桥梁抱箍设计方案及计算书

抱箍设计方案

一、工程概况：

根据我标段桥梁施工所处山区地形环境较为复杂多变，盖梁施工中采用抱箍法。盖梁结构承重由墩柱与抱箍间摩擦力提供支承反力，是主要的支承受力结构。在此对抱箍受力情况进行演算，以确定结构能否保持安全稳定。

二、设计方案；

1、原理：

抱箍法其原理是在墩柱上的适当部位安装抱箍并使之与墩柱夹紧，临时设施及盖梁重量支承的抱箍上，利用抱箍与墩柱间的磨擦力传至墩柱。

“抱箍法”的关键是要确保“抱箍”与墩柱间有足够的磨擦力，以安全地传递荷载。

2、结构形式

“抱箍”的结构形式涉及箍身的结构形式和连接板上螺栓的排列。

2.1、箍身的结构形式

“抱箍”安装在墩柱上时必须与墩柱密贴，由于墩柱截面不能经销对圆，各墩柱的不圆度是不同的，即使同一墩柱的不同截面其不圆度也不同。因此，为适应各种不圆度的墩身，“抱箍”的箍身宜采用不设环间加劲的柔性箍身，即用不设加劲板的钢板作箍身。这样，在施加预拉力时，由于箍身是柔性的，容易与墩柱密贴。

2.2连接板上螺栓的排列

“抱箍”上的连接螺栓，预拉力必须能够保证“抱箍”与墩柱间的磨擦力能可靠地传递荷载。因此，要有足够数量的螺栓来保证预拉力。如果单从连接板和箍身的受力来考虑，连接板上的螺栓在竖向最好布置成一排，便这样一来，箍身高度势必较大。尤其是盖梁荷载很大时，需要的螺栓较多，“抱箍”的高度将很大，将加大“抱箍”的投入，且过高的“抱箍”也会给施工带来不便。因此，只要采用厚度足够的连接板并为其设置必要的加劲板，一般均将连接板上的螺栓在竖向布置成两排。这样做在技术上是可行的。

2.3连接螺栓数量的计算

“抱箍”与墩柱间的最大静磨擦力等于正压力与磨擦系数的乘积，即F=f×N

式中：F——“抱箍”与墩柱间的最大静磨擦力

N——“抱箍”与墩柱间的正压力

F——“抱箍”与墩柱间静磨擦系数

而正压力N是由螺栓的预紧力产生的，根据“抱箍”的结构形式，假定每排螺栓个数为n，则螺栓总数为4n，若每个螺栓预紧力为F1，则“抱箍”与墩柱间的总正压力N=4×n×F1。

对于“抱箍”这样的结构，为减少螺栓个数，可采用材质为45号钢，直径30mm的大直径螺栓或M27高强度螺栓。每个螺栓的允许拉力[F]=A×[G]

式中：As——螺栓的横截面积As=πd2/4

[G]——钢板允许应力。对于45号钢，[G]=2000Kg/cm2

于是，[F]=[G]πd2/4=2.0×3.14×32/4=14.13t

取F1=14t

钢材与混凝土间的摩擦系数约为0.3～0.4，取f=0.3

于是”抱箍”与墩柱间的最大静摩擦力为

F=f×N=f×8×N×F1

=0.3×8×n×14=33.6n

若临时设施及盖梁重量为G,则每个”抱箍”承受的荷载为Q=G/2。

取安全系数为λ=2 则有Q=F/λ

(2个墩柱）即G/2=33.6n/2 n=0.03G 故可取n=Num(0.03G+1)

Num( )涵数是取整涵数

三、应用计算：

（一）1.2m直径墩柱抱箍计算

①（左线1、2号墩）墩间距为6.7m

C30砼重量：13.69×2.5=34.23t(取砼密度为2.5t/m3)

钢筋重量:1.83t

合计重量:361.06t

②支撑选择

M=1/8*ql2=1/8*2.7*6.72=15.61KN.m3

W=M/f=7.3*10-5m3=73cm3(其中fmax=215Mp) 查表可知横梁支撑选用36b型工字钢

盖梁长为12.5m 故取工字钢长为15m

∴工字钢重：65.66×15×2=1969.8=2t

横板、支架及各种施工荷载按10t计

每个抱箍重0.5t 两个共计重1t

故总压力为G=71.1t

∴螺栓数量:NI=Num（0.03×71.1+1）=3个

③43墩(3个墩柱)墩柱间距5.75m

砼重量:26.3×2.5=65.75t 钢筋重:2.6t

支撑选择:

跨内最大弯距：M=0.07*ql2=0.07*2.7*5.752=6.2Kn.m3

横梁支撑选用36b型工字钢，盖梁长16.318m，故取用20m长工字钢。

工字钢重：65.66×20×2=2.63t

模板支架及各种施工荷载按11t计算

抱箍重0.5T,共计重1.5t

故施工总重量为83t

∴螺栓个数为n=Num(0.02×82+1)2个

(二)1.3m抱箍设计计算

①(4～17号墩,24～27号墩)墩柱为2个, 墩间距为6.8m

砼重:55.75t 钢筋重:2.33t 共计:58.1t

(19、22、39墩)墩间距为77.5m

砼重:75.75t 钢筋重:3.45t 共计:79.2t

(18、23、38墩)墩间距：6.8m

砼重:75.25t 钢筋重:3.6t 共计:79.4t

∴取79.4t

支撑选择墩间距按7.5m计算

M=1/8*ql2=1/8*2.7*7.52=18.89KN•m3

W=M/f=8.8*10-5m3=88cm3(其中fmax=215Mp)

选用36b型工字钢，盖梁长为13.792m, 选用16m长

工字钢重:65.66×16×2≈2t

考虑模板、支架及施工中的各种荷载共计10t

两个抱箍重1t

共计：92.5t

螺栓个数n=Num(0.03×92.5+1)=3个

②(40、41)墩3个墩柱

砼重:87.75t 钢筋重:3.2t 合计:91t

42墩

砼重:35.1×2.5=87.75t 钢筋重:3.35t 合计:91.1t

∴取91.1t

支撑选用36b型工字钢

因盖梁长为16.318m故选用20m长工字钢

考虑模板支撑、各种施工荷载共计11t

抱箍重1.5t

∴总共计106.23t

∴螺栓个数:n=Num(0.02×106.23+1)=3个

(三)1.8m抱箍(20、21墩)

砼重：220.3t 钢筋重:3.52t 共计:97.82t

支撑选择

跨内最大弯距：M=0.07*ql2=0.07*2.7*7.52=10..63Kn.m3

选用36b型工字钢,盖梁长为16.318m选用工字钢长为20m

考虑模板支架、各种施工荷载共计12t 抱箍重：1.5t

∴总计:233.8t

Num=(0.02×233.8+1)=5个

∴综合各方面考虑:

1.1m、1.3m、抱箍设4排螺栓，每排4个, 抱箍高度为60cm, 1.8m抱箍设4排螺栓,每排5个，抱箍高度为60cm。

螺栓采用M45钢30mm,箍身采用10mm钢板，连接板采用30mm厚钢板。