盖梁支架计算书

'----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方1盖梁施工1.1工艺概述本标段共有盖梁(含桥台盖梁)50座，盖梁混凝土标号为C30。桥墩盖梁采用抱箍法施工，桥台盖梁为桩接盖梁形式，采用就地现浇施工。盖梁施工流程：在墩柱上安装抱箍(地基处理)→安装H70型钢(搭设辅助支架)→铺设工字钢→安装盖梁底模→盖梁钢筋绑扎→安装盖梁侧模→盖梁混凝土浇筑→盖梁混凝土养护、拆模。1.2桥墩盖梁支架施工(1)抱箍法施工本标段共有两种盖梁形式，一种是两柱式，一种三柱式，每个立柱均采用两块半圆弧型钢板(板厚t=10mm)制成。考虑到受力要求及施工时的便易性，拟采取两种抱箍形式，一种为专门用于三柱式桥墩的中柱，高度为1.2m,一种为两柱式桥墩及三柱式桥墩的边柱，高度为1m。采用M24高强螺栓连接。抱箍紧箍在墩柱上产生摩擦力提供上部结构的支承反力，为提高墩柱与抱箍间的摩擦力，同时对墩柱混凝土面保护，在墩柱与抱箍之间设一层5mm厚的橡胶垫，纵梁与抱箍之间采用U型螺栓连接。取最不利荷载为验算标准，经验算可保证盖梁的施工质量。盖梁支架采用24m长H70型钢纵梁，每侧1根工字钢，横向12#工字钢铺设作横梁，横梁上设钢垫块以调整盖梁底的横向坡度与安装误差,在横梁上方纵向铺设1cm厚的竹胶板,侧模采用1cm厚12.23m长钢模板。栏杆采用φ50的钢管搭设，在横梁上设两道1.2m高的钢管立柱，竖向间隔0.5m设一道钢管立柱，钢管之间采用扣件连接。立柱与横梁的连接采用在横梁上设0.2m高的支座。钢管与支座之间采用销连接，工作平台设在横梁悬出端，在横梁上铺设3cm厚的木板，木板与横梁之间采用铁丝绑扎牢靠；防护栏杆四周都用密目网围护，以防杂物从高空坠落造成安全事故。（2）盖梁抱箍结构验算本工程盖梁长度、形式不一，取最不利荷载为验算标准，两柱式最不利荷载盖梁为9#和11#左幅盖梁，尺寸为：15.447m（长）×2m（宽）×(1.4～1.65m)(高),----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方 ----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方三立柱最不利荷载为11#右幅桥盖梁和19#左盖梁，其中11#盖梁尺寸为：22.096m（长）×1.9m（宽）×1.4m（高），尺寸分别为:21.331m(长)×2m(宽)×（1.906～2.308m）(高)。1、三柱式盖梁：（1）19#盖梁①荷载固定荷载：（荷载分项系数1.2）a、盖梁混凝土荷载:Q1=89.22m³×26KN／m³=2319.72KNb、模板及工字钢荷载: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型钢自重：Q3=1850N/m×24m×2=88.8KN可变荷载：（荷载分项系数1.4）a、人员及施工设备荷载取2.5KN/㎡：Q4=21.331×2㎡×2.5KN／㎡=106.66KNb、振捣混凝土时产生的荷载2.0KN/㎡：Q5=21.331×2㎡×2KN／㎡=85.3KN②横梁抗弯验算横梁上的总荷载Qh=1.2×(Q1+Q2)+1.4×(Q4+Q5)=3170.87KN,横梁采用12#工字钢间距0.4m铺设，三立柱式盖梁使用的工字钢数为55根，则作用上单根方木上的荷载Qk=Qh/(44×2)=28.83KN/m,按最不利荷载原则分别建立力学模型(力学模型如下)9#盖梁横梁力学模型（单位：KN/M；M）12#工字钢的弹性模量E=2.1×105MPa；A=18.1cm2，惯性矩I=488cm4，抗弯模量Wx=77.5cm3；Q235钢材抗弯设计强度〔σ〕=215MPa；抗剪设计强度〔τ〕=98MPa；----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方 ----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方横梁弯矩图（单位：KN·m）由弯矩图知最大弯矩：Mmax=14.42kN·mσ=Mmax/Wx=14.42×1000N/(77.5×10-6)㎡≈185.97MPa<[σ]=215Mpa横梁剪力图（单位：KN）由剪力图可知Qmax=28.83KNTmax=3Qmax/（2A）=3×28.83×1000/（2×18.1×102）=23.89N/mm2〈〔fv〕=98N/mm2最大饶度：fmax=5ql4/（384EI）=5×28.83×20004/（384×2.1×105×488×104）=5.86mm〈〔f〕=2000/250=8mm横梁验算通过③纵梁验算每个盖梁设置两个抱箍体支撑上部所有荷载，纵梁采用70H字钢，为保证工字钢的整体稳定型，在立柱两旁分别设置两根ø30L=220cm拉杆。纵梁上总荷载为：Qz=1.2×（q1+Q2+Q3）+1.4×（Q4+Q5）=3277.43KN，则作用在单根工字钢上得荷载q=Qz/（21.331m×2）=76.82kn/m,纵梁H70型纵梁70aH型钢弹性模量E=2.1×105MPa;惯性矩I=201000cm4；A=235.5cm²；抗弯模量Wx=5760cm³Sx=772cm³d=13mm力学模型如下图。