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1、湖北省xx至xx（xx界）公路第22合同段(K130+364K134+899.02）xx大橋蓋梁抱箍施工方案ZK134+634ZK134+972YK134+561YK134+899 編制： 復核:審核： xx(集團）三公司xx高速公路土建22標項目經理部xx年10月xx大橋橋墩蓋梁抱箍施工方案1、工程概況本橋橋墩為雙柱墩和空心墩，其中雙柱墩墩徑為1。6m、1.8m和2.0m三種形式，蓋梁尺寸均為10.841.5（高)2(寬），按最不利工況計算，蓋梁橫橋向按柱徑1.3m檢算，順橋向按柱徑1。6m檢算。2、 蓋梁結構特點蓋梁施工采用在墩柱上設置2cm厚鋼抱箍，抱箍一個墩柱兩個，高度為50cm,墩柱2、每側采用一根45a工字鋼作橫梁,橫梁上面鋪設14工字鋼作分配梁，分配梁上安放定型鋼模板。本圖按1.3m柱徑計算，1.6m柱徑蓋梁尺寸與1。3m柱徑相同，其抱箍摩擦力更大，其它受力相同，故只計算1.3m柱徑蓋梁即可.蓋梁特點及模板和支架布置圖3、 結構計算：45a工字鋼，總長L=12m，懸臂L1=2.35m，墩柱凈距L2=5.3m3。1蓋梁砼重量:q1=31.8126=827。06 KN3。2模板、支架自重1）、蓋梁兩側各設置一根45a工字鋼作為施工主梁，長12mq2=80。4101221000=19。3 KN2）、主梁上鋪設16工字鋼作為施工橫梁,每根長4m，墩柱外側各設3根，兩墩柱之間設置83、根,間距為0。72m，共14根。Q3=20。5104141000=11.5 KN3）、方木上鋪設蓋梁定型鋼模板,定型鋼模板按廠家加工q4=80 KN3。3、施工人員、機具重量，查路橋施工計算手冊荷載按2.5KN/m2。q5=（10。842。2）2。5=59。6 KN3。4 查路橋施工計算手冊振搗砼產生的荷載為2KN/m2,砼澆筑產生的沖擊荷載為2KN/m2q6=（10.842.2）（2+2)=95.4 KN合計：(827。06+19。3+11.5+80） 1。2+(59。6+95。4) 1。4=1342。4 KN4 橫梁、主梁及抱箍驗算（單位：KN、m、MPa)4.1 橫梁驗算橫梁受力簡圖4.4、1。1 16工字鋼截面特性：截面積S=26。1 cm2截面矩W=141cm3， 慣性矩I=1130cm4， 彈性模量E=2。06105N/mm2。作用于橫梁上(順橋向按2+0。12=2。2m)的荷載：q橫=1342.4/(10。842。2） 0.72=40.5 KN/m橫梁在柱徑1.6m時跨度最大，為最不利狀態,分配梁按柱徑1.6m布置檢驗算：主梁(支座)間距1。75m,懸臂端長0.23m，總長2.21m計算。1） 彎矩圖Mmax=14.4 KN。m 2） 剪力圖tmax=35.4 KN強度應力：=M/w=14.4103/141=102 MPa=215MPa剪應力： = （Q/S）1013.65、 MPa=125MPa3） 位移圖根據計算端部位移為：0。8mm；跨中位移最大為1。9mm1450/400=3。625mm,滿足要求.I16工字鋼作橫梁滿足施工要求！4.2。2 I45a工字鋼截面特性截面積S=102 cm2截面矩W=1430 cm3， 慣性矩I=32240 cm4, 彈性模量E=2。06105N/mm2.4.2。3 受力計算1） 主梁受力簡圖(單片梁）支座間距6.6m,懸臂端長按2.05m，按總長10。