墩柱承重結(jié)構(gòu)受力計算書

1、 蓋梁施工承重結(jié)構(gòu)受力計算書一、工程概況*橋蓋梁尺寸及墩柱距離為標段最大，處于最不利施工情況，所以本計算書以安大線支線上跨橋蓋梁為例進行受力計算。蓋梁尺寸為13.4×1.45×1.7m的蓋梁結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。圖1 蓋梁結(jié)構(gòu)圖(單位：cm)2、 蓋梁抱箍法結(jié)構(gòu)設計及受力計算 1、結(jié)構(gòu)設計由于本合同段圓柱墩較底低，且數(shù)量多，經(jīng)綜合比選，選用在墩身上設置抱箍，采取抱箍+千斤頂+承重梁+分配梁作為施工支架進行蓋梁施工。蓋梁抱箍法施工支撐平臺采用在兩圓柱上各設置一個由2cm厚、50cm寬鋼板制成的抱箍，并用2cm厚鋼板制成牛腿，在墩柱兩側(cè)牛腿上各放置一個40噸機械千斤頂，后架設長13

2、m的I45a工鋼作為支架的承重梁，上部鋪設間距50cm長2.7m的I14a工鋼作為分配梁，分配梁上鋪設蓋梁底模。蓋梁抱箍法支架如下圖所示。 圖2 蓋梁抱箍法支架總體布置圖 2、受力計算1荷載類型（1）支架自重 擬采用45a型工字鋼作為主承重梁，每側(cè)布置一道，單根長14.2米，計算長度取13.4米。分配橫梁采用14a工字鋼，單根長度2.5m，間距50cm，共布置19道 =+=80.38*13*2+16.88*2.7*19=2955.824kg=29.56KN 換算到每根主梁：均布荷載q1=29.56/12/2=1.23 KN/m（2）模板自重模板自重按均布荷載加載在分配梁上。模板自重取80kg/

3、m2=80*9.5*1.9+（12.3+9.5）*1.6+0.85*1.9*2+1.59*1.9*2 =4976.16kg=49.76KN產(chǎn)生的均布荷載取q2=49.76/2/12=2.1KN/m（3）新澆砼容重新澆砼按照各分配梁對應的蓋梁高度按均布荷載加載在分配梁上，新澆砼容重取?；炷量偡搅繛?6.77m3，鋼筋總重6.68T。=26×32=832KN，換算到每根主梁：均布荷載q3=/2/13.4=31.1KN/m；（4）施工人員、機具、堆放荷載施工人員、機具、堆放荷載按均布荷載加載在分配梁上。施工人員、機具、堆放荷載取 1.5KN/m2=1.5*12.3*1.9=35.06KN

4、換算到每根主梁：均布荷載q4=35.06/2/12=1.46KN/m（5）傾倒砼時產(chǎn)生的沖擊荷載 傾倒砼時產(chǎn)生的沖擊荷載按均布荷載加載在分配梁上，傾倒砼時的沖擊荷載取1.5KN/m2=1.5*12.3*1.9=35.06KN換算到每根主梁：均布荷載q5=35.06/2/12=1.46KN/m（6）振搗砼產(chǎn)生的荷載振搗砼產(chǎn)生的荷載按均布荷載加載在分配梁上，振搗砼時的荷載取1.5KN/m2=1.5*12.3*1.9=35.06KN換算到每根主梁：均布荷載q6=35.06/2/12=1.46KN/m2受力計算（1）主梁計算 荷載組合：荷載組合：1.5×（q1+q2+q3+q4+q5+q6）

5、1.5（1.23+2.1+31.1+1.46+1.46+1.46）=58.21KN/m； 計算簡圖： 彎矩計算：a) 彎矩圖：b) 最大彎距：A、B點彎矩：M1=-1/2×58.21×2.92=-244.79KN·m，跨中彎矩：M2=qlx/2（1-a/x)(1+2a/l)-x/l=175.5KN·m，(x=a+l/2)則：Mmax=M2=244.79KN·m；c) 截面抗彎模量W擬選用工字鋼為主梁，允許應力=190MPa，=Mmax/w，w= Mmax/=244.79/(190×103)=1.288m3=1288cm3，選用45a工

6、字鋼W=1432.9cm3>1288cm3，可滿足強度要求； 撓度驗算：將均布力q由A、B點分成三段進行撓度疊加計算，計算結(jié)果公式如下（以豎直向上位移為正）：a) a、b點撓度： ya=yb=qal3/24EI(6a2/l2+3a3/l3-1) ya=yb=1.84mmb) 跨中撓度： y跨中=ql4/384EI(5-24a2/l2)=11.25mmc) 最大撓度驗算：45a工字鋼慣性矩：I=32241cm4=3.224×10-4m4 ，彈性模量E=2.1×105MPa，ymax=y跨中=11.25mm則：ymax/l=11.25×10-3/7.6= <

7、; 1/400撓度滿足要求。即：主支撐梁強度及撓度滿足施工使用要求，故主梁采用45a工字鋼。(2) 分配橫梁計算分配橫梁采用14工字鋼，間距d=50cm。蓋梁支架整體模型 計算簡圖彎矩圖： 荷載：荷載組合：F=1.5(F2+F3+F4+F5+F6) =1.5(49.76+949.28+35.06+35.06+35.06)=1656.33KN q=1656.33/1.9/19=45.88KN/m彎矩計算：a) 最大彎距：A、B點彎矩：M1=-1/2×45.88×0.252=-1.434KN·m跨中彎矩：M2=qLx/2（1-a/x)(1+2a/L)-x/L=KN&#

