桥梁支架模板计算.docx
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桥梁支架模板计算.docx
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桥梁支架模板计算
(六)、承台施工方案及模板计算
4、安装模板
承台桥墩均采用大块钢模板施工,设拉杆。
面板采用δ=6mm厚钢板,[10竖带间距0.3m,[14横带间距0.5m,竖肋采用[10槽钢,间距30cm,横肋采用[14槽钢,间距100cm。
横肋采用2[14a工字钢,拉杆间距150cm。
拉杆采用φ20圆钢
承台尺寸:
钢桁梁部分11.4×18.4×3.5m。
模板采用分块吊装组拼就位的方法施工。
根据模板重量选择合适的起吊设备立模、拆模。
根据承台的纵、横轴线及设计几何尺寸进行立摸。
安装前在模板
表面涂刷脱模油,保证拆模顺利并且不破坏砼外观。
安装模板时力求支撑稳固,以保证模板在浇筑砼过程中不致变形和移位。
由于承台几何尺寸较大,模板上口用对拉杆内拉并配合支撑方木固定。
承台模板与承台尺寸刚好一致,可能边角处容易出现漏浆,故模板设计时在一
个平行方向的模板拼装后比承台实际尺寸宽出10cm,便于模板支护与加固。
模板与模板的接头处,应采用海绵条或双面胶带堵塞,以防止漏浆。
模板表面应平整,内侧线型顺直,内部尺寸符合设计要求。
模板及支撑加固牢靠后,对平面位置进行检查,符合规范要求报监理工程师签证后方能浇筑砼。
5、浇注砼
钢筋及模板安装好后,现场技术员进行自检,各个数据确认无误,
然后报验监理,经监理工程师验收合格后方可浇筑砼。
砼浇注前,要
把模板、钢筋上的污垢清理干净。
对支架、模板、钢筋和预埋件进行
检查,并做好记录。
砼浇注采用商品砼。
浇筑的自由倾落高度不得超过2m,高于2m时要用流槽配合浇筑,以免砼产生离析。
砼应水平分层浇筑,并应边浇筑边振捣,浇筑砼分层厚度为30cm左右,前后两层的间距在1.5m以上。
砼的振捣使用
时移动间距不得超过振捣器作用半径的1.5倍;与侧模应保持5~10cm的距离;插入下层砼5~10cm;振捣密实后徐徐提出振捣棒;应避免振捣棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件,造成模板变形,预埋件移位等。
密实的标志是砼面停止下沉,不再冒出气泡,表面呈平坦、泛浆。
浇筑砼期间,设专人检查支撑、模板、钢筋和预埋件的稳固情况,当发现有松动、变形、移位时,应及时进行处理。
砼浇筑完毕后,对砼面应及时进行修整、收浆抹平,待定浆后砼稍有硬度,再进行二次抹面。
对墩柱接头处进行拉毛,露出砼中的大颗粒石子,保证墩柱与
承台砼连接良好。
砼浇筑完初凝后,用草毡进行覆盖养护,洒水养生。
6、养护及拆模
混凝土浇注完成后,对混凝土裸露面及时进行修整、抹平,待定
浆后再抹第二便并压光或拉毛。
收浆后洒水覆盖养生不少于7天,每
天撒水的次数以能保持混凝土表面经常处于湿润状态为度,派专人上
水养生。
混凝土达到规定强度后拆除模板,确保拆除时不损伤表面及棱角。
模板拆除后,应将模板表面灰浆、污垢清理干净,并维修整理,在模
板上涂抹脱模剂,等待下次使用。
拆除后应对现场进行及时清理,模
板堆放整齐。
7、基坑回填
拆除侧模并经监理工程师验收合格签认后,方可进行基坑回填,
回填时应分层进行
8、承台模板计算
承台桥墩均采用大块钢模板施工,设拉杆。
面板采用δ=6mm厚
钢板,[10竖带间距0.3m,[14横带间距0.5m,竖肋采用[10槽钢,间距30cm,横肋采用[14槽钢,间距100cm。
横肋采用2[14a工字钢,拉杆间距150cm。
拉杆采用φ20圆钢
承台尺寸:
钢桁梁部分11.4×18.4×3.5m。
1)、荷载计算
1
混凝土侧压力根据公式:
P=0.22γt0k1k2v2
计算:
1
P=0.22×24×5×1×1.15×22
=43kpa
2)、面板计算
面板采用δ=6mm厚钢板,[10竖带间距0.3m,[14横带间距0.5m,取1m板宽按三跨连续梁进行计算。
竖肋间距30cm。
面板荷载计算
q=43×1=43kN/m
Ρ43
有效压头高度:
h=γ=24=1.8m
