蓋梁支架計(jì)算書

1、1蓋梁施工1.1工藝概述本標(biāo)段共有蓋梁 (含橋臺蓋梁)50座，蓋梁混凝土標(biāo)號為C30。橋墩蓋梁采用抱箍法施工，橋臺蓋梁為樁接蓋梁形式，采用就地現(xiàn)澆施工。蓋梁施工流程：在墩柱上安裝抱箍(地基處理)安裝H70型鋼(搭設(shè)輔助支架)鋪設(shè)工字鋼安裝蓋梁底模蓋梁鋼筋綁扎安裝蓋梁側(cè)模蓋梁混凝土澆筑蓋梁混凝土養(yǎng)護(hù)、拆模。1.2 橋墩蓋梁支架施工(1)抱箍法施工本標(biāo)段共有兩種蓋梁形式，一種是兩柱式，一種三柱式，每個(gè)立柱均采用兩塊半圓弧型鋼板(板厚t=10mm)制成?？紤]到受力要求及施工時(shí)的便易性，擬采取兩種抱箍形式，一種為專門用于三柱式橋墩的中柱，高度為1.2m,一種為兩柱式橋墩及三柱式橋墩的邊柱，高度為1m。

2、采用M24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，為提高墩柱與抱箍間的摩擦力，同時(shí)對墩柱混凝土面保護(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。取最不利荷載為驗(yàn)算標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)驗(yàn)算可保證蓋梁的施工質(zhì)量。蓋梁支架采用24m長H70型鋼縱梁，每側(cè)1根工字鋼，橫向12#工字鋼鋪設(shè)作橫梁，橫梁上設(shè)鋼墊塊以調(diào)整蓋梁底的橫向坡度與安裝誤差,在橫梁上方縱向鋪設(shè)1cm厚的竹膠板,側(cè)模采用1cm厚12.23m長鋼模板。欄桿采用50的鋼管搭設(shè)，在橫梁上設(shè)兩道1.2m高的鋼管立柱，豎向間隔0.5m設(shè)一道鋼管立柱，鋼管之間采用扣件連接。立柱與橫梁的連接采用在橫梁上設(shè)0.

3、2m高的支座。鋼管與支座之間采用銷連接，工作平臺設(shè)在橫梁懸出端，在橫梁上鋪設(shè)3cm厚的木板，木板與橫梁之間采用鐵絲綁扎牢靠；防護(hù)欄桿四周都用密目網(wǎng)圍護(hù)，以防雜物從高空墜落造成安全事故。（2）蓋梁抱箍結(jié)構(gòu)驗(yàn)算本工程蓋梁長度、形式不一，取最不利荷載為驗(yàn)算標(biāo)準(zhǔn)，兩柱式最不利荷載蓋梁為9#和11#左幅蓋梁，尺寸為：15.447m（長）×2m（寬）×(1.41.65m)(高),三立柱最不利荷載為11#右幅橋蓋梁和19#左蓋梁，其中11#蓋梁尺寸為：22.096m（長）×1.9m（寬）×1.4m（高），尺寸分別為:21.331m(長) ×2m(寬)

4、5;（1.9062.308m）(高)。1、三柱式蓋梁：（1）19#蓋梁荷載固定荷載：（荷載分項(xiàng)系數(shù)1.2）a、蓋梁混凝土荷載:Q1=89.22m³×26KNm³= 2319.72KNb、模板及工字鋼荷載: 木模板自重取0.5KN/ Q2=21.331m×2m×0.5KN+21.331m×2.31m×0.01m×7850kg/ m³×10N/kg×2= 71.57KNc、H70型鋼自重：Q3=1850N/m×24m×2= 88.8KN可變荷載：（荷載分項(xiàng)系數(shù)1.4）a

