蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)計(jì)算江西九江

1、蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)計(jì)算K17+667賽湖特大橋全長(zhǎng)2644m，跨越賽湖湖面2200m，橫跨賽湖大堤，同時(shí)跨越九江市沿湖規(guī)劃道路中的濱湖大道，橋跨采用30m跨徑T梁，全橋共17聯(lián)（3*（6*30+5*30）+11*5*30）88跨；上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土（后張）T梁，先簡(jiǎn)支后連續(xù)；下部結(jié)構(gòu)0#橋臺(tái)采用柱式臺(tái)，橋墩采用柱式墩，墩臺(tái)采用灌注樁基礎(chǔ)。全橋共有180cm的樁基358根13928延米，樁系梁174個(gè)，柱系梁92個(gè)（14#-59#墩），160cm墩柱348根，臺(tái)帽2個(gè)，蓋梁176個(gè)，30米T梁1232片。連續(xù)墩蓋梁底長(zhǎng)11.2m，兩端斜面水平方向長(zhǎng)2.25m，高1m，頂長(zhǎng)15.7m，寬2.

2、2m，高2m，蓋梁橫坡通過(guò)墩柱調(diào)整。如圖1所示。圖1 連續(xù)墩蓋梁構(gòu)造圖有伸縮縫墩蓋梁尺寸寬2.4m，其他與連續(xù)墩蓋梁相同。0#臺(tái)臺(tái)帽長(zhǎng)16.74m，寬2.1m，高1.6m，構(gòu)造圖如圖2所示。圖2 臺(tái)帽構(gòu)造圖蓋梁主筋為28鋼筋，每個(gè)蓋梁鋼筋重約10噸；采用C30混凝土，連續(xù)墩每個(gè)蓋梁約64方，有伸縮縫墩蓋梁每個(gè)蓋梁約70方。全橋蓋梁共需要材料：C30混凝土11715方，28鋼筋1252噸，16鋼筋16噸，12鋼筋500噸，10鋼筋7噸。一、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、路橋施工計(jì)算手冊(cè) 人民交通出版社3、五金手冊(cè) 饒勃主編4、公路施工手冊(cè)，橋

3、涵（上、下冊(cè)）交通部第一公路工程總公司5、蓋梁模板提供廠家提供的模板有關(guān)數(shù)據(jù)6、我單位的橋梁施工經(jīng)驗(yàn)二、蓋梁抱箍法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、側(cè)模與端模支撐側(cè)模為特制大鋼模，面模厚度為6mm，肋板高為10cm，在肋板外設(shè) 10背帶。在側(cè)模外側(cè)采用間距為1m的14豎帶，豎帶高2.1m；在豎帶上下各設(shè)一條16的栓桿作拉桿，上下拉桿間距為1m。端模為特制大鋼模，面模厚度為6mm，肋板高為10cm，在肋板外設(shè)10背帶。端模外則由特制三角架背帶支撐，空隙用木楔填塞。2、底模支撐底模為特制大鋼模，面模厚度為8mm，肋板高為10cm。在底模下部采用間距0.4m工16型鋼作橫梁，橫梁長(zhǎng)為5m。蓋梁懸出端底模下設(shè)三角支架支撐，

4、三角架放在橫梁上。橫梁底下設(shè)縱梁。橫梁上設(shè)鋼墊塊以調(diào)整蓋梁底2%的橫向坡度與安裝誤差。與墩柱相交部位采用特制鋼支架作支撐。3、縱梁在橫梁底部采用兩根45#工字鋼作為縱梁，單根縱梁長(zhǎng)19m?？v梁在墩柱外側(cè)用10槽鋼連接，使縱梁形成整體，增加穩(wěn)定性。橫梁與縱梁采用U型螺栓連接；縱梁下為抱箍。4、抱箍抱箍采用兩塊半圓弧型鋼板（板厚t16mm）制成，M24的高強(qiáng)螺栓連接，抱箍高50cm，采用16根噴砂后涂無(wú)機(jī)富鋅漆的16Mn鋼高強(qiáng)螺栓連接。抱箍在墩柱上產(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2-3mm厚的橡膠墊。

5、5、工作平臺(tái)與防護(hù)欄桿工作平臺(tái)設(shè)在橫梁懸出端，在橫梁上鋪設(shè)2cm厚的木板，木板與橫梁之間采用鐵絲綁扎牢靠。工作平臺(tái)欄桿采用50的鋼管搭設(shè)，在橫梁上每隔2m設(shè)一道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)0.2m 高的支座。鋼管與支座之間采用插銷連接。三、橫梁計(jì)算采用間距0.4m工16型鋼作橫梁，橫梁長(zhǎng)5m。每個(gè)蓋梁布設(shè)橫梁32道。1、荷載計(jì)算（1）蓋梁砼+鋼筋自重：G1=（69.96+0.67×2）m3×24kN/m3+101 kN =1812kN（2）模板自重（按鋼筋砼自重的20%計(jì)算）：G2=1812&#

