盖梁抱箍受力计算

盖梁抱箍受力计算

一、 工程概况

赣县南互通主线 1#桥左幅 1#墩盖梁，结构尺寸为长 18.442m ，宽 1.8m ，高 1.5m ；为三柱式盖梁，墩柱间距为 6.773m ，混凝土强度等级为 C30，计 47.6m3。

二、编制依据

（1）交通部行业标准、公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）；

（2）施工计算手册（汪国荣、朱国梁编著）；

（3）路桥施工计算手册（人民交通出版社）；

（4）赣州至大余高速公路赣县南互通式立体交叉工程《两阶段施工图设计》；

（5）现行的标准、规范、规程等；

（6）我单位的综合施工能力、类似工程的施工经验及资源状况。

三、盖梁支架结构设计

3.1、抱箍

抱箍采用 12mm 钢板制作，高 40cm 。每个抱箍由两个半圆形的钢箍组成，两 个半圆钢箍在墩柱上安装后相接面有 2cm 的间隙，以保证钢箍与墩柱之间用 M24 （性能等级为 8.8s ）高强螺栓连接好后紧密。

抱箍内壁用万能胶粘上 5mm 厚的橡胶垫，以提高墩柱与抱箍间的摩擦力，并 避免钢抱箍与墩柱间的刚性接触，损伤混凝土表面。

3.2、纵梁 在钢抱箍上采用单层两排贝雷片（标准贝雷片规格：3000cm ×1500cm）

连接

形成纵梁，长 21m ，贝雷梁位于墩柱两侧，净距 130cm ，贝雷梁之间采用拉杆连 接以增加其稳定性，贝雷片之间采用销连接。 3.3、横梁

底模为定型钢模板, 面模厚度为δ5mm ，肋板高为 10cm 。在底模下部采用 15

×15cm 方木作横梁，横梁长 4m ，间距 0.4m 。盖梁悬出端底模下设三角支架支撑， 三角架放置在横梁上。 3.4、侧模与端模支撑

侧、端模为定型钢模板, 面模厚度为δ5mm ，肋板高为 10cm 。在侧模外侧采

用间距 1.2m 的 2[14b 作竖带，竖带高 1.7m ，在竖带上下各设一条直径 22 的拉 杆，上下拉杆间距 1.5m ，在竖带外设直径 48 的钢管斜撑，支撑在横梁上。 3.5、防护栏杆与与工作平台

(1)栏杆采用φ48 的钢管搭设，在横梁上每隔 2.4 米设一道 1.2m 高的钢管 立柱，竖向间隔 0.5m 设一道钢管横杆，钢管之间采用扣件连接，栏杆四周应挂 好安全网。

(2)工作平台设在横梁悬出端，在横梁上铺设 5cm 厚的木板，木板与横梁之

间采用铁丝绑扎牢靠。

盖梁支架结构示意图

四、盖梁支架搭设

在墩柱四周用钢管搭设脚手架，在墩柱上按测量数据计算好抱箍安放高度， 并做好标示，以保证盖梁的设计高程和坡度准确。 将抱箍吊置于脚手架上，人

工用手拉葫芦或千斤顶细调抱箍至计算高度，抱

箍安装时必须与墩柱密贴，将抱箍连接处用(8．8S 级) 高强度螺栓拧紧，并确认 拧紧程度，使抱箍内橡胶垫得到充分挤压。墩柱上抱箍安装完成后在抱箍上挂线 检查抱箍顶面是否在同一平面上，其顶面标高是否符合要求。