----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方 ----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方纵梁力学模型图（KN/m）纵梁支座处反力图（KN·m；KN）纵梁弯矩图(KN·m)纵梁剪力图（KN）由以上纵梁计算模型用力学求解器得出弯矩结构图（如上），最大弯矩出现在跨中:Mmax=579.23KN·m最大剪力Fs=383.77KN最大正应力σ=Mmax/Wx=579.23KN·m/5760cm³=100.56Mpa<[σ]=215MPa最大切应力τ=Fs×Sx/I×d=383.53×103×772×10-6/201000×10-8×12*10-3=11.33Mpa<[τ]=98MPa纵梁验算通过（2）11#盖梁①荷载固定荷载：（荷载分项系数1.2）a、盖梁混凝土荷载:Q1=58.78m³×26KN／m³=1528.28KN----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方 ----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方b、模板及工字钢荷载:木模板自重取0.5KN/㎡Q2=22.096m×1.9m×0.5KN／㎡+22.096m×1.4m×0.01m×7850kg/m³×10N/kg×2=69.56KNc、H70型钢自重：Q3=1850N/m×24m×2=88.8KN可变荷载：（荷载分项系数1.4）a、人员及施工设备荷载取2.5KN/㎡：Q4=22.096×1.9㎡×2.5KN／㎡=104.96KNb、振捣混凝土时产生的荷载2.0KN/㎡：Q5=22.096×1.9㎡×2KN／㎡=83.96KN②横梁抗弯验算横梁上的总荷载Qh=1.2×(Q1+Q2)+1.4×(Q4+Q5)=2181.89KN,横梁采用12#工字钢间距0.4m铺设，三立柱式盖梁使用的工字钢数为57根，则作用上单根方木上的荷载Qk=Qh/(57×2)=20.15KN/m,按最不利荷载原则分别建立力学模型(力学模型如下)两柱式盖梁横梁力学模型12#工字钢的弹性模量E=2.1×105MPa；A=18.1cm2，惯性矩I=488cm4，抗弯模量Wx=77.5cm3；Q235钢材抗弯设计强度〔σ〕=215MPa；抗剪设计强度〔τ〕=98MPa；横梁弯矩图（单位：KN·m）由弯矩图可知，最大弯矩：Mmax=9.09kN·mσ=Mmax/Wx=9.09×1000N/(77.5×10-6)㎡≈117.31MPa<[σ]=215Mpa----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方 ----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方横梁剪力图（单位：KN）由剪力图可知Qmax=19.14KNTmax=3Qmax/（2A）=3×19.14×1000/（2×18.1×102）=15.86N/mm2〈〔fv〕=98N/mm2最大饶度：fmax=5ql4/（384EI）=5×19.14×19004/（384×2.1×105×488×104）=1.76mm〈〔f〕=1900/250=7.6mm横梁验算通过③纵梁验算每个盖梁设置两个抱箍体支撑上部所有荷载，纵梁采用H70型钢，为保证工字钢的整体稳定型，在立柱两旁分别设置两根ø30L=220cm拉杆。纵梁上总荷载为：Qz=1.2×（q1+Q2+Q3）+1.4×（Q4+Q5）=2288.45KN，则作用在单根工字钢上得荷载q=Qz/（22.096m×2）=51.78KN/m,纵梁H70型纵梁70H型钢弹性模量E=2.1×105MPa;惯性矩I=201000cm4；A=235.5cm²；抗弯模量Wx=5760cm³；Sx=772cm³；d=13mm力学模型如下图。纵梁力学模型图（KN/m）----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方 ----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方纵梁支座处反力图（KN/m；KN）纵梁弯矩图(KN·m)纵梁剪力图（KN）由以上纵梁计算模型用力学求解器得出弯矩机构图（如上），最大弯矩出现在跨中:Mmax=521.82KN·m最大剪力Fs=289.47KN最大正应力σ=Mmax/Wx=521.82KN·m/5760cm³=90.59Mpa<[σ]=215MPaτ=Fs×Sx/I×d=289.47×103×772×10-6/201000×10-8×13*10-3=8.55Mpa<[τ]=98MPa纵梁验算通过2、两柱式盖梁9#左幅盖梁①荷载固定荷载：（荷载分项系数1.2）a、盖梁混凝土荷载:Q1=46.92m³×26KN／m³=1219.92KNb、模板及工字钢荷载: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=55.46KNc、H70型钢自重：Q3=1850N/m×24m×2=88.8KN----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方 ----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方可变荷载：（荷载分项系数1.4）a、人员及施工设备荷载取2.5KN/㎡：Q4=15.447×2㎡×2.5KN／㎡=77.24KNb、振捣混凝土时产生的荷载2.0KN/㎡：Q5=15.447×2㎡×2KN／㎡=61.79KN②横梁抗弯验算横梁上的总荷载Qh=1.2×(Q1+Q2)+1.4×(Q4+Q5)=1725.09KN。