高1.6m。计算长度9.55m。盖梁底模支架纵梁采用I45b工字钢；横梁采用I16型钢,单根长度4.0m,间隔为0.5m，底部采用抱箍+砂箱。图21普通盖梁支架布置图荷载分析根据现场施工实际情况，抱箍承受荷载主要由盖梁自重荷载q，再考虑纵梁贝雷架自重、横梁工字钢自重、盖梁定型钢模板自重和施工荷载以及振捣荷载、混凝土倾倒冲击荷载。q3.1m3.1m8.2mq3.1m3.1m8.2m为简便计算，以上荷载均按照均布荷载考虑，以I45b工字钢受力情况分析确定纵梁均布荷载q值和横梁均布荷载p值。q3.1m3.1m8.2mq3.1m3.1m8.2mI45工字钢自重G1：I45b工字钢：I=33759cm4，E=2.1×105Mpa，W=1500.4cm3，Sx=887.1cm3每米重87.45kg，腹板厚b=13.5mm。G1=87.45×24×10/1000=21KN砼自重G2：计算可知砼体积为26.2m3，C30钢筋混凝土ρ=2600Kg/m3；则G2=26.2×2600×10/1000=681.2KN人员及设备自重G3：查《路桥施工计算手册》荷载按照2.5KN/m2来确定；则G3=45KN振捣动荷载G4：按《桥规》附录D振捣砼产生的荷载为2KN/m2，故取G4=36KN⑤倾倒混凝土冲击荷载G5：对于底模取G5=0KN（混凝土侧厚度大于1.0m）模板自重G6：底模面积A1=1.6×9.55=15.3m3,单位质量为75Kg/m2；侧模面积A2=1.6×9.55×2+1.6×1.9×2=36.6m2,单位质量为105Kg/m2；则：G6=（15.3×75+105×36.6）×10/1000=50KN⑦ 横梁工字钢G7：查型钢表可知，I16工字钢每延米重量为20.5Kg,共需要15根。则G7则=20.5×4×15×10/1000=12.3KN荷载分项系数：静荷载为1.2，活荷载为1.4可得：G=1.2×（G1+G2+G6+G7）+1.4×（G3+G4+G5）=1032KN荷载均布在两侧I45工字钢上，由查《路桥施工计算手册》得：q=1032/2/9.55=54KN/m（贝雷梁均布荷载）P=(G-1.2×21)/15/1.452=46.2KN/m（分配梁均布荷载）I16工字钢强度验算根据布置，横梁支点间距（简支梁计算长度）L=1.452图22分配梁受力图示1、最大弯矩、最大剪力计算：p=46.2KN/m最大弯矩在跨中处：χ=0.726mMmax=1/8(ql^2)=12.2KN.m（路桥施工计算手册P741第4节）最大剪力在支点处（路桥施工计算手册P741第4节）：Qmax=1/2（ql）=33.6KN2、强度验算：① 抗弯强度验算：查表知I16工字钢抗弯强度设计值为[σ]=145MPa；σ=M/w=12.2/140.9=86.4MPa<[σ]=145MPa；所以满足正截面抗弯强度要求。②抗剪强度验算：查表知I16工字钢抗剪强度设计值为85MPa；τ=Q×Sx/(Ix×tw)=33.6×80.8/(6.0×1127)=40.1MPa满足抗剪强度要求3、跨中挠度验算：fmax=5×q×l^4/(384×E×I)=0.01mm<L/400=1.4mm根据以上计算，I16工字钢刚度强度要求。横梁验算：纵向