纵梁采用的贝雷架提前按需要长度组装好，用汽车吊吊装至抱箍上，为防止 两排贝雷架侧向倾覆，两排贝雷架之间用拉杆拉紧。

五、荷载计算

5.1、侧模荷载计算

5.1.1、力学模型

假定砼浇筑时的侧压力由拉杆和竖带承受，Pm 为砼浇筑时的侧压力，T1、

T2 为拉杆承受的拉力，计算图式如下图所示。

侧模支撑计算图示

5.1.2、荷载计算

砼浇筑时的侧压力：Pm=Kγh 式中：K---外加剂影响系数，取 1.2；

γ---砼容重，取 26kN/m3；

h---有效压头高度。

砼浇筑速度 v 按 0.3m/h，入模温度按 20℃考虑。

则：v/T=0.015

Pm= Kγh=19kPa

砼振捣对模板产生的侧压力按 4kPa 考虑，

则：Pm=19+4=23kPa

5.1.3、拉杆拉力验算

拉杆采用 M22 圆钢，拉杆承受拉力最大面积为 1.2×1.5m2。拉杆所受的力： F= P S=23kN/m2×1.2m×1.5m=41.4 kN

查建筑施工计算手册（模板工程）表 8-11 得直径 M22 对拉螺栓的容许拉力 为 47900N> F=41400N 满足要求。

5.1.4、竖带抗弯与挠度计算

设竖带两端的拉杆为竖带支点，竖带为简支梁，间距 1.2m ，上下拉杆间距

1.5m 。

竖 带 [14b 的 弹 性 模 量 E=2.1 × 105MPa; 惯 性 矩 Ix=609.4cm4; 抗 弯 模 量 Wx=87.1cm3

q=23×1.2=27.6kN/m

最大弯矩：Mmax= qL2/8=7.8kN·m

弯曲应力：σ= Mmax/2Wx=44.8MPa

挠度：fmax= 5qL4/384 EIx

=0.001m

满足要求

5.2、横梁结构验算

5.2.1、荷载计算

盖梁砼自重： 模板自重： 侧模支撑自重： 角支架自重： 载：G5=20kN 横梁上的总荷载：

G1=47.6m3×26kN/m3=1237.6kN G2=279kN

(根据模板设计资料)

G3=96×0.168×2.9+10=57kN 三G4=8×2=16kN 施工荷载与其它荷

G 总=（G1+G2+G3+G4）×1.2+G5×1.4=1936kN 横梁上的均布荷载：

q=1936/18.442=105kN/m

横梁采用 15×15cm 方木间距为 0.4m ，则作用在单根横梁上的荷载 G=105×0.4=42kN

作用在横梁上的均布荷载为：

q= G/H=42/1.8=23kN/m(式中： H 为横梁受荷段长度，为 1.8m)

15×15 方木计算参数：

已知杉木的弹性模量 E=9×103MPa

容许应力σ=12MPa

-4

截面抵抗矩：W= bh2/6=0.15×0.15×0.15/6=5.6×10m3

截面惯性矩：I= bh3/12=0.15×0.153/12=4.2×10-5m4

5.2.2、跨中最大弯矩计算

=5.8 kN.m

σ = M max /W =10.4 MPa＜[σ]=12MPa 满足要求

5.2.3、跨中部分挠度计算：

=3mm

5.3、纵梁结构验算

纵梁采用单层两排贝雷片（贝雷片规格：3000cm×1500cm ）, 每排由 7 片贝 雷片连接形成纵梁，长 21m 。 5.3.1、荷载计算

横梁自重： G6=4×0.15×0.15×53×5×1.2=29kN 贝雷梁自重：G7=2.7×14×1.2=45kN 纵梁上的总荷载：

G 总=G1+G2+G3+G4+G5+G6+G7=2010kN

纵梁上的均布荷载

根据受力假设，总荷载均匀地分布在抱箍两侧的贝雷架上，每侧贝雷架承担

1/2 的总荷载，则每侧贝雷架上的均布荷载为：

q= G 总/2/L=54.5kN/m

5.3.2、力学计算模型 根据盖梁尺寸和受力假设等条件，以单侧贝雷架建立力学

模型，总荷载为均

布荷载，支座反力分别为 RA 、RB 、RC 。

贝雷架受力计算模型图

5.3.3、结构力学计算 力学计算模型图所示结构体系为一次超静定结构，

采用位移法计算。 （1）计算支座反力 RC

第一步：解除 C 点约束，计算悬臂端均布荷载与中间段均布荷载情况下的弯 矩与挠度。

盖梁尺寸和受力假设所建立的力学模型结构

C 点位移量计算图示

第二步：计算 C 点支座反力 RC 作用下的弯矩与挠度。

C 点支座反力 Rc 作用下的弯矩与挠度计算图示

第三步：由 C 点位移为零的条件计算支座反力 RC 由假定支座条件知:

