盖梁施工支撑体系计算书本标段盖梁分为双柱式和三柱式盖梁，由于盖梁尺寸不同，分别各选取盖梁尺寸及跨中最大的一种进行计算。等截面矩形双柱式盖梁采用抱箍法或钢棒法施工，墩柱完成后，在墩柱上安装抱箍，方柱抱箍分为四片分别进行安装；钢棒法施工墩柱施工时盖梁下部墩身预埋4110PVC®，内穿4100mm高强钢棒。然后在抱箍或钢棒上上安装横向的I63a工字钢，工字钢上铺4m/5m长15ce15cm的方木或［25a槽钢，然后方木/槽钢上铺设定型钢模。盖梁侧模、底模（前后左右面）均采用定型钢模，盖梁端部定制模板时已包含支架。由于双柱式盖梁单侧要放置单层两排63a工字钢才能满足受力要求，考虑抱箍侧面平面布置问题，本标段盖梁全部采用内穿钢棒法施工，抱箍根据现场情况白行确定是否使用，本计算书对于采用两种形式均进行计算。盖梁验算，盖梁立面图如下：16100盖梁立面图u盖梁立面图一、工字钢验算63a工字钢计算参数如下：E=2.1x105MPaW=2980c3nI=93900cm4，单位重为154.658kg/m1、受力分析、双柱式盖梁工字钢长度为18.6m,盖梁长16.1m。、三柱式盖梁工字钢长度为23.3m,盖梁长20.8m。工字钢受力示意图如下：》7-2_7>2、荷载计算作用于工字钢的荷载有：、施工时钢筋混凝土重量双柱式盖梁：116.68m3x26KN/n3=3033.7KN,三柱式盖梁：83.28m3X26KN/n3=2165.3KN;、模板及方木、钢管重量；双柱式盖梁：侧模、底模定型钢模重量：总面积为104.6讹，重量为139KN铺设5cm厚脚手板重量：面积为45.0讹，重量为15.8KN;工字钢上满铺12X15方木重量：长度496m重量62.5KN;合计为217.3KN;三柱式盖梁：侧模、底模定型钢模重量：总面积为87.6重量为96.1KN;铺设5cm厚脚手板重量：面积为55.0讹，重量为19.3KN;工字钢上满铺12X15方木重量：长度625m重量78.8KN;合计为194.2KN或用［25槽钢重量为：16.1/0.3X2X27.4X3X10=88.76KN(差值10KN荷载系数已考虑)；、施工时人员、设备重量10KN、振捣碌时产生荷载双柱式：2KN/WX16.1mx2.8m=90.2KN,三柱式:2KN/^x20.8mx2.1m=87.4KN;总荷载双柱式：总荷载为1.2X3033.7+1.2X217.3+1.4X10+1.4X90.2=4041.5KN。(分别乘以荷载系数丫i)每根工字钢的均布荷载q=4041.5/(4X16.1)=62.76KN/m。三柱式：总荷载为1.2X2165.3+1.2X194.2+1.4X10+1.4X87.4=2967.8KN。(分别乘以荷载系数丫i)每根工字钢的均布荷载q=2967.8/(2X20.8)=71.34KN/m。3、受力验算、抗弯强度验算(一)双柱式盖梁弯矩图由计算可知跨中处弯矩最大,也可采用以下计算公式计算跨中弯矩:12"M跨中=—ql2(14土)8l2其中：q为上部荷载，单位N/m;l为两支点间距离，为9.6m;li为悬臂距离，为3.25m;M跨中=1/8X62.76X9.62X[1-4X(3.25/9.6)2]=391.54KN-m(Tmax=Mmax/W>=(391.54x103)/(2980x10-6)=131.4Mpav145Mpa也可由上述公式反算截面抗弯截面系数W=Mmax/omax一侧选用单层两根63a工字钢，两根工字钢之间采用拉杆连接,可满足要求。(2)、挠度计算可采用手工计算或软件计算两种方法进行计算:手工计算：323①端部挠度3=虬(1岑当)24EIl2l3其中I=93900cm4,E=2.1X105MPa62.761033.259.633=11(1242.1109390010863.2529.6233.253、3—)=-7.471mm9.6②跨中挠度3=qL4x(5-24a2/L2)/(384EI)_62761059.64①一3842.11011939002108"243.2522—)=1.583cm9.62
