第21合同段帽梁模型方案
一、工程概況：
我部承擔施工的二廣高速公路懷集至三水段第21合同段有橋梁3座，分別是鳳坑高架橋、江坪高架橋和肖仔崗中橋。3座橋梁下部構造橋墩均為雙柱式墩。橋墩帽梁設計寬度為14.
6公尺，設計有擋塊(帽梁示意圖)。
二、編制依據：
1、二廣高速公路懷集至三水段兩階段施工設計圖第21標段（第三冊）
2、公路橋涵施工技術規範jtj041-2000
3、公路施工計算手冊
4、模板提供廠家提供的模板有關資料
5、本公司施工經驗
三、施工方案的選定：
結合本地區帽梁施工慣例和我單位施工經驗擬採用抱箍法進行墩柱帽梁施工。利用在墩柱上的適當高度安裝抱箍並使之與墩柱夾緊產生的最大靜摩擦力，來克服臨時設施及帽梁的重量。沿線路橫向，在抱箍加勁肋上鋪設i45c工字鋼作為縱樑，橫向採用20cm間距鋪設15cm×15cm方木均勻分布帽梁自重及施工荷載。
1、抱箍法的關鍵是要確保抱箍與墩柱間有足夠的摩擦力，以安全地傳遞荷載。抱箍安裝在墩柱上時必須與墩柱密貼，這是個基本要求。我部所使用的抱箍為專業生產商提供。
2、連線板上螺栓的排列
抱箍上的連線螺栓，其預拉力必須能夠保證抱箍與墩柱間的摩擦
力能可靠地傳遞荷載。因此，要有足夠數量的螺栓來保證預拉力。
3、抱箍檢算採用先理論計算，後在施工前採用相當於施工時最不利荷載進行試驗，採用雙保險以保證施工安全。
4、帽梁施工示意圖。
四、施工方案設計
1、側模與端模支撐
側模為特製大鋼模,面模厚度為6mm，水平加強筋8×80mm間距20cm，在肋板外設揹帶加固。垂直加強筋及四周連線角採用l80×80×8角鋼，間距35cm。側模高1.
5m；上部設定[14槽鋼加固座，間距1m，採用φ14圓鋼作為拉桿。端模採用腳手架支撐在方木橫樑上。
2、底模支撐
底模為特製大鋼模,面模厚度為6mm，肋板加固為[14槽鋼。在底模下部採用15cm×15cm 的方木作為橫樑，間距0.2m，橫樑長2.3m。
3、縱樑
採用16m 長的i45c型鋼作為縱樑。兩片縱樑之間採用φ22
的栓杆連線；縱樑下為抱箍。
4、抱箍
擬採用雙層抱箍法。每層抱箍採用兩塊半圓弧型鋼板（板厚t=10mm）製成， m24 的高強螺栓連線，抱箍高50cm，採用24根高強螺栓連線。抱箍緊箍在墩柱上產生摩擦力提供上部結構的支承反力，是主要的支承受力結構。
5、五、施工計算原理
1、計算原則
（1）採用施工的構件的支撐方法較為成熟，只驗算抱箍和工字鋼縱樑。
（2）綜合考慮結構的安全性。
（3）採取簡化的力學模型。
2、對部分結構的不均布，不對稱性採用較大係數的均布荷載，。
3、計算按砼自重、模型自重、工字鋼、施工荷載最不利荷載計。
六、抱箍驗算
1、荷載計算
（1）帽梁砼自重：g1=43.42m3×26kn/m3=1128.9kn
（2）模板自重：g2=（1037.8×2+19.
1×4+72.2×3+120×2+699.4×2+749.
4×4+699.4×2）×10÷1000=168.1 kn
（3）施工荷載(人+施工材料)：g3=（0.065×3+0.7）×10=9kn
（4）施工動荷載：g4=10kn
（5）工字鋼荷載：g5=(94.5×16×10)×2/1000=30.24kn
抱箍上的總荷載：
g=g1+g2+g3+g4+g5=1128.9+168.1+9+10+30.24=1337.24kn
q=1337.24/14.6=91.6 kn/m
2、力學模型
1、荷載計算
受力圖如下：
每個帽梁按墩柱設兩個抱箍體支承上部荷載，由上面的計算可知：
支座反力r1=r2=91.6×14.6/2 =668.68kn。
以最大值為抱箍體需承受的豎向壓力n 進行計算，該值即為抱箍體需產生的摩擦力。施工前用兩台50t千斤頂對抱箍進行現場試驗，保證抱箍靜摩擦力滿足施工要求。抱箍與墩柱間採用橡膠墊圈，起到與墩柱間保護和增加摩擦係數。
3、抱箍受力計算
(一)、螺栓計算：
（1）螺栓數目計算
抱箍體需承受的豎向壓力n=668.68kn。抱箍擬採用m24高強螺栓連線。
m24高強螺栓預拉力p取225kn：
m24 螺栓的允許抗剪力：
[nl]=pμn/k
式中：p---高強螺栓的允許預拉力，取225kn;
μ---摩擦係數，取0.3；
n---傳力接觸面數目，取1；
k---安全係數，取1.7。
則：[nl]= 225×0.3×1/1.7=39.7kn
螺栓數目n 計算：
n=n』/[nl]=668.68/39.7=16.8個，按廠商提供螺栓數目取值
n=24個。
則雙抱箍每條高強螺栓提供的抗剪力：
p′=668.68/48=13.9kn<39.7kn。
故能承擔所要求的荷載。
（2）螺栓軸向受拉計算
砼與抱箍之間的摩擦係數取μ=0.3 計算
抱箍產生的壓力pb= n/μ=668.68kn/0.3=2228.9kn 由高強螺栓承
擔。 則：n』=pb=2228.9kn
抱箍的壓力由48條m24的高強螺栓的拉力產生。即每條螺栓拉
力為：n1=pb/48=2228.9kn /48=46.5kn<[p]=225kn