∑fc=fc, + fc,, + fc=0

求得:

（2）计算支座反力 RA 、RB

由静力平衡方程解得：

（3）弯矩图 根据叠加原理，绘制均布荷载

弯矩图：

均布荷载弯矩计算图示

5.3.4、纵梁结构强度验算

贝雷桁架力学性质：

桁片惯矩：I=250500cm4 桁片允许弯矩：Mo= 975kN·m 桁片断面率 W=3570cm3

弹性模量：E=2.1×105Mpa

臂部分长度与跨中部分的长度比，A=a／l =0.36

（1）轴向应力验算

根据以上力学计算得知，最大弯矩出现在 A 、B 抱箍处，代入 q 后 MA=MB=3q=164kN·m

σmax= M/W =46MPa

满足强度要求

（2）贝雷片的允许弯矩计算

查《公路施工手册 桥涵》第 923 页，单排单层贝雷桁片的允许弯矩[M0] 为 975kN·m。

Mmax=qL2/8=313 kN·m＜[M0]=975kN·m

满足强度要求

（3）挠度验算 跨中部分挠度验算：

f=qL4（5-24λ2）/384EI=1mm f 容=L/400=17mm f ＜f 容满足要求 悬臂部分挠度验算：

f=qa4/8EI=0.5mm f 容=a/400=6mm f ＜f 容满足要求

5.4、抱箍验算

每个盖梁按墩柱设三个抱箍体支承上部荷载，由上面的计算可知：

支座反力：RA=RB=[2(L+a)-7.14]q/2=308kN

Rc=7.14q=7.14 ×54.5=389kN 以最大值为抱箍体需承受的竖向

压力 N 进行计算，该值即为抱箍体需产生的 摩擦力。

5.4.1 抱箍受力计算

（1）螺栓的允许承载力计算 单个抱箍体需

承受的竖向压力 N=389kN

抱箍所受的竖向压力由 M24、8.8s 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=Pu n／K 式中：P —高强螺栓的预拉力，取 225kN ；

u — 摩擦系数，取 0．3； n —传力接触面数目，取 1； K —安全系数，取 1.7。

则：NL=39.7kN

（2）螺栓数目计算

m=q/ NL =389KN /39.7kN =9.8≈10 个，即一个抱箍单侧螺栓数量不低于 10 个，而实际每个抱箍体的螺栓数量为 12 个。

则每条高强螺栓提供的抗剪力：

P= N／12=389／12=32.4 kN

故能承担所要求的荷载。

（3）螺栓轴向受拉计算

混凝土与抱箍间设一层橡胶做衬垫，摩擦系数取 u=0.3 进行计算，则抱箍产 生的压力 Pb=N/u=1297KN 5.4.2 抱箍体的应力计算

抱箍壁面板为 1.2cm 厚的钢板，钢板高 40cm ，抱箍直径为 1.3m 。

（1）抱箍体的拉应力计算 抱

箍壁面板所受拉力为：

P=6×N1=6×32.4=194KN

抱箍的纵向截面积为 S 1=0.012×0.4=0.005m2

σ =p/s=194/0.005=39 Mpa

满足要求

（2）抱箍体剪应力计算

τ=（1/2Rc）/（2S 1）

=19.5MPa

根据第四强度理论

σW =（σ+3τ）

221/2 =51.6MPa

满足强度要求。

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盖梁抱箍受力计算

一、 工程概况

赣县南互通主线 1#桥左幅 1#墩盖梁，结构尺寸为长 18.442m ，宽 1.8m ，高 1.5m ；为三柱式盖梁，墩柱间距为 6.773m ，混凝土强度等级为 C30，计 47.6m3。