5、、人員及施工設(shè)備荷載取2.5KN/：Q4=21.331×2×2.5KN= 106.66KNb、振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載2.0KN/：Q5=21.331×2×2KN= 85.3KN橫梁抗彎驗(yàn)算橫梁上的總荷載Qh=1.2×(Q1+Q2)+1.4×(Q4+Q5)= 3170.87KN,橫梁采用12#工字鋼間距0.4m鋪設(shè)，三立柱式蓋梁使用的工字鋼數(shù)為55根，則作用上單根方木上的荷載Qk=Qh/(44×2)=28.83KN/m, 按最不利荷載原則分別建立力學(xué)模型(力學(xué)模型如下)9#蓋梁橫梁力學(xué)模型（單位：KN/M；M）12#工字鋼的彈

6、性模量E=2.1×105MPa；A=18.1cm2，慣性矩I=488 cm 4，抗彎模量Wx=77.5 cm 3；Q235鋼材抗彎設(shè)計(jì)強(qiáng)度=215MPa；抗剪設(shè)計(jì)強(qiáng)度=98MPa；橫梁彎矩圖（單位：KN·m）由彎矩圖知最大彎矩：Mmax=14.42kN·m= Mmax/Wx=14.42×1000N/(77.5×10-6) 185.97MPa<=215Mpa橫梁剪力圖（單位：KN）由剪力圖可知Qmax=28.83KNTmax=3Qmax/（2A）=3×28.83×1000/（2×18.1×102） =

7、 23.89 N/mm2fv=98N/mm2最大饒度：fmax=5ql4/（384EI） =5×28.83×20004/（384×2.1×105×488×104） =5.86mmf=2000/250=8mm橫梁驗(yàn)算通過縱梁驗(yàn)算每個(gè)蓋梁設(shè)置兩個(gè)抱箍體支撐上部所有荷載，縱梁采用70H字鋼，為保證工字鋼的整體穩(wěn)定型，在立柱兩旁分別設(shè)置兩根ø30 L=220cm拉桿?？v梁上總荷載為：Qz= 1.2×（q1+Q2+Q3）+1.4×（Q4+Q5）= 3277.43 KN，則作用在單根工字鋼上得荷載q=Qz/（21.3

8、31m×2）= 76.82 kn/ m,縱梁H70型縱梁70aH型鋼彈性模量E=2.1×105MPa;慣性矩I=201000cm4；A=235.5cm²；抗彎模量Wx=5760cm³ Sx=772cm³ d=13mm力學(xué)模型如下圖?？v梁力學(xué)模型圖（KN/m）縱梁支座處反力圖（KN·m；KN）縱梁彎矩圖(KN·m)縱梁剪力圖（KN）由以上縱梁計(jì)算模型用力學(xué)求解器得出彎矩結(jié)構(gòu)圖（如上），最大彎矩出現(xiàn)在跨中:Mmax=579.23KN·m 最大剪力Fs=383.77KN最大正應(yīng)力= Mmax/Wx=579.23KN

9、83;m/5760cm³ =100.56Mpa<=215MPa最大切應(yīng)力=Fs×Sx/I×d=383.53×103×772×10-6/201000×10-8×12*10-3 =11.33Mpa<=98MPa縱梁驗(yàn)算通過（2）11#蓋梁荷載固定荷載：（荷載分項(xiàng)系數(shù)1.2）a、蓋梁混凝土荷載:Q1=58.78m³×26KNm³=1528.28KNb、模板及工字鋼荷載: 木模板自重取0.5KN/ Q2=22.096m×1.9m×0.5KN+22.096m

10、15;1.4m×0.01m×7850kg/ m³×10N/kg×2= 69.56 KNc、H70型鋼自重：Q3=1850N/m×24m×2= 88.8KN可變荷載：（荷載分項(xiàng)系數(shù)1.4）a、人員及施工設(shè)備荷載取2.5KN/：Q4=22.096×1.9×2.5KN= 104.96KNb、振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載2.0KN/：Q5=22.096×1.9×2KN= 83.96KN橫梁抗彎驗(yàn)算橫梁上的總荷載Qh=1.2×(Q1+Q2)+1.4×(Q4+Q5)= 2181.89

