蓋梁模板支架抱箍檢算

1、青島藍(lán)色硅谷城際軌道交通工程06標(biāo)蓋梁模板、支架、抱箍檢算編制： 劉 志、陳言亮、吳志明 審核： 陳言亮 審批： 孫 捷 中鐵城建集團(tuán)青島藍(lán)色硅谷城際軌道交通工程06標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理部二一四年6目錄一、施工設(shè)計(jì)說(shuō)明11、概況12、設(shè)計(jì)依據(jù)13、蓋梁抱箍法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1二、蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)計(jì)算4（一）設(shè)計(jì)檢算說(shuō)明4（二）側(cè)模支撐計(jì)算4（三）橫向分配梁計(jì)算6（四）抱箍上縱向梁計(jì)算6（五）抱箍計(jì)算8三、蓋梁模板計(jì)算結(jié)論11四、蓋梁無(wú)支架施工的經(jīng)濟(jì)效益及前景11一、施工設(shè)計(jì)說(shuō)明1、概況 此工程為青島藍(lán)色硅谷城際軌道交通工程王哥莊站至藍(lán)色硅谷站，蓋梁高度 2.40m，最大寬度 4.4m 采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)。蓋梁均為

2、單柱式結(jié)構(gòu)，蓋梁施工擬采用抱箍法施工。蓋梁砼澆筑量大約 88m3。2、設(shè)計(jì)依據(jù)（1）交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ025-86）（2）汪國(guó)榮、朱國(guó)梁編著施工計(jì)算手冊(cè)（3）公路施工手冊(cè)，橋涵（上、下冊(cè)）交通部第一公路工程總公 司。（4）路橋施工計(jì)算手冊(cè) 人民交通出版社（6）青島藍(lán)色硅谷城際軌道交通工程施工圖設(shè)計(jì)文件。（7）國(guó)家、交通部等有關(guān)部委和省交通廳的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。3、蓋梁抱箍法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖1：蓋梁正面圖2：蓋梁支架、模板正、側(cè)面圖（1）側(cè)模與端模支撐側(cè)模為大鋼模,面模厚度為6mm，肋板厚度為 12mm，橫肋采用10#槽鋼。在側(cè)模外側(cè)采用間距 0.8m 的雙10b#槽鋼作

3、對(duì)拉槽；在對(duì)拉槽上下各設(shè)一條 Tr32 的栓桿作拉桿，上下拉桿間間距 1.9m，在對(duì)拉槽與模板間用10#槽鋼支撐，支撐在橫梁上端模為鋼模,面模厚度為6mm，肋板厚度 12mm。在端模外側(cè)采用10#槽鋼做橫肋。（2）底模支撐底模為特制大鋼模,面模厚度為6mm，肋板厚度 100mm。在底模下部采用間距 0.8mI10#工字鋼作橫梁，橫梁長(zhǎng)4.4m。蓋梁懸出端底模下設(shè)三角支架支撐，三角架放在橫梁上。橫梁底下設(shè)縱梁。（3）縱梁在立柱上設(shè)立抱箍，抱箍?jī)蛇吀髟O(shè)置 1 排 32a 工字鋼作為縱梁，在 32a 工字鋼上布置 I10 工字鋼作為橫向分配梁（凈距 80cm）?？v梁下為抱箍。（4）抱箍抱箍支撐為上下

4、雙抱箍支撐，采用兩塊半圓弧型鋼板（板厚 t=16mm）制成， M24 的高強(qiáng)螺栓連接，抱箍高 60cm，采用 36 根高強(qiáng) 螺栓連接。抱箍緊箍在墩柱上產(chǎn)生摩擦力提供上部結(jié)構(gòu)的支承反力，是主要的支承受力結(jié)構(gòu)。為了提高墩柱與抱箍間的摩擦力，同時(shí)對(duì)墩柱砼面保護(hù)，在墩柱與抱箍之間設(shè)一層 5mm 厚的橡膠墊，縱梁與抱箍之間采用U型螺栓連接。簡(jiǎn)圖如下：荷載組合自重荷載：P自重=3.8×25=95KN/m2施工荷載：P施=2.5 KN/m2振搗荷載：P振=2.0 KN/m2P=Pii=95*1.2+2.5*1.4+2.0*1.4=120.3KN/m2說(shuō)明：分項(xiàng)系數(shù)取值：分項(xiàng)系數(shù)自重荷載取值為 1.