■——1—>■——1—>—1—>■—1—>■——1—>■——1—>■—1杆衲1杵端2孕元码u-水平位咨V-竖育位移u-水平位移V-竖昌位推1OOQOOOOCO000T47133-aooigfrt00Q0CKW00（x）（x）ocoo-0.003制5820.000000000OOOCDOOO-0.003Bfr4580DOOMtWO0MtWOOOO0.003664533000000300000MDC000,00366456000000100000T4T133C.001643542单元跨中最大位VI直001553跨中挠度满足要求，但跨中挠度值较大，施工时需控制浇筑速度和浇筑时间，把跨中挠度降到最小值。（3）、抗剪强度计算r=QSx/Ixd其中Ix/Sx一查
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得I63a工字钢为54.2,Sx/Ix为1/54.2;d一验算截面处腹板厚度I63a工字钢为d=13mmIx一截面惯性矩I63a工字钢为93900cm剪力图r=301.25/54.2/13/10=42.8Mpav[r]=1.3x85MPa抗剪强度符合要求。(二)三柱式盖梁、抗弯强度计算弯矩图/顼if\26J/\/N/Y/I/fSh,、16A⑴j卜1IS冲W7.0M牺皿辅、挠度计算挠度曲线件端位秒疽[乘子=1JffiNi歼滴2hst元袒v位t?9做u-冰单位移r-SltWHML。一00000000008735560X342260口.0000000。口.000000000.00QF142oooocaooo0.000000000XOrtlflrH□ooooanooooaoooooQooooaaoo3000000000000000000000000000C00000000C00000000-□000^14144o.axnoowooownoo-oaocniin0.D00WOT0■■IM^aB>-□.OT67S556P0034E260两端挠度最大为-8.78mm=(365.26103)/2980x10-6=122.6Mpa<145Mpa也可由上述公式反算截面抗弯截面系数WZ=MmaxQmax一侧选用单根63a工字钢，可满足要求。抗剪强度：r=QSx/Ixd剪力图其中Ix/Sx一查表得I63a工字钢为54.2,Sx/Ix为1/54.2cm;d一验算截面处腹板厚度I63a工字钢为d=13mmIx一截面惯性矩I63a工字钢为93900cmr=268.71X103/54.2*10-2/13x10'3=38.1MpsK[r]=85MPa抗剪强度符合要求。、12X15方木验算12X15方木计算参数：木材品种：柏木；E=9X103MPaW=1bh2=0.12X0.15X0.15/6=4.5X10一4冷,6I=—bh3=0.12X0.153/12=3.375X10一5点12（一）、双柱式盖梁1、受力分析12X15方木受力示意图如下：7T71）72、荷载计算、施工时钢筋混凝土重量116.68m3x26KN/n3=3033.68KN;、模板及脚手板重量；侧模钢模重量：面积为38.5讹，重量为57.8KN;侧模、底模定型钢模重量：总面积为104.6m2,重量为139KN铺设5cm厚脚手板重量：面积为45.0讹，重量为15.8KN。合计：212.6KN。、施工时人员、设备重量10KN、振捣碌时产生荷载2KN/WX16.1mx2.8m=90.2KN;合计荷载为1.2X3033.68+1.2X212.6+1.4X10+1.4X90.2=4035.816KN每根方木上荷载q=4035.816X0.12/(16.1X2)=15KN/m3、受力验算抗弯强度计算弯矩图最大弯矩M=14.7KN^用公式M=Q2/8求跨中弯矩值。。=M/W=14.7X103/4.5X10-4=32.7MPa>［。］=12MPa方木无法满足要求，改用［25a槽钢，间距30cm一根每根槽钢上荷载q=4035.816X0.3/(16.1X2)=37.6KN/m[25a槽钢计算参数：E=2.1X105MPaW=268.7crm568*最大弯矩为：36.85KN。