材料力学性能参数及指标
W=1bh
2
1
1000
62
6.0
103mm3
6
6
I
1
bh
3
1
1000
63
1.8
104mm4
12
12
Α=bh=1000×6=6000mm2
EI=2.1×1011×1.8×104×10_12=3.78×103Nm2
EA=2.1×1011×6×103×10_6=1.26×109N
面板结构计算
采用清华大学SMSolver进行结构分析。
Mmax=0.39kN..mQmax=7.74kN
强度计算
M0.39*106
σ=ω=6*103=35Mpa<[σ]=145Mpa,合格。
τ=
Q
A=
7.74*103
6000
=1.29Mpa<[τ]=85Mpa,合格。
刚度计算
f=0.6mm 3)、竖肋计算 竖肋采用[10槽钢,间距30cm,横肋采用[14槽钢,间距100cm。 荷载计算 按最大荷载计算: qp0.3430.312.9kN/m。 材料力学性能参数及指标 I=1.98×106mm4 W=3.96×104mm3 A=1274mm2 EI=2.1×1011×1.98×106×10_12=4.15×105Nm2EA=2.1×1011×1.274×103×10_6=2.67×108N 结构计算 采用清华大学SMSolver进行结构分析。 Mmax=0.323kNmQmax=3.9kN 强度计算 M0.323*106 σ=ω=3.96*104=8.2Mpa<[σ]=145Mpa,合格。 Q3.9*103 τ=A=1274=3.1Mpa<[τ]=85Mpa,合格。 刚度检算 f=0.01mm 最大支反力Rmax=R2=R3=7.1kN。 4)、横肋计算 横肋采用2[14a工字钢,拉杆间距150cm。 荷载计算 将竖肋槽钢支反力作为集中荷载计算,P=7.1kN。 材料力学性能参数及指标 I=2×5.63×106=1.12×107mm4 W=2×8.05×104=1.61×105mm3 Α=bh=2×1851=3702mm2 EI=2.1×1011×1.12×107×10_12=2.35×106Nm2EA=2.1×1011×3.702×103×10_6=7.77×108N 结构计算 采用清华大学SMSolver进行结构分析。 Mmax=6.4kNmQmax=18.5kN 强度计算 Mmax6.4 10 6 40MPa 145MPa w 1.61 105 ,合格。 Q 18.510 3 5MPa 85MPa A 3702 ,合格。 刚度计算 f0.3mml4003.75mm,合格。 最大支反力: R=37kN。 5)、拉杆计算 拉杆采用φ20圆钢,按最大拉力计算。 37103 118MPa145MPa 314,合格。 (七)、桥墩施工方案及模板计算 桥墩采用柱式桥墩,桥墩采用矩形台状形式,横桥向布置3个桥 墩,中墩根部横向宽8.8m,纵桥向长3.5m.顶部横向宽6m,纵桥向 长2.5m;两侧边墩根部横向宽65m,纵桥向长3.5m.顶部横向宽3.7m,纵桥向长2.5m。 1、测量放线: 在承台顶面准确放出墩柱中线并标注十字和钢模板外边线,以利于钢模板吊装就位;经驻地监理检查合格后并约请总监办进行验收,合格后方可进行钢模板安装。 2、凿毛处理: 墩柱、肋板钢筋绑扎前要将墩柱范围内的承台进行凿毛处理,以利于承台砼与墩柱砼的良好结合。 3、钢筋: 当钢筋进场时,向监理工程师提供钢筋的出厂质量证书,并分批取样进行试验,每60吨作为一批进行取样,一次进料不够也作为一批取样,所用钢筋直径大于Φ12mm时应作机械性能和可焊性试验。 经试验符合规定的钢筋,必须按品种、规格、牌号分别设置标志牌, 垫好方木、码放整齐,上盖苫布。 钢筋使用前进行调直、除锈、去污。 焊接接头同规格、同品种、同一厂家的钢筋每300个接头取样1 组(3根)进行力学性能检测或每加工批进行抽样检测。 直螺纹接头 每加工批或500个接头进行抽样检测,取样数量不少于75个接头, 检测其外观和拧紧力矩,并取3根接头进行抗拉强度检验。 直螺纹接头检验: 套筒进场检验有保护端盖、套筒内无杂物;套 筒外观螺纹牙型饱满,表面无裂纹,表面及内螺纹不得有严重锈蚀及 其他肉眼可见的缺陷。 4、钢模板: 绑扎完钢筋笼后即可吊装墩柱钢模板。 