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抱箍应力计算

来源:六九路网
1、基本荷载

(1) 盖梁自重:

盖梁体积为C40钢筋砼90.4m ;长24.1m; 钢筋砼容重:26KN/m,盖梁自重26X 90.4=2350KN,

3

q=2350/24.仁 97.5KN/m

(2) 模板自重:侧模和底模按6mml厚的钢模板(78KN/m),平台宽度按5m计算, 加上固定构件荷载为:

q=5KN/m

(3) 方木支撑:q=4.5KN/m

(4) 工字钢自重:暂采用150C工字钢,单位重量为109kg/m,两侧总长28.1m,

q=2.2KN/m

(5) 人员机械荷载:q=1.4KN/m (6) 砼振捣荷载:q=2.8KN/m

q 总=97.5+5+4.5+2.2+1.4+2.8=113.4KN/m

2、采用双抱箍加斜撑时的分配梁计算

在下抱箍处加两道斜撑,支点在1/3跨度处。受力模型按5跨连续梁计算,

即:

最大弯矩在支点B处,为负弯矩:

2 2

Mk= — 0.105ql = — 0.105 X 113.4 X 4.73 =-266.4KN -m

跨内最大弯矩在AB和EF跨中:

MAB= MEF=— 0.078 X 113.4 X 4.73 =198 KN-m 最大剪力在支座 B 处:Qa=— 0.606 X 113.4 X 4.73=325KN

2

最小抗弯截面系数:Wx=266.4 X 1000/125=2131.2cm 查表单侧宜选取45c工字钢作为横梁。 验算抗弯强度:

安全系数:1567.9 X 2/2131.2=1.47,满足强度要求。 验算剪应力:

查表得 S=837.7cm, I x=35278cnn ,腹板厚度tw=15.5mm,弹性模量

5

3

3

E=2.1 X 10Mpa

Qax x

S/2I x •tw=25Mpa<125 N/mm剪应力满足要求。

最大挠度计算:

4

3

f= 0.664 473 10 113.4 100 2.1 108 35278

=0.5cm支座 A F 处的反力:R=0.394X 113.4 X 4.73=211.3KN 支座 D C处的反力:R=0.974X 113.4 X 4.73=522.4 KN 钢材轴向应力取215Mpa

选取钢材最小截面 A=562X 1.414 X 10/215=40cm 查表宜选取2根20a槽钢作为斜撑。

2

3、采用抱箍的受力验算:

(1) 抱箍计算原则

抱箍通过与墩柱之间的静摩擦力来承受上部结构的重量,而静摩擦力的产

生只与抱箍与墩柱接触面的摩擦系数,抱箍体给墩柱面的压力两个因素有关系, 和接触面的面积无关。由于摩擦因数只与接触面的材质有关,

抱箍体给墩柱面的

压力由螺栓的预紧力来传导,所以关键是对螺栓进行受力计算,以及对抱箍体钢 板的应力破坏进行验算。

(2) 抱箍螺栓数目的确定

设计采用M24高强螺栓,8.8级,单个M24高强螺栓的预紧力[F]=225KN, 钢材与砼的摩擦系数 卩取0.3,螺栓的传力接触面数目n=1,安全系数K=1.7。 单个抱箍的产生的最大摩擦力即等效为支座反力, N=1388KN

则 螺栓数目 m= = 35个,

屯 n [F] 0.3\"X225KN 根据螺栓布设,螺栓个数 m取36个。

kN1.7 1388KN验算螺栓的抗剪和抗拉:

单个螺栓的容许剪应力:[NL]= [F]卩n/K=

0.3 1 225KN =39.7KN 1.7

单个螺栓承受的抗剪力:N=N/m=38.5<[NL],抗剪满足要求。

(3) 螺栓所需终拧力矩

单个螺栓所受拉力:N1= =N1388KN =128.5 KN<[F]=225KN

4 m 0.3x36

螺栓连接处的扭矩系数平均值,k取0.13, 力臂L1, M24螺栓取0.015m

每个螺栓的终拧扭矩 R=kN L 1=425.1N •m

(4) 抱箍钢板高度

由于抱箍体与砼之间的摩擦力与接触面积无关,影响抱箍钢板高度因素主 要为抱箍螺栓的排列。理论上来说,抱箍螺栓在竖向方向排列成1排为最有利情 况,但是必定使抱箍体高度增加。实际施工按竖向 螺栓,按竖向3排排列。

