公路橋梁鋼抱箍法蓋梁支架驗算.doc

1、公路橋梁鋼抱箍法蓋梁支架驗算摘 要：本文以孝襄高速公路跨漢丹鐵路橋梁施工為例，就公路橋梁鋼抱箍法施工蓋梁支架驗算進行總結(jié)。關鍵詞：孝襄高速公路 鋼抱箍 I50a型工字鋼 荷載計算 外力計算 高強度螺栓孝襄高速公路跨漢丹鐵路橋梁蓋梁資料概況：墩身直徑1.5米，蓋梁寬1.7米，高1.5m，端部高0.8m，蓋梁全長15.67米，蓋梁與橋墩中心線的布置為3.2m+9.27m+3.2m，由于施工場地處于水田，地基為淤泥，無法搭設滿堂支架。擬采用2片I50a型工字鋼做為主梁的鋼抱箍法施工蓋梁，抱箍鋼板、牛腿鋼板采用20mm厚的Q235鋼板。方案驗算時，橋墩與蓋梁的荷載布置簡化為簡支，主梁與鋼抱箍牛腿力學檢

2、算模型為簡支。鋼抱箍布置示意圖如下：一、計算基本資料1、高強度螺栓10.9級M20 P=155KN根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范2、Q235鋼板及工字鋼E=2.1105MPa f=210Mpa fv=125MPa3、I50a工字鋼 W=1860cm3 Ix=46470cm4 4、C30蓋梁砼37.6m3，鋼筋砼比重=25KN/m3二、支撐體系荷載計算：1、 均布荷載標準值：(取一片工字鋼為驗算對象)蓋梁鋼筋砼蓋梁荷載：中部：251.51.7/2=31.9KN/m端部：250.81.7/2=17KN/m2、縱梁工字鋼自重荷載： 0.94KN/m3、鋼模板自重荷載： 3.5 KN/m4、鋼模加固及底模橫梁荷載

3、： 3.0KN/m（主梁上橫梁按I16工字鋼30cm考慮）5、砼澆筑時的活載及沖擊荷載： 6.2 KN/m（含施工荷載）6、荷載設計值：中部：(31.9+0.94+3.5+3.0) 1.2+6.21.4=56KN/m端部：（17+0.94+3.5+3.0）1.2+6.21.4=38 KN/m 端部：另加5% 381.05=40 KN/m (考慮端部加固增加的重量)5、計算簡圖如下：三、最大彎矩、剪力、鋼抱箍外力計算1、彎矩計算：跨中：M=569.272/8=601.53KN.m懸臂支座：M=561.242/2+1.96(40+56)/2(1.24+1.96/2)=251.91KN.m縱梁工字鋼

4、最大彎矩：Mmax=601.53-251.91=349.62KN.m (跨中)2、鋼抱箍牛腿處最大剪力：Qmax=569.27/2+561.24+(40+56)/21.96=423.08KN（即牛腿支座處豎向最大反力）3、每個鋼抱箍自重： 8KN4、每個鋼抱箍承受的荷載：423.082+8=854.16KN四、檢算I50a型工字鋼的強度、穩(wěn)定性、撓度1、抗彎強度：=Mmax/Wx=349.62103/1860=187.96Mpaf=210MPa2、抗剪強度：=QSx/Ixt=423.08103/42.81012=82.38Mpafv=125Mpa（根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范I50a型工字鋼Ix /Sx

5、=42.810）3、穩(wěn)定性：(橫向工字鋼必須與縱主梁工字鋼用鐵絲綁扎牢固)4、撓度驗算：(按一根I50a工字鋼進行驗算)用疊加法計算跨中撓度：f =5q1L14/384EI - 2mL12/16EI=55692704/3842.110546470104-2251.9110692702/162.110546470104=55.17-27.72=27.442 mm (向下)懸臂端撓度：跨中荷載在支座處產(chǎn)生的變形轉(zhuǎn)角= -mL1/3EI+q1L3/24EI在懸臂端點產(chǎn)生的位移為y=L2 = (-mL1/3EI+q1L3/24EI) L2=(q1L3-8 mL1) L2/24EI懸臂端點總變形位移為：

6、f= q1/2L24/8EI - (q1L3-8mL1) L2/24EI=(40+56)/232004/82.110546470104 - (5692703 - 8251.911069270)3200/242.110546470104=6.447-35.425=-28.978 mm (向上)撓度通過I50a主梁工字鋼，拼接時按上敘擾度值設置預拱來調(diào)節(jié)。施工中為減少拼接時預拱度的設置值，經(jīng)驗算可采用4片I50a工字鋼主梁。驗算得知單片工字鋼跨度中擾度13.9mm(向下)，懸臂端部擾度14.6mm(向上)。5、檢算鋼抱箍承載力：鋼抱箍承載力由高強螺栓的預應力使其與砼柱墩之間產(chǎn)生垂直摩擦力而取得。抱

7、箍接頭螺栓：根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范可知10.9級M20高強度螺栓 P=155KN在桿軸方向受拉時取 Nt=0.8P=124KN承載力N摩擦力f查設計技術手冊=0.35栓數(shù)量N=854.16/0.35124=20個根據(jù)計算單面螺栓至少需要20個；根據(jù)施工情況螺栓數(shù)量不少于25個；鋼板上螺栓容許距離：3d0 S 8d0或12t （d0為螺栓孔直徑）。螺栓豎向采用雙排錯列布置。五、高強度螺栓扭矩計算高強度螺栓擰緊采用扭矩法，由于高強度螺栓使用部位為普通連接，因此扭矩測定采用普通扭矩拌手即可。參考鐵路鋼橋高強度螺栓連接施工規(guī)定的第4.3.1,4.3.2條規(guī)定。扭矩=0.151240000.02=372N.

8、m施工時應以不小于372N.m的扭矩擰緊螺栓。六、牛腿焊縫長度采用角焊縫時，牛腿高度為50cm，且需焊接兩塊。總 結(jié)：1、質(zhì)量優(yōu)良施工結(jié)果發(fā)現(xiàn)每一蓋梁模板在水平和豎直方向上沒有出現(xiàn)拼接縫，棱角處線條平直，使墩柱和蓋梁外觀渾然一體。砼表面光滑、平整、并且有鏡面效果。不存在跑模、漲模及漏漿現(xiàn)象。支架整體性好，克服了使用滿堂腳手架出現(xiàn)的地基沉降造成的底面不平整、鼓包、無光，表面出現(xiàn)接縫等現(xiàn)象的發(fā)生。澆筑出的砼外表美觀，完全符合設計要求。2、施工周期縮短，施工難度減小將蓋梁支架組裝完畢，支架軸線校正就位在1天內(nèi)即可完成，縮短了本工序施工時間。降低了支架就位、軸線校正的難度，從而提高了軸線校正的精度。避免了使用滿堂腳手架，對基地處理的時間。3、節(jié)約成本工期縮短了，減少了對地基處理。減少了施工投入，收到了良好的經(jīng)濟效益。在孝