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模板计算
厦门同安湾大桥及接线工程B标
箱梁模板方案设计资料
中铁十七局集团六公司
同安湾大桥项目经理部
2006年9月
厦门同安湾大桥B标
箱梁模板方案设计资料
一、底模计算
1.底模荷载计算
⑴模板自重荷载0.6KN/m2
⑵新浇混凝土(含钢筋)自重荷载
根据箱梁的断面尺寸分别计算箱梁各部份的自重力:
腹板区域1m内:
2.4*26KN/m3=62.4KN/m2;
其他部位:
顶板自重力为0.26*26KN/m3=6.8KN/m2,底板自重力为0.4*26KN/m3=10.4KN/m2,为简便计算,将顶、底板自重力合并均匀作用于底模,即6.8+10.4=17.2KN/m2;
⑶振捣混凝土时产生的荷载:
取用2.0KN/m2;
⑷人员、机具等荷载:
取用2.5KN/m2;
腹板区域1.2m内:
计算承载能力组合荷载:
[⑴+⑵]*1.2+(⑶+⑷)*1.4=81.9KN/m2
验算刚度组合荷载:
[⑴+⑵]*1.2=75.6KN/m
其他部位:
:
计算承载能力组合荷载:
[⑴+⑵]*1.2+(⑶+⑷)*1.4=27.66KN/m2
验算刚度组合荷载:
[⑴+⑵]*1.2=21.36KN/m
2.纵向支撑方木间距计算
假定底模结构尺寸:
面板采用δ=12mm竹胶板,纵向支撑采用10*10的方木,横向支撑采用[18槽钢,间距800mm。
⑴腹板底支撑间距验算
按五跨连续梁、上有均布荷载作用为最不利情况进行计算;
按强度要求计算纵向支撑方木间距:
假定方木间距为0.18m
均布荷载q1=81.9KN/m
Mmax=0.105q*l2
=0.105*81.9*0.18*0.18
=0.27862KN*m
W=b*h2/6=1*122/6=24cm3
бmax=Mmax/W
=0.27862*103/24*10-6
=11.609*106N/m2
=11.609MPa
<[б]=15*0.9=13.5MPa
按刚度要求计算模板支撑间距:
均布荷载q2=75.6KN/m*1m=75600N/m
E=11*103MPa
I=b*h3/12=1*0.0123/12=1.44*10-7m4
fmax=0.664*q*l4/100*E*I
=0.664*75600*0.184/(100*11*103*106*1.44*10-7)
=3.3*10-4m
=0.033cm( 所以,腹板底1.2m范围方木间距取0.18m满足要求。 ⑵其他部位(空腔部分)支撑间距验算 按五跨连续梁、上有均布荷载作用为最不利情况进行计算; 按强度要求计算纵向支撑方木间距: 假定方木间距为0.32m 均布荷载q1=27.66KN/m*1mm=27.66N/mm Mmax=0.105q*l2 =0.105*27.66*0.32*0.32 =0.283238KN*m =28323.8N*cm W=b*h2/6=1*122/6=24cm3 бmax=Mmax/W =1180.2N/cm2 =11.802N/mm2 <[б]=15*0.9=13.5N/mm2 按刚度要求计算模板支撑间距: 均布荷载q2=21.36KN/m*1mm=21.36N/mm E=10000N/mm2 I=b*h3/12=1*123/12=144mm4 fmax=0.664*q*l4/100*E*I =0.664*21.36*324/(100*10000*144) =0.0103cm( 所以,空腔底板范围内方木间距取0.32m满足要求。 ⑶底模楞木强度及刚度检算(按照腹板底最不利) 楞木跨度0.8米,按两跨连续,每根长度不小于1.6米计。 1、强度: q=81.9*0.18=14.742KN/m 需要的 选用松木方木10×10cm 2、最大挠度: 满足要求 d方木下[18a间距按80cm验算 按简支梁、上有均布荷载作用的情况进行计算; Iy=98.6*104mm4 Wy=52.3*103mm3 E=2.1*105Mpa 槽钢平放跨度0.8m,因为方木间距(0.18m)较小,按均布荷载三跨连续计算: 均布荷载q=81.9+0.1=82KN/m MB=0.10q*l2 =5.2416KN*m 需要的 满足要求。 2.侧模计算 1)侧模荷载计算 ⑴新浇注混凝土对模板侧面的压力 采用内部振捣器时,新浇注的普通混凝土作用于模板的最大侧压力按下列二式计算,取二式中的最小值: P1=0.22*γ*t0*β1*β2*v1/2 P2=γ*H 式中: P1、P2—新浇注的普通混凝土作用于模板的最大侧压力,KPa; V—混凝土的浇注速度,m/h,取V=1m/h; t0—新浇注混凝土的初凝时间,h,可取t0=200/(T+15)=5 T—混凝土入模时的温度,℃,取T=25℃ γ—混凝土的容重,KN/m3,取γ=26KN/m3; β1—外加剂影响修正系数,掺缓凝剂取1.2; β2—混凝土坍落度影响修正系数,120~160mm,取1.0; 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H=2.5 则P1=0.22*26*5*1.2*1.0*11/2=34.3KPa P1=26*2.5=65KPa 取最小值34.3KPa; ⑵振捣混凝土时产生的荷载值: 取值4KN/m2; 计算承载能力组合荷载: ⑴*1.2+⑵*1.4=46.8KN/m2 验算刚度组合荷载: ⑴*1.2=41.2KN/m2 2)模板支撑间距计算 模板的有关数据见底模部分; 按两跨连续梁、上有均布荷载作用的情况进行计算; 弯矩系数KM=0.125,扰度系数KW=0.521 按强度要求计算模板支撑间距: 均布荷载q=46.8*0.25=11.7KN/m=11.7N/mm Mmax=KM*q*l2 бmax=Mmax/W=14.5N/mm2 则l=(14.5*W/KM/q)1/2=347mm 按刚度要求计算模板支撑间距: 均布荷载q=41.2*0.25=10.3KN/m=10.3N/mm ωmax=KW*q*l4/(100*E*I)=l/400 则l=(E*I/4/KW/q)1/3=438mm 取两者最小值347mm,支撑间距选用320mm; 3.