箱梁模板设计方案

第1页共21页箱梁模板设计方案目录：一、背景…………………………………2二、模板的结构形式……………………2三、32米箱梁的主要技术参数…………3四、模板验算…………………………….6五、模板加工…………………………….20六、模板的加工工序……………………21七、模板的安全使用……………………21第2页共21页一、背景为保证预制箱梁整体质量及外形美观，本梁场所有预制箱梁均采用组合钢模。二、模板结构形式1、模板形式：箱梁均采用端模包侧模、底模托端模的形式；2、模板形式均为固定式。3、侧模、端模互相连接，采用标准件连接形式，方便端模的调整，端模与底模采用标准件连接，方便折装端模；4、侧模与底模连接采用对拉杆型式（按2m/道布置并与侧模桁架连接，单侧17点）、标准件（每300mm一道边框连接，单侧约100点）紧固形式，利用对拉杆的长度与强度进行紧固、调整；(图纸分块模式附有图纸)5、箱梁预制时需要在底模设置反拱，反拱通过底模与制梁台座预埋件之间的钢垫板调整到设计图纸要求；6、梁体翼缘端下侧滴水槽采用钢板压成U型，焊与面板上并打磨。7、端模设计最高断面，排水坡度现场组拼时我方会根据对方需磨，端头下边缘设有20mmx20mm倒角，采用钢板拼成焊接打磨（保证模板外观），保证倒角直线度，也便于装拆模板。8、模型尺寸：底模尺寸：33200mm,宽度为5000mm；侧模尺寸：32660mm,内模尺寸为：长度32800mm,宽度为：3892mm,标准段高度为1750mm，端部高度为2250mm；端模孔的位置根据通桥（2008）8322A-II中预应力布置图中孔道位置确定，水平位置为孔道中心到梁体纵向中心线之间的距离，垂直位置为孔道中心到梁体底板底部的距离。三、32米箱梁的主要技术参数第3页共21页杭长客运专线32m双线后张法预应力混凝土单箱简支梁,为单箱单室等高度箱梁。梁全长32.6m；跨度31.5m；梁高为3.078m；桥面宽度为12m。梁体腹板采用斜截面形式，其坡度为1:10。箱梁底板宽度5.5m。顶板厚度为30cm，底板厚度28cm，梁端底板加厚至70cm。腹板中段厚度为45cm，梁端加厚至10.5cm，箱梁内最大净空高度274cm。梁体混凝土强度等级为C50，一榀(孔)梁混凝土体积为334.71m3。一片(孔)梁设计总重达836.8t。2、与模型有关的梁体主要尺寸：根据通桥（2008）8322A-II中的概图，全长32600mm,跨度31500mm,宽度为12000mm，跨中部分梁高2.8m,支点部分梁高3.0m,跨中腹板厚度480mm,端部腹板厚度为1080mm,跨中底板厚度300mm,端部底板厚度为700mm，端部顶板厚度为640mm。附图：底模第4页共21页断面图立面图第5页共21页跨中截面图端部截面图第6页共21页四、模板验算（一）、计算取值F=0.22*γ*t0*β1*β2*V1/2+6*1.4-----------------①F=γ*h+6*1.4-----------------------------------------②γ-----混凝土比重，取25KN/M3t0---------混凝土初凝时间β1混凝土塌落度影响修正系数，取1.15；β2混凝土外加剂影响修正系统，取1.2；h=混凝土灌注高度；混凝土侧压力取上述两公式其小值。（二）、模板计算1.荷载计算（1）新浇混凝土的侧压力（F1）根据招标单位提供的数据，新浇混凝土容重rc=26KN/m3，浇筑速度v=1.5m/h，入模温度T=200C。依据混凝土有效压头计算公式：v/T≤0.035时，h=0.22+24.9v/Tv/T≥0.035时，h=1.53+3.8v/T现v/T=1.5/20=0.075，则有效压头h=1.815m考虑可能的外加剂最大影响，取系数1.2，则混凝土计算侧压力标准值F1=1.2*26*1.815=56.63KN/m2=56.63*10-3N/mm2第7页共21页（2）倾倒混凝土产生的侧压力（F2）当采用泵送混凝土浇筑时，侧压力取6KN/m2并乘以活荷载分项系数1.4。所以F2=1.4×6=8.4KN/m2（3）侧压力合计（F3）v/TF3=F1+F2=56.63+8.4=65.03KN/m2模板强度验算考虑新浇混凝土侧压力与倾倒混凝土时产生的荷载，即F3值。