6、215;0.2=362kN （3）施工荷載與其它荷載：G3=15KN橫梁上的總荷載：GH=G1+G2+G3=1812+362+15=2189kN qH=2189/15.7=139.4kN/m 橫梁采用工16型鋼，則作用在單根橫梁上的荷載GH=139.4×0.4=55.8kN 作用在橫梁上的均布荷載為：qH= GH/lH=55.8/1.9=29.4kN/m(式中：lH為橫梁受荷段長(zhǎng)度，為1.9m)2、力學(xué)模型： 如圖3所示。f=0.00211m=2.1mm圖3 橫梁計(jì)算模型3、橫梁抗彎與撓度驗(yàn)算選用I16,查鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算手冊(cè)得各相關(guān)力學(xué)參數(shù)如下： E=2.1×105MPa，Wx

7、=140.9cm3,A=26.11cm2,Ix/Sx=6cm(Ix=488cm4，Sx=80.8cm3)，b=0.62cm。= Mmax/Wx=13.27/（140.9×10-6）=94180KPa94MPa<w=160MPa (可)=QmaxSx/(Ixb)=27.93×80.8×106/(488×0.62×105)=74.6 MPa <1.3= 110.5Mpa（可）最大撓度：max= =0.00211m=2.1mm l/400=1900/400=4.75mm (滿足)四、縱梁計(jì)算(忽略縱梁自重)在橫梁底部采用兩根雙拼工45b型

8、16Mn鋼作為縱梁，縱梁長(zhǎng)19m。1、荷載計(jì)算（1）蓋梁砼+鋼筋自重：G1=（69.96+0.67×2）m3×24kN/m3+101 kN =1812kN（2）模板自重（按鋼筋砼自重的20%計(jì)算）：G2=1812×0.2=362kN （3）施工荷載與其它荷載：G3=15kN（14）橫梁自重：G4=5×0.205×32=33kN縱梁上的總荷載：Gz=G1+G2+G3+ G4 =1812+362+15+33=2222kN縱梁所承受的荷載假定為均布荷載q： q= GZ/L=2222/15.7=141.5kN/m 單根工45b型鋼所承受的均布荷載為：

9、q=q/4=35.4 kN/m2、力學(xué)計(jì)算模型 建立力學(xué)模型如圖4所示。圖4 縱梁計(jì)算模型圖3、結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算選用I45b,查鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算手冊(cè)得各相關(guān)力學(xué)參數(shù)如下： E=2.1×105MPa，Wx=1500.4cm3,A=111.4cm2,Ix/Sx=38cm(Ix=33759cm4，Sx=887.1cm3)，b=1.42cm。根據(jù)計(jì)算模型，檢算如下：= Mmax/Wx187.58*106/（1500.4×103）125MPa>=210MPa=QmaxSx/(Ixb)=162.84×887.1×106/(33759×1.42×105

10、)=30.1 MPa <1.3= 110.5Mpa（可）中跨跨中最大撓度： max= =0.019m=19mm l/400=9200/400=23mm (滿足) 懸臂端最大撓度： max= =0.0063m=6.3mm五、抱箍計(jì)算（1）、荷載計(jì)算每個(gè)墩柱設(shè)一個(gè)抱箍支承上部荷載，由上面的計(jì)算可知：每個(gè)抱箍承受的豎向壓力N：N= （Gz +縱梁自重）/2=（2222 +0.8745×19×4）/2=1144kN 以最大值為抱箍體需承受的豎向壓力N進(jìn)行計(jì)算，該值即為抱箍體需產(chǎn)生的摩擦力。 (2)、抱箍受力計(jì)算螺栓數(shù)目計(jì)算抱箍體需承受的豎向壓力N=1144kN抱箍所受的豎向壓

11、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0.4；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(jì)算：m=N/NL=1144/52.9=21.622個(gè)，取計(jì)算截面上的螺栓數(shù)目m=24個(gè)。則每條高強(qiáng)螺栓提供的抗剪力：P=N/15=1144/24=47.7KN<NL=52.9kN故能承擔(dān)所要求的荷載。螺栓軸向受拉計(jì)算 砼與鋼之間設(shè)一層橡膠，按橡膠與鋼之間的摩擦系數(shù)取=0.4計(jì)算抱箍產(chǎn)生的壓力

12、Pb= N/=1144kN/0.4=2860kN由高強(qiáng)螺栓承擔(dān)。則：N=Pb=2860kN抱箍的壓力由24條M24的高強(qiáng)螺栓的拉力產(chǎn)生。即每條螺栓拉力為N1=Pb/24=2860kN /24=119kN<S=225kN=N”/A= N（1-0.4m1/m）/A式中：N-軸心力 m1-所有螺栓數(shù)目，?。?4個(gè) A-高強(qiáng)螺栓截面積，A=4.52cm2=N”/A= Pb（1-0.4m1/m）/A=2860×(1-0.4×24/22)/24×4.52×10-4 =148599kPa=149MPa=200MPa 故高強(qiáng)螺栓滿足強(qiáng)度要求。求螺栓需要的力矩M1)

13、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M1=0.15×119×0.015=0.268KN.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)=0.15×119×cos10°×0.011+119×sin10°×0.011=0.269(KN·m)M=M1+M2=0.268+0.269=0.537(KN·m) =53.7(kg·m)所以要求螺栓的扭緊力矩M55(kg·m)（3）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=12N1=12×119=1428（KN）抱箍壁采用面板16mm的鋼板，抱箍高度為0.5m。則抱箍壁的縱向截面積：