盖梁抱箍法施工及检算

盖梁抱箍法施工及检算

中铁十六局集团有限公司第一工程有限公司 田巍

内容提要：在桥梁施工中，因地形、地质等原因，盖梁施工常采用抱箍施工，但抱箍施工的安全性、可靠性最重要，具体体现在抱箍施工的设计、检算和加固。现结合河卡山1#大桥盖梁施工，谈一下抱箍法施工的设计、检算及加固。 关键词：抱箍法施工 受力验算 加固

1．工程概况

河卡山1#大桥为跨越山谷而设置，地处青藏高原腹地，属高海拔地区。

上部结构采用30m 装配式部分预应力砼连续箱梁，下部构造采用柱式墩，柱式台，桩基础。

盖梁长9.79m, 高1.5m ，宽1.9m 。由于现场地形、地质情况的限制，其盖梁施工采用抱箍法施工最为合理。

2．计检算说明

盖梁抱箍施工图如2-1。

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图2-1 盖梁抱箍施工图

2.1设计计算原则

⑴在满足结构受力情况下考虑挠度变形控制。 ⑵综合考虑结构的安全性。 ⑶采取比较符合实际的力学模型。

⑷尽量采用已有的构件和已经使用过的支撑方法。 ⑸本计算未扣除墩柱承担的盖梁砼重量。以做安全储备。 2.2施工前检验

抱箍加工完成实施前，必须先进行压力试验，变形满足要求后方可使用。

3．横梁计算

采用间距0.3m 的15cm ×15cm 的方木作横梁，横梁长2.0m ，共布设横梁16个。盖梁悬出端底模下设特制三角支架，每个重约10kN 。 3.1荷载计算

⑴盖梁钢筋砼自重：G 1=26.3m×26kN/m=683.8kN ⑵模板钢摸自重：G 2=50kN (根据模板设计资料) ⑶侧模支撑自重：G 3=15kN ⑷三角支架自重：G 4=10kN ⑸施工荷载与其它荷载：G 5=25kN

横梁上的总荷载：G H =G1+G2+G3+G4+G5=683.8+50+15+10+25=783.8kN q H =783.8/9.79=80.06kN/m

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横梁采用间距0.3m 的方木，则作用在单根横梁上的荷载： G H ’=80.06×0.3=24.02kN 作用在横梁上的均布荷载为：

q H ’= GH ’/lH =24.02/1.6=15.01kN/m(式中：l H 为横梁受荷段长度，为1.6m) 3.2力学模型

如图3-1所示。

图3-1 横梁计算模型

3.3横梁抗弯与挠度验算

横梁的弹性模量E=10×10MPa; 惯性矩：I=bh/12=15/12=4218.75cm; 抗弯模量：Wx=bh/6=15/6=562.5 cm;

最大弯矩：M max = qH ’l H /8=15.01×1.6/8=4.803kN·m σ= Mmax /Wx =4.803/562.5=8.539MPa

ƒmax= 5qH ’l H /(384EI)= 5×15.01×10×1.6/(384×10×10×4.21875×10)=0.003m＜[ƒ]= lH /400=1.6/400=0.004m

横梁满足抗弯和刚度要求。

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4．纵梁计算

4.1荷载计算

⑴横梁方木自重：0.396 kN

⑵工字钢自重：G 7=73.845×12×2×9.8/1000=17.37kN 纵梁上的总荷载：

G Z =783.8+0.396+17.37=801.57kN 纵梁所承受的荷载假定为均布荷载q Z ： q Z = GZ /2L=801.57/（2×9.79）=40.94kN/m

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4.2力学计算模型

建立力学模型如图4-1所示。

图4-1 纵梁计算模型图

4.3结构力学计算

⑴计算支座反力R a 、R b Ra=Rb=40.94×9.79/2=200.4KN 最大剪力Fs=Ra-2.15×40.94=112.4KN ⑵求最大弯矩

根据叠加法求最大弯矩。

纵梁计算单元一

纵梁计算单元二

跨中最大弯矩Mmax1=5.49q Z /8=154.2KN/m 梁端最大弯矩Mmax2=2.15q Z /2=94.6KN/m 叠加后得弯矩图：

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纵梁弯矩图

4.4 纵梁结构强度验算

⑴根据以上力学计算得知，最大弯矩出现在A 、B 支座处： M AB =94.6kN·m

⑵工字钢的允许弯矩计算 40b 型工字钢W X =1139.0cm

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σ=（94.6×10）/（1139×10）=83.6MPa＜[σ]=145Mpa 强度满足要求。4.5纵梁挠度检算

I40b 工字钢刚度参数：

弹性模量：E=2.1×10MPa ，惯性矩：I= 22781cm。 易知纵梁最大挠度发生在跨中或者梁端。 纵梁端挠度：

f 1=qal/(24EI)(6a/l+3a/l-1)=40940×2.15×5.49/(24×2.1×10×22781×10) ×(6×2.15/5.49+3×2.15/5.49-1) ≈0.0013m

跨中挠度：

f 2=ql/(384EI)(5-24a/l)=40940×5.49/(384×2.1×10×22781×10) ×(5-24×2.15/5.49) ≈0.0027m

所以最大挠度发生在纵梁两端为fmax=0.0027m fmax

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5．抱箍计算

抱箍以模板厂家检算为依据，满足强度及刚度要求。

6．抱箍试验

在抱箍使用前，先应做加载试验，试验布置图如图6-1所示。

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图6-1 抱箍试验示意图

⑴ 先将上、下两抱箍，按设计要求紧固螺栓，在千斤顶与上抱箍、下抱箍之间设置钢垫板，安装加载设备。

⑵加载过程控制：先加载到R A /2，稳定一段时间后，进行观察；再加载到R A ，稳定一段时间，再进行观察。

⑶在抱箍加载过程中注意观察：抱箍体与墩柱有无滑动现象；抱箍体各焊接部分有无变形开裂现象。

⑷卸载应均匀进行，卸载后，检查：砼表面有无变化；抱箍体各部分有无残余变形。 ⑸千斤顶选用根据加载力的需要选择。

⑹最终根据试验情况确定抱箍的使用是否满足使用要求。

7．结论

抱箍施工中设计、检算、选材最为关键。设计、检算必须逐步进行；在施工前必须做试验，保证抱箍施工的安全性。

参考文献

[1]周水兴，何兆益，邹毅松，等. 路桥施工计算手册[Z].人民交通出版社.2001. [2]张来仪，景瑞，等. 结构力学[Z]. 中国建筑工业出版社.1997. [3]江正荣. 建筑施工计算手册[Z].中国建筑工业出版社.2007.

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