横梁采用12#工字钢间距0.4m铺设，两立柱式盖梁使用的工字钢数为40根，则作用在单根工字钢的荷载Qk=Qh/(40×2)=21.56KN/m,按最不利荷载原则分别建立力学模型(力学模型如下)两柱式盖梁横梁力学模型12#工字钢的弹性模量E=2.1×105MPa；A=18.1cm2，惯性矩I=488cm4，抗弯模量Wx=77.5cm3；Q235钢材抗弯设计强度〔σ〕=215MPa；抗剪设计强度〔τ〕=98MPa；由弯矩图可知，最大弯矩：Mmax=10.78kN·mσ=Mmax/Wx=10.78×1000N/(77.5×10-6)㎡≈139.12MPa<[σ]=215Mpa由剪力图可知Qmax=21.56KNTmax=3Qmax/（2A）=3×21.56×1000/（2×18.1×102）=17.87N/mm2〈〔fv〕=98N/mm2最大饶度：fmax=5ql4/（384EI）----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方 ----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方=5×21.56×20004/（384×2.1×105×488×104）=4.38mm〈〔f〕=2000/250=8mm横梁验算通过③纵梁验算每个盖梁设置两个抱箍体支撑上部所有荷载，纵梁采用H70型钢，为保证工字钢的整体稳定型，在立柱两旁分别设置两根ø30L=220cm拉杆。纵梁上总荷载为：Qz=1.2×（q1+Q2+Q3）+1.4×（Q4+Q5）=1831.65KN，则作用在单根工字钢上得荷载q=Qz/（15.447m×2）=59.29KN/m,纵梁H70型纵梁70H型钢弹性模量E=2.1×105MPa;惯性矩I=201000cm4；A=235.5cm²；抗弯模量Wx=5760cm³；Sx=772cm³；d=13mm力学模型如下图。纵梁力学模型图（KN/m；m）纵梁支座处反力图（KN·m；KN）纵梁弯矩图(KN·m)----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方 ----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方纵梁剪力图（KN）由以上纵梁计算模型用力学求解器得出弯矩机构图（如上），最大弯矩出现在跨中:Mmax=1010.53KN·m；最大剪力Fs=359.8KN最大正应力σ=Mmax/Wx=1010.53KN·m/5760cm³=175.44Mpa<[σ]=215MPaτ=Fs×Sx/I×d=359.8×103×772×10-6/201000×10-8×13*10-3=10.63Mpa<[τ]=98MPa纵梁验算通过3、抱箍受力验算由上述支座处反力图可知，最大支座反力在19#墩中墩位置，考虑到，受力要求及施工时的简易性，拟采取两种抱箍形式，一种为专门用于三柱式桥墩的中柱，高度为1.2m,一种为两柱式桥墩及三柱式桥墩的边柱，高度为1m。取最不利荷载情况，其受力验算如下：（1）中柱①螺栓数目计算由上面的计算可知：中柱位置，每根H70型钢最大的支座反力R=735.82kN，所以单个抱箍体需承受的竖向压力N=1471.64kN，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高强螺栓的允许承载力：[NL]=Pμn/K式中：P---高强螺栓的预拉力，取225kN;μ---摩擦系数，取0.3；----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方 ----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方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需螺栓数目m计算：m=N/[NL]=1471.64/39.7=37.07个，取计算截面上的螺栓数目m=40个。则每条高强螺栓提供的抗剪力：P′=N/40=1471.64/40=36.79KN＜[NL]=39.7kN故40个螺栓能承担所要求的荷载。②螺栓轴力受拉计算混凝土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=1471.64kN/0.3=4905.47kN由高强螺栓承担。