无支架抱箍施工工字钢理论计算.doc

建鸡A4标K33+218大桥墩盖梁无支架抱箍施工工字钢力学计算一、编制依据1、建三江至鸡西高速公路虎林至鸡西段第A4合同段两阶段施工图设计；2、交通部行业标准公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ 025-86）；3、交通部行业标准 公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2000）；4、桥梁施工常用数据手册（人民交通出版社 张俊义编）；5、路桥施工计算手册 人民交通出版社（周水兴、何兆益、邹毅松等编）；二、盖梁一般构造图建鸡高速公路A4标K33+218大桥长113.20米，与云山路交角35°，墩盖梁长12.528m，宽1.8m，高m，混凝土方量为34.95m3，钢筋重4808kg墩柱3根，直径1.40m墩柱461.9φ=1400φ=1400 φ=1400461.91252.8164.5164.572.272.210060K33+218大桥墩盖梁一般构造图三、施工工艺本桥墩盖梁采用无支架抱箍法施工抱箍为圆形，高度0.4m1．侧模、底模和端模侧模为钢模板，模板厚度为50mm；横向背架槽钢[10，每侧2根，每根长12.528m；横向钢管，每侧3对，每对长12.528m，竖向钢管，每侧25对，每对长2.0m；经计算，侧模共重：3455kg。

底模为钢模板，模板厚度为50mm；背架槽钢[10，2根，每根长11.085m；底模共重：837kg端模模板为钢模板，模板厚度为50mm；横向背架槽钢[10，每侧2根，每根长1.8m；竖向背架槽钢[10，每侧2根，每根长1.6m；端模支架每侧重224kg；经计算，端模共重：1199kg序号类型型号长度或面 积单位重总重备注一侧模1钢模板5mm40.09m240.111608.012横向背架[104*12.528m10501.163横向钢管Φ486*2*12.528m3.84577.344竖向钢管Φ4850*2*2.0m3.84768二底模1钢模板5mm15.33m240.11615.052横向背架[102*11.085m10221.7三端模1钢模板5mm15.33m240.11615.052横向背架[104*1.8m10723竖向背架[104*1.6m10644端模支架2座224448钢模板底模横梁20×20×400方木底模纵梁I32a工字钢墩身φ=1400φ=1400钢抱箍φ=1400盖梁抱箍施工正立面示意图2．模板支撑盖梁底模下采用20cm×20cm×400cm的方木作为横梁，间距0.50cm。

横梁放置在两根I40b工字钢上，I40b工字钢为受力主梁模板φ=1400钢抱箍底模纵梁I32a工字钢安全网检查通道方木支架1.2m0.3m操作平台盖梁抱箍施工侧立面示意图3．抱箍抱箍采用两块半圆弧形钢板制成，钢板厚：12mm，高0.4m，抱箍牛腿钢板厚20mm，宽25cm，采用16根M22高强度螺栓连接为了提高墩柱与抱箍间的摩擦力，在墩柱与抱箍间设置3mm橡胶垫抱箍模板设计图4．防护栏杆和工作平台栏杆采用Φ48的钢管搭设，在横梁上每隔3.0m设一道1.2m的钢管立柱，竖向件隔0.5m设一道横杆，扫地杆距平台地面高度为30cm钢管之间采用扣件连接，栏杆为围蔽安全滤网工作平台设在横梁悬出端，在横梁上铺设2cm厚的木板，木板与横梁之间采用铁丝扎牢四、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；5．盖梁底模为钢模，钢模下设置方木作用为调节标高和结构刚度补强；若钢模刚度足够，则无需计算方木受力；6．对部分结构的不均布、不对称性采用较大的均布荷载；7．本计算未扣除墩柱承担的盖梁砼重量，以作为安全储备；8．抱箍加工完成实施前，先进行压力试验，变形满足要求方可使用。

五、荷载计算及组合荷载分项系数是在设计计算中，反映了荷载的不确定性并与结构可靠度概念相关联的一个数值对永久荷载和可变荷载，规定了不同的分项系数 (1)永久荷载分项系数γG：当永久荷载对结构产生的效应对结构不利时，对由可变荷载效应控制的组合取γG=1.2；对由永久荷载效应控制的组合，取γG=1.35当产生的效应对结构有利时，—般情况下取γG=1.0；当验算倾覆、滑移或漂浮时，取γG=0.9；对其余某些特殊情况，应按有关规范采用 (2)可变荷载分项系数γQ：—般情况下取γQ=1.4盖梁荷载分布面积：12.528m×1.8m =22.55m21．盖梁砼自重：G=34.95m3×24kN/m3+4808kg×9.8N/kg/1000 =885.91kN q1=885.91÷22.55=39.29kN/m2注：含筋量>2%荷载分项系数1.2（依据设计图纸、公路桥涵施工技术规范附录D 普通模板荷载计算）2. 钢模板自重：﹙3455kg+837kg+1199kg﹚×9.8N/kg/1000=53.81kN q2=53.81÷22.55=2.39kN/m2荷载分项系数1.2。