螺栓中心间距的容许范围为 3d~12d,螺栓中心至构件边缘距离的容许范围 为

2~3排列。本抱箍每侧18个

1.5d~4d。d为螺栓孔直径,取28mm则高度H取值为60cm较合适。

(5) 抱箍钢板厚度

在抱箍高度H确定的情况下,可根据抱箍体钢板的极限破坏应力来确定抱 箍钢板的厚度t。

考虑到抱箍和砼的摩擦,抱箍体面板承受螺栓的拉力

:P=18M18Nl卩=1619

KN

抱箍体钢板的纵向截面积:S仁Ht

抱箍体拉应力(T =P/S1<[(T ]=140Mpa时,满足抗拉要求。

P 1619KN

贝 U t >

=

0.6m< 140Mpa

=0.019m

抱箍体剪应力:

T =(N /2)/2S1<[ T ]=85Mpa,满足抗剪要求

N

则 t >

1388KN

= =0.007m

4H [ T] 4 5.6m =<85Mpa

取 t=2cm。

张拉、压浆

(1)张拉前提条件

① 盖梁养护满足5天时间,同条件养护试块强度达到设计强度的 85%t,才 可进行张拉。

② 完成整个盖梁施工质量的检查,特别是观察有无结构的温度、收缩裂缝, 记录并分析这些裂缝发生的原因和对预应力施工的影响, 凝土施工质量,如有缺陷及时处理。

③ 梁侧模拆除完毕,水泥浆试配完毕。

④ 逐个清理检查张拉穴口的施工尺寸偏差,特别是检查锚垫板与孔道的垂 直度,如有问题应采取措施处理,并作好记录。

⑤ 安装锚具,锚具安装要求锚环与孔道对中同心,夹片均匀打紧,并外露 一致,千斤顶上的工具锚与构件上的工作锚孔位一致, 采用支架导链吊设千斤顶, 做到千斤顶、锚具、预应力筋三对中。

⑥ 张拉设备:两台YCW250千斤顶及配套的ZB4-500油泵,锚具、夹片若 干;驱动油泵电源为380V,配电盘至少15A。

逐个检查张拉端后的混

⑦ 计算设备配套标定及张拉力对应的油压值。

⑧ 计算预应力筋理论伸长量,并在张拉前将预应力钢绞线张拉力和伸长值

汇总成表。

依据分段要求,计算各段的应力损失、平均应力及伸长值指标。 理论伸长值由下式计算:△ L=(NPX L)/(A pXEp) 式中:△ L—预应力筋的理论伸长值

N—预应力筋的平均张拉力

L—预应力筋的曲线长度加直线段长度 A—预应力筋的截面积 E—预应力筋的弹性模量

其中, 2=匚 con AP

1 -e欲巧 IL kL •上

■1

tg (h / L 投) X

式中:

预应力筋的曲线转角(弧度)

h—预应力筋曲线段的矢咼

L投一预应力筋曲线段的水平投影长度

k—考虑孔道局部偏差对摩擦的影响系数(k可取值0.0015)

卩—预应力筋与孔道壁的磨擦系数(卩可取值0.25) (2)张拉的操作规程

张拉前先清理端头,再套上锚夹具使千斤顶的张拉作用线与孔道中心线重

合。张拉采用双控法即应力控制、伸长校核的方法进行控制。通过与实际伸长值 进行对照分析,确认计算伸长值的精度,作为施工控制的依据;并进行实际伸长 值的检测,若偏差在计算伸长值的-6%〜+6%区间,则继续张拉,否则应立即停止 张拉,分析查明原因予以调整后,才能继续。

张拉时,操作人员要控制好加压速度,给油平稳,持荷稳定,测量人员要 配合好,记录人员要认真仔细。

张拉时,操作人员不得立于千斤顶后,也不得触摸千斤顶,记录人员要观 测混凝土结

构情况,张拉人员注意观测压力表针有无异常摆动, 测量人员要注意

观察结构及倾听钢绞线、千斤顶有无异常声音,如有,应马上卸荷为零,认真分 析,查明原因后,方可继续张拉。

预应力钢绞线每个断面的断丝率不得大于该断面钢丝总数的 根钢绞线被拉断。

按设计要求的顺序对预应力束进行张拉,一般为先中间后两边,应尽量做 到左右对称张拉。设计为两端张拉的,必须两端同时张拉。

(3)孔道灌浆

灌浆材料采用普通硅酸盐水泥净浆,用净浆搅拌机搅拌,压浆机灌浆。净 浆水灰比为0.40,掺入适量的外加剂,保证其泌水率w 2%, 28天强度》30Mpa

灌浆前先清理孔道,灌浆从孔道一端压入,当各个排气孔依次流出清水、 稀浆、浓浆后,持续几秒钟圭寸闭各排气孔,再加压至 封闭灌浆管。

灌浆过程中,灌浆用水泥浆留置试块,每台班取两组试块进行检测,其抗 压强度不应小于 30N/mm 。

灌浆完毕后及时对灌浆机进行清洗。

2

1%,不允许整

0.6Mpa持续数秒钟后即可

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