1、目 录1、计算依据 .12、专项工程概况 .13、横梁计算 .13.1荷载计算 .13.2力学模型 .23.3横梁抗弯与挠度计算 .24、纵梁计算 .34.1荷载计算 .34.2力学计算模型 .35、抱箍计算 .45.1荷载计算 .45.2抱箍所受正压分布力 Q计算 .45.3两抱箍片连接力 P计算 .55.4抱箍螺栓数目的确定 .65.5紧螺栓的扳手力 PB计算 .65.6抱箍钢板的厚度 .71抱箍法施工计算书1、计算依据路桥施工计算手册辽宁省标准化施工指南辽宁中部环线高速公路铁岭至本溪段第四合同段设计图及相关文件2、专项工程概况盖梁施工采用抱箍法，抱箍采用 2块半圆弧形钢板制作，使用 M2
2、4的高强螺栓连接，底模厚度 10cm，每块长度 2.5m；充分利用现场已有材料，下部采用I14工字钢作为横梁，横梁长度为 4.5m，根据模板拼缝位置按照间距 0.25m布置,共需 27根；横梁底部采用 2根 I45C工字钢作为纵梁，纵梁长度为 15m；抱箍与墩柱接触部位夹垫 23mm 橡胶垫，防止夹伤墩柱砼；纵横梁梁两端绑扎钢管，安装防落网。下面以体积最大的浑河大桥 8#右幅盖梁为例进行抱箍相关受力计算。浑河大桥 8#墩柱直径为 2m,柱中心间距 6.7m，盖梁尺寸为12.2982.22.1m， C40 砼 54.58m，盖梁两端挡块长度为 2.2（上口0.3m，下口 0.4m）0.6m，C4
3、0 砼 1.06m。I14工 字 钢 横 梁 间 距 0.5m 10cm厚 底 模C工 字 钢 纵 梁 抱 箍千 斤 顶图 1 抱箍法施工示意图3、横梁计算3.1荷载计算盖梁钢筋砼自重：G1=54.4826KN/m=1416.5KN挡块钢筋砼自重：G2=1.0626KN/m=27.6KN模板自重：G3=98KN施工人员：G4=2KN/m 212.298m2.2m=54.1KN 2施工动荷载：G5=2KN/m12.298m2.2m=54.1KN,倾倒砼时产生的冲击荷载和振捣砼时产生的荷载均按 2KN/考虑。横梁自重 G6=16.884.527=1.1KN横梁上跨中部分荷载：G7=G1+G2+G3
4、+G4+G5+G6=1416.5+27.6+98+54.12+1.1=1651.4KN每根横梁上所受荷载：q 1= G7/15=1651.4/27=61.2KN作用在每根横梁上的均布荷载：q 2= q1/2.2=61.2/2.2=27.8KN/m两端悬臂部分只承受施工人员荷载，可以忽略不计。3.2力学模型 7.8KN/m5500图 2 力学模型3.3分配梁抗弯与挠度计算由分析可知，横梁跨中弯矩最大，计算如下：Mmax=q2l2/8- q2l12/2=27.82.22/8-27.80.12/2=16.7KNm16.7KNm0.4KNm0.14KNm图 3 分配梁弯矩示意图Q235 I14工字钢参
5、数：弹性模量 E=2.1105Mpa，截面惯性矩 I=712cm4,截面抵抗矩 W=101.7cm3 抗弯计算= Mmax/W=(16.7/101.7) 10 3=164.2=170Mpa结论：强度满足施工要求。 挠度计算fmax= f=ql4（5-24 2）/384EI =27.82.2 4（5-240.1 2/22）/(3842.110571210-5)=5.6l/400=11.25mm3结论：挠度变形满足施工要求。4、纵梁计算Q235 I45C工字钢参数：弹性模量 E=2.1105Mpa，截面惯性矩 I=35278cm4,截面抵抗矩 W=1567.9cm34.1荷载计算每根纵梁上所承受的
6、荷载为：横梁自重 G8=16.884.527=2.1KN 纵梁自重 G9=94.5115=1.4KN 纵梁上总荷载：G9=G7/2+G8/2+G9=1651.4/2+2.1/2+1.4=828.2KN纵梁所承受的荷载假设为均布荷载：q3=G9/12.298=828.2/12.298=67.3KN/m同样，两端悬臂部分所受施工人员荷载安全防护装置荷载可忽略不计。4.2力学计算模型 q=67.3KN/m2.79m2.79m图 4 纵梁计算力学模型（1）中间段在均布荷载作用下的弯矩经分析，最大弯矩产生在纵梁跨中处,为：Mmax= q3l2/8- q3l 端 2/2=67.36.72/8-67.32.