采用16T吊车吊装对位。 吊车必须设专人指挥,并特别注意安全。 对位时,下口先对准测量标 注的钢模板外线,用木楔子和定位钢筋固定钢模板下口;在钢模板上 十字方向拉出四根带导链的钢丝绳和地锚连接,然后调整导链长度用 全站仪校正钢模板上口,确保钢模板上口中心与墩柱在承台上的投影 中心(即测量放线的墩柱中心)吻合;吻合后固定导链以保证钢模板 的稳定性、位置准确,然后用全站仪或经纬仪检测钢模板的竖直度。 5、混凝土浇筑: 混凝土采用商品砼,坍落度为10-14厘米,进场后严格检查坍落 度、和易性,不合格产品严禁使用。 浇筑前应将钢模板内杂物、已浇 承台上的泥土清理干净。 钢模板、钢筋自检和现场监理验收合格后, 方可进行混凝土的浇筑。 混凝土浇筑采用泵车进行,分层浇筑混凝土, 每层浇筑厚度不大于30cm,采用插入式50型振捣棒分层振捣,振捣 间距为40cm,插入下层砼5cm,振捣至混凝土表面泛浆、平坦无明显 下降、无气泡溢出时为止。 砼浇注过程中随时监控墩柱的竖直度,发 现偏差较大的情况后,及时用导链进行调整纠正。 6、养生: 在墩柱外围包裹两层土工布,进行洒水养生。 7、基坑回填: 回填要分层进行,每层厚度为15厘米,可设置立杆划线标注;回 填压实可采用小型震动夯,但要注意保护墩柱成品,墩柱周围的回填 采用人工木夯夯实。 8、施工过程中应急处理措施 (1)、施工时遇断电时,迅速启动备用发电机保证墩柱施工顺利 进行。 (2)、施工中,注意对易发生的质量问题采取有针对性的事前、 事中、事后控制措施,避免发生质量问题和事故。 9、桥墩模板计算 (1)、水平荷载统计: 根据路桥混凝土的施工条件计算混凝土侧压力如下: 1)、新混凝土对模板的水平侧压力标准值 按照《建筑工程大模板技术规程》(JGJ74-2003)附录B,模板荷载及荷载效应组合B.0.2规定,可按下列二式计算,并取其最小值: F0.22ct012V1/2 FcH 式中F------新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(KN/m2)。 γc------混凝土的重力密度(kN/m3)取25kN/m3。 t0------新浇混凝土的初凝时间(h),可按实测确定,现 场提供初凝时间要求为6小时,当缺乏实验资料时,可采用 t=200/(T+15)计算。 T------混凝土的温度(25°C)。 V------混凝土的浇灌速度(m/h);现场提供的浇筑速度不大于 为2m/h。 H------混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度(m); 取8.0m。 Β1------外加剂影响修正系数,不掺外加剂时取1.0;掺缓凝外 加剂取1.2,该工程取1.2。 Β2------混凝土坍落度影响系数,当坍落度小于100mm时,取 1.10不小于100mm,取1.15。 本计算方案以混凝土坍落度高度为180mm, 取1.15。 F0.22ct012V1/2 =0.22x25x6x1.2x1.15x21/2 =64.4kN/m2 FcH =25x18=450kN/m2 混凝土对模板的水平侧压力取二者中的较小值,F=64.4kN/m2作 为模板水平侧压力的标准值。 2)、倾倒混凝土时产生的水平荷载标准值 考虑倾倒混凝土产生的水平活载荷标准值取值4kN/m2(泵送混凝 土) 3)、振捣混凝土时产生的水平荷载标准值 振捣混凝土时产生的水平荷载标准值取值4kN/m2(作用范围在 新浇筑的混凝土侧压力的有效压头高度之内) (2)、水平侧压力的荷载组合 荷载分项系数: 新浇混凝土时对模板侧面的压力r1=1.2; 活荷载分项系数r=1.4 1)、总体水平侧压力的设计值为 F设=64.4*1.2=78.28kN/m2 模板受力分析采用总体水平侧压力设计值 2)、模板的变形分析采用新浇混凝土对模板水平侧压力的标准值 算刚度时荷载的分项系数取1.0 F标=64.4*1.0=64.4kN/m2 (3)、模板的计算 已知: 墩身的最大截面为8800*3500及结构形式,两端圆弧最大半 径R950;现选取3700*2000的平模板,面板为6mm,竖边框为 