模板刚度验算考虑新浇混凝土侧压力，即F3值。2．端模计算：（1）设计模板的形式与用料计算用下方板块为假设的最不利板块。其中面板为12mm厚钢板；模板2、3、4竖肋为间距800mm的10㎜筋板；模板其他部分为双向板，横肋间距660mm的12mm筋板；（2）板面、与板面直接焊接的筋板的强度与刚度计算：上述构件均为受弯构件，与板面直接焊接的横肋是板面的支承边。2．1钢面板、横肋计算2．1．1钢面板计算钢面板与横肋采用断续焊焊接成整体后，把钢面板当作双向板计算。在这种情况下，最不利的位置是最下角的板。第8页共21页模板板面为12mm厚钢板，下角为10㎜筋板。面板强度和刚度验算（1）强度验算图1面板断面取10mm宽板条为研究对象。q=65.03×10-2N/mm根据lx/ly=660/800=0.825,查《建筑施工手册》“2常用结构计算”中“荷载与结构静力计算表”（表2-20）得：Mx0=系数×ql2=-0.0708×65.03×10-2×6602＝-20055.56N·mmMy0=系数×ql2=-0.0569×65.03×10-2×6602＝-16118.10N·mm截面抵抗拒：Wx=Wy=bh2/6=10×122/6=240mm3∴σx=Mx0/Wx=20055.56/240=83.56N·mm2fσy=My0/Wy=16118.10/240=67.16·mm2f第9页共21页（2）挠度验算根据lx/ly=660/800=0.825,查《建筑施工手册》“2常用结构计算”中“荷载与结构静力计算表”（表2-20）中查得：ωmax=0.00202ql4/K而K=Eh3b/12(1-ν2)=2.06×105×123×10/12（1-0.32）=3.26×108式中ν－钢的泊松比，ν=0.3。∴ωmax=0.00202ql4/K=0.00202×65.03×6604/3.26×108=0.76mm强度和刚度均满足要求。2．1．2小纵肋的计算端模中横肋的最大间距是660mm，因此小纵肋最长者为660mm，满焊在横肋上，故按照两端固定梁计算。计算荷载为：q=65.03×10-2×660=429.20N/mm1)强度验算：图1面板与小纵肋组合截面第10页共21页组合截面形心：y1=S/A面积矩：S=12×660×6+250×10(125+12)=3.9×105mm3截面积：A=12×660+250×10=10420mm2∴y1=S/A=37.43mmy2=262-37.43=224.57mm截面惯性矩：I=660×123/12+660×12×(37.43-6)2+10×2503/12+10×250×(224.57-125)2=3.28×107mm4截面弹性抵抗矩：W上=I/y1=8.76×105mm3W下=I/y2=1.46×105mm3弯矩按照两端固定梁计算，查表得：M=-121ql2=-1.56×107N·mm组合截面的最大压力：σ=M/W下=106.84N/mm2根据：σ=106.84N/mm2、b/h=660/12=55查表8-78得b1/h=54，即b1＝54×h=648mm2)强度验算：b1宽的面板与小肋组成的组合截面的截面形心：第11页共21页图2面板有效宽度组合截面形心：y1=S’/A面积矩：S’=12×648×6+250×10(125+12)=3.89×105mm3截面积：A=12×648+250×10=10276mm2∴y1=37.86mmy2=262-37.86=224.14mmI=648×123/12+648×12×(37.86-6)2+10×2503/12+10×250×(224.14-125)2=3.26×107mm4W上=I/y1=8.61×105mm3W下=I/y2=1.45×105mm3小纵肋的内力按五跨连续梁计算，查《建筑施工手册》“2常用结构计算”中表2-14最大的弯矩系数为-0.105，最大弯矩：M=系数×ql2=-0.105×429.20×8002=-2.88×107N·mm最大应力：σ=M/W下=198.62N/mm2N/mm2﹤f第12页共21页3)挠度验算：查《建筑施工手册》“2常用结构计算”中表2-14得挠度系数为0.644。∴ωmax=系数×ql4/100EI=0.17mm＜800/500＝1.6㎜，满足要求！3．侧模计算：（1）设计模板的形式与