第１１卷第１期 ２０１２年３月 石家庄铁路职业技术学院学报 Ｊ０ＵＲＮＡＬ ０Ｆ ＳＨＩＪＩＡＺＨＵＡＮＧ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ０Ｆ ＲＡＩ１．Ⅵ，ＡＹ ＴＥＣＨＮＯＬ０ＧＹ ＶＯＬ．１１ Ｎｏ．１ Ｍ ａｒ．２ ０ １ ２ 盖梁抱箍法设计与施工 宋振龙 （中交第一公路工程局第四有限公司 广西玉林５ ３７０００） 摘要：结合工程实例介绍盖梁无支架抱箍法的设计与施工。给出抱箍、纵梁、横梁等支撑体系 的设计计算步骤，以及采用抱箍法的施工方法和技术要点。 关键词：盖梁 抱箍法 设计 施工 中图分类号：Ｕ４４８．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３—１８１６（２０１２）０１－００３３—０６ １ 工程概况 广西玉林至铁山港高速公路玉林南互通立交Ｅ匝道ＥＫ０￣－９０３．３９３主线下穿跨线桥为左右幅分 离式立交桥，全桥长１０７．５ ｒｎ，桥面净宽２×净１１ ｒｎ，上部结构４跨均采用先简支后连续２５ ｍ预 应力砼（后张）小箱梁，下部结构为二立柱柱式墩接盖梁。全桥共有６片盖梁，因桥下为施工便 道，为加快施工，减少地基处理，保证便道通畅，本桥盖梁拟采用抱箍法无支架模板体系施工。 本文以２５ ｍ小箱梁结构的支撑盖梁为例，盖梁全长ｌ１ ｒｎ，宽１．８ ｍ，高１．５ ｍ，砼体积为２８．４ ｍ ， 墩柱①ｌ＿３ ｍ，墩柱中心间距７ ｒｎ。 ２抱箍支撑体系结构设计验算 ２．１初步设计 图１盖梁施工示意图 盖梁模板为特制大钢模，面板厚度５ ｍｍ，采用［１０槽钢作加强纵、横肋，侧模外侧竖向用间 距０．８ ＩＩｌ的２［１０槽钢作背带，背带上设两条 １８的栓杆作为拉杆，拉杆间距１．０ ｍ，模板之间用螺 栓连接。盖梁底模下部采用［１４ｂ槽钢作为横梁，中心间距０．２ ｍ，在横梁底部采用１４０ ｂ工字钢作 收稿日期：２０１卜１卜２２ 作者简介：宋振龙（１９８６一），男，汉，山东滨州人，本科，助理工程师，研究方向土木工程。 ３３ 石家庄铁路职业技术学院学报 ２０１２年第１期 为纵梁，纵梁位于墩柱两侧，中心间距１．５ ｍ，单侧长度１２ ｍ。 抱箍采用两块半圆弧型钢板制成，钢板厚ｔｌ＝１０ ｍｉｌｌ，高０．４ ｍ，抱箍牛腿钢板厚ｔ２＝１０ ｍｍ，宽 ０．４ ｍ，采用１２根Ｍ２４高强螺栓连接。为提高墩柱与抱箍间的摩擦力，同时保护墩柱砼面，在墩柱 与抱箍之间设一层３ ｍｉｌｌ厚的橡胶垫，纵梁与抱箍之间采用Ｕ型螺栓连接。（盖梁施工示意图见图１）。 ２．２计算荷载 荷载总计算： ＝ ・ ＋ ・ ＝７５３．７０４ ｋＮ； 盖梁容重： ＝ ／ ＝２６．５４ｋＮ／ｍ ； 式中，盖梁组合模板容重 ＝０．７５ ｋＮ／ｍ ； 钢筋混凝土容重 ＝２５ ｋＮ／ｍ ； 盖梁模板表面积 ＝５８．２７２ ｍ ； 盖梁体积 ＝２８．４ ｍ。； 水平荷载和其它荷载忽略不计。 ２．３横梁受力验算 图２横梁计算简图 取单个槽钢进行验算，忽略槽钢的自重，并把承担的盖梁重力简化为作用在单个槽钢上的均布 荷载（横梁计算简图见图２）。 ｑ１＝７＇３・ ＝７．９６ ｋＮ／ｍ ＝‘・ ＝Ｏ－３ ｍ 式中，槽钢间距ｆｌ＝０．２ ｍ 盖梁高度 ＝１．５ ｍ 横梁最大弯矩： 弯曲应力： ： ．＝ｑｌｌ２ ／８＝３．