桥梁悬空支架-抱箍法计算介绍.docx

悬空支架-抱箍法

抱箍法施工盖梁（主要适应圆形或圆端形墩）
仍按上例进行分析，在模板及其分配梁、横梁不变的情况下，单只抱箍需要提供的摩擦力应为220.76*2=441.52KN，单侧受力为220.76KN。

1螺栓直径的选择
单只抱箍的螺栓一般布置4列，排数2以上。本例选用3排进行计算，共计12根螺栓。
螺栓的材质选用5.6级普通螺栓，其力学参数为：轴向抗拉设计强度为210MPa，剪切设计强度为190MPa。
混凝土与钢板的摩擦系数μ=0.3-0.5，抱箍与墩身之间有干燥的土工布或橡胶垫时可以选0.4-0.5，在此计算采用μ=0.35。
假定螺栓直径d，则：（3.14*d2/4）*210*106*12>441.52*103/0.35。经计算d>25.3mm，根据现有螺栓规格可选用M27。
方形墩身不适应采用抱箍进行施工，若使用抱箍的话，计算时仅能选用两个面的摩擦力。
2螺栓孔距及抱箍高度的确定
根据高强螺栓连接的设计、施工规范，M27螺栓的螺栓孔径d=30mm。
螺栓孔的中心间距应在3d-12d之间，即90mm-360mm，现场选用95mm。
螺栓孔制构件边缘的距离应在2d-4d之间，即60mm-120mm，现场选用65mm。
抱箍耳板在高度方向每列布置3个螺栓孔，孔距严格按规范要求进行计算选取，则抱箍的高度应为65+95+95+65=320mm。从节约材料的角度抱箍的最小高度不得小于300mm（60+90+90+60mm）。
3抱箍耳板宽度的确定
抱箍单侧连接板每排布设2个螺栓孔，则连接板的宽度应为65+95+65=225mm。从节约材料的角度连接板的最小宽度不得小于210mm（60+90+60mm）。
4抱箍板厚的确定
抱箍钢板选用A3钢材。板厚=<20mm时，抗拉抗压抗弯强度设计值为215MPa，抗剪强度设计值125MPa；板厚大于20mm并小于40mm时，抗拉抗压抗弯强度设计值为200MPa，抗剪强度设计值115MPa。
钢板的高度经计算确定为320mm，假定钢板的厚度为t，则钢板截面积0.32t。
4.1从截面受拉方面考虑
单根螺栓最大设计拉力为3.14*0.0272/4*210*106=120.18KN，故单侧6根螺栓对抱箍钢板截面最大的拉应力6*120.18*103/0.32t<200*106，经计算t>0.008m=8mm。
4.2从截面受剪方面考虑
钢板承受剪力为220.76KN，故对抱箍钢板截面的剪应力220.76*103/0.32t<115*106，经计算t>0.006m=6mm。
钢板暂定选用厚度12mm，由于箍身钢板与连接板需要采用坡口焊接，故连接板和箍身钢板厚度不宜相差较大。
5 抱箍耳板厚度确定
连接板厚度暂取12mm，连接板有效高度320-3*30（预留孔）=230mm。
计算截面为2片连接板合并截面，其力学参数为：截面Wx=211600mm3，板厚24mm，抗拉抗压抗弯强度设计值f=190MPa，抗剪强度设计值fv=110MPa。
连接板抗弯计算：σ=Mx/Wx=22.08*103/0.2116*10-3=104.35MPa，满足。
连接板抗剪计算：τ=V/A=220.76*103/（0.024*0.23）=40.0MPa，满足。
合成应力为111.75MPa<f，满足。
6连接板焊缝计算
焊缝高度h=4mm，焊缝计算高度取hf=0.7*4=2.8mm，焊缝高度320mm，抱箍单侧共有4条焊缝，其组合截面力学参数为：If=3.05835e+007mm4，Wf=191147mm3，Af=3584mm2。
由钢号Q235查得焊缝强度fwt=160MPa。
弯矩产生的正应力σf=M/Wf=22.08*103/0.1911*10-3=115.54MPa，满足。
剪力产生的剪应力τf=V/Af=220.76*103/3.584*10-3=61.60MPa，满足。
合成应力为130.93MPa<fwt，满足。
通过计算焊缝高度为4mm满足施工需要。