翼缘板模板计算 翼板采用组合钢模板,支撑体系如图,竖向、斜向支撑利用工地Φ48*3规格的钢管, 1)翼缘板模荷载计算 ⑴模板自重力0.6KN/m ⑵新浇混凝土(含钢筋)自重力(按最不利情况计算,即翼缘板根部处) 0.5*25*1=12.5KN/m2 ⑶振捣混凝土时产生的荷载 按2.0KN/m2*1.0=2.0KN/m2采用; 计算承载能力组合荷载: [⑴+⑵]*1.2+⑶*1.4=18.52KN/m2 验算刚度组合荷载: [⑴+⑵]*1.2=15.72KN/m2 2)模板强度及刚度验算(按五跨连续,方木间距0.5m) q=18.52*0.5=9.26KN Mmax=q*l2*0.105=18.52*0.5*0.5*0.105=0.243075KN*m W=b*h2/6==24*103mm3 бmax=Mmax/W=10.1N/mm2<13N/mm2 刚度验算: 均布荷载 I=bh3/12=144mm4 ωmax=0.664*q*l4/(100*E*I) =0.9438cm 可满足要求; 翼板方木计算: 方木间距取0.5m,选用10*10cm方木,按最不利支点反力计算。 q=18.52KN/2=9.26KN A=10000mm2 M=0.125ql2 =74080N.cm 需要的惯性矩wx=74080/95=77.98cm3 满足要求。 最大扰度计算: fmax =0.52ql4/(100*E*I) =0.0181cm 翼板支撑的计算: 支撑体系如图: 上下横梁采用[10钢,立柱采用[8钢, ①[10钢横放,Iy=25.6cm4,Wy=16.9cm3 q=18.52*1.2+0.1=22.32kn/m 按照三跨连续计算: M=0.1ql2 =3.215KN*m2=3215000N.mm бmax=Mmax/W=190.22N/mm2<215N/mm2 扰度验算: f=0.52ql4/(100*E*I) =0.0448cm ②立杆强度稳定验算 选用[8钢,间距120cm A=10.24cm2Ix=101.3cm4,Wx=25.3cm3 i=16.6cm4 取h0=240cm, λ=240/1.616=148.5 查表得: 稳定系数φ=0.305 б=N/ΦA=59.6N/mm2<215N/mm2 4内模计算 1)内模荷载计算 模板及支撑采用松木,每块模板厚30mm,宽250mm顺纹抗压强度fc=10N/mm2,抗弯强度fm=13N/mm2,弹性模量E=9000N/mm2; ⑴模板自重力 0.3*1.0==0.3KN/m ⑵新浇混凝土(含钢筋)自重力 顶板自重力为26KN*0.26m=6.76KN/m ⑶振捣混凝土时产生的荷载 按2.0KN/m2*1.0=2.0KN/m采用; 计算承载能力组合荷载: [⑴+⑵]*1.2+⑶*1.4=11.27KN/m2 验算刚度组合荷载: [⑴+⑵]*1.2=8.472KN/m2 2)模板横撑间距计算 按简支梁、上有均布荷载作用的情况进行计算; 按强度要求计算横撑断面尺寸: 均布荷载q=11.27*0.25=2.82KN/m=2.82N/mm Mmax=q*l2/8 W=b*h2/6=250*302/6=3.75*104mm3 бmax=Mmax/W=13N/mm2 则l=(13*8*W/q)1/2=1176mm 按刚度要求计算模板支撑间距: 均布荷载q=8.472*0.25=2.12KN/m=2.12N/mm ωmax=5*q*l4/(384*E*I)=l/250 I=b*h3/12=250*303/12=5.63*105mm4 则l=(384*E*I/1250/q)1/3=1943mm 取两者最小值1176mm,支撑间距用1000mm; 3)模板横撑断面尺寸计算 按跨径l=1200mm简支梁、上有均布荷载作用的情况进行计算; 按强度要求计算横撑断面尺寸: 均布荷载q=11.27*0.7=7.89KN/m=7.89N/mm Mmax=q*l2/8=1.42*106N·mm бmax=Mmax/W=13N/mm2 则W=109*103mm3 选用截面尺寸为8*10cm的方木,截面系数: W=133*103mm3,可满足要求;其惯性矩: I=667*104mm4; 按刚度要求验算: 均布荷载q=8.472*0.7=5.93KN/m=5.93N/mm ωmax=5*q*l4/(384*E*I)=2.67mm ωmax/l=1/449 可满足要求; 4)竖向支撑杆件 横撑支点反力为N1=q*l/2=11.27*1200/2=6762N,取中间支撑进行计算,轴向受力为N=N1*2=13524N 竖向支撑采用100*100mm的方木, A=10000mm2,d=100/21/2=70.72mm,i=d/4=17.68; 按强度计算竖向支撑杆件的受压应力为: б=N/A=13524/10000=1.36N/mm2<13N/mm2 按稳定性计算竖向支撑杆件的受压应力为: 长细比λ=L/iX=1540/14.14=108.9 因λ=108.9>80,ф=3000/λ2=0.253 б=N/(ф*A)=13524/(0.253*10000) =5.35N/mm2<13N/mm2 可满足要求;
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