２２ ｋＮ・ｍ ：ｌ ９０ Ｍ Ｐａ＜『门：２ｌ ５ Ｍ Ｐａ Ｗ … 横梁最大剪力： 。 ：华：７．１６４ ｋＮ ＝１．２７ ＭＰａ＜［ ，】＝ｌ２５ ＭＰａ，满足强度要求。 ：８５７ ｍｍ ．剪应力：『ｍ＝ 。 横梁最大挠度： ： １： ：９ ｍｍ，满足刚度要求。 ３ ８４Ｅ， ２００ 式中，盖梁宽度ｆ２＝１．８ ｍ ［１４ｂ槽钢塑性发展系数 ＝１．２ ＝１４．１２ ｃｍ ：８７８．４５ ｍｉｌｌ ［１４ｂ槽钢 一 轴弯曲截面系数 ［１４ｂ槽钢 一 轴半截面面积矩 ［１４ｂ槽钢 一 轴截面惯性矩』 ＝６１．６ ｃｍ ［１４ｂ槽钢腹板厚度 ＝８ ｍｍ 第１期 宋振龙 盖粱抱箍法设计与施工 钢材抗弯强度设计值 ］＝２１５ ＭＰａ 钢材抗剪强度设计值 ．】＝１２５ Ｍｐａ 受弯构件挠度容许值，在这取［ｖ］＝ ２００＝９Ⅱｌｍ ２．４纵：梁受力验算 两根Ｉ４０ ｂ工字钢作纵梁，承受经横梁传递的荷载，简化为外伸梁承受均布荷载（纵梁计算简图 见图３：Ｉ。 图３纵梁计算简图 盖：梁纵向线荷载ｑ：＝ （，２・ ）＝７１．６５８ ＫＮ／ｍ Ｉ４０ｂ工字钢自重线荷载ｑ３＝７３．８７８ ｋｇ／ｍ ｘ ９．８ Ｎ／ｋｇ＝０．７２４ ｋＮ／ｍ 单根工字钢承受的线荷载ｑ ＝ｑ２／２＋ｑ３＝３６．５５３ ｋＮ／ｍ 计算简图中支座反力Ｐ： ＝２０１．０４ ｋＮ １ ２ 纵：梁最大弯矩在跨中： 一＝Ｐｘ３．５ ｍ一 ｝＝１５１．０９ ｋＮＤ－ｎ 弯曲应力： ＝ ＝１２６．２２ ＭＰａ＜ ］＝２ｌ５ ＭＰａ 横：梁最大剪力在支座处： ＝Ｐ－ｑ ，４：１２７．９３ ｋＮ 剪应力： ＝ ＝３０．５ ＭＰａ＜［ ］＝１２５ ＭＰａ，满足强度要求。 １ ‘Ｉ 横梁最大挠度：ｖ＝丽３５ｑ４８４ １４， Ｉ—２×【 盟】２ １Ｉ ６Ｅ ， ＝１４．８ ｍｍ＜Ｉｖ］：上＝５２００ ５ ｍｍ，满足刚度要求。 式中，盖梁长度：厶＝ｌ１ ｍ，外伸段长度：ｆ４＝２ ｍ； Ｉ４０Ｂｇ工字钢塑性发展系数： ＝１．０５； ＮＯｂ工字钢ｘ— 轴弯曲截面系数： ＝１ １４０ ｃｍ ； Ｉ４０ｂ工字钢 — 轴半截面面积矩： ＝６７９ ｃｍ ； Ｉ４０ｂ工字钢 — 轴截面惯性矩： ＝２２８００ ｃｍ ； Ｉ４０ｂ工字钢腹板厚度： ＝１２．５ ｍｍ； 钢材抗弯强度设计值： ］＝２１５ ＭＰａ， 钢材抗剪强度设计值： ］＝１２５ ＭＰａ， ：受弯构件挠度容许值， 在这，取［ｖ］＝ ＝５５ ｍｍ。 ３抱箍验算 ３５ 石家庄铁路职业技术学院学报 ２０１２年第１期 抱箍能否承受盖梁的重力荷载取决于抱箍与柱子的摩擦力，验算时摩擦力取滑动摩擦力，在这 最大滑动摩擦力取值： Ｎ＝２Ｐ＝２×２０１．０４ ｋＮ＝４０２．０８ ｋＮ 根据参考文献［１】知螺栓的总预紧力： ： ：５５４．６ ｋＮ ｔＩｎ＂ 式中，ｋ——抱箍的抗滑安全系数，取ｌ－３； ——摩擦面的抗滑移系数，取Ｏ－３； ３．１高强螺栓数目计算 高强螺栓摩擦型连接时螺栓的抗剪承载力： Ⅳ ：—ｎｆＩｔＰ—：６０．７５ ｋＮ ’ 高强螺栓摩擦型连接时螺栓的抗拉承载力： ＝０．８Ｐ＝１８０ｋＮ 式中，Ｐ——高强度螺栓的预拉力，取２２５ ｋＮ； ｎ，——传力摩擦面的数目，取１； ——摩擦面的抗滑移系数，取０．３； ——抗力分项系数，取１．１１１。 螺栓数目 计算： ＝ ＝６．６个， ＝每＝３．。