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1、盖梁抱箍法施工设计及计算第一部分 盖梁抱箍法施工设计一、施工设计说明1、工程概况本工程主要分部分项工程包括桩基础、承台（系梁）、立柱、墩盖梁（台帽）、预制小箱梁安装、整体化层及附属工程等。桥墩采用双柱式及三柱式墩。本次计算只选择下安立交PY6桥墩盖梁,其为本桥跨度最大的盖梁，墩柱中心距离为8.1595m，盖梁长度22.219m，宽1.8m，高1.6m ，悬臂长度2.95m，墩柱直径1.3m，砼浇筑方量为62.9m3。2、设计依据（1）交通部行业标准，公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）（2）汪国荣、朱国梁编著施工计算手册（3）公路施工手册，桥涵（上、下册）（4）路桥施工计算手册
2、 人民交通出版社（5）盖梁模板提供厂家提供的模板有关数据。（6）施工图设计文件。（7）我单位的桥梁施工经验。二、盖梁抱箍法结构设计1、侧模与端模支撑侧模为特制大钢模，面模厚度为6mm，肋板高为8cm，在肋板外设14背带。在侧模外侧采用间距0.75m的14作竖带，竖带高2m；在竖带上下各设一条18的栓杆作拉杆，上下拉杆间间距1.8m。2、底模支撑底模为特制大钢模,面模厚度为6mm，肋板高为8cm。在底模下部采用间距0.3m8型钢作横梁，横梁长1.8m。盖梁悬出端底模下设三角支架支撑，三角架放在横梁上。横梁底下设纵梁。横梁上设钢垫块以调整盖梁底的横向坡度与安装误差。与墩柱相交部位采用特制型钢支架作
3、支撑。3、纵梁在横梁底部采用两根贝雷片连接形成纵梁，长24m，纵梁在墩柱外侧采用10型槽钢使纵梁形成整体，增加稳定性。贝雷片之间采用销连接。纵、横梁以及纵梁与联接梁之间采用U型螺栓连接；纵梁下为抱箍和千斤顶。4、千斤顶和抱箍为方便施工，抱箍与纵梁之间采用6个50T的螺旋千斤顶。采用两块半圆弧型钢板（板厚t=16mm）制成， M24的高强螺栓连接，抱箍高60cm，采用20根高强螺栓连接。抱箍紧箍在墩柱上产生摩擦力提供上部结构的支承反力，是主要的支承受力结构。为了提高墩柱与抱箍间的摩擦力，同时对墩柱砼面保护，在墩柱与抱箍之间设一层23mm厚的土工布，纵梁与抱箍之间采用U型螺栓连接。5、防护栏杆与与
4、工作平台(1)栏杆采用48的钢管搭设，在横梁上每隔1.2米设一道1.2m高的钢管立柱，竖向间隔0.5m设一道钢管立柱，钢管之间采用扣件连接。立柱与横梁的连接采用在横梁上设0.2m高的支座。钢管与支座之间采用销连接。(2)工作平台设在横梁悬出端，在2横梁上铺设4cm厚的木板，木板与横梁之间采用铁丝绑扎牢靠。第二部分 盖梁抱箍法施工设计计算一、侧模支撑计算1、材料参数1）、所有的材料，工字钢和槽钢、角钢选用Q235，其材料参数为，材料的弹性模量E206Gpa=2.061011Pa屈服极限Qs=235MPa许用应力170MPa2）、其中拉杆的材料为45号优质钢，其材料参数为E206Gpa=2.061
5、011Pa屈服极限Qs=335MPa许用应力200MPa2、 荷载计算根据桥涵规范普通模板荷载计算：凝土压力，下列二式计算，取其中最小值混凝土溶重，26KN/m3,V浇注速度，V1.0m/h，入模温度按20考虑。To砼初凝时间，浇注时温度T20oC，则to=200/(10+15)=8hB1外加剂影响修正系数，不掺外加剂取B11.0，掺具有缓凝作用的外加剂取B11.2，这里取1.2B2砼坍落度影响修正系数，16cm20cm时取1.2。一次浇注高度H=1.6m;分别按以下公式计算侧压力，取小值P10.22toB1B2 V0.5=65.9KPaP1=H=1.6m2.6=41.6KPa取P141.6K