则：N′=Pb=4905.47kN抱箍的压力由40条M24的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为N1=Pb/40=4905.47kN/40=122.64kN<[F]=P=225kNσ=N”/A=N′（1-0.4m1/m）/A式中：N′---轴心力m1---所有螺栓数目，取：40个A---高强螺栓截面积，A=4.52c㎡σ=N”/A=Pb（1-0.4m1/m）/A=4905.47×(1-0.4×40/20)/40×4.52×10-4=54.26MPa＜[σ]=140MPa③求螺栓需要的力矩Ma、由螺帽压力产生的反力矩M1=u1N1×L1u1=0.15钢与钢之间的摩擦系数；L1=0.015力臂M1=0.15×122.64×0.015=0.0.276KN.mb、M2为螺栓爬升角产生的反力矩,升角为10°M2=μ1×N1cos10°×L2+N1sin10°×L2[式中L2=0.011(L2为力臂)]=0.15×122.64×cos10°×0.011+122.64×sin10°×0.011----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方 ----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方=0.434(KN·m)M=M1+M2=0.276+0.434=0.71(KN·m)=71(KN·m)所以要求螺栓的扭紧力矩M≥71(KN·m)④抱箍体的应力计算a、抱箍壁为受拉产生拉应力拉力P1=20N1=8×122.46=2452.73（KN）抱箍壁采用面板δ10mm的钢板，抱箍高度为1.2m。则抱箍壁的纵向截面积：S1=0.01×1.2=0.012(㎡)σ=P1/S1=2452.73/0.012=191.8(MPa)＜[σ]=215MPa满足设计要求。b、抱箍体剪应力τ=（1/2RA）/（2S1）=（1/2×1471.64）/（2×0.012）=30.66MPa<[τ]=85MPa根据第四强度理论σW=（σ2+3τ2）1/2=（191.82+3×28.82）1/2=211.18MPa<[σW]=215MPa满足强度要求。（1）边柱①螺栓数目计算由上面的计算可知：边柱位置，每根H70型钢最大的支座反力R=577.33kN，所以单个抱箍体需承受的竖向压力N=1154.66kN，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高强螺栓的允许承载力：[NL]=Pμn/K式中：P---高强螺栓的预拉力，取225kN;μ---摩擦系数，取0.3；----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方 ----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方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需螺栓数目m计算：m=N/[NL]=1154.66/39.7=29.08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/32=1471.64/32=36.08KN＜[NL]=39.7kN故32个螺栓能承担所要求的荷载。②螺栓轴力受拉计算混凝土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=1154.66kN/0.3=3848.87kN由高强螺栓承担。则：N′=Pb=3848.87kN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/32=3848.87kN/32=120.28kN<[F]=P=225kNσ=N”/A=N′（1-0.4m1/m）/A式中：N′---轴心力m1---所有螺栓数目，取：32个A---高强螺栓截面积，A=4.52c㎡σ=N”/A=Pb（1-0.4m1/m）/A=3848.87×(1-0.4×32/16)/32×4.52×10-4=53.22MPa＜[σ]=140MPa③求螺栓需要的力矩Ma、由螺帽压力产生的反力矩M1=u1N1×L1u1=0.15钢与钢之间的摩擦系数；L1=0.015力臂M1=0.15×120.28×0.015=0.0.271KN.mb、M2为螺栓爬升角产生的反力矩,升角为10°M2=μ1×N1cos10°×L2+N1sin10°×L2[式中L2=0.011(L2为力臂)]----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方 ----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方=0.15×120.28×cos10°×0.011+120.28×sin10°×0.011=0.425(KN·m)M=M1+M2=0.276+0.434=0.696(KN·m)=69.6(KN·m)所以要求螺栓的扭紧力矩M≥69.6(KN·m)④抱箍体的应力计算a、抱箍壁为受拉产生拉应力拉力P1=16N1=16×120.28=1924.43（KN）抱箍壁采用面板δ10mm的钢板，抱箍高度为1m。则抱箍壁的纵向截面积：S1=0.01×1=0.01(㎡)σ=P1/S1=2452.73/0.01=192.44(MPa)＜[σ]=215MPa满足设计要求。b、抱箍体剪应力τ=（1/2RA）/（2S1）=（1/2×1154.66）/（2×0.012）=28.87MPa<[τ]=85MPa根据第四强度理论：σW=（σ2+3τ2）1/2=（191.82+3×28.82）1/2=198.83MPa<[σW]=215MPa满足强度要求。----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方'