８个，本构件取ｍ＝１２个。 ３．２螺栓抗剪、抗拉应力验算 每条高强螺栓承受的剪力： Ⅳｌ＝ Ｎ ３．５ ｋＮ＜ ＝ －６０．７５ ｋＮ 每条高强螺栓承受的拉力： Ｍ： ＝４６．２ ｋＮ＜ ＝０．８Ｐ＝１８０ ｋＮ 。 １２ ’ 螺栓同时承受剪力和拉力： Ｎ＋ ＝。．８ｌ＜ｌ，满足强度验算要求。 ｖ３．３螺栓的终拧力矩验算 每条螺栓的拉力是：Ｎ２＝ｒ＿Ｌ２＝４６．２ ｋＮ １，）每个螺栓的终拧扭矩Ｒ＝ｋＮ＃＝９０．１ Ｎ．ｍ 式中，七——螺栓连接处的扭矩系数平均值，取０．１３； ｄ——力臂，Ｍ２４螺栓取０．０１５ｍ。 ３．４抱箍体构件的应力验算 由参考文献［１】知，抱箍由两个半圆形箍板和其上的牛腿通过螺栓组合而成，将单个半圆形箍板 上的牛腿视为受集中荷载Ｐ／２＝１ｏｏ．５２和螺栓预紧力Ｆ预＝墨２＝ －２７７．３ ｌ（Ｎ共同作用的悬臂梁，截 箍 羽 握蕴 盖 抱箍法途让 旌 面形式为槽形，最不利受力位置在上端内角点Ａ处，只需验算该点即可。 横截面沿圆周切线方向的正应力： ｌ ＝—：旦］ｚｚＨｔ —＝：６９６９ Ｉ．． ５…ＶＩＰａ＜ ａ＜ＩＬ Ｊ Ｉ＝Ｉ ：ｌ４…０ Ｍ—Ｐａ横截面板上的最大剪应力： ｒｌ＝ ２ 胁 ＝２８．２ Ｍ＿Ｖａ＜Ｈ＝８５］Ｖ［Ｐａ牛腿上集中荷载和螺栓预紧力产生的剪应力： ‘ｔ＝＝ 等＋０Ｉ一＋ ｔ警＝—＝ ＝．Ｉ ２—３川 ７ Ｍ—Ｐａ＜ ８Ｌｌ Ｊｌ …５ ＩＶ＿ＩＰａ Ａ点折算应力为： ＝√ ＋３（ｒｌ ＋《）＝９４‘３ ＭＰａ＜１．１［ｃｒ］＝１．１ｘ１４０ １ＭＶａ 式中，ｋ——匏箍的抗滑安全系数，取１．３； ——摩擦面的抗滑移系数，取０－３； ——抱箍高度４０ ｃｍ； ｔ——寸包箍体钢板厚度１０ ｍｍ； ｂ——一半抱箍体连接处翼缘宽度，取２０ｃｍ； 和 ——上翼缘板对ｚ轴和Ｙ轴的面积矩， Ｓ：—ｔｂ（Ｈ－ｔ）—：３９００００ ｍｍ３ ．Ｓｙ＝６ｆ 一ｚｃ）＝９２５６０ ｍｍ３ ２ 一形心距腹板夕卜边缘距离，图４示， Ｚｃ＝ ＝５３．７２ ｍｌｒｌ ：和 ——截面对中性轴ｚ和对Ｙ轴的惯性矩， ＝：３．５ｘ１０。ｍｍ ，， ＝２．０５ｘｉ０。ｍｍ ； ［（丁］——－ｊ走用Ａ３刚材的容许应力１４０ ＭＰａ； ｆ ］——选用Ａ３钢材的容许剪应力８５ ＭＰａ。ＨＩ ４抱箍法施工方法 Ｉ｝ 在墩柱群四周搭设简易支架，高度以不超过盖梁顶板为宜，并搭 ６ 设人行爬梯，固好安全网，用水准仪在墩柱上作一水平标志，根据盖 Ｊｙ 梁底板设计标高反算抱箍底沿位置并做标记。用吊车将抱箍底托安装 。 在墩柱上抱箍底沿位置，再将抱箍安装就位，拧紧连接螺栓，施工时 图４牛腿横截面受力简图 可在扳手手柄上套一根０．５ ｍ左右的钢管，人踩钢管直到所需扭矩即可，再检查两抱箍接头处间隙 小于或等于２ ｃｍ即可。 用吊车将连接好的工字钢放在抱箍上，并用ｕ型螺栓和扣件将工字钢和抱箍连接起来；在工字 ３７ 石家庄铁路职业技术学院学报 ２０１２年第１期 钢上摆放横梁，安装盖梁底模板，并检查标高，必要时用钢板或木楔调整；安装盖梁钢筋和模板， 在侧模四周按要求做好安全防护装置，浇注砼。 首次使用本方法时，为确保抱箍所承受压力达到设计值，需进行荷载预压试验。将抱箍安装在 盖梁立柱离地面５０ ｃｍ处，选用两个４０Ｔ千斤顶向抱箍施加Ｐ＝２０１．