桔乡路桥梁桥墩身模板计算书

宜昌市桔乡路及竹涛路市政工程桥墩模板计算书中铁上海工程局市政工程有限公司第1页共10页附件四桥墩模板计算书一、基本资料：1、桥墩模板的基本尺寸桥墩浇筑时采用全钢模板，模板由平面模板和半弧模板对接组成，模板标准段设计最大高度为11.5m，面板为h=6㎜厚钢板；竖肋[10#，水平间距为L1=30cm；横肋为双根[16#槽钢，纵向间距为100cm；模板如下图所示。图1标准段模板宜昌市桔乡路及竹涛路市政工程桥墩模板计算书中铁上海工程局市政工程有限公司第2页共10页图2抱箍图2、材料的性能根据《公路桥涵施工技术规范JTJ041-89》和《公路桥涵钢结构设计规范》的规定，暂取：砼的重力密度：29kN/m3；砼浇筑时温度：20℃；砼浇筑速度：2m/h；掺外加剂。钢材取Q235钢，重力密度：78.5kN/m3；容许应力为145MPa，不考虑提高系数；弹性模量为206GPa。3、计算荷载对模板产生侧压力的荷载主要有三种：1)振动器产生的荷载：4.0kN/m2；或倾倒混凝土产生的冲击荷载：4.0km/m2；二者不同时计算。2)新浇混凝土对模板的侧压力；荷载组合为：强度检算：1+2；刚度检算：2(不乘荷载分项系数)当采用内部振捣器，混凝土的浇筑速度在6m/h以下时，新浇的普通混凝土作用于模板的最大侧压力可按下式计算（《桥梁施工工程师宜昌市桔乡路及竹涛路市政工程桥墩模板计算书中铁上海工程局市政工程有限公司第3页共10页手册》P171杨文渊）：hkP（1）当v/T0.035时，h=0.22+24.9v/T;当v/T0.035时，h=1.53+3.8v/T;式中：P－新浇混凝土对模板产生的最大侧压力（kPa）；h－有效压头高度（m）；v－混凝土浇筑速度（m/h）；取v=2m/h;T－混凝土入模时的温度（℃）；－混凝土的容重（kN/m3）；k－外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取k=1.0，掺缓凝作用的外加剂时k=1.2；根据前述已知条件：因为：v/T=2.0/20=0.10.035，所以h＝1.53+3.8v/T=1.53+3.8×0.1＝1.91m最大侧压力为：hkP＝1.2×29×1.91＝66.47kN/㎡检算强度时荷载设计值为：'q1.2×66.47+1.4×4.0＝85.36kN/m2；检算刚度时荷载标准值为：''q66.47kN/m2；4、检算标准1）强度要求满足钢结构设计规范；2）结构表面外露的模板，挠度为模板结构跨度的1/400；3）钢模板面板的变形为1.5mm；4）钢面板的钢楞、柱箍的变形为3.0mm；宜昌市桔乡路及竹涛路市政工程桥墩模板计算书中铁上海工程局市政工程有限公司第4页共10页二、面板的检算1、计算简图面板支承于横肋和竖肋之间，横肋间距为100cm，竖肋间距为30cm，取横竖肋间的面板为一个计算单元，简化为四边嵌固的板，受均布荷载q；则长边跨中支承处的负弯矩为最大，可按下式计算：yxllAqM2'（2）式中：A－弯矩计算系数，与yxll/有关，可查《建筑结构静力计算手册》（中国建筑工业出版社1974）P291表4-4得A=0.0829；yxll、－分别为板的短边和长边；'q－作用在模板上的侧压力。板的跨中最大挠度的计算公式为：cxBlqBf/''4（3）式中：B－挠度计算系数，同样查表4-4得B=0.00253；Bc＝)1(1223E，E为弹性模量，为板厚，为泊桑比；宜昌市桔乡路及竹涛路市政工程桥墩模板计算书中铁上海工程局市政工程有限公司第5页共10页42311104075.0)3.01(12006.01006.2BcN/m2、强度计算由式（1）可得，板的最大弯矩为：0xM-0.0829×85.36×0.32×1＝-0.637kN.m板的抗弯模量：6-22106006.016161＝bwxm3MPa145][MPa2.10610610637.0M6-30x＝＝xw面板强度满足要求。3、刚度检算mm75.0]400/[mm33.0104075.03.01047.6600253.0l'q'4434xxclBBf＝＝面板刚度满足要求。三、竖肋的检算1、计算基本数据竖肋采用［10槽钢，简化为支承在背楞上的多跨连续梁，背楞间距为100cm，连续梁承受30cm宽的均布荷载3q，则：kN/m61.2536.853.0'3.0'3＝qqkN/m94.1947.663.0''3.0''3＝qq2、强度计算实际竖肋是跨度1m的10跨连续梁，为查手册方便，近似按5跨连续梁计算，查表得最大弯矩系数为0.105，最大剪力系数0.606。