抱箍在橋梁施工中的應(yīng)用.pdf

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1、抱箍在橋梁施工中的應(yīng)用摘要簡述抱箍在橋梁蓋梁施工中的應(yīng)用方法及原理，概括抱箍在應(yīng)用時(shí)要進(jìn)行的力學(xué)計(jì)算，為今后類似施工提供計(jì)算參考依據(jù)。關(guān)鍵詞抱箍蓋梁摩擦力應(yīng)用計(jì)算1抱箍應(yīng)用原理抱箍施工原理是通過在墩柱適當(dāng)部位安裝抱箍并通過螺栓使之與墩柱夾緊，利用抱箍與墩柱之間的豎向摩擦力，支撐抱箍上的蓋梁及臨時(shí)施工設(shè)施。抱箍施工關(guān)鍵是保證抱箍與墩柱之間有足夠的摩擦力，使抱箍在荷載作用下安全傳遞荷載，不至沿墩柱向下滑動(dòng)。1.1抱箍結(jié)構(gòu)形式抱箍的結(jié)構(gòu)形式主要涉及箍身結(jié)構(gòu)形式和連接板上螺栓排列方式。1.1.1箍身結(jié)構(gòu)形式為保證抱箍工作時(shí)能夠提供足夠摩擦力，抱

2、箍與墩身必須緊密相貼。墩柱在施工時(shí)很難保證是正圓，且不同高度墩身不圓度也是不同的，因此為了適應(yīng)不同截面墩身，抱箍箍身一方面采用不設(shè)環(huán)間加勁的柔性箍身，另一方面，可在箍身內(nèi)側(cè)貼一柔性橡膠墊，這樣箍身是柔性的，在外部螺栓作用下可與墩柱墩身緊密相貼。1.1.2連接板上螺栓排列方式箍身與墩身之間靜摩擦力為正壓力在墩身方向投影與摩擦力系數(shù)的乘積，因此只有在正壓力方向與墩身方向垂直時(shí)才能達(dá)到最大靜摩擦力。因此螺栓排列方向應(yīng)保證水平。為了保證抱箍與墩身之間能有足夠的摩擦力，需提供足夠的正壓力，即保證一定的螺栓數(shù)量。如果單從連接板與箍身受力考慮，連接板

3、上螺栓最好豎向排成一排，但這必然造成抱箍自身高度增大，減小抱箍能應(yīng)用的高度范圍，且增大抱箍自重，減小能承受的極限荷載。因此，一般采用足夠厚度的連接板并設(shè)置必要的加勁板，將連接板上的螺栓在豎向布置成2~3排。這也保證了技術(shù)上的可行性。2抱箍受力計(jì)算抱箍在受力時(shí)一般不考慮變形，只進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算，確定需要的螺栓個(gè)數(shù)或者能承受的最大荷載。2.1螺栓個(gè)數(shù)計(jì)算抱箍與墩柱間最大靜摩擦力等于正壓力與摩擦系數(shù)乘積，即F=f×N。式中F——抱箍與墩柱間最大靜摩擦力；f——抱箍與墩柱間靜摩擦系數(shù)；N——抱箍與墩柱間正壓力。而正壓力N是由螺栓的預(yù)緊力產(chǎn)生的，根據(jù)

4、“抱箍”的結(jié)構(gòu)形式，假定每排螺栓個(gè)數(shù)為n，連接板上螺栓分布兩排，則螺栓總數(shù)為4n，若每個(gè)螺栓預(yù)緊力為F1，則“抱箍”與墩柱間的總正壓力N=4×n×F1。對(duì)于抱箍這樣的結(jié)構(gòu)，為減少螺栓個(gè)數(shù)，可采用材質(zhì)為45號(hào)鋼，直徑30mm的大直徑螺栓或M27高強(qiáng)度螺栓。每個(gè)螺栓的允許拉力[F]=As×[G]，2式中：As——螺栓的橫截面積，As=πd/422[G]——鋼板允許應(yīng)力，對(duì)于45號(hào)鋼，[G]=2000Kg/cm=2.0t/cm22于是，[F]=πd/4×[G]=3.14×3/4×2.0=14.13t。取F1=14t。鋼材與混凝土間的摩擦系數(shù)約

5、為0.3～0.4，取f=0.3于是抱箍與墩柱間的最大靜摩擦力為(2個(gè)墩柱，2個(gè)抱箍，8個(gè)螺栓)：F=f×N=f×8×n×F1=0.3×8×n×14=33.6n若臨時(shí)設(shè)施及蓋梁重量為G,則每個(gè)抱箍承受的荷載為Q=G/2。取安全系數(shù)為λ=2則有Q=F/λ即G/2=33.6n/2，n=0.03G。故可取n=ROUND(0.03G+1,0)，ROUND()函數(shù)是取整函數(shù)。2.2應(yīng)力計(jì)算抱箍在施工時(shí)主要承受上部蓋梁鋼筋、混凝土、模板重量及木方和工字鋼重量。由于木方的力學(xué)傳遞性能較好，可將上部荷載看做均布荷載分布在工字鋼上作用于抱箍。作用方式如下圖

6、：2.2.1施工荷載計(jì)算施工荷載主要包括蓋梁混凝土和鋼筋籠自重，鋼模自重，工字鋼自重，施工活載。33假定一個(gè)蓋梁混凝土方量為C40混凝土30m，混凝土平均密度為2.5t/m,則混凝土自重22為2.5×30=75t。蓋梁鋼模密度為0.1t/m，總的面積為30m，則模板自重為3t。鋼筋籠總重為3t。工字鋼自重為3t。施工活載包括施工操作工人，混凝土動(dòng)載，振搗時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)載，總荷載為1t。則總的施工荷載為Q=75+3+3+3+1=85t?？紤]施工安全系數(shù)，采用1.2，則施工總荷載為Q’=1.2×85=102t。單個(gè)加勁板受力為Q’/4=25.5

7、t。同時(shí)應(yīng)考慮工字鋼型號(hào)尺寸選擇。假定兩墩柱中心線距離為8m，工字鋼兩側(cè)各懸臂伸出距離為1m，則受力總長度為10m，均布荷載為q=102×1000×10/10=102KN/m。在如圖所222示施工情況下，工字鋼所產(chǎn)生最大彎矩Mmax=(ql/8)×(1-4a/l)=765KN·m。若采用四根工字鋼，工字鋼抗彎強(qiáng)度為M，則應(yīng)保證Mmax＜4M。且應(yīng)保證所選工字鋼承重極限大于施工總荷載。2.2.2抱箍對(duì)墩柱壓應(yīng)力計(jì)算箍身對(duì)墩柱的壓應(yīng)力σ可由下式計(jì)算求得：1μσBπD=KG1其中：μ——摩阻系數(shù)，取0.35B——箍身寬度，B=300mmD——

8、立柱直徑，D=1200mmK——荷載安全系數(shù)，取1.2G——作用在單個(gè)抱箍上的荷載，G=510KN則σ1=KG/μBπD=1.2×510×1000/（0.35×300×3.14×1200）=1.55MPa＜