二、编制依据

（1）交通部行业标准、公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）；

（2）施工计算手册（汪国荣、朱国梁编著）；

（3）路桥施工计算手册（人民交通出版社）；

（4）赣州至大余高速公路赣县南互通式立体交叉工程《两阶段施工图设计》；

（5）现行的标准、规范、规程等；

（6）我单位的综合施工能力、类似工程的施工经验及资源状况。

三、盖梁支架结构设计

3.1、抱箍

抱箍采用 12mm 钢板制作，高 40cm 。每个抱箍由两个半圆形的钢箍组成，两 个半圆钢箍在墩柱上安装后相接面有 2cm 的间隙，以保证钢箍与墩柱之间用 M24 （性能等级为 8.8s ）高强螺栓连接好后紧密。

抱箍内壁用万能胶粘上 5mm 厚的橡胶垫，以提高墩柱与抱箍间的摩擦力，并 避免钢抱箍与墩柱间的刚性接触，损伤混凝土表面。

3.2、纵梁 在钢抱箍上采用单层两排贝雷片（标准贝雷片规格：3000cm ×1500cm）

连接

形成纵梁，长 21m ，贝雷梁位于墩柱两侧，净距 130cm ，贝雷梁之间采用拉杆连 接以增加其稳定性，贝雷片之间采用销连接。 3.3、横梁

底模为定型钢模板, 面模厚度为δ5mm ，肋板高为 10cm 。在底模下部采用 15

×15cm 方木作横梁，横梁长 4m ，间距 0.4m 。盖梁悬出端底模下设三角支架支撑， 三角架放置在横梁上。 3.4、侧模与端模支撑

侧、端模为定型钢模板, 面模厚度为δ5mm ，肋板高为 10cm 。在侧模外侧采

用间距 1.2m 的 2[14b 作竖带，竖带高 1.7m ，在竖带上下各设一条直径 22 的拉 杆，上下拉杆间距 1.5m ，在竖带外设直径 48 的钢管斜撑，支撑在横梁上。 3.5、防护栏杆与与工作平台

(1)栏杆采用φ48 的钢管搭设，在横梁上每隔 2.4 米设一道 1.2m 高的钢管 立柱，竖向间隔 0.5m 设一道钢管横杆，钢管之间采用扣件连接，栏杆四周应挂 好安全网。

(2)工作平台设在横梁悬出端，在横梁上铺设 5cm 厚的木板，木板与横梁之

间采用铁丝绑扎牢靠。

盖梁支架结构示意图

四、盖梁支架搭设

在墩柱四周用钢管搭设脚手架，在墩柱上按测量数据计算好抱箍安放高度， 并做好标示，以保证盖梁的设计高程和坡度准确。 将抱箍吊置于脚手架上，人

工用手拉葫芦或千斤顶细调抱箍至计算高度，抱

箍安装时必须与墩柱密贴，将抱箍连接处用(8．8S 级) 高强度螺栓拧紧，并确认 拧紧程度，使抱箍内橡胶垫得到充分挤压。墩柱上抱箍安装完成后在抱箍上挂线 检查抱箍顶面是否在同一平面上，其顶面标高是否符合要求。