6、Pa(2) 泵送混凝土浇注时（T10oC)对侧面横板压力P24.6V1/4=4.6KPa(3) 振捣混涨土时对侧面横板的压力P34KPa(4) 面横板即承受的总压力PPP1+P2+P3=41.67+4.6+4=50.2KPa图2-1盖梁侧模结构示意图图2-2盖梁侧模受力MIDAS CIVIL建模及受力图3、 拉杆拉力验算拉杆（18圆钢）间距0.75m，0.75m范围砼浇筑时的侧压力由上、下两根拉杆承受。则有：盖梁长度每0.75米上产生的侧压力按最不利情况考虑（即砼浇筑至盖梁顶时）：拉杆最大受力的为下拉杆P23kN,=P/A=P/(r2)=23kN/(0.0092)=90384kPa=90.4M
7、Pa=200MPa(拉杆满足要求)4、竖带抗弯与挠度计算设竖带两端的拉杆为竖带支点，竖带为简支梁，梁长l0=1.6m，砼侧压力按均布荷载q0考虑。竖带14的弹性模量E=2.1105MPa;惯性矩Ix=563.7cm4;抗弯模量Wx=80.5cm3最大弯矩：为竖向背带14槽钢受力：Mmax=8.63kNm= Mmax/Wx=8.63kN/80.510-6m3=107204107MPaw=170MPa(满足受力要求)根据CIVCIL计算考虑两侧法兰钢肋及模板面板的受力，实际max=99.1Mpa同样满足设计要求。挠度:由模板变型图示可显示，梁肋间最大变型为2.277mm小于规范值f=l0/400=
8、1.8/400=0.0045m4.5mm二、 横梁计算盖梁底模受有用间距为0.3m8作横梁，横梁长1.8m。详见下图：1、 荷载计算（1）盖梁砼自重：G1=1.8m1.6m26kN/m3=74.9kN/m（2）模板自重：G2=248kg/m2.48kN/m(根据模板设计资料)（3）施工荷载与其它荷载：G3=6kPa(倾倒砼荷载）+2kPa(振捣砼荷载）+2.5kPa(施工人员）1.8m=18.9kN/m盖梁底模板上的总荷载：GH=G1+G2+G3=1.274.9+1.22.48+1.418.9=119.316kN/m 每平方盖梁底模受到的压力为66.1kPa。2、 建立力学模型如图2-2所示。
9、图2-2 横梁计算模型3、横梁抗弯与挠度验算横梁的弹性模量E=2.1105MPa;惯性矩I=198.3cm4;抗弯模量Wx=39.4cm3最大弯矩：Mmax= qHlH2/8=21.661.32/8=4.6kNm= Mmax/Wx=4.6/(39.410-6)=116134116Paw=170Mpa(可)最大弯矩位于竖向8槽钢：Mmax=3.46kN.m= Mmax/Wx=3.46/(25.310-6)=136769KPa136Paw=170Mpa(可)满足钢材设计应力值8在最大弯矩位置的断面应力值模板中间最大挠度值:fmax=2.795mm规范值f=l0/400=1.8/400=4.5mm(
10、满足规范要求)。最大挠度：fmax= 5qHlH4/384EI=521.661.34/(3842.1108198.310-8)=0.0019mf=l0/400=1.8/400=0.0045m(可)三、纵梁计算在横梁底部采用两根贝雷片拼装作为纵梁，单根纵梁长24m（即单根采用8片贝雷片拼装,用支撑片进行连接成整体，计算时单片贝雷片加支撑片及其他附件按3.5kN/片进行计算）1、荷载计算（2）贝雷片与加强弦杆等自重：q1=3.5kN/3m=1.17KN/m（2）横梁8自重：q2 =8.04kg/m*1.8*1/0.3*10N=482.4N=0.4824KN/m（3）纵梁上受到总荷载：qz=GH+1