2000*120*14的钢板,横边框为3700*120*14的钢板,竖筋为[12#槽 钢,间距360mm,横筋为8*120的钢板间距400mm,背楞竖向间距为 1000mm;圆弧模板: 面板为6mm,连接法兰为14*120的钢板,竖边框为 14*120的钢板,环筋12*120的钢板(通长)间距400mm,竖筋为[12# 槽钢;模板连接螺栓为M20*65; 1)、平模面板强度的计算 面板首先把砼侧压力传给通长的竖筋,次筋是断开,竖筋间距 360mm,横筋间距400mm,背楞水平间距1000mm,所以面板支撑空间最 大距离为360mm*400mm。 式中F=77.28kN/m2 所以面板所承受的侧压力 为77.28kN/m2*(0.36m*0.4m)=11.128KN 最大应力: 74.2Mpa<220.6Mpa 最大位移: 0.4813mm 以上面板强度,刚度均能满足施工要求。 2)、模板竖筋校核: 模板竖筋用料为[12#槽钢,间距360mm*400mm,材料长度2000mm, 间隔400mm与横筋相连。 式中F=77.28kN/m2 所以竖筋所承受的侧压力为 77.28kN/m2*(0.36m*0.4m)=11.128KN 最大应力: 87.5Mpa<220.6Mpa 最大位移: 0.2186mm 以上竖筋强度和刚度均满足施工要求 3)、模板背楞校核: 模板背楞用料为双[14#a槽钢,拉杆水平间距间距1300mm,竖向背楞间距1000mm。 式中F=64.4kN/m2 所以背楞所承受的侧压力为64.4kN/m2*(1.3m*1m)=83.72KN 最大应力: 203Mpa<220.6Mpa 最大位移: 0.2078mm 以上背楞强度和刚度均满足施工要求 4)、对拉杆的受力计算 模板对拉栓(φ25精轧螺纹钢): 已知新浇筑混凝土对模板的最大侧压力77.28KN/m2,拉杆竖向最大间距1000mm,横向最大间距1300mm,所用拉杆为PSB785,φ25精轧螺纹钢,有效截面面积为490.868平方毫米 拉杆所承受的轴向荷载为: 77.28KN/m2*(1m*1.3m)=100.464KNPSB785,φ25精轧螺纹钢抗拉强度是980N/平方毫米。 所以拉杆的承载力就是: 980x490.868=481050N. 100464N<481050N 通过以上数据显示能满足施工要求 3、支架施工 (8)、模板及支架受力计算 1)、受力计算说明 根据现场考察及相关要求,本工程主体桥梁结构现浇支架采用 WDJ碗扣式多功能脚手架组拼整个支架的方案。 具体方案说明如下: 碗扣式满堂支架用由立杆可调底座(KTZ-60)、立杆(LG-180)或 (LG-120)、立杆可调托座(KTC-60)、横杆(HG-90或HG-60)等WDJ碗 扣式构件组合而成满堂支架。 在纵向立竿间距90cm等间距布置,在 横向按90cm布置,节点处按加密至60cm布置。 在混凝土顶板下方, 立杆可调托座(KTC-60)上方横向按立杆间距布置150×150mm方木, 在横向方木上方纵向按照间距不超过25cm铺设100×80mm方木,方 木上方为竹胶板底模。 底模纵横向坡度可通过立杆可调托座(KTC-60) 调整至要求标高。 2)支架荷载计算 砼结构换算砼厚1m,荷载计算: 根据JGJ166-2008工程施工碗扣式脚手架安全技术规范查得: 钢筋砼容重γ=25KN/m3。 每平米砼自重Q2=6.25KN/m2(每米平 均重量); 模板及支架自重荷Q1=1.5KN/m2; 振捣荷载2.0KN/m2; 施工人员和设备荷载脚手架施工荷载1.0KN/m2。 Q3=2.0+1.0=3.0KN/m2; 故总的面荷载: q=Q1+Q2+Q3=1.5+6.25+2+1=10.75KN/m2。 最不利组合荷载: q=1.2×(Q1+Q2)+1.4×Q3=1.2×(1.5+6.25)+1.4×3 =13.45KN/m2 3)、模板竹胶板验算 模板竹胶板厚16mm,底模板截面特性: 惯性矩(200mm宽度)I=bh3/12=200×163/12=68266mm4 截面边缘至主轴的距离,ymax=h/2=16/2=8mm l=200mm(纵向方木间距) ①、强度条件 模板计算时候按照最大荷载进行计算。 