０４ ＫＮ的顶力，千斤顶用方木垫 起，地面必须硬化；２４ ｈ后，检查抱箍标高上滑小于３ ｍｉｌｌ则认为可行，记录螺栓近距作为参考值。 拆除模板时，先拆侧模、端模，再拆底模，最后拆下横纵梁、抱箍，至此抱箍法盖梁施工完成 一个循环。 ５结语 综上所述，盖梁抱箍法设计思路清晰、计算简便、施工方便、适用推广性强。本文提出的设计 与施工方法可为同类工程设计施工提供一定的理论依据与技术借鉴。 参考文献： 【１】林恒杰．盖梁抱箍法设计与施工技术【Ｊ】．建筑工程，２００７（１９）：３９２￣３９７ 【２】朱清华．盖梁抱箍设计计算方法【Ｊ】＿西部探矿工程，２００７，１９（６）：１９２￣１９４ 【３】李廉锟．结构力学［Ｍ】 Ｅ京：高等教育出版社，２００４．７ ［４】周水兴等．路桥施工计算手册［Ｍ】．北京：人民交通出版社，２００１．５ 【５】交通部公路规划设计院＿ＪＴＪ ０４１－２０００，公路桥涵施工技术规范［Ｓ】 Ｅ京：人民交通出版社，２０００ 【６】交通部公路规划设计院ｌＪＴＪ ０２５－８６，公路桥涵钢结构及木结构设计规范【Ｓ】 Ｂ京：人民交通出版社，１９８８ ［７］ＪＬ京钢铁设计研究总院．ＧＢ ５００１７・２００３钢结构设计规范【Ｓ】．北京：中国建筑工业出版社，２００３ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｐｉｎｇ Ｕｓｉｎｇ Ａｎｃｈｏｒ Ｅａｒ Ｍｅｔｈｏｄ ＳＯＮＧ Ｚｈｅｎ－ｌｏｎｇ （Ｔｈｅ ４ｔｈ Ｃｏ．，Ｌｔｄ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｆｉｒｓｔ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ Ｙｕｌｉｎ Ｇｕａｎｇｘｉ ５３７０００ Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｐｉｎｇ ｗｉｔｈｏｕｔ ｓｕｐｐｏｒｔ ｕｓｉｎｇ ａｎｃｈｏｒ ｅａｒ ｍｅｔｈｏｄ ａｒｅ ｎｉ￣ｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｗｉｈｔ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｅｘａｍｐｌｅ．Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｏｆ ｓｕｐｐｏ￣ｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈ ｎｉｃｌｕｄｅｓ ｎａｃｈｏｒ ｅａｒ， ｃｒｏｓｓｂｅａｍ，ａｎｄ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｂｅａｍ，ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｏｉｎｔｓ ａｒｅ ａｌｓｏ ｇｉｖｅｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｐｉｎｇ ｎａｃｈｏｒ ｅａｒ ｍｅｔｈｏｄ ｄｅｓｉｇｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ３Ｒ