σ=n」/a= n′（1-0.4n1/n）/a
式中：n′---軸心力
n1---所計算截面最不利螺栓數目，取：16個
n---所有螺栓數量48個
a---高強螺栓截面積，a=3.8cm2
σ=n」/a= pb（1-0.4n1/n）/a=2228.9×103×(1-0.4×16/48)/（3.8×48×10-4）=105.9mpa <[σ]=138mpa
故高強螺栓滿足強度要求。
（二）抱箍體的應力計算：
1、抱箍壁為受拉產生拉應力
拉力p=48×13.9=668.68（kn）
抱箍壁採用面板δ10mm 的鋼板，抱箍高度為0.5m。
則抱箍壁的縱向截面積：s1=0.01×0.5×2=0.01(m2)
σ=p/s=668.68/0.01=66.9(mpa)＜[σ]=175mpa
滿足要求。
2、抱箍體剪應力
a3 鋼材容許剪應力[τ]=106mpa，容許彎曲應力[σw]=181mpa
抱箍體所受剪應力τ=1/2r1/（2s1）
=1/2×668.68/（2×0.01）=16.7mpa<[τ]=106mpa
2、抱箍體彎曲應力
根據第四強度理論
抱箍體所受彎曲應力σw=（σ2+3τ2）1/2=72.8mpa<[σw]=181mpa
滿足強度要求。
（三）、抱箍加強板與面板焊接驗算：
抱箍加強板採用2cm厚的鋼板與面板1cm連線，其連線方式為加強板兩側貼角與面板焊接。焊縫高度按8mm計算，焊縫長度按抱箍高度減去10mm計算。加強板寬度50cm計算。
其中m=668.68/2×0.25=
τ===43.1mpa<〔τ〕=85 mpa
焊縫強度滿足要求。
七、工字鋼縱樑穩定性驗算
一、縱樑計算
1、荷載計算
由前面計算知：工字鋼縱樑上的總荷載：g=1337.2kn
q=1337.2/14.6=91.6kn/m
由於採用兩根i45c工字鋼縱樑，則作用在單根工字鋼縱樑上的
均布荷載q』=91.6／2=45.8kn/m
2、力學模型如圖所示。
3、縱樑抗彎與撓度驗算
i45a 工字鋼縱樑的彈性模量e=2.1×105mpa;慣性矩i=35300cm4;
抗彎模量wx=1569cm3，截面積：12000mm2 。
r1=r2=334.34kn
兩端剪力：q=-45.8×2.85=-130.53kn
中間剪力:q=-130.53+334.34=203.81kn
τ=203.81/0.015=13.6mpa<106mpa
兩端彎矩：m1=m3=45.8×2.85×0.5×2.85=
跨中彎矩：m2=334.34×8.9/2-45.8×(8.9/2+2.85)2/2=267.5
σ= mmax/wx=267.5×1000/1569×10-6=170.5 mpa<181mpa
(滿足要求)
兩端撓度： f1=45.8×103×2.
85×8.93×(6×2.852/8.
92+3×2.853/8.93-1)/(24×2.
1×1011×35300×10-8)=-0.015m(上)
跨中撓度：f=45.8×8.94×(5-24×2.852/8.92)/(384×2.1×1011×35300×10-8=0.021m
[f]=8.9/400=0.023
fmax <[f] ，縱樑撓度滿足要求。
通過以上驗算證明：帽梁施工採用的模板及抱箍全部滿足施工要求。但為更好控制縱樑變形，在施工中在工字鋼肋板利用1cm鋼板對其進行加固，以保證施工安全係數的提高。
其慣性矩增大為i=61480cm4,f=0.016m<[f]=23mm。這樣能更好控制工字鋼變形，施工方案可行。
八、抱箍法帽梁施工預壓
施工前採用預壓法對抱箍和工字鋼進行預壓，設定相應觀測點，收集並整理觀測資料，根據實際觀測的變形資料，預設反拱度，反拱度利用方木和楔子進行調整。
1、選定已經施工且達到施工帽梁的墩柱，整平周圍場地，提供預壓條件。檢查抱箍焊縫是否飽滿，如有需要要進行補焊。
2、按總荷載備註140t預壓材料，為準確測控並分析預壓資料，擬採用標準50kg砂袋2800個，或者採用未使用過帶有稱重銘牌的鋼材。備足15×15cm的方木45根。
3、在墩柱做好抱箍定位標記以便在預壓過程中觀察。抱箍底部離地面高度以1.5m左右為準。
4、安裝抱箍及工字鋼，後在工字鋼上布設5個觀測點，分別在抱箍加強肋板和1/2跨中和1/4跨中處，觀測儀器採用滿足精度要求的精密儀器。
5、鋪設方木後分3級進行載入，分別為100t，120t，140t，分級載入中間間隔時間以4小時為基準。最後級荷載持續時間不得小於24小時。
6、載入過程中做好相應觀測記錄，分析觀測資料後指導施工。
帽梁連梁施工方案
目錄一 工程簡介 1 二 工程概況 1 三 編制依據 2 四 施工準備 3 4.1 技術準備 3 4.2 資源準備 3 4.3 現場準備 4 五 施工流程 4 5.1 施工流程圖 4 5.2 施工要點 6 六 質量安全措施 8 6.1質量措施 8 6.2安全保證措施 9 支護帽梁 連梁水平支撐施工方...
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