系梁抱箍支架受力验算

系梁抱箍支架受力验算

本合同段所有柱间系梁均采用抱箍法施工工艺，考虑到本合同段的圆柱墩分直径1.8m和2.0m两种类型，因此抱箍需配套加工，抱箍采用2cm厚Q235钢板，每个抱箍分两片半圆制作，内径较墩柱直径大10mm，对扣在墩柱上端，钢抱箍制作必须准确，在与墩身接触面之间垫5mm厚橡胶垫，再用高强螺栓固定，使之牢固箍在墩柱上。抱箍上搭设两根长9m的I36b工字钢作为系梁支撑横梁，工字钢上铺设长3m的15cm*15cm方木作为横梁，方木间距为30cm, 然后在支架上铺设系梁底模，绑扎钢筋，支立侧模，最后浇筑混凝土。

mm

⑴总荷载计算

①系梁自重

系梁自重依据最大系梁重量计算，钢筋砼密度取26kN/m3 。

系梁自重：G1=3.9m×1.4m×1.8m×26kN/m3=255.53KN。

②模板、支架自重

系梁两侧各设置1根I36b工字钢作为主梁，长9m，主梁重：G2=9 m×65.689kg/m×2×9.8N/kg=11.59KN。

工字钢主梁上面每间隔30cm 铺设15*15的方木，方木长3m 。 方木总重:G3=0.15 m ×0.15 m ×3 m ×600kg/m3×13×9.8N/kg=4KN 。 组合钢模板及连接件重0.95KN/m2, 侧模和底模模板面积为20m 2，则模板自重G4=20m 2x0.95kN/m 2=19kN 。 ③施工荷载

施工人员、机具材料荷载以2.5KN/m 2计，振捣混凝土产生的荷载，按照2KN /m 2考虑，面积为系梁投影底面积 5.46m 2，则施工人员、机具材料、振捣荷载G5=（2+2.5）kN/m 2x5.46 m 2=24.57KN 。

总荷载：G=G1+G2+G3+G4+G5 =255.53+11.59+4+19+24.57=314.69KN ； 考虑安全系数为1.2，则总荷载为G ’=G*1.2=314.69*1.2=377.63KN 。 ⑵I36b 主梁受力验算

系梁总长3.9m ，均布每延米荷载m KN /83.969.3/63.377q ==.

m KN ql M .06.928

9.342.48822max =⨯==

MPa m N W M 17.100).(1017.10010

919920602

66

max max =⨯=⨯==

-σ＜[σ]=215MPa ； 满足要求。

⑶方木(15cm*15cm)受力检算 ① 方木弯矩验算

系梁及模板总荷载G=363.72KN 。方木铺设间距为30cm ，共铺设13根，则单根承受G6=363.72/13=27.98KN 。系梁底宽1.4m ，则单根方木均布荷载q=27.98/1.4=19.98KN/m 。

方木跨中弯矩：

80MPa

][7.8105.5624900.90.484.198.1986

2

2==⨯===⨯==-σσ＜MPa W M m

KN ql M 满足受力要求。 ②方木挠度检算

mm L mm EI ql f 540049.010*******.23840.2199805384581144==⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-＜

即每间隔30cm 布设1根15*15cm 方木满足施工要求。 ⑷抱箍受力验算

抱箍法施工就是将系梁施工荷载通过抱箍与柱之间的摩擦力传递给柱，由摩擦力公式f=μN 可知，摩擦力等于抱箍给柱的正压力与摩擦系数的乘积。抱箍与柱间的正压力是由抱箍上螺栓的预紧力产生的。由受力平衡可知抱箍所受主梁施加的压力等于抱箍与柱间产生的摩擦力。由《路桥施工计算手册》中查得钢带与橡胶垫之间的摩擦系数取0.25。

系梁及支架总荷载G ’=377.63KN 。则单个牛腿承受的压力G0= G ’/4=377.63KN/4=94.41KN 。 ①计算钢带对砼的压应力 钢带对立柱的压应力

1

σ可由下式计算求得：

1μσB πD =KG

其中：

μ—摩阻系数，取0.25 B —钢带宽度，B=500mm D —立柱直径，D=2000mm K —荷载安全系数，取1.2

G —作用在单个抱箍上的荷载，G=188.82kN 则

1σ=KG/(μB πD)

=1.2×188.82×1000/(0.25×500×3.14×2000)=0.289Mpa<

[]c σ=13.8Mpa ，满足要求。

其中：

[]c σ—砼立柱抗压强度容许值，其值不大于0.8R a b ，立柱砼标号为30Mpa ，轴心抗压强度R a b =0.7×30=21Mpa ，0.8 R a b =0.8×21=16.8Mpa

②钢带内应力

2

σ的合成图如下：

2

2σ

化简得：21σδ=σD/2

其中：

δ—钢板厚度 求得

2σ=1σD/(2)

=0.289×2000/(2×12)=24.08MPa

③牛腿螺栓受力计算 a.牛腿螺栓抗拉承载力计算

牛腿腹板采用12根10.9级M24高强螺栓，螺栓直径为24mm 。钢带所受拉力：F=2σA =24.08×12×500×-310=144.48kN ，则单个螺栓所受拉力为：N=F/12=144.48/12=12.04kN

其中：

N t —10.9级M24高强螺栓设计拉力。查《钢结构设计规范GB500172003》10.9级M24螺栓预拉力P=225kN ，N t =0.8P=180kN

b.牛腿螺栓抗剪承载力计算

已计算得作用在单个牛腿上的竖向荷载为94.41KN ，螺栓连接方式为双剪结合，单个螺栓所受的竖向总荷载为：T=94.41/12=7.87kN ，单个螺栓所受剪力Q=T/2=3.94kN 。

螺栓截面为圆形，故其截面所受的最大切应力为：

max e

4Q τ=

3A 其中：

e A —M24螺栓的有效面积，为3532mm