11、q1+2q2=118.316kN/m+1.2(1.17+0.4824)kN/m=120.3kN/m2、 力学计算模型建立力学模型如图2-3所示。当两柱式盖梁受力：桩间距最大均为9.0米根据MIDAS CIVILS 最大弯矩位于跨中置，最大弯矩为347.3kN.m。支反力最大为448.1kN三柱式盖梁受力模形：PY6墩，桩间距最大16.319米根据MIDAS CIVILS 最大弯矩位于中间柱支点位置，最大弯矩为368.5kN.m。最大支反力为517.0kN4、 纵梁结构强度验算（1）根据以上力学计算得知，最大弯矩出现在纵梁三柱式中支座上单边梁Mc=368.5kN.m，出现在纵梁双柱式中支座上单边
12、梁Mc=347.3kN.m。（2） 贝雷片的允许弯矩计算查公路施工手册桥涵第923页，单排单层贝雷桁片的允许弯矩M0为975kN.m。考虑到支点位置贝雷梁的局部剪力较大，考虑在贝雷梁下侧增加一排加强弦杆。加强型的贝雷梁的允许变矩应大于此计算值故：Mc=368.5kN.mM0975kN.m采用贝雷片满足强度要求5、纵梁挠度验算（1）贝雷片刚度参数弹性模量：E=2.1105MPa惯性矩：I=Ahh/2=(25.4824)150150/2=2293200cm4（因无相关资料可查，进行推算得出）（2）最大挠度发生在盖梁端fmax=420q/EI=420120.3/(2.1108229320010-8)
13、=0.0105mf=3/400=3/400=0.0075m6、关于纵梁计算挠度的说明由于fmaxf，计算挠度不能满足要求。计算时按最大挠度在梁端部考虑，由于盖梁悬出端的砼量较小，悬出端砼自重产生荷载也相对较小，考虑到横梁、三角支架、模板等方面刚度作用，实际上梁端部挠度要小于计算的fmax值。实际实施时，在最先施工的纵梁上的端部、支座位置、中部等部位设置沉降监测测点，监测施工过程中的沉降情况，据此确定是否需要预留上拱度。五、 抱箍计算（一）抱箍承载力计算1、荷载计算每个盖梁按墩柱设三个抱箍体支承上部荷载，由上面的计算可知：支座反力最大为-517KN(计算中未考虑柱顶部份砼荷载，实际数量会少于-5
14、17kN,)，考虑到抱箍螺栓计算已考虑安全系数，RA=RB=-517kN/1.2=-430.9kNR=2RA=-430.9kN2=-861.8kN以最大值为抱箍体需承受的竖向压力N进行计算，该值即为抱箍体需产生的摩擦力。2、 抱箍受力计算（1）螺栓数目计算抱箍体需承受的竖向压力N=-861.8kN抱箍所受的竖向压力由M24的高强螺栓的抗剪力产生，查路桥施工计算手册第426页：M24螺栓的允许承载力：NL=Pn/K式中：P-高强螺栓的预拉力，取225kN;-摩擦系数，取0.35；n-传力接触面数目，取1；K-安全系数，取1.7。则：NL=2250.351/1.7=46.32kN螺栓数目m计算：m=N/NL= 861.8kN/46.32=18.6个,考虑抱箍有20条高强螺栓，满足受力要求。（2）螺栓轴向受拉计算砼与钢之间设一层土工布，按土工布与钢之间的摩擦系数取=0.4计算抱箍产生的压力Pb=N/=861.8kN/0.4=2154.5kN由高强螺栓承担。则：N=Pb=2154.5kN抱箍的压力由20根M24的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为N1=Pb/20=2154.5kN/20=107kNS=225kN=N/A=N（1-0.4m1/m）/A式中：N-轴心力m1-所有螺栓数目，取：20个A-高