7m計算.q主=40。52.2/2=44.6 KN2）彎矩圖Mmax=194 KN.m強度應力：=M/w=194103/1430=135.7 MPa=215MPa3）剪力圖tm6、ax=178。4 KN剪應力：=（Q/S）1017.5 MPa=125MPa4）位移圖根據計算：單元（1）及（3)懸臂位移為0.3mm,單元（2）的位移最大為6.8 mm6600/400=16.5mm。滿足要求。根據計算，支座反力取335。6 KN。因此由上述計算可知：2根12米長45a工字鋼作橫梁，滿足施工要求！4.3 抱箍驗算4。3.1 設計荷載蓋梁自重,模板自重（底模自重和側模自重）,I14工字鋼分配梁自重，45a橫梁自重，施工人員及機械荷載，振搗沖擊荷載。根據計算可得，一個抱箍的受力按：N=G=335。62671。2 KN4。3。2 螺栓抗剪計算抱箍所受的豎向壓力由M27的高強螺栓的抗7、剪力產生，查路橋施工計算手冊:M27螺栓的容許抗剪承載力：NL=nP/K式中:P-8。8s M30高強螺栓的預拉力,取250KN；-摩擦系數，取0.30； n-傳力接觸面數目，取0。85； K-安全系數，取1.7。則：NL=2300。300.85/1。7=34.5 KN得螺栓數目m：mN/NL=671。2/34.5=19.5個，取20個則每個高強螺栓提供的抗剪力:N=N/m=671.2/20=33.56 KNNL=91。9 KN故一個抱箍由20 個8。8s M30高強螺栓能承擔所要求的荷載。4。3.3 鋼帶與墩柱的摩擦力計算4.3.3。1 鋼帶對墩柱的壓應力1公式BDN KN式中：摩擦系數，取8、0.30； B鋼帶寬度,本例取500mm； D墩柱直徑，本例1300mm； K-荷載安全系數取1.5； N傳于牛腿上的上部荷載，本例為671.2 KN；c砼墩柱抗壓強度容許值，其值不大于0。8Rab，墩柱混凝土設計標號為30號，軸心抗壓強度Rab21Mpa0。8Rab0.82116。8Mpa。代入相關量值得：1KN /(BD）=1。64 Mpac16.8Mpa4。3。3。2 鋼帶內應力2力的合成圖（見圖4）由圖4可得： 化簡得：21r/t式中：t-鋼帶厚度,本例為20mm; r墩柱半徑650mm。代入相關量值得： 21r/t =1。64650/20=53.3 Mpa140Mpa式中:-A3鋼軸9、向應力容許值140Mpa。則：半個鋼帶所受拉力P：P2A53.3（20500)/1000=533 KN。一個鋼帶所受拉力：2P=1066 KN一個高強螺栓設計抗拉力Nt:Nt(Ae1）ftb（706。861）400/1000282.74 KN。10 Nt=10282.742827。4 KN式中：A-鋼帶橫截面面積； Ae-螺栓有效截面積，取Ae3。1415706.86 mm； ftb-8。8級螺栓抗拉強度設計值，為400Mpa.10Nt 2P,可以使用。4。3.3.3 半個鋼帶伸長量253.3 Mpa時，半個鋼帶伸長量為L L（2/E）*r鋼帶加工長度L（半個）：LrL（12/E）r式中：E-10、鋼帶的彈性模量，為2。06105Mpa。代入相關值得：L（153。3/206000)3。146502040。5 mm。兩半抱箍接頭間隙取20mm，則取L2000mm，一側牛腿腹板處采用10根承壓型連接高強度8。8級M30螺栓，分三排布置，螺栓孔直徑取32mm.4。3.3。4 抱箍軸向受拉計算砼與鋼抱箍之間的摩擦系數取=0。3計算抱箍產生的壓力Pb= N/=671。