纵梁采用的贝雷架提前按需要长度组装好，用汽车吊吊装至抱箍上，为防止 两排贝雷架侧向倾覆，两排贝雷架之间用拉杆拉紧。

五、荷载计算

5.1、侧模荷载计算

5.1.1、力学模型

假定砼浇筑时的侧压力由拉杆和竖带承受，Pm 为砼浇筑时的侧压力，T1、

T2 为拉杆承受的拉力，计算图式如下图所示。

侧模支撑计算图示

5.1.2、荷载计算

砼浇筑时的侧压力：Pm=Kγh 式中：K---外加剂影响系数，取 1.2；

γ---砼容重，取 26kN/m3；

h---有效压头高度。

砼浇筑速度 v 按 0.3m/h，入模温度按 20℃考虑。

则：v/T=0.015

Pm= Kγh=19kPa

砼振捣对模板产生的侧压力按 4kPa 考虑，

则：Pm=19+4=23kPa

5.1.3、拉杆拉力验算

拉杆采用 M22 圆钢，拉杆承受拉力最大面积为 1.2×1.5m2。拉杆所受的力： F= P S=23kN/m2×1.2m×1.5m=41.4 kN

查建筑施工计算手册（模板工程）表 8-11 得直径 M22 对拉螺栓的容许拉力 为 47900N> F=41400N 满足要求。

5.1.4、竖带抗弯与挠度计算

设竖带两端的拉杆为竖带支点，竖带为简支梁，间距 1.2m ，上下拉杆间距

1.5m 。

竖 带 [14b 的 弹 性 模 量 E=2.1 × 105MPa; 惯 性 矩 Ix=609.4cm4; 抗 弯 模 量 Wx=87.1cm3

q=23×1.2=27.6kN/m

最大弯矩：Mmax= qL2/8=7.8kN·m

弯曲应力：σ= Mmax/2Wx=44.8MPa

挠度：fmax= 5qL4/384 EIx

=0.001m

满足要求

5.2、横梁结构验算

5.2.1、荷载计算

盖梁砼自重： 模板自重： 侧模支撑自重： 角支架自重： 载：G5=20kN 横梁上的总荷载：

G1=47.6m3×26kN/m3=1237.6kN G2=279kN

(根据模板设计资料)

G3=96×0.168×2.9+10=57kN 三G4=8×2=16kN 施工荷载与其它荷

G 总=（G1+G2+G3+G4）×1.2+G5×1.4=1936kN 横梁上的均布荷载：

q=1936/18.442=105kN/m

横梁采用 15×15cm 方木间距为 0.4m ，则作用在单根横梁上的荷载 G=105×0.4=42kN

作用在横梁上的均布荷载为：

q= G/H=42/1.8=23kN/m(式中： H 为横梁受荷段长度，为 1.8m)

15×15 方木计算参数：

已知杉木的弹性模量 E=9×103MPa

容许应力σ=12MPa

-4

截面抵抗矩：W= bh2/6=0.15×0.15×0.15/6=5.6×10m3

截面惯性矩：I= bh3/12=0.15×0.153/12=4.2×10-5m4

5.2.2、跨中最大弯矩计算

=5.8 kN.m

σ = M max /W =10.4 MPa＜[σ]=12MPa 满足要求

5.2.3、跨中部分挠度计算：

=3mm

5.3、纵梁结构验算

纵梁采用单层两排贝雷片（贝雷片规格：3000cm×1500cm ）, 每排由 7 片贝 雷片连接形成纵梁，长 21m 。 5.3.1、荷载计算

横梁自重： G6=4×0.15×0.15×53×5×1.2=29kN 贝雷梁自重：G7=2.7×14×1.2=45kN 纵梁上的总荷载：

G 总=G1+G2+G3+G4+G5+G6+G7=2010kN

纵梁上的均布荷载

根据受力假设，总荷载均匀地分布在抱箍两侧的贝雷架上，每侧贝雷架承担

1/2 的总荷载，则每侧贝雷架上的均布荷载为：

q= G 总/2/L=54.5kN/m

5.3.2、力学计算模型 根据盖梁尺寸和受力假设等条件，以单侧贝雷架建立力学

模型，总荷载为均

布荷载，支座反力分别为 RA 、RB 、RC 。

贝雷架受力计算模型图

5.3.3、结构力学计算 力学计算模型图所示结构体系为一次超静定结构，

采用位移法计算。 （1）计算支座反力 RC

第一步：解除 C 点约束，计算悬臂端均布荷载与中间段均布荷载情况下的弯 矩与挠度。

盖梁尺寸和受力假设所建立的力学模型结构

C 点位移量计算图示

第二步：计算 C 点支座反力 RC 作用下的弯矩与挠度。

C 点支座反力 Rc 作用下的弯矩与挠度计算图示

第三步：由 C 点位移为零的条件计算支座反力 RC 由假定支座条件知:

∑fc=fc, + fc,, + fc=0

求得:

（2）计算支座反力 RA 、RB

由静力平衡方程解得：

（3）弯矩图 根据叠加原理，绘制均布荷载

弯矩图：

均布荷载弯矩计算图示

5.3.4、纵梁结构强度验算

贝雷桁架力学性质：

桁片惯矩：I=250500cm4 桁片允许弯矩：Mo= 975kN·m 桁片断面率 W=3570cm3

弹性模量：E=2.1×105Mpa

臂部分长度与跨中部分的长度比，A=a／l =0.36

（1）轴向应力验算

根据以上力学计算得知，最大弯矩出现在 A 、B 抱箍处，代入 q 后 MA=MB=3q=164kN·m

σmax= M/W =46MPa

满足强度要求

（2）贝雷片的允许弯矩计算

查《公路施工手册 桥涵》第 923 页，单排单层贝雷桁片的允许弯矩[M0] 为 975kN·m。

Mmax=qL2/8=313 kN·m＜[M0]=975kN·m

满足强度要求

（3）挠度验算 跨中部分挠度验算：

f=qL4（5-24λ2）/384EI=1mm f 容=L/400=17mm f ＜f 容满足要求 悬臂部分挠度验算：

f=qa4/8EI=0.5mm f 容=a/400=6mm f ＜f 容满足要求

5.4、抱箍验算

每个盖梁按墩柱设三个抱箍体支承上部荷载，由上面的计算可知：

支座反力：RA=RB=[2(L+a)-7.14]q/2=308kN

Rc=7.14q=7.14 ×54.5=389kN 以最大值为抱箍体需承受的竖向

压力 N 进行计算，该值即为抱箍体需产生的 摩擦力。

5.4.1 抱箍受力计算

（1）螺栓的允许承载力计算 单个抱箍体需

承受的竖向压力 N=389kN

抱箍所受的竖向压力由 M24、8.8s 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=Pu n／K 式中：P —高强螺栓的预拉力，取 225kN ；

u — 摩擦系数，取 0．3； n —传力接触面数目，取 1； K —安全系数，取 1.7。

则：NL=39.7kN

（2）螺栓数目计算

m=q/ NL =389KN /39.7kN =9.8≈10 个，即一个抱箍单侧螺栓数量不低于 10 个，而实际每个抱箍体的螺栓数量为 12 个。

则每条高强螺栓提供的抗剪力：

P= N／12=389／12=32.4 kN

故能承担所要求的荷载。

（3）螺栓轴向受拉计算

混凝土与抱箍间设一层橡胶做衬垫，摩擦系数取 u=0.3 进行计算，则抱箍产 生的压力 Pb=N/u=1297KN 5.4.2 抱箍体的应力计算

抱箍壁面板为 1.2cm 厚的钢板，钢板高 40cm ，抱箍直径为 1.3m 。

（1）抱箍体的拉应力计算 抱

箍壁面板所受拉力为：

P=6×N1=6×32.4=194KN

抱箍的纵向截面积为 S 1=0.012×0.4=0.005m2

σ =p/s=194/0.005=39 Mpa

满足要求

（2）抱箍体剪应力计算

τ=（1/2Rc）/（2S 1）

=19.5MPa

根据第四强度理论

σW =（σ+3τ）

221/2 =51.6MPa

满足强度要求。

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