5、2 ，施工荷載取值為 1.4。抱箍上設(shè)置雙排32a工字鋼，雙排32a工字鋼上的 I10 工字鋼做為橫向分配梁（凈距 80cm）。二、蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)計(jì)算（一）設(shè)計(jì)檢算說(shuō)明1、設(shè)計(jì)計(jì)算原則（1）在滿足結(jié)構(gòu)受力情況下考慮撓度變形控制。（2）綜合考慮結(jié)構(gòu)的安全性。（3）采取比較符合實(shí)際的力學(xué)模型。2、對(duì)部分結(jié)構(gòu)的不均布，不對(duì)稱性采用較大的均布荷載。3、混凝土重量乘以 1.2 倍系數(shù)，以做安全儲(chǔ)備。4、抱箍加工完成實(shí)施前，必須先進(jìn)行壓力試驗(yàn)，變形滿足要求后方可使用。（二）側(cè)模支撐計(jì)算1、力學(xué)模型假定砼澆筑時(shí)的側(cè)壓力由拉桿和對(duì)拉槽承受，Pm為砼澆筑時(shí)的側(cè)壓 力，T1、T2為拉桿承受的拉力，計(jì)算圖式如圖

6、 2-1 所示。2、荷載計(jì)算 砼澆筑時(shí)的側(cè)壓力：Pm=Kh式中：K-外加劑影響系數(shù)，取 1.2；-砼容重，取 25kN/m3；h-有效壓頭高度。砼澆筑速度 v按0.3m/h，入模溫度按 20考慮。則：v/T=0.3/32=0.009<0.035 h=0.22+24.9v/T=0.22+24.9×0.009=0.44mPm= Kh=1.2×25×0.44=13.2kPa圖 2-1：側(cè)模支撐計(jì)算圖式砼振搗對(duì)模板產(chǎn)生的側(cè)壓力按 4kPa 考慮。則：Pm=13.7+4=17.7kPa蓋梁長(zhǎng)度每延米上產(chǎn)生的側(cè)壓力按最不利情況考慮（即砼澆筑至蓋梁頂時(shí)）：P=Pm

7、5;（H-h）+Pm×h/2=23×1.2+23×0.95/2=38.5kN3、拉桿拉力驗(yàn)算拉桿（Tr32 圓鋼）間距0.8m，0.8m范圍砼澆筑時(shí)的側(cè)壓力由上、下兩根拉桿承受。則有：=（T1+T2）/A=0.8P/2r2=0.8×30.5/2×0.000256=15250kPa=15.25MPa<=160MPa(滿足要求)4、對(duì)拉槽抗彎與撓度計(jì)算 設(shè)豎帶兩端的拉桿為豎帶支點(diǎn)，豎帶為簡(jiǎn)支梁，梁長(zhǎng)L=1.8m，砼側(cè)壓力按均布荷載q0考慮。豎帶10b的彈性模量E=2.1×105MPa;慣性矩 Ix=198cm4;抗彎模量Wx=39.

8、7cm3q0=17.7×0.8=14.16kN/m最大彎矩：Mmax= q0L2/8=14.16×3.24/8=5.7kN·m=Mmax/2Wx=5.7/(2×39.7×10-6)=71788.471MPa<w=160MPa(滿足要求)撓度：fmax=5q0L4/384×2×EIx=5×14.16×10.5/(384×2×2.1×108×609.4×10-8)=0.00075m<f=L/400=1.8/400=0.0045m（滿足）（三）橫向分

9、配梁計(jì)算選用 I10 工字鋼蓋梁底板寬按最大蓋梁底板寬度 3.80 米進(jìn)行計(jì)算 工字鋼中心間距為 800mm，跨度按 L=2.54m 計(jì)算彎應(yīng)力鋼=160MPa彈性模量 E=2.1×105MPaI=245cm4W=49cm3蓋梁底板寬按最大蓋梁底板寬度4.4 米進(jìn)行計(jì)算q=120.3×0.8=96.24KN/m（四）抱箍上縱向梁計(jì)算縱梁選用I32a工字鋼力學(xué)模型為：蓋梁體積估算為88 m3，總重為2332.5KN,分布于減去墩柱承受部分的力，分布于橫向工字鋼上的線荷載為 93.6KN/mm,所以槽鋼梁端支反力為 46.6KN，縱向梁采用32a的工字鋼，則作用工字鋼的集中荷載

10、為46.6KN，集中荷載作用間距為 80cm。按照上圖模型計(jì)算出由彎矩引起的應(yīng)力圖為最大應(yīng)力為 46.6mpa<彎應(yīng)力160mpa按照上圖受力模型計(jì)算撓度圖為：撓度最大處為梁兩端，撓度值為：19mm<800/400=2mm（五）抱箍計(jì)算采用兩塊半圓弧型鋼板（板厚 t=16mm）制成，M24的高強(qiáng)螺栓連接，抱箍高60cm，采用18根高強(qiáng)螺栓連接。抱箍緊箍在墩柱上產(chǎn)生摩擦力提供上部結(jié)構(gòu)的支承反力，是主要的支承受力結(jié)構(gòu)。為了提高墩柱與抱箍間的摩擦力，同時(shí)對(duì)墩柱砼面保護(hù)，在墩柱與抱箍之間設(shè)一層 5mm 厚的橡膠墊，縱梁與抱箍之間采用 U 型螺栓連接。1、抱箍受力計(jì)算由邁達(dá)斯模型得出抱箍所受

