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1、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,
2、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
3、.22rcT012V1/2Pm=0.22rc200/(t15)12V1/2=0.2226200/(25+15)1.210.4/2=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)+Pmh/2=10.86(1. 5-0.7)+10.860.7/2=12.49KN
4、2.1.3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)=(1.512.49)/(23.140.0082)=46.6MPa205MPa(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=93.610/1000=0.936KN/m新浇混凝土重量G2=261.5=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=
5、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=42.4362.452/8=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=42.4367.12/8(1-40.352)=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=(42.436/21037.12)/(3842101064856010-8)=0.0277.1/200=0.
6、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=(68.2103)/(1500.410-6)=45.5MPa145MPa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
7、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=1550.351/1.7=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=31.8KN31.9KN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=8155/2/1.7=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=0.0120.4=0.0048m2= P1/ S1=364.7/0.0048=76.0 MPa210/1.5=140MPa 满足设计要求。抱箍体剪应力=(RA/2)/(2S1)=(254.6/2)/(20.0048)=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+313.22)0.5=79.26 MPa=210/1.5=140MPa满足强度设计要求
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