7、7992/2=114KNm14KNm6.KNm63.KNm图 5 纵梁弯矩示意图抗弯计算：= Mmax/W=(114/1567.9)10 3=72.7=170Mpa结论：强度满足施工要求。（2）挠度计算4纵梁的挠度计算：f=ql 4（5-24 2）/384EI=67.36.7 4（5-242.7992/6.72）/(3842.110 53527810-8)=3.9l/400=16.8mm结论：挠度变形满足施工要求。5、抱箍计算5.1荷载计算抱箍所承受的荷载为:G10=G1+G2+G3+G4+G5+G6+G92=1651.4+2.8=1654.2KN5.2抱箍所受正压分布力 q计算抱箍所提供的支
8、撑力是由抱箍与墩柱之间产生的摩擦力产生，根据抱箍所受压力可计算出抱箍与墩柱之间正压力的大小。在对两抱箍片之间的螺栓施加拉力后抱箍各个部位的受力如图 6所示（由于两片抱箍对称布置，其受力状态相同，图中仅示半边，图中未示由于正压力作用儿产生的摩擦力） 。 立 柱 中 心 点 P2X(1-m） qP1y图 6 抱箍受力图示图中各参数：q:表示抱箍接头位置处的分布力（单位：kN/m） ；P1、P2:表示两抱箍片之间的连接力（单位：kN） ；m:表示由于摩擦作用引起的正压力减小系数。由于正压力减小系数的影响，抱箍中间点的分布力为（1-m）q kN/m,因此抱箍中间段正压由于摩擦影响的线形损失量为 2mq
9、/(r) kN/m 。由此可计算与墩柱轴线成 夹角位置处的分布力为：q(1-2m/) kN/m。抱箍在承受外部荷载后，在正压力的作用下，所提供的最大静荷载力为：F=4q1+(1-m)/2r/2=q(2-m)r式中：r：表示墩柱半径（单位：m）5：表示抱箍与墩柱之间的接触系数，取值范围为 0.450.65；：表示抱箍与墩柱之间的摩擦系数。抱箍所能提供的摩擦力必须大于或等于抱箍所承受的压力，即： FQ 总 /2，为便于计算，取 F= Q总 /2。根据上式推算可得：q= Q 总/2(2-m)r (1)5.3两抱箍片连接力 P计算由图示可看出在施加外力后，影响 P1值主要有两个力，即正压力 P值以及在
10、正压力作用下得摩擦力 F，现首先对两个力进行分解，如图 7、图 8所示。yqP1 (1-m)qXP2dlpyxd dFxydl P2X(1-m)qP1 qy图 7 夹角位置抱箍所受正压力分解 图 8 夹角位置抱箍所受摩擦力分解 图中各参数：Px: 夹角位置处 rd 弧长上抱箍所受正压力 P在 x轴方向分解（单位：kN） ；Py: 夹角位置处 rd 弧长上抱箍所受正压力 P在 Y轴方向分解（单位：kN） ；Fx: 夹角位置处 rd 弧长上抱箍所受摩擦力 F在 x轴方向分解（单位：kN） ；Fy: 夹角位置处 rd 弧长上抱箍所受摩擦力 F在 Y轴方向分解（单位：kN） ；有以上受力图分析：Px=
11、q(1-2m/)rcos Py=q(1-2m/)rsin Fx=q(1-2m/)rsinFy=q(1-2m/)rcos由于同一抱箍片在 y轴方向受力对称，Px 及 Fx分力相互抵消，对抱箍所6施加得螺栓拉力 P1以及 P2不产生影响。因此螺栓上所施加拉力 P1及 P2之和等于正压力 P及摩擦力 F在 y轴方向的分力之和。在安装抱箍时，两侧螺栓同时旋紧，近似认为 P1及 P2两值相同。因此 P1等于正压力及摩擦力在抱箍 1/4圆周内、在 y轴方向分力之和。为计算两分力在 y轴方向的合力，现对两力在0, /2区间内积分，积分值等于拉力 P1：P1=/20q(1-2m/)rsind+ /20q(1-
12、2m/)rcosdP1=qr(1+-2m/-mf+2mf/)将 q值代入上式可计算抱箍螺栓处施加的外力 P1为：P1= Q总 (1+-2m/-m+2m/)/2(2-m)r （2）由此可以看出，为计算抱箍螺栓的拉力，主要取决于抱箍荷载组合 Q总、砼和钢板的摩擦系数 、抱箍与墩柱之间的接触系数 以及正压力损失系数m。钢板与砼之间的摩擦系数取 0.3，正压力损失系数为 0.10.2 之间，取0.15。根据我标段下部结构施工质量状况，墩柱表面的平整度及光滑程度均较好。因此：取 =0.3， m=0.15，=0.6，Q 总=G10。将以上各数值代入（2）式中,计算 P值为：P=P1=1611.2(1+0.
13、3-0.3/-0.09+0.18/)/2(2-0.15)10.30.6=926.9kN5.4抱箍螺栓数目的确定根据所选用的螺栓为 8.8级 M24粗牙螺栓，螺纹间距 h为 3mm，螺栓的公称应力面积为 353mm2，查看公路施工材料手册保证应力为 600MPa。故该类型螺栓的保证应力荷载为：P=公称应力面积保证应力=353600=211.8kN应满足Pn P ，则螺栓个数为：nP/P=4.4 为保证安全取 n=16每根螺栓的受力 Ps=926.9/16=57.9KNPH=926.9103/(0.5140106)=0.012m当抱箍体剪应力 =(N /2)/2S1 4N=926.9103/4(0.585106)=0.005m，取 t=1.6cm。