11、最大反力為 538KN。（1）螺栓數(shù)目計(jì)算單個(gè)抱箍體需要承受的豎向壓力為：538KN 則單個(gè)抱箍需要產(chǎn)生的摩擦力為：R= P 抱箍=538kn抱箍所受的豎向壓力由 M24 的高強(qiáng)螺栓的抗剪力產(chǎn)生，查路橋施工計(jì)算手冊(cè)第426頁(yè)：M24 螺栓的允許承載力：NL=Pn/K式中：P-高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力，取225kN;-摩擦系數(shù)，取 0.3；n-傳力接觸面數(shù)目，取 1；K-安全系數(shù)，取 1.5。則：NL= 225×0.3×1/1.5=45kN螺栓數(shù)目m計(jì)算：m=N/NL=498.4/4511 個(gè)，取計(jì)算截面上的螺栓數(shù)目 m=18 個(gè)。則每條高強(qiáng)螺栓提供的抗剪力： P=N/m=538/1

12、8=29.8KN<NL=45kN 故能承擔(dān)所要求的荷載。（2）螺栓軸向受拉計(jì)算砼與鋼之間設(shè)一層橡膠，按橡膠與砼之間的摩擦系數(shù)取=0.3 計(jì)算，抱箍產(chǎn)生的壓力 Pb= N/=538kN/0.3=1793.3kN 由高強(qiáng)螺栓承擔(dān)。則：N=Pb=1793kN抱箍的壓力由18條M24的高強(qiáng)螺栓的拉力產(chǎn)生。即每條螺栓拉力為 N1=Pb/18=1793kN/18=99.6kN<S=225kN=N”/A= N（1-0.4m1/m）/A 式中：N-軸心力m1-所有螺栓數(shù)目，?。?6 個(gè)m-構(gòu)件與節(jié)點(diǎn)板一端連接的高強(qiáng)螺栓數(shù)目A-高強(qiáng)螺栓截面積，A=4.52cm2=N”/A= Pb（1-0.4m1/m

13、）/A=1793×(1-0.4×18/6)/12×4.52×103=66113.5kPa=67MPa=140MPa故高強(qiáng)螺栓滿足強(qiáng)度要求。（3）求螺栓需要的力矩 M1）由螺帽壓力產(chǎn)生的反力矩 M1=u1N1×L1u1=0.15 鋼與鋼之間的摩擦系數(shù)L1=0.015 力臂2）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)=0.15×65.7×cos10°×

14、0.011+65.7×sin10°×0.011=9.67(KN·m)M=M1+M2=0.31+9.67=9.9(KN·m) =99.000(kg·m)所以要求螺栓的扭緊力矩 M99(kg·m)2、抱箍體的應(yīng)力計(jì)算（1）抱箍壁為受拉產(chǎn)生拉應(yīng)力拉力 P1=6N1=6×65.7=394.2（KN）抱箍壁采用面板16mm 的鋼板，抱箍高度為 0.60m。則抱箍壁的縱向截面積：S1=0.016×0.6=0.0096(m2)=P1/S1=394.2/0.0096=41.06(MPa)=140MPa滿足設(shè)計(jì)要求。（2）

15、抱箍體剪應(yīng)力=（1/2RA）/（2S1）=（1/2×498.4）/（2×0.0096）=9.75MPa<<85MPa根據(jù)第四強(qiáng)度理論W=（2+32）1/2=（32.85+3×9.75）1/2=31MPa<W=145MPa滿足強(qiáng)度要求。三、蓋梁模板計(jì)算結(jié)論本次結(jié)構(gòu)驗(yàn)算中，計(jì)算出來(lái)的應(yīng)力和撓度均要大于實(shí)際值很多， 則蓋梁底板下采用以上的方案進(jìn)行布置是符合要求和安全的。四、蓋梁無(wú)支架施工的經(jīng)濟(jì)效益及前景1、無(wú)需地基加固處理 采用滿堂支架施工，蓋梁下的原地面要進(jìn)行處理。采用抱箍法施工，原地基只需適當(dāng)處理以供腳手架搭設(shè)即可，地基不需要加固處理。2、無(wú)需搭設(shè)承重支架 滿堂支架要耗用大量鋼管材料搭設(shè)承重支架。包箍法是抱箍加工字鋼就無(wú)需搭設(shè)承載鋼管支