某公路特大桥盖梁抱箍法施工设计计算

盖梁抱箍法施工设计计算施工设计说明工程概况**特大桥下部构造共33个墩，分左右幅，盖梁共计66个，墩间距9.5m～7.5m。由于地基承载力不足及水中墩盖梁施工困难，所以本桥盖梁采用抱箍法施工。本次计算选择本桥墩间距最大、盖梁自重最大的1号墩左幅盖梁为例，验算盖梁施工中的底模支架和抱箍是否达到施工要求。1#墩为双柱式桥墩，墩柱中心距离为9.5m，上方盖梁长15.8m，宽2m，高1.9m，砼浇筑量为56.6m3。2、设计依据路桥施工计算手册人民交通出版社五金手册饶勃主编公路施工手册，桥涵（上、下册）交通部第一公路工程总公司盖梁模板提供厂家提供的模板有关数据贝雷片拼装结构力学参数我单位的桥梁施工经验盖梁底模支架结构设计荷载计算盖梁砼自重：G1=56.6m3×26KN/m3=1472KN(包含钢筋重量)钢模板自重：G2=120KN(由模板厂家提供)三角支架自重：G3=3×2=6KN施工荷载于其他荷载：G4=15KN横梁计算盖梁底模选用16#工字钢，长3m，间距0.5m，共布设横梁26根，其中柱间布设16根，两侧悬臂段各用5根。横梁上的总荷载：GH=G1+G2+G3+G4=1472+120+6+15=1613KN均布荷载：qh=1613/15.8=102.1KN/m作用在横梁上的荷载：GH’=102.1×0.5=51.1KN均布荷载：qH’=51.1/2=25.6KN/m横梁抗弯与挠度验算：16#工字钢的弹性模量E=2.1×105Mpa，惯性矩I=1127cm4，抗弯模量WX=140.9cm3。力学模型见附图。最大弯矩：Mmax=qH’×lH2/8=25.6×22/8=12.8KN·mσ=Mmax/WX=12.8/（140.9×10-6）=90845Kpa=90.8MPa<[σw]=160MPa（满足）最大挠度：fmax=5×qH’×lH4/384×E×I=5×25.6×24/（384×2.1×108×1127×10-8）=0.0023m<[f]=L/400=2/400=0.005m（满足）故底模横梁选用16#工字钢可以满足施工要求。纵梁计算在横梁底部采用两排军用贝雷片作为纵梁，贝雷片其桁节采用16锰钢，销子采用烙锰钛钢，插销用弹簧钢制造。贝雷片单片规格3.0×1.5m，每片270kg，每排共6节，长18m。16#工字钢横梁自重：G5=3×26×0.205=16KN纵梁上的总荷载：GZ=GH+G5=1613+16=1629KN均布荷载：q=GZ/L=1629/15.8=103.1KN/m单排贝雷片所承受的均布荷载：q＇=103.1/2=51.6KN/m横梁抗弯与挠度验算：贝雷片的弹性模量E=2.1×105Mpa，惯性矩I=250500cm4，抗弯模量WX=3570cm3。力学模型见附图。根据结构力学可知，纵梁的最大弯矩产生在梁中点(C点)：MC=q′l1(l2+l1/2)×{[1-l2/(l2+l1/2)]×(1+2l2/l1)-(l2+l1/2)/l1}/2=51.6×9.5×7.9×[(1-3.15/7.9)×(1+6.3/9.5)-7.9/9.5]/2=329.2KN·mσ=MC/WX=329.2/（3570×10-6）=92.2MPa<[σw]=1.3×210=273MPa（满足）最大挠度：fmax=（5-24×l22/l12）×q′×l14/(384×E×I)=(5-2.64)×51.6×9.54/(384×2.1×108×250500×10-8)=0.0049m<[f]=L/400=9.5/400=0.024m(满足)故底模纵梁选用贝雷片可以满足施工要求。盖梁抱箍结构设计荷载计算纵梁自重：G6=2×12×2.7=64.8KN每个抱箍承受的竖向压力：N=2×[2×(l1/2+l2)-2.694]×q＇/2+G6/2=2×[2×(4.75+3.15)-2.694]×51.6/2+32.4=708.7KN抱箍所受的竖向压力为抱箍体所需的摩擦力。抱箍受力计算螺栓型号和数目计算抱箍所受的竖向压力由M24高强螺栓的抗剪力产生。M24螺栓的允许承载力：[NL]=Pμn/K式中：P---高强螺栓的预拉力，取225kN;μ---摩擦系数，取0.4；n---传力接触面数目，取1；K---安全系数，取1.7。则：[NL]=225×0.4×1/1.7=52.9kN抱箍螺栓采用16个，每侧8个，共产生的抗剪力：P=52.9×16=846.4KN>N=708.7KN（满足）故每个抱箍选用16个M24高强螺栓可以承担要求的荷载。抱箍体的应力计算抱箍采用面板厚14mm，高度50cm，两个半圆组成。抱箍壁的截面积：S=0.014×0.5=0.007m2抱箍壁为受拉产生的拉力：P=N=708