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盖梁抱箍法施工设计计算书

一、设计检算说明 1、计算原则

（1）在满足结构受力情况下考虑挠度变形控制。 （2）综合考虑结构的安全性。 （3）采取比较符合实际的力学模型。

（4）尽量采用已有的构件和已经使用过的支撑方法。 2、贝雷架无相关数据，根据计算得出，无资料可附。 3、对部分结构的不均布，不对称性采用较大的均布荷载。 4、本计算未扣除墩柱承担的盖梁砼重量。以做安全储备。

5、抱箍加工完成实施前，必须先进行压力试验，变形满足要求后方可使用。 二、侧模支撑计算

1、荷载计算（按最大盖梁）

砼浇筑时的侧压力：Pm=Kγh

式中：K---外加剂影响系数，取1.2； γ---砼容重，取26kN/m3； h---有效压头高度。

砼浇筑速度v按0.3m/h，入模温度按20℃考虑。 则：v/T=0.3/20=0.015<0.035

h=0.22+24.9v/T=0.22+24.9×0.015=0.6m Pm= Kγh=1.2×26×0.6=19kPa

砼振捣对模板产生的侧压力按4kPa考虑。

则：Pm=19+4=23kPa

盖梁长度每延米上产生的侧压力按最不利情况考虑（即砼浇筑至盖梁顶时）： P=Pm×（H-h）+Pm×h/2=23×2+23×0.6/2=53.9kN

2、拉杆拉力验算

拉杆（φ20圆钢）间距1.2m，1.2m范围砼浇筑时的侧压力由上、下两根拉杆承受。则有：

σ=（T1+T2）/A=1.2P/2πr2

=1.2×53.9/（2π×0.012）=102993kPa=103MPa<[σ]=160MPa(可) 3、竖带抗弯与挠度计算 精品文档

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设竖带两端的拉杆为竖带支点，竖带为简支梁，梁长l0=2.2m，砼侧压力按均布荷载q0考虑。

竖带[14b的弹性模量E=2.1×105MPa;惯性矩Ix=609.4cm4;抗弯模量Wx=87.1cm3 q0=23×1.2=27.6kN/m

最大弯矩：Mmax= q0l02/8=27.6×2.72/8=25kN·m

σ= Mmax/2Wx=25/(2×87.1×10-6)

=143513≈144MPa<[σw]=160MPa(可)

挠度：fmax= 5q0l04/384×2×EIx=5×27.6×2.74/(384×2×2.1×108×609.4×10-8)=0.0075m≈[f]=l0/400=2.0/400=0.005m

4、关于竖带挠度的说明

在进行盖梁模板设计时已考虑砼浇时侧向压力的影响，侧模支撑对盖梁砼施工起稳定与加强作用。为了确保在浇筑砼时变形控制在允许范围，同时考虑一定的安全储备，在竖带外设钢管斜撑。钢管斜撑两端支撑在模板中上部与横梁上。因此，竖带的计算挠度虽略大于允许值，但实际上由于上述原因和措施，竖带的实际挠度能满足要求。 三、横梁计算

采用间距0.4m工16型钢作横梁，横梁长4.6m。在墩柱部位横梁设计为特制钢支架，该支架由工16型钢制作，每个墩柱1个，每个支架由两个小支架栓接而成。故共布设横梁124个，特制钢支架6个（每个钢支架用工16型钢18m）。盖梁悬出端底模下设特制三角支架，每个重约8kN。

1、荷载计算

（1）盖梁砼自重：G1=216.7m3×26kN/m3=5634.2kN （2）模板自重：G2=520kN (根据模板设计资料) （3）侧模支撑自重：G3=96×0.168×2.9+10=57kN （4）三角支架自重：G4=8×2=16kN （4）施工荷载与其它荷载：G5=20kN

横梁上的总荷载：GH=G1+G2+G3+G4+G5=5634.2+520+57+16+20=6237.2kN qH=4431/26.4=126.8kN/m

横梁采用0.4m的工字钢，则作用在单根横梁上的荷载GH’=126.8×0.4=50.7kN 作用在横梁上的均布荷载为：

qH’= GH’/lH=50.7/2.2=23kN/m(式中：lH为横梁受荷段长度，为2.4m) 2、横梁抗弯与挠度验算

横梁的弹性模量E=2.1×105MPa;惯性矩I=1127cm4;抗弯模量Wx=140.9cm3 最大弯矩：Mmax= qH’lH 2/8=28×2.42/8=20kN·m

σ= Mmax/Wx=20/(140.9×10-6)

=141945≈142MPa<[σw]=160MPa (可)

最大挠度：fmax= 5 qH’lH 4/384×EI=5×28×2.44/(384×2.1×108×1127×10-8)=0.0051m<[f]=l0/400=2.2/400=0.006m (可) 四、纵梁计算

纵梁采用单层四排，上、下加强型贝雷片（标准贝雷片规格：3000cm×1500cm，加强弦杆高度10cm）连接形成纵梁，长30m。 1、荷载计算 精品文档

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（1）横梁自重：G6=4.6×0.205×56+3×18×0.205=64kN

（2）贝雷梁自重：G7=（2.7+0.8×2+1+2×3×0.205）×40=237kN 纵梁上的总荷载：

GZ=G1+G2+G3+G4+G5+G6+G7=5634.2+520+57+16+20+64+237=6538kN 纵梁所承受的荷载假定为均布荷载q： q= GZ/L=6538/49.26=133kN/m 2、结构力学计算

