抱箍法施工计算书

抱箍法施工计算书

一、纵横梁受力验算

（一）荷载计算

冠梁：长10m，宽1.7m，高1m，3根墩柱，直径1.5m，间距4m。

1.冠梁混凝土自重：

G1=17m³*26kN/m³=442kN

2.模板自重：

1.5kN/m²

G2=1.5*(（10+1.7）*2*1+10*1.7)=60.6kN

3.施工荷载与其它荷载：

G3=25kN

总荷载：Gz=K1*（G1+G2）+K2*G3

=1.2*(442+60.6)+1.4*25=638.12kN （二）横梁抗弯与挠度验算

横梁跨度为1.5m（墩柱直径），选用方木做横梁（间距0.25m），方木允许弯应力[σw]=12MPa，木材弹性模量E=9.0*106KN/m²。

跨中弯矩M=ql2/8=375.36/41*1.52/8=2.575kN·m

(其中q为均布荷载=Gz/L=638.12/1.7=375.36KN/m)

需要的截面模量W=M/(1.2*σw)

=2.575/(1.2*12*103)=1.788*10-4m3初步选定横梁宽度为0.1m，那么有：

h=（6*W/b）1/2=（6*1.788*10-4/0.1）1/2=0.10m

则选用0.1m*0.1m的方木做为横梁计算其挠度：

I=bh3/12=0.1*0.13/12=0.83*10-5m4

fmax=5ql4/384*EI

=5*353.25/41*1.54/(384*9*106*0.83*10-5)=0.076*10-6 m

fmax/1.2=0.063*10-6<[f/1]=1°/400=1.2/400=0.003（满足要求）。

（三）纵梁抗弯与挠度验算

选I40a工字钢，E=2.1*108MPa,Ix=21714cm4，w=1085.7cm3，施工时最不利荷载时：

横梁的弹性模量E=2.1*105MPa,惯性矩I=1127cm4，抗弯模量wx=140.9cm3，[σ]-容许应力，查规范得210MPa。

最大弯矩：Mmax=ql2/8=63.812/3*42/8=42.541kN·m

(其中q为均布荷载=Gz/L=638.12/10=63.812KN/m)

σ=Mmax/Wx=42.541/(1085.7*10-6)

=39183≈39.183MPa<[σw]=210MPa（满足要求）。

最大挠度：

fmax=5ql4/384*EI

=5*63.812/3*44/(384*2.1*108*21714*10-8)=0.0015m fmax/4=0.00037<[f/1]=1°/400=4/400=0.01（满足要求）。

二、抱箍计算

（一）抱箍承载力计算

1.荷载计算：

冠梁按墩柱设三个抱箍体支撑上部荷载，由上面的计算得：

支座反力RA=RB=Q/3=638.12/3=212.71kN

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。

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=212.71kN

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--高强螺栓的预应力，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1.6

则：[NL]=225*0.3*1/1.6=42.19kN

螺栓数目m计算：

m=N/[NL]=212.71/42.19=5.04≈6个，取计算截面上的螺栓数目m=16个。

则每条高强螺栓提供的抗剪力：

P′=N/16=212.71/16=13.29Kn<[NL]=42.19kN

故能承担所要求的荷载。

（二）螺栓轴向受拉计算

砼与钢板之间设一层橡胶，按橡胶与钢板之间的摩擦系数取μ=0.3计算，抱箍产生的压力Pb=N/μ=212.71/0.3=709.03kN由高强螺栓承担。

则：N´=Pb=709.03kN

抱箍的压力由16条M24的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为：N1=Pb/16=709.03/16=44.31kN<[S]=225KN σ=N〞/A= N´（1-0.4ml/m）/A

式中：N´--轴心力

ml—所有螺栓数目，取16个

A—高强螺栓截面积，A=4.52cm2

σ=N〞/A=Pb（1-0.4ml/m）/A

=709.03*(1-0.4*16/16)/(16*4.52*10-4)

=58824kPa=59MPa<[σ]=140MPa

故高强螺栓满足强度要求。

（三）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*44.31*0.015=0.1KN·m

（2）M2为螺栓爬升角产生的反力矩，升角为10°

M2=u1*N′cos10°*L2+ N′sin10°*L2

=0.15*44.31*cos10°*0.011+44.31*sin10°*0.011

=0.1566KN·m

[式中L2=0.011力臂]

M=M1+M2=0.1+0.1566=0.2566KN•m=25.66Kg•m

所以要求螺栓的扭紧力矩M≥26Kg•m

（四）抱箍体的应力计算