2/0.3=2237.3 KN由高強螺栓承擔。則軸心力：N=Pb=2237.3 kN一個抱箍的壓力由20個M30高強螺栓的拉力產生，即每個螺栓拉力為:N1=Pb/20=2237。3/20=111。9 KNP=2500.9=225 kN11、=N/A= N（10。4m/m）/A式中：N-軸心力m-所有螺栓數目，取:20個m-一端螺栓數目，取：10個A30高強螺栓截面積，A=706。86 mm=N/A= N（10。4m/m1)/A=2237.310(10.420/10)/（20706。86)=31.7 MPa=140MPa故高強螺栓抗拉強度滿足要求。4。3。3。5 抱箍體的應力計算1）、抱箍壁為受拉產生拉應力拉力：P1=10N1=10111.9=1119(KN）抱箍壁采用面板20mm的鋼板，抱箍高度為500mm。則半個抱箍壁的縱向截面積：S1=20500=10000(mm2）=P1/S1=1119103/(210000）=56（MP12、a)=140MPa抗拉強度滿足設計要求.2）、抱箍體剪應力=N/（2S1）=671.21000/(210000）=33。6 MPa=85MPa抗剪強度滿足要求！4.3。3。6 根據第四強度理論W=（2+32）1/2=（562+333。62）1/2=65 MPaW=145MPaW-彎曲應力容許值。滿足彎曲強度要求。4.3.4 抱箍焊縫設計焊條采用E43型，手工焊，鋼材Q235鋼，焊縫形式為角焊縫。按照焊縫傳遞應力與母材所承受應力相協調的原則,由于腹板焊縫傳遞彎矩很小,可略去不計。即假設腹板焊縫只承受剪力,翼緣焊縫承受全部彎矩M，并將M化成一對水平力HM/h.將G/4等效為剪力V與彎矩M的合成，即13、:VG/41342.4/4=335。6 KNM=G/4e335。60。133。6 KN。me-牛腿受力點至墩外緣的水平距離10cm1）、翼緣焊縫所承受的水平力：HM/h33。6/0。4968。6 KN式中：h-牛腿上下翼緣焊縫中線間距離(50025）=490mm.2）、在水平力H作用下翼緣焊縫強度：HH/（he1Lw1)68.6103/(0。78(4480）)6。4 Mpa式中:he1焊縫有效寬度，取he10.7hf； hf焊縫焊角尺寸,本例為8mm； Lw1-翼緣水平焊縫長度，取480mm3）、在剪力V作用下腹板側焊縫剪應力為f： fV/（he2Lw2）335.6103/（0.78（448014、）31。2 Mpa式中符號同上。he2-焊縫有效寬度，取he10.7hf；hf焊縫焊角尺寸，本例為8mm；Lw2翼緣豎直焊縫長度，取500210480mm4）、螺栓壓力P由翼焊縫及腹板焊縫共同承擔，所以在螺栓壓力P作用下pP/（）（2237。3/2）103/（0.78（4480）)104 Mpa。式中符號含義同上。所以：5）、腹板焊縫強度翼翼（2H+2p ）1/2=(6.42+1042 )1/2=104。2 MPafffw1.22160195。2Mpa；6）、腹板焊縫強度腹腹（(H/p） 2+2f ）1/2=(6.4/104) 2+31。22 ）1/2=31.2ffw160Mpa；式中：f正面15、焊角強度增大系數，取f1。22； ffw角焊縫抗拉、壓、剪的強度設計值，為160Mpa。經過以上計算可知，初擬抱箍尺寸安全可行。4。3.5 螺栓需要的力矩M1）由螺帽壓力產生的反力矩M1=1N1L11=0。15鋼與鋼之間的摩擦系數力臂L1=0.022m 大六角標準螺帽對邊寬度M1=0。