结构体系为一次超静定结构，采用位移法计算。 （1）计算支座反力RC：

第一步：解除C点约束，计算悬臂端均布荷载与中间段均布荷载情况下的弯矩与挠度

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第二步：计算C点支座反力RC作用下的弯矩与挠度

第三步：由C点位移为零的条件计算支座反力RC 由假定支座条件知:∑fc=0

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（2）计算支座反力RA、RB 由静力平衡方程解得

（3）弯矩图

根据叠加原理，绘制均布荷载弯矩图：

（4）纵梁端最大位移

=-648q/EI (↓)

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4、纵梁结构强度验算

（1）根据以上力学计算得知，最大弯矩出现在A、B支座，代入q后 MB=8.82q=8.82×133=1173kN·m （2）贝雷片的允许弯矩计算

查《公路施工手册 桥涵》第923页，单排单层贝雷桁片的允许弯矩[M0]为975kN·m。 则四排单层的允许弯矩[M]=4×975×0.9=3510 kN·m(上下加强型的贝雷梁的允许变矩应大于此计算值)

故：MB=1173kN·m＜[M]=3510 kN·m 满足强度要求 5、纵梁挠度验算 （1）贝雷片刚度参数 弹性模量：E=2.1×105MPa

惯性矩：I=Ah×h/2=(25.48×2×4)×150×150/2=2293200cm4（因无相关资料可查，进行推算得出）

（2）最大挠度发生在盖梁最大横向跨中部位

fmax=648q/EI=648×133/(2.1×108×2293200×10-8)=0.018m [f]=L/2/400=20.82/2/400=0.026m 由于fmax<[f]，计算挠度能满足要求。 五、抱箍计算 （一）抱箍承载力计算 1、荷载计算

每个盖梁按墩柱设三个抱箍体支承上部荷载，由上面的计算可知： 支座反力RA=RB=[2(l+a)-8.31]q/2=[2(9+4.5)-8.31]×133/2=1672kN RC=8.31q=8.31×133=1105kN

以最大值为抱箍体需承受的竖向压力N进行计算，该值即为抱箍体需产生的摩擦力。

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2、抱箍受力计算 （1）螺栓数目计算

抱箍体需承受的竖向压力N=1242kN

抱箍所受的竖向压力由M24的高强螺栓的抗剪力产生，查《路桥施工计算手册》第426页：

M24螺栓的允许承载力： [NL]=Pμn/K

式中：P---高强螺栓的预拉力，取225kN; μ---摩擦系数，取0.3； n---传力接触面数目，取1； K---安全系数，取1.7。

则：[NL]= 225×0.3×1/1.7=39.7kN 螺栓数目m计算：

m=N’/[NL]=1242/39.7=31.3≈32个，取计算截面上的螺栓数目m=32个。 则每条高强螺栓提供的抗剪力：

P′=N/44=1242/32=38.8KN≈[NL]=38.7kN 故能承担所要求的荷载。 （2）螺栓轴向受拉计算

砼与钢之间设一层橡胶，按橡胶与钢之间的摩擦系数取μ=0.3计算 抱箍产生的压力Pb= N/μ=1242kN/0.3=4140kN由高强螺栓承担。 则：N’=Pb=4140kN

抱箍的压力由32条M24的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为 N1=Pb/44=4140kN /42=130kN<[S]=225kN σ=N”/A= N′（1-0.4m1/m）/A 式中：N′---轴心力 精品文档

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m1---所有螺栓数目，取：66个 A---高强螺栓截面积，A=4.52cm2

σ=N”/A= Pb（1-0.4m1/m）/A=5573×(1-0.4×66/42)/66×4.52×10-4 =117692kPa=118MPa＜[σ]=140MPa 故高强螺栓满足强度要求。 （3）求螺栓需要的力矩M

1)由螺帽压力产生的反力矩M1=u1N1×L1 u1=0.15钢与钢之间的摩擦系数 L1=0.015力臂

M1=0.15×133×0.015=0.299KN.m

2)M2为螺栓爬升角产生的反力矩,升角为10° M2=μ1×N′cos10°×L2+N′sin10°×L2

[式中L2=0.011 (L2为力臂)]

=0.15×133×cos10°×0.011+133×sin10°×0.011 =0.470(KN·m)

M=M1+M2=0.299+0.470=0.769(KN·m)

=76.9(kg·m)

所以要求螺栓的扭紧力矩M≥77(kg·m)

（二）抱箍体的应力计算：

1、抱箍壁为受拉产生拉应力

拉力P1=21N1=21×133=2793（KN） 精品文档

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抱箍壁采用面板δ16mm的钢板，抱箍高度为1.734m。 则抱箍壁的纵向截面积：S1=0.016×1.734=0.027744(m2)

σ=P1/S1=2793/0.027744=100.67(MPa)＜[σ]=140MPa 满足设计要求。 2、抱箍体剪应力

τ=（1/2RA）/（2S1）

=（1/2×1672）/（2×0.027744）

=15MPa<[τ]=85MPa

根据第四强度理论

σW=（σ2+3τ2）1/2=（100.672+3×152）1/2

=104MPa<[σW]=145MPa 满足强度要求。

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