11、KN,橫梁采用12#工字鋼間距0.4m鋪設(shè)，三立柱式蓋梁使用的工字鋼數(shù)為57根，則作用上單根方木上的荷載Qk=Qh/(57×2)= 20.15 KN/m, 按最不利荷載原則分別建立力學(xué)模型(力學(xué)模型如下)兩柱式蓋梁橫梁力學(xué)模型12#工字鋼的彈性模量E=2.1×105MPa；A=18.1cm2，慣性矩I=488 cm 4，抗彎模量Wx=77.5 cm 3；Q235鋼材抗彎設(shè)計(jì)強(qiáng)度=215MPa；抗剪設(shè)計(jì)強(qiáng)度=98MPa；橫梁彎矩圖（單位：KN·m）由彎矩圖可知，最大彎矩：Mmax= 9.09kN·m= Mmax/Wx=9.09×1000N/(77

12、.5×10-6) 117.31MPa<=215Mpa橫梁剪力圖（單位：KN）由剪力圖可知Qmax=19.14KNTmax=3Qmax/（2A）=3×19.14×1000/（2×18.1×102） =15.86 N/mm2fv=98N/mm2最大饒度：fmax=5ql4/（384EI） =5×19.14×19004/（384×2.1×105×488×104） =1.76mmf=1900/250=7.6mm橫梁驗(yàn)算通過縱梁驗(yàn)算每個(gè)蓋梁設(shè)置兩個(gè)抱箍體支撐上部所有荷載，縱梁采用H70型鋼

13、，為保證工字鋼的整體穩(wěn)定型，在立柱兩旁分別設(shè)置兩根ø30 L=220cm拉桿?？v梁上總荷載為：Qz= 1.2×（q1+Q2+Q3）+1.4×（Q4+Q5）=2288.45KN，則作用在單根工字鋼上得荷載q=Qz/（22.096m×2）= 51.78 KN/ m,縱梁H70型縱梁70H型鋼彈性模量E=2.1×105MPa;慣性矩I=201000cm4；A=235.5cm²；抗彎模量Wx=5760cm³；Sx=772cm³；d=13mm力學(xué)模型如下圖?？v梁力學(xué)模型圖（KN/m）縱梁支座處反力圖（KN/m；KN）縱梁彎矩

14、圖(KN·m)縱梁剪力圖（KN）由以上縱梁計(jì)算模型用力學(xué)求解器得出彎矩機(jī)構(gòu)圖（如上），最大彎矩出現(xiàn)在跨中:Mmax=521.82KN·m 最大剪力Fs=289.47KN最大正應(yīng)力= Mmax/Wx=521.82KN·m/5760cm³ =90.59Mpa<=215MPa=Fs×Sx/I×d=289.47×103×772×10-6/201000×10-8×13*10-3 =8.55Mpa<=98MPa縱梁驗(yàn)算通過2、兩柱式蓋梁9#左幅蓋梁荷載固定荷載：（荷載分項(xiàng)系數(shù)1.2）a

15、、蓋梁混凝土荷載:Q1=46.92m³×26KNm³=1219.92KNb、模板及工字鋼荷載: 木模板自重取0.5KN/ Q2=15.447m×2m×0.5KN+15.447m×1.65m×0.01m×7850kg/m³×10N/kg×2= 55.46 KNc、H70型鋼自重：Q3=1850N/m×24m×2= 88.8KN可變荷載：（荷載分項(xiàng)系數(shù)1.4）a、人員及施工設(shè)備荷載取2.5KN/：Q4=15.447×2×2.5KN= 77.24KNb

