盖梁双抱箍设计与施工.docVIP

盖梁双抱箍挂篮设计与施工 一、引言 在道路桥梁工程施工中，盖梁的施工方法很多。抱箍法能够解决地基承载力不足或水中墩盖梁施工的困难,越来越多地受到人们的青睐，有些工程有条件采用满堂支架施工的盖梁也因为双抱箍施工法安全、方便、经济、周转快而采用该方法施工。 二、双抱箍施工方法的特点 1、可以解决满堂支架对地基承载力要求较高和水中墩施工的困难。 2、可以克服牛腿预留孔倾斜和影响墩柱美观的弊端。 3、双抱箍和盖梁底模板可以在地面上安装，用手拉葫芦或滑轮组顺着墩柱提升就位。拆除底模时，抱箍下落到一定高度后可做为盖梁底部缺陷修补的脚手架，可以节约机械安装拆除盖梁底模的大量费用。 三、双抱箍承重原理 在盖梁施工时，用半圆形钢带抱紧墩柱，在钢带两端焊接牛腿，将盖梁底模的承重横梁架在牛腿上，利用上下层钢带抱紧墩柱所产生的摩擦力来承担盖梁自重、模板自重、施工荷载等重量，起到了支架的作用。 四、抱箍受力简化 我们假设抱箍为柔性弹体，墩柱支撑抱箍的压力就象是气球内的气体对球壁产生的压力一样，那么钢带内张应力与钢带受到墩柱的支撑应力有下列关系式 由图2可得 N=∫0π/2σ1HRsinθdθ=σ2Hh………………………………………………………① σ1———钢带受到墩柱的支撑应力 σ2————钢带内张应力 N——墩柱对钢带的支撑力 H——双钢带高度 h——钢带厚度 R——钢带半径 如果σ1HR为常数上式①可积分为σ2=σ1R/h 下面来证明σ1HR为常数，在钢带上任意位置截取无限小的一段弧AB 作为研究对象 T=σ2Hh N=σ1HR△θ 如上图在抱箍上截取无限小段钢带，则弧AB的中分点在法向上所受合力 σ1HR△θ=2σ2Hhsinθ…………………………………………………②（式中符号同上） HR和2σ2Hh为常数 上式说明只要截取无限小段钢带长度相等，则该段面积相等，那么这两段钢带受到墩柱的法向支撑力就相等，及σ1HR为常数。证明了上式①的积分是正确的。 在设计抱箍的过程中，为了使抱箍的受力更符合假设的理论状态，宜在钢带内壁加一层10mm厚的夹线黑色橡胶板，并用螺钉固定在钢带上面。为了防止黑色橡胶摩擦墩柱留下黑印，在黑色橡胶板内壁粘了一层5mm厚的白色优质橡胶板。这样设计的目的是使抱箍受到墩柱的压力均匀一致，不致于由于钢带受力不均造成墩柱砼表面局部压碎或刻痕。在钢带与砼面中间加橡胶板同时可以增大摩擦系数。 五、抱箍设计 抱箍设计主要包括两方面的内容：钢带与墩柱的摩擦力设计和钢带与牛腿的焊接设计。因牛腿为小型构件一般不作变形验算。 1、设计荷载 设计荷载以通启高速公路TQ-10标段竖海河大桥盖梁施工为例。 盖梁自重527.5KN，底模自重13.2KN，侧模自重28.6KN，横梁采用36a工字钢两根18.4KN,施工荷载20.2KN，设计荷载G =607.5KN 2、钢带与墩柱摩擦力计算 双钢带对墩柱的压应力公式: σ1μΗ2Rπ=KG μ——橡胶板与砼的磨擦系数取0.65 H——双钢带宽度取500+300=800mm R——抱箍半径本工程取550mm G----牛腿受到的设计荷载607.5KN K——荷载安全系数取4 （本工程取4倍安全系数是为高墩盖梁采用抱箍法施工提供工程实例，所以安全系数取得较大） 支架兼起高空作业施工脚手架的作用，一 般在设计时,盖梁高度在2～5m取2倍安全系数；5～15m高度取2.5倍；15～30m高度取3倍；30m以上取4倍的安全系数。 [σ2] 一般墩柱砼抗压强度容许值不大于0.8Rab，本工程为C30砼。 0.8 Rab =0.8×21.0Mpa=16.8MPa σ1`=1.352Mpa[σ2]=16.8MPa钢带握紧墩柱不致于压碎砼 σ2===74.36f=215Mpa远小于钢带设计应力 3、在σ2=74.36MPa的应力作用下，半幅钢带伸长量ΔL=σ2πR/E。 钢带加工长度L（半幅钢带） L=πr-ΔL =（1-）×3.14×0.55=1.727m 式中E为钢带设计弹性模量2.06×105MPa 抱箍对接处间隙取20mm,则钢带下料长度为1.707m. 4、牛腿处对拉螺杆采用8根4.6级螺栓,采用一排布置,螺栓直径取30mm. P=Aσ2=74.36×10×800/1000=594.9KN———钢带所受拉力 Nt=Al××n=561×170×8/1000=763.01KN——螺栓设计拉力 A-----钢带截面面积 Al ----螺栓有效截面面积 ----4.6级螺栓抗拉设计强度170Mpa. n——每端用8根螺栓固定 p＜Nt螺栓有足够的安全系数，完全满足设计要求。 六、牛腿焊缝设计 本次改进设计后，拉杆采用单排紧靠抱箍的设计方案，拉杆间距为10cm，螺