河南某高速公路桥梁盖梁抱箍受力验算计算书.doc

济祁高速公路永城段(一期工程)TJ-4标项目部抱箍受力验算计算书 批准审核：编制：编制单位： 中国水电建设集团路桥公司 济祁高速公路永城段TJ-4标项目部编制时间： 2011年5月21日沱河大桥盖梁抱箍受力验算1.1抱箍设计抱箍采用两块半圆型钢板（板厚t=12mm）制成，M20的高强螺栓连接，抱箍高40cm，采用16个20Mn钢高强螺栓连接。抱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，摩擦系数为0.350.5。1. 2注意事项抱箍与混凝土接触面要平整。所有的焊接部位必须焊接密实，焊缝饱满。抱箍拼装好后，连接处的螺栓必须分三次进行拧紧，第一次在抱箍拼装好后进行，第二次在抱箍拼装好后第三天进行，第三次是在抱箍加压后进行，压力大小必须与抱箍理论承受的荷载相一致。抱箍螺栓使用前必须检查其是否有缺陷，只要发现坚决不能用。抱箍加压后通过在抱箍下方作标志，检查抱箍是否下沉，并做好记录。抱箍两部分宜同时吊装。抱箍连接板处放在顺桥方向，用来支撑盖梁模板、盖梁砼及其它临时荷载。2、抱箍法盖梁施工设计计算2.1侧模支撑计算2.1.1力学模型假定砼浇筑时的侧压力由拉杆和竖带承受，Pm为砼浇筑时的侧压力，T1、T2为拉杆承受的拉力，计算如下图所示。2.1.2荷载计算砼浇筑时的侧压力：Pm= 0.22rcT012V1/2Pm=0.22rc200/（t15）12V1/2=0.22×26×200/（25+15）×1.2×1×0.4/2=6.86 Kpa（取1= 1.2，2=1）1外加剂影响修正系数，不加外加剂时取1，加外加剂时取1.2；2混凝土坍落度影响修正系数V1混凝土浇筑速度，取0.4m/hT混凝土入模温度，按25oC考虑rc砼容重，取26KN/m3砼振捣对模板产生的侧压力按4KPa考虑。则：Pm=6.86+4=10.86KPa盖梁长度每延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）：P=Pm×(H-h)+Pm×h/2=10.86×(1. 5-0.7)+10.86×0.7/2=12.49KN2.1.3接杆拉力验算拉杆（16圆钢）间距1.5m，1.5m范围内浇筑时的侧压力由上下两根接杆承受，则有拉杆内力：=（T1+T2）/(2A)=(1.5×12.49)/(2×3.14×0.0082)=46.6MPa<205MPa(一级钢筋抗拉强度设计值) ，安全可用2.2钢横梁计算横梁采用单两根45b型工字钢组成，工字钢按均布荷载计算工字钢自重G1=93.6×10/1000=0.936KN/m新浇混凝土重量G2=26×1.5=39KN/m模板及方木重量取G3=1.5KN/m施工荷载(包括施工机具及人员)取G4=1KN/m横梁上承受的所有荷载按均布荷载计算，则工字钢横梁的总均布荷载G=G1+G2+G3+G4=0.936+39+1.5+1=42.436KN/m附图：工字钢荷载分布图支点处弯矩MA=MB=42.436×2.452/8=31.84KN.m，单根工字钢支点弯矩为31.84/2=15.92KN.m，跨中最大弯矩=2.45/7.1=0.35M=42.436×7.12/8×（1-4×0.352）=136.4KN.m单根工字钢跨中弯矩为136.4/2=68.2 KN.m，查热轧普通工字钢参数表得：45b工字钢惯性矩I=33760cm4，抗弯矩w=1500.4cm3，工字钢挠度f=Gl4/384EI=（42.436/2×103×7.12）/(384×210×106×48560×10-8)=0.027<7.1/200=0.0355工字钢变型满足要求。如若盖梁变形有严格要求，可先设置一定的预拱度值。工字钢跨中抗弯验算=m/w=（68.2×103）/（1500.4×10-6）=45.5MPa<145MPa安全可用附图：工字钢弯矩图.3抱箍计算2.3.1荷载计算每个盖梁按墩柱设2对抱箍支承上部荷载，由上面的计算可知：支座反力RA=RB=42.436×（2.45+7.1+2.45）/2=254.6KN以支座反力为抱箍体需产生的竖向压力N进行计算，该值即为抱箍体需产生的摩擦力。2.3.2抱箍受力计算螺栓数目计算抱箍体需承受的竖向力N=254.6KN抱箍体所受的竖向力由M20的高强螺栓的抗剪力产生，查路桥施工计算手册(2001年北京 第1版 周水兴等著)第426页：M20螺栓的允许承载力：Nl=Pn/K式中：P高强螺栓的预拉力，取155KN；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=155×0.35×1/1.7=31.9KN螺栓数目m计算：m=N，/Nl=254.6/31.9=8.0个，取计算截面上的螺栓数目m=8个。则每个高强螺栓提供的抗剪力：P，=N/8=254.6/8=31.8KN<31.9KN满足要求。2.3.3抱箍体的应力计算：抱箍壁为受拉产生拉应力，拉力P1=mP/2K=8×155/2/1.7=364.7KN抱箍壁采用厚度12mm的钢板，抱箍高度为0.4m。则抱箍壁的纵向截面积：S1=0.012×0.4=0.0048m2= P1/ S1=364.7/0.0048=76.0 MPa<210/1.5=140MPa 满足设计要求。抱箍体剪应力=（RA/2）/（2S1）=（254.6/2）/（2×0.0048）=13.2MPa<=85MPa(工字钢抗剪设计强度)根据第四强度理论=（2+32）0.5=（762+3×13.22）0.5=79.26 MPa<=210/1.5=140MPa满足强度设计要求