16、、振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載2.0KN/：Q5=15.447×2×2KN= 61.79KN橫梁抗彎驗(yàn)算橫梁上的總荷載Qh=1.2×(Q1+Q2)+1.4×(Q4+Q5)= 1725.09 KN。橫梁采用12#工字鋼間距0.4m鋪設(shè)，兩立柱式蓋梁使用的工字鋼數(shù)為40根，則作用在單根工字鋼的荷載Qk=Qh/(40×2)= 21.56 KN/m, 按最不利荷載原則分別建立力學(xué)模型(力學(xué)模型如下)兩柱式蓋梁橫梁力學(xué)模型12#工字鋼的彈性模量E=2.1×105MPa；A=18.1cm2，慣性矩I=488 cm 4，抗彎模量Wx=77.5 cm 3；

17、Q235鋼材抗彎設(shè)計(jì)強(qiáng)度=215MPa；抗剪設(shè)計(jì)強(qiáng)度=98MPa；由彎矩圖可知，最大彎矩：Mmax=10.78kN·m= Mmax/Wx=10.78×1000N/(77.5×10-6) 139.12 MPa<=215Mpa由剪力圖可知Qmax=21.56KNTmax=3Qmax/（2A）=3×21.56×1000/（2×18.1×102） =17.87 N/mm2fv=98N/mm2最大饒度：fmax=5ql4/（384EI） =5×21.56×20004/（384×2.1×10

18、5×488×104） =4.38mmf=2000/250=8mm橫梁驗(yàn)算通過縱梁驗(yàn)算每個(gè)蓋梁設(shè)置兩個(gè)抱箍體支撐上部所有荷載，縱梁采用H70型鋼，為保證工字鋼的整體穩(wěn)定型，在立柱兩旁分別設(shè)置兩根ø30 L=220cm拉桿?？v梁上總荷載為：Qz= 1.2×（q1+Q2+Q3）+1.4×（Q4+Q5）=1831.65 KN，則作用在單根工字鋼上得荷載q=Qz/（15.447m×2）=59.29KN/ m,縱梁H70型縱梁70H型鋼彈性模量E=2.1×105MPa;慣性矩I=201000cm4；A=235.5cm²；抗彎模

19、量Wx=5760cm³；Sx=772cm³；d=13mm力學(xué)模型如下圖?？v梁力學(xué)模型圖（KN/m；m）縱梁支座處反力圖（KN·m；KN）縱梁彎矩圖(KN·m)縱梁剪力圖（KN）由以上縱梁計(jì)算模型用力學(xué)求解器得出彎矩機(jī)構(gòu)圖（如上），最大彎矩出現(xiàn)在跨中:Mmax=1010.53KN·m；最大剪力Fs=359.8KN最大正應(yīng)力= Mmax/Wx=1010.53KN·m/5760cm³ =175.44 Mpa<=215MPa=Fs×Sx/I×d=359.8×103×772×10

20、-6/201000×10-8×13*10-3 =10.63Mpa<=98MPa縱梁驗(yàn)算通過3、抱箍受力驗(yàn)算由上述支座處反力圖可知，最大支座反力在19#墩中墩位置，考慮到，受力要求及施工時(shí)的簡易性，擬采取兩種抱箍形式，一種為專門用于三柱式橋墩的中柱，高度為1.2m,一種為兩柱式橋墩及三柱式橋墩的邊柱，高度為1m。取最不利荷載情況，其受力驗(yàn)算如下：（1）中柱螺栓數(shù)目計(jì)算由上面的計(jì)算可知：中柱位置，每根H70型鋼最大的支座反力R =735.82kN，所以單個(gè)抱箍體需承受的豎向壓力N= 1471.64kN，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)算手冊第