=M/W=36.8强103/268.7X10-6=137MPac［。］=145MPa［25a槽钢满足强度要求。、挠度计算挠度曲线忏抽位移值〔秦子=1】做1杆端2单元码u-水平位移v-罢直位移&禁角U-水平位移v-竖百位移i0OMOOOOO000*67546-0004875450.000000000.00000000-00043754620.00000000000000000-0004375460000000000.0000000000049754630ODCDOOOD000000000D,004875450.000000000。。#廿75坯QLMJ4U7M6根据计算，最大挠度为4.9mm:L/400=12mm挠度变形满足要求。、抗剪强度计算t=V*S/(I*tw)vfvV——沿平面作用的最大剪力；S——半截面面积矩，查表得［25a槽钢为157.8cm3;I——截面惯性矩，查表得［25a槽钢为3359.1cm4;tw腹板厚度，查表得［25a槽钢为9mm剪力图r=52.64x103x157.8X106/(3359.1X108x9X103)=0.274X108=27.4Mpavfv=85MPa,抗剪强度满足要求。(二)、三柱式盖梁1、受力分析15X15方木受力示意图如下：5umiiuiiimuiiuuuuiuuii2、荷载计算15X15方木计算参数：E=9X103MPa12Wbh=0.15X0.15X0.15/6=5.625X10403,6I=—bh3=0.15X0.153/12=4.22X10常。12(1)、三柱式盖梁：83.28m3X26KN/n3=2165.3KN;、模板及脚手板重量；侧模、底模定型钢模重量：总面积为87.6重量为96.1KN;铺设5cm厚脚手板重量：面积为55.0讹，重量为19.3KN;合计为115.4KN;、施工时人员、设备重量10KN、振捣碌时产生荷载2KN/WX20.8mx2.1m=87.4KN;合计荷载为1.2X2165.3+1.2X115.4+1.4X10+1.4X87.4=2873.2KN每根方木上荷载q=2873.2X0.15/(20.8X2)=10.4KN/m3、受力验算抗弯强度验算弯矩图最大弯矩为5.73KN/m。(r=M/W=5.73<103/5.625X10-4=10.2MP*[。]=12MPa,方木强度满足要求。挠度计算挠度曲线■元昌u-JtKJPto移v•骂■位尊ewft水甲位夥v也■垃移9亲角0.0MUHM0.00030000□.OOOMOOO0.00075601-00CW06330.OOOOOOOC-0.OCM06330.000000000.00080633ooouncoooooooocoo0OODOOCOO0.ocm项n-0D00806330.000000000.000806330.000766010.00080633最大挠度为端部0.8mm:L/400=10mm挠度变形满足要求。抗剪强度计算截面抗剪强度必须满足：T=3Q/2bh<[T]剪力图截面抗剪强度计算值T=3X10.92X103/(2x150X150)=0.728MPa截面抗剪强度设计值[T]=1.30MPa方木的抗剪强度计算满足要求！三、抱箍和钢棒计算(一)双柱式盖梁(1)抱箍承载力计算(1、荷载计算盖梁碌白重：G1=3033.7kN模板白重：G2=139kN+15.8kN=154.8kN施工荷载与其它荷载：G3=10+90.2=100.2kN横梁白重：G4=4<18.6x154.658kg/mx10^115.1kN方木或槽钢白重：G5=88.76kNGZ=G1+G2+G3+G4+G5=3492.6kN每个盖梁按墩柱设两个抱箍体支承上部荷载，由由静力平衡方程解得：RA=RB=3492.6/2=1746.3kN此值为抱箍体需承受的竖向压力N,即为抱箍体需产生的摩擦力。(2、抱箍受力计算螺栓数目计算抱箍体需承受的竖向压力N=1746.3kN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