15111.90.022=0。37 KNm2）M2為螺栓爬升角產生的反力矩，升角為10M2=1N1cos10L2+ N1sin10L2力臂L2=0。013m M27螺栓有效直徑M2=0.15111.9cos100.013+111。9sin100。013=0。47 KNmM=M1+M2=0.37+0.47=0.8416、 KNm=84 kgm所以要求螺栓的扭緊力矩M84kgm5、抱箍法施工5.1根據蓋梁設計標高反算出抱箍鋼帶下沿在墩柱上的位置，并在其上做好標記,以便抱箍準確就位。5。2將兩半抱箍用牛腿處螺栓固定成型，置于墩柱下方地面上。5。3在兩牛腿處螺栓之間穿一鋼絲繩，用吊車鉤住鋼絲繩將抱箍吊裝就位。吊裝時，注意在兩牛腿板下方撐一鋼筋,以確保抱箍不變形。5。4抱箍按墩柱上標高準確就位后,就要緊固牛腿處螺栓。因為此處螺栓承受力較大，為便于施工，需將扳手把加長，可加焊一100cm長,28的鋼筋，緊固時，由兩人踩加長的鋼筋，直到踩不動為止，再復核兩半抱箍接頭間隙是否小于等于3cm（設計要求)直到符合要求為止。5。17、5把兩根45a橫梁吊置于墩柱兩側牛腿上，用拉桿在兩端將兩者拉緊，防止其向兩側傾覆，其上安放木楔、分配梁和蓋梁底模。5.6用水準儀測設蓋梁底模標高，如低于設計值，用木楔相應調整底模標高。5.7在本施工方法首先使用時，為確保蓋梁混凝土澆注完成后其底模不下沉，即抱箍所受壓力達到其設計值，需進行荷載預壓試驗，可在墩柱根部進行。由前面計算可知，底模以上荷載包括：a、蓋梁自重827.06 KN；b、鋼模板自重90。6 KN ；c、施工荷載98.88 KN ;d、I45a橫梁自重22.512 KN；e：I14分配梁自重：8.281KN;f:振搗沖擊荷載：158。2 KN，共計1205.533 KN，在底模上18、堆放重物145噸（按1.2倍），且使其堆放形式盡量接近施工實際情況。24小時后,用水準儀復測底模標高，若下沉量過大，則應繼續緊固牛腿螺栓,直到底模下沉5mm則認為可行,記錄下螺栓進距(可根據螺距及所擰圈數予以確定）作為參考值,最好固定專人緊固牛腿螺栓，建立其經驗值。5。8卸下預壓沙袋，將蓋梁鋼筋吊置于底模上，裝好側模澆注混凝土;5。9拆除底模時，先拆側模，然后用鋼絲繩將橫梁工字鋼、底模固定于蓋梁上，松開抱箍牛腿螺栓，使抱箍沿墩柱滑下,最后卸下橫梁和底模.6、施工注意事項6。1 墩柱混凝土強度在養生達到設計強度的75以上后方可進行；6.2在抱箍設計中，焊條采用的是E43型，實際施工中最好采用E519、0型；6.3在抱箍鋼帶上可纏繞薄麻袋、土工布或者23mm厚度的橡膠帶以增加摩擦系數，也可起到保護墩柱的作用，同時在抱箍頂部使用土工布或者薄膜設置一道混凝土漿液攔截帶，防止漿體污染墩身，維護墩身外觀質量；6.4抱箍就位后，需注意牛腿與蓋梁方向垂直，以利于安放橫梁；6.5 焊接操作人員必須具有相應的上崗證，施焊前要做焊接試件,通過力學試驗合格后方可正式操作。7、安全措施7。1搭設簡易腳手架,供施工時工人上下。7。2嚴格按要求進行預壓。7。3蓋梁澆筑砼時采取應對托架跨塌的應急措施,具體采取在兩端鋼管腳手架上向上接長鋼筋，橫橋向拴一根繩子，施工人員將安全帶（繩）拴在繩子上的安全措施。7。4澆筑砼時應嚴禁吊斗等物體撞擊托架及模板等，如不慎發生類似情況應停止施工進行全面檢查，托架模板等進行重新加固，確認安全后再進行施工。7。5混凝土澆筑時應從中間向端均勻進行，施工中盡量減小對模板等的沖擊力。