21、426頁：M24高強(qiáng)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1.7。 則：NL= 225×0.3×1/1.7=39.7kN 需螺栓數(shù)目m計(jì)算： m=N/NL= 1471.64/39.7=37.07個(gè)，取計(jì)算截面上的螺栓數(shù)目m=40個(gè)。則每條高強(qiáng)螺栓提供的抗剪力：P=N/40=1471.64/40=36.79KNNL=39.7kN故40個(gè)螺栓能承擔(dān)所要求的荷載。螺栓軸力受拉計(jì)算混凝土與鋼之間設(shè)一層橡膠，按橡膠與鋼之間的摩擦系數(shù)取=0.3計(jì)算,抱箍產(chǎn)生的壓力Pb= N/=

22、1471.64kN/0.3=4905.47kN由高強(qiáng)螺栓承擔(dān)。則：N=Pb=4905.47kN抱箍的壓力由40條M24的高強(qiáng)螺栓的拉力產(chǎn)生。即每條螺栓拉力為N1=Pb/40=4905.47kN /40=122.64kN<F=P=225kN=N”/A= N（1-0.4m1/m）/A式中：N-軸心力 m1-所有螺栓數(shù)目，?。?0個(gè) A-高強(qiáng)螺栓截面積，A=4.52c=N”/A= Pb（1-0.4m1/m）/A=4905.47×(1-0.4×40/20)/40×4.52×10-4 =54.26MPa=140MPa 求螺栓需要的力矩Ma、由螺帽壓力產(chǎn)生的反

23、力矩M1=u1N1×L1u1=0.15鋼與鋼之間的摩擦系數(shù)；L1=0.015力臂M1=0.15×122.64×0.015=0. 0.276 KN.mb、M2為螺栓爬升角產(chǎn)生的反力矩,升角為10°M2=1×N1cos10°×L2+N1sin10°×L2式中L2=0.011(L2為力臂)=0.15×122.64×cos10°×0.011+122.64×sin10°×0.011=0.434 (KN·m)M=M1+M2=0.276+0

24、.434=0.71(KN·m)=71(KN·m)所以要求螺栓的扭緊力矩M71(KN·m)抱箍體的應(yīng)力計(jì)算 a、抱箍壁為受拉產(chǎn)生拉應(yīng)力拉力P1=20N1=8×122.46= 2452.73（KN）抱箍壁采用面板10mm的鋼板，抱箍高度為1.2m。則抱箍壁的縱向截面積：S1=0.01×1.2=0.012()=P1/S1= 2452.73/0.012=191.8(MPa)=215MPa滿足設(shè)計(jì)要求。b、抱箍體剪應(yīng)力=（1/2RA）/（2S1）=（1/2×1471.64）/（2×0.012）=30.66MPa<=85MPa根據(jù)

25、第四強(qiáng)度理論W=（2+32）1/2=（191.82+3×28.82）1/2=211.18MPa<W=215MPa滿足強(qiáng)度要求。（1）邊柱螺栓數(shù)目計(jì)算由上面的計(jì)算可知：邊柱位置，每根H70型鋼最大的支座反力R =577.33kN，所以單個(gè)抱箍體需承受的豎向壓力N= 1154.66kN，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)算手冊第426頁：M24高強(qiáng)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1.7。 則：NL= 225×0.3×1/1.7=39.7kN 需螺栓數(shù)目m計(jì)算： m=N/NL= 1154.66/39.7=29.08個(gè)，取計(jì)算截面上的螺栓數(shù)目m=32個(gè)。則每條高強(qiáng)螺栓提供的抗剪力：P=N/32=1471.64/32=36.08KNNL=39.7kN故32個(gè)螺栓能承擔(dān)所要求的荷載。螺栓軸力受拉計(jì)算混凝土與鋼之間設(shè)一層橡膠，按橡膠與鋼之間的摩擦系數(shù)取=0.3計(jì)算,抱箍產(chǎn)生的壓力Pb= N/=1154.66kN/0.3=3848.87kN由高強(qiáng)螺栓承擔(dān)。則：N=Pb=3848.87kN抱箍的壓力由32條M24的高強(qiáng)螺栓的拉力產(chǎn)生。即每條螺栓拉力為N1=Pb/32=3848.87kN /32=120.28kN