3．方木重量：盖梁宽度为12.528m，加上两侧作业平台宽度各1m，则横向长度为14.5m，去掉3根墩柱所占位置,共计方木：（14.5-1.4×3）m÷0.5m+4孔=25根方木共重：25根×0.2m×0.2m×4m/根×750kg/m3×9.8N/kg /1000=29.40KNq3=29.40÷22.55=1.30kN/m2荷载分项系数1.24．倾倒砼和振捣的冲击荷载根据《路桥施工计算手册》表8-1，冲击荷载取0.8t/m2，(含振捣砼产生的荷载)即8kN/m2，取荷载分项系数r3=1.45．施工机具及施工人员荷载根据《路桥施工计算手册》表8-1，施工人员、施工料具运输、堆放荷载取0.25t/m2,即2.5kN/m2，取荷载分项系数r3=1.4计算I40b工字钢受力分析时，则按照工字钢上均布荷载进行计算，荷载组合为： 即：q=（（39.29+2.39+1.30）×1.2+0.8×1.4+0.25×1.4）×1.8＝95.48kN/m六、工字钢受力检算本受力组合为一次超静定结构，受力简图如下：461.9461.91252.8164.5164.5工字钢计算简图设le=12.528，则4.619=0.3687le=ale,1.645=0.1313le=（0.5-a）le,其基本受力体系如下：ale（0.5-a）lealele（0.5-a）leX1q工字钢计算基本受力体系alealeX1根据一次超静定结构的力法基本方程：δ11X1+Δ1P=0进行求解，为了计算，分别绘出基本结构在X1=1作用下的弯矩图图及荷载q和作用下的弯矩图M图，求得：图由于中轴两侧对称，因此可取单侧计算后再乘以2，因此有：δ11=2 =2 = alealeM图而对于Δ1P：Δ1P =2 =2 = 根据：X1- =0从而得：X1=根据下图，可知：ale（0.5-a）lealele（0.5-a）leX1qX2X3X2=X3； X1+X2+X3=qle从而求得：X2=X3=对于截取的隔离体做顺时针旋转的剪力为正，做逆时针旋转的剪力为负，则剪力图如下：alealeQ图（kN）当x从左侧向支座X2增加时：当x从X2向支座X1增加时：对上述函数进行求导：可知当：时：则弯矩图如下：alealeM图（kN•m）① 抗弯强度计算根据力学计算简图，可计算工字钢梁的弯矩，当a=0.3687时，如下图：alealeM图根据计算结果，最大正应力在跨中，容许剪应力[σ]=210MPa，I40b工字钢WX＝1140cm3＝0.001140m3。

σ=Mmax/Wx =0.0266×95.48×103×12.5282÷（0.001140×2）÷106=174.83MPa＜[210 MPa]，符合要求② 抗剪强度计算k—由于剪力产生的剪应力沿截面分布不均匀而引用的修正系数，其值与截面形状有关，对于工字形截面：k≈ A’为腹板截面积，对于I40b工字钢：A=94.11cm2=0.009411m2 ，A’=（40-1.25×2）×1.25=46.88cm2=0.004688m2，容许剪应力[τ]=120MPa，由于a=0.3687，则得本桥工字钢的剪力图：alealeQ图τ= =94.11÷46.88×（0.2655×95.48×103×12.528）÷（0.009411×2）÷106=33.87MPa＜[120 MPa]，符合要求③ 挠度计算对于对称的三支座一次超静定悬臂梁结构，最大挠度会在两个位置形成，一是悬臂梁两边最边缘位置，一是中间支座与边缘支座之间某一位置，挠度最大值即是这两位置中的最大值ale（0.5-a）lealele（0.5-a）leX1P为求得最大位移，先求在荷载P作用下的弯矩图图，以支座X2为坐标原点，设P的作用点距离支座X2的距离为y，y取值范围为：-（0.5-a）le，ale：alealeX1根据一次超静定结构的力法基本方程：δ11X1+Δ1P=0进行求解，为了计算，分别绘出基本结构在X1=1作用下的弯矩图图及荷载q和作用下的弯矩图M图，求得：图在X1=1作用下的弯矩M有：当0≤x＜ale时：当ale≤x≤2ale时：由于中轴两侧对称，因此可取单侧计算后再乘以2，因此有：δ11=2 =2 = 而对于Δ1P：alealeP=1当-（0.5-a）le≤x＜y时：当y≤x≤+（0.5+a）le时：Δ1P = 则有：解得：。