8、183;m (x=a+L/2)則：Mmax=M2=17.901KN·m；b) 截面抗彎模量W擬選用工字鋼為主梁，允許應力=190MPa，=Mmax/w，w= Mmax/=17.901/(190×103)=0.094m3=94cm3，選用14工字鋼W=101.7cm3>94cm3，可滿足強度要求； 撓度驗算： 14工字鋼慣性矩：I=712cm4=0.0712×10-4m4 ，彈性模量E=2.1×105MPa，將均布力q由A、B點分成三段進行撓度疊加計算，計算結(jié)果公式如下（以豎直向上位移為正）： 當X=A+L/2時，fmax=ql4/384EI(5-2

9、4a2/l2) =1.3mm則：ymax/l=1.3×10-3/7.4= < 1/400撓度滿足要求。即：選用14工字鋼可以滿足施工要求。（3）鋼抱箍承重驗算 荷載計算：=+=80.38*13*2+16.88*2.7*19=2955.824kg=29.56KN=80*9.5*1.9+（12.3+9.5）*1.6+0.85*1.9*2+1.59*1.9*2 =4976.16kg=49.76KN=832KN，=1.5*12.3*1.9=35.06KN=1.5*12.3*1.9=35.06KN=1.5*12.3*1.9=35.06KN荷載組合：F=(F1+F2+F3+F4+F5+F6

10、) =(29.56+49.76+832+35.06*3)=1016.5KN，則分配到每個抱箍上的荷載Q=F/2=508.25KN； 螺栓數(shù)目計算抱箍體需承受的豎向壓力N=508.25kN抱箍所受的豎向壓力由M24的高強螺栓的抗剪力產(chǎn)生，查路橋施工計算手冊第426頁：M24螺栓的允許承載力：NL=Pn/K式中：P-高強螺栓的預拉力，取225kN; -摩擦系數(shù)，取0.4；n-傳力接觸面數(shù)目，取1； K-安全系數(shù)，取1.7。則：NL= 225×0.4×1/1.7=52.9kN螺栓數(shù)目m計算：m=N/NL=508.25/52.9=9.610個，取計算截面上的螺栓數(shù)目m=12個。則每

11、條高強螺栓提供的抗剪力：P=N/15=508.25/12=42.35KN<NL=52.9kN故能承擔所要求的荷載。螺栓軸向受拉計算鋼抱箍與立柱之間夾墊6mm厚黑橡膠皮，橡膠與鋼抱箍用萬能膠緊密粘合。計算摩阻力系數(shù)取橡膠與混凝土磨擦系數(shù)，=0.4。抱箍產(chǎn)生的壓力Pb= Q/=508.25kN/0.4=1270.625kN由高強螺栓承擔。則：N=Pb=1270.625kN根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范7.2緊固件連接有相關條款：螺栓受拉承載力計算公式如下：查閱相關資料可知螺栓抗拉強度為400 N/mm2。螺栓連接的強度設計（N/mm2）根據(jù)公式可計算：螺栓承載力Nt=3.14*24*24*400/4=1

12、80864N=180.9KN抱箍的壓力由12條M24的高強螺栓的拉力產(chǎn)生。即每條螺栓拉力為N1=Pb/12=1270.625kN /12=105.89kN<Nt=180.9KN=N”/A= N（1-0.4m1/m）/A式中：N-軸心力m1-所有螺栓數(shù)目，取：10個 A-高強螺栓截面積，A=4.52cm2=N”/A= Pb（1-0.4m1/m）/A=1270.625×(1-0.4×12/12)/12×452 =140.56MPa=200MPa 要求用16Mn高強螺栓可滿足強度要求,滿足鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范中的強度要求；求螺栓需要的力矩M1)由螺帽壓力產(chǎn)生的反力矩M1

13、=u1N1×L1u1=0.15鋼與鋼之間的摩擦系數(shù)L1=0.015力臂M1=0.15×105.89×0.015=0.238KN.m2)M2為螺栓爬升角產(chǎn)生的反力矩,升角為10°M2=1×Ncos10°×L2+Nsin10°×L2式中L2=0.011 (L2為力臂)=0.15×105.89×cos10°×0.011+105.89×sin10°×0.011=0.374KN·mM=M1+M2=0.238+0.374=0.612(KN

14、·m)=61.2Kg.m M=1.3*M=1.3*61.2=79.56(kg·m)所以要求螺栓的扭緊力矩M79.56(kg·m), 故采用24個M24高強螺栓滿足鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范中的扭力矩要求；3）抱箍的應力計算：拉力P1=1417.225（KN）抱箍壁采用面板20mm的鋼板，抱箍高度為0.5m。則抱箍壁的縱向截面積：S1=0.02×0.50=0.01(m2)=P1/S1=1270.625/0.01=127.063(MPa)140Mpa, 滿足鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范中的強度要求；(4) 對拉螺桿強度驗算蓋梁側(cè)模采用20圓鋼加工對拉螺桿，安裝間距d=100cm，在模板上、下布置兩層，驗算以下層螺桿為抗拉強度驗算對象 荷載計算：混凝土側(cè)壓力：q1=1/3d·H2=1/3×26×1×1.62=22.19KN，混凝土振搗及傾倒產(chǎn)生的附加壓力：q2=8.0×1×1.6=12.8KN，荷載組合：q=q1+q2=22.19+12.8=35KN。 對拉螺桿強度驗算：D=q/SD=35×103/(×102)=111.41MPa<sL=190MPa