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》第426页：M24螺栓的允许承载力：[NL]=Pvn/K式中：P---高强螺栓的预拉力，取225kN;叶--摩擦系数，取0.3;n---传力接触面数目，取1;K---安全系数，取1.5。贝U:[NL]=225X0.3x1/1.5=45kN螺栓数目m计算：m=N/[NL]=1746.3/45=38.839个，取计算截面上的螺栓数目m=60个，矩形墩四个角各15个。则每条高强螺栓提供的抗剪力：P'=N/40=1746.3/60=29.1KNv[NL]=45kN故能承担所要求的荷载。螺栓轴向受拉计算碌与钢之间设一层橡胶，按橡胶与钢之间的摩擦系数取头=0.35计算，抱箍产生的压力Pb=N/v=1746.3kN/0.35=4989.4kN由高强螺栓承担。贝U:N‘=Pb=4989.4kN抱箍的压力由60条M24的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为N1=Pb/60=4989.4kN/60=83.2kN<[S]=225kN。=N'/A=N'(1-0.4mi/m)/A式中：N---轴心力m---计算截面受力螺栓数目，取：60个A---高强螺栓截面积，A=4.52cni。=N'/A=Pb(1-0.4m1/m)/A=4989.4x(1-0.4x60/60)/60x4.52x10-4=11.04kPax104^110.4MPU[。]=140MPa故高强螺栓满足强度要求。求螺栓需要的力矩M由螺帽压力产生的反力矩M1=u1N1L1u1=0.15钢与钢之间的摩擦系数L1=0.015力臂M1=0.15X83.2X0.015=0.187KN.mM2为螺栓爬升角产生的反力矩，升角为10°M2=v1xN'cos10XL2+Nsin10xL2=0.15x83.2xcos10x0.011+83.2xsin10x0.011=0.294(KN・m)[式中L2=0.011(L2为力臂)]M=M1+M2=0.187+0.294=0.481KN・m)=48.1(kg-m)所以要求螺栓的扭紧力矩峥48(kg-m)抱箍体的应力计算：1、抱箍壁为受拉，产生拉应力拉力P1=15N1=1583.2=1248(KN)抱箍壁采用面板S15mm勺钢板，抱箍高度为0.6m。则抱箍壁的纵向截面积：S1=0.015X0.6=0.009(m2)。=P1/S1=1248/0.009=138.7MPav[。]=140MPa满足设计要求。2、抱箍体剪应力r=(1/2RA)/(2S1)=(1/2X1746.3)/(2X0.009)=48.5MPa<[r]=85MPa根据第四强度理论。W=[((t2+t2)-2。r]1/2=[(138.72+48.52)-2X138.7X48.5]1=90.2MPa：[。W]=145MP满足强度要求。(2)钢棒承载力计算1、荷载计算盖梁碌白重：G1=3033.7kN模板白重：G2=139kN+15.8kN=154.8kN施工荷载与其它荷载：G3=10+90.2=100.2kN横梁白重：G4=4<18.6x154.658kg/mx10^115.1kN方木或槽钢白重：G5=88.76kNGZ=G1+G2+G3+G4+G5=3492.6kN每个盖梁按墩柱设两个钢棒四个头支承上部荷载，由静力平衡方程解得：RA=RB=3492.6/4=873.15kN由于钢棒仅仅是承受剪力，所以只验算抗剪强度钢棒采用直径为4100mm勺45#高强钢棒。T=R/A=873.15x1000/3.14x50x50=111.2MP*[r]=170MPa故能承担所要求的荷载。(二)三柱式盖梁(1)抱箍承载力计算(1、荷载计算盖梁碌白重：G1=2165.3kN模板白重：G2=96.1kN+19.3kN=115.4kN施工荷载与其它荷载：G3=10+87.4=97.4kN横梁白重：G4=2<23.3x154.658kg/mx10^72.1kN方木或槽钢白重：G5=78.8kNGZ=G1+G2+G3+G4+G5=2528.9kN每个盖梁按墩柱设两个抱箍体支承上部荷载，由由静力平衡方程解得：RA=RB=2528.9/2=1264.45kN此值为抱箍体需承受的竖向压力N,即为抱箍体需产生的摩擦力。