顺桥向截面线荷载: q线=q面*l=13.45*0.20=2.69KN/m f=M/W=My/I=(ql2/8)×ymax/I=(2.69×2502/8)×8/68266=2.5Mpa<fm=11MPa竹胶板强度满足要求(fm=11MPa根据木结构 设计规范查得) ②、刚度条件: 模板所受弯矩按多跨连续梁考虑(本方案按三等跨连续梁进行计算),最大挠度计算: : v<[v]=L/400 v=0.677×ql4/100EI=0.677×2.69×2504/(100×1×104× 68266)=0.14mm<[v]=L/400=0.5mm 根据上述计算,底模板在横梁的位置满足设计要求。 4)、纵向方木分配梁检算 本施工方案中支模架底面纵向分配梁采用10cm×8cm方木,长度 不小于3m,按间距0.25m布置。 方木采用东北落叶松,布置方式为 短边水平,长边竖直,具体示意图如附图。 则每根方木承受荷载转化 为匀布线荷载为: q=13.45×0.25=3.4KN/m 根据受力情况,其受力模型简化为受匀布荷载的简支梁。 计算按 照最大荷载计算,则: 截面抵抗矩I=bh3/12=10×83/12=426.7cm4 截面惯性矩W=bh2/6=10×82/6=106.7cm3 跨中最大弯矩Mmax=ql2/8=3.4×0.62/8=0.138KN.m 跨中最大剪力Vmax=ql/2=3.4×0.6/2=1.25KN.m ①、抗弯承载能力检算 δ=Mmax/W=0.138×103/106.7=1.9MPa<fm=15MPa(东北落叶 松fm=15MPa根据木结构设计规范查得)②、抗剪承载能力检算 τ=3Vmax/2A=3×1.25×103/(100×80)/2=0.322MPa< fv=1.3MPa(东北落叶松fv=1.3MPa根据木结构设计规范查得) ③、挠度检算 f=5ql4/(384EI)=5×3.4×0.64×108/(384×10000×426.7 =0.2mm<[f]=L/400=1.5mm 通过以上较大荷载演算得知,纵向分配梁采用10cm×8cm方木能够满足施工及设计要求。 5)、横向方木分配梁检算 本施工方案中在横向采用15cm×15cm方木横梁,按照间距0.9m 布置,每根支架立杆上布置一根横木。 布置方式为短边水平,长边竖 直,具体示意图如附图。 每根方木承受荷载转化为匀布线荷载为: q=13.45×0.6=8.1KN/m 截面抵抗矩I=bh3/12=15×153/12=4219cm4 截面惯性矩W=bh2/6=15×152/6=562.5cm3 本施工方案将结构受力模型简化为受均布荷载的简支梁,则: 跨中最大弯矩Mmax=ql2/8=8.1×0.92/8=1.02KN.m 最大剪力Vmax=ql/2=8.1×0.9/2=4.1KN.m ①、抗弯承载能力检算 δ=Mmax/W=1.0×103/562.5=2.1MPa<fm=15MPa(东北落叶松 fm=15MPa根据木结构设计规范查得) ②、抗剪承载能力检算 τ=3Vmax/2A=3×4.1×103/(150×150)/2=0.35MPa< fv=1.3MPa(东北落叶松fv=1.3MPa根据木结构设计规范查得) ③、挠度检算 f=5ql4/(384EI)=5×8.10×0.94×108/(384×10000×4219 =0.22mm<[f]=L/400=2.25mm 6)、碗扣式钢管支架检算 本施工方案采用ф48×3.5Q235碗扣式钢管脚手架。 立杆横向除采用间距0.9m,纵向横梁处间距为0.9m,横杆步距为1.2m。 则根据碗扣式脚手架的受力特性,结合纵向方木受力分析图,现 对碗扣式脚手架的主力杆进行受压承载能力检算。 立杆检算承载分别 取顶底板部位荷载和最不利荷载组合。 总的面荷载: q=Q1+Q2+Q3=1.5+6.25+2+1=24.5KN/m2。 最不利组合荷载: q=1.2×(Q1+Q2)+1.4×Q3=1.2×(1.5+6.25)+1.4×3 =13.45KN/m2 每根立杆受正向压力为: N=13.45×0.9×0.9=11.5
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