跨中最大弯矩为：宜昌市桔乡路及竹涛路市政工程桥墩模板计算书中铁上海工程局市政工程有限公司第6页共10页23'105.0lqM＝0.105×25.61×0.52＝0.672kN.m［10槽钢的截面特性：3107.39xwmm3410198xImm4MPa145][MPa93.16107.3910672.0M36＝＝xw竖肋强度满足要求。3、刚度检算为安全起见，按简支梁计算挠度，则：mm5.2]400/[mm064.0101981006.211094.1938453845811434''3lEIlqfx＝＝竖肋刚度满足要求。四、横肋的检算1、计算基本数据横肋采用双16#槽钢，高h=16cm，支承于竖肋上，可简化跨度为0.3m的简支梁，承受100cm宽的均布荷载4q，则：kN/m36.8536.851'1'4＝qqkN/m47.6647.661''1''4＝qq2、强度计算跨中最大弯矩为：24'81lqM＝0.125×85.36×0.32＝0.922kN.m竖肋的截面特性：3310216101082xwmm33101732ximm4MPa145][MPa69.421021610922.0M36＝＝xw宜昌市桔乡路及竹涛路市政工程桥墩模板计算书中铁上海工程局市政工程有限公司第7页共10页横肋强度满足要求。3、刚度检算mm75.0]400/[mm002.01017321006.23.01047.6638453845811434''4lEIlqfx＝＝横肋刚度满足要求。五、抱箍设计计算1、抱箍设计采用四块钢板（板厚t=12mm）制成，M30的高强螺栓连接，抱箍高30cm，采用32根高强螺栓连接。抱箍紧箍在墩柱上产生摩擦力提供上部结构的支承反力，是主要的支承受力结构。为了提高墩柱与抱箍间的摩擦力，同时对墩柱砼面保护，在墩柱与抱箍之间设一层10mm厚的橡胶垫，使用千斤顶将横梁架起，两根横梁采用30拉杆进行固定。2、受力检算2.1上部荷载计算盖梁砼自重：41.4×29＝1200.6KN盖梁模板重：76.7×0.006×7.85×9.8=35.4KN荷载总重：1200.6+35.4=1236KN施工荷载：按荷载总重的5％计上部荷载总重：Q=1236×1.05＝1297.8KN上部结构均布线荷载为：Q=1297.8/3.7=350.76KN/m宜昌市桔乡路及竹涛路市政工程桥墩模板计算书中铁上海工程局市政工程有限公司第8页共10页每个盖梁按墩柱设二个抱箍体和两个D20钢立柱支承上部荷载,其计算简图如下：图4支座反力计算图故抱箍受力为102.35KN，D200*6的钢管受力为546.55KN以最大值为抱箍体需承受的竖向压力102.35KN进行计算，该值即为抱箍体需产生的摩擦力。2.2抱箍受力检算（1）螺栓数目计算抱箍体需承受的竖向压力N=102.35kN抱箍所受的竖向压力由M24的高强螺栓的抗剪力产生，查《路桥施工计算手册》第426页：M24螺栓的允许承载力：[NL]=Pμn/K式中：P---高强螺栓的预拉力，取225kN;μ---摩擦系数，取0.3；n---传力接触面数目，取1；K---安全系数，取1.7。则：[NL]=225×0.3×1/1.7=39.7kN宜昌市桔乡路及竹涛路市政工程桥墩模板计算书中铁上海工程局市政工程有限公司第9页共10页螺栓数目m计算：m=N’/[NL]=102.35/39.7=2.6个，取计算截面上的螺栓数目m=3。而实际抱箍设计为8根M24高强螺栓，满足要求。（2）螺栓轴向受拉计算砼与钢之间设一层橡胶，按橡胶与钢之间的摩擦系数取μ=0.3计算，抱箍产生的压力Pb=N/μ=102.35kN/0.3=341.2kN由高强螺栓承担。则：N′=Pb=341.2kN抱箍的压力由8条M24的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为N1=N′/8=341.2kN/8=42.65kNA---高强螺栓截面积，A=4.52cm2σ=N1（1-0.4n1/n）/A=42.65×1000/4.52×10-4=94.36MPa＜[σ]=140MPa故高强螺栓满足强度要求。2.3钢立柱承载力验算钢管立柱采用Φ200×6mm钢管，截面面积A=36.568cm2,，最大的承载能力计算如下：644.94KN36572100.9880.85Φ[σ]A85.0N式中：0.85为钢管折减系数；Φ-立杆稳定系数；依据《钢结构设计规范》，取稳定系数0.988；[σ]取210MPa，钢板传递的最大荷载为Pmax=546.55KN＜644.94KN，宜昌市桔乡路及竹涛路市政工程桥墩模板计算书中铁上海工程局市政工程有限公司第10页共10页因此钢管承载力满足要求。