(2、抱箍受力计算螺栓数目计算抱箍体需承受的竖向压力N=1264.45kN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]=Pvn/K式中：P---高强螺栓的预拉力，取225kN;叶--摩擦系数，取0.3;n---传力接触面数目，取1;K---安全系数，取1.5。贝U:[NL]=225X0.3X1/1.5=45kN螺栓数目m计算：m=N/[NL]=1264.45/45=28.129个，取计算截面上的螺栓数目m=48个，矩形墩四个角各12个。则每条高强螺栓提供的抗剪力：P'=N/48=1264.45/48=26.3KNv[NL]=45kN故能承担所要求的荷载。螺栓轴向受拉计算碌与钢之间设一层橡胶，按橡胶与钢之间的摩擦系数取头=0.35计算，抱箍产生的压力Pb=N/v=1264.45kN/0.35=3612.7kN由高强螺栓承担。贝U:N=Pb=3612.7kN抱箍的压力由48条M24的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为N1=Pb/48=3612.7kN/48=75.2kN<[S]=225kN。=N'/A=N'(1-0.4m1/m)/A式中：N---轴心力m---计算截面受力螺栓数目，取：48个A---高强螺栓截面积，A=4.52cni。=N'/A=Pb(1-0.4m1/m)/A=3612.7x(1-0.4x48/48)/48x4.52x10-4=9.99kPax10499.9MP*[。]=140MPa故高强螺栓满足强度要求。求螺栓需要的力矩M2)由螺帽压力产生的反力矩M1=u1N1L1u1=0.15钢与钢之间的摩擦系数L1=0.015力臂M1=0.15X75.2X0.015=0.169KN.m2)M2为螺栓爬升角产生的反力矩，升角为10°M2=v1xN'cos10XL2+Nsin10xL2=0.15X75.2xcos10x0.011+75.2xsin10x0.011=0.266(KN・m)[式中L2=0.011(L2为力臂)]M=M1+M2=0.169+0.266=0.43(KN・m)=43.4(kg-m)所以要求螺栓的扭紧力矩峥44(kg-m)抱箍体的应力计算：1、抱箍壁为受拉，产生拉应力拉力P1=15N1=1575.2=1128(KN)抱箍壁采用面板S15mm勺钢板，抱箍高度为0.6m。则抱箍壁的纵向截面积：S1=0.015X0.6=0.009(m2)。=P1/S1=1128/0.009=125.3MPav[。]=140MPa满足设计要求。2、抱箍体剪应力r=(1/2RA)/(2S1)=(1/2X1264.45)/(2X0.009)=35.1MPa<[r]=85MPa根据第四强度理论。W=[((t2+t2)-2。r]1/2=[(125.32+35.12)-2X125.3X35.1]1=90.2MPa：[。W]=145MP满足强度要求。(2)钢棒承载力计算1、荷载计算盖梁碌白重：G1=2165.3kN模板白重：G2=96.1kN+19.3kN=115.4kN施工荷载与其它荷载：G3=10+87.4=97.4kN横梁白重：G4=2<23.3x154.658kg/mx10^72.1kN方木或槽钢白重：G5=78.8kNGZ=G1+G2+G3+G4+G5=2528.9kN每个盖梁按墩柱设两个钢棒四个头支承上部荷载，由由静力平衡方程解得：RA=RB=2528.9/4=632.2kN由于钢棒仅仅是承受剪力，所以只验算抗剪强度钢棒采用直径为4100mm勺45#高强钢棒。T=R/A=632.2X1000/3.14X50X50=80.5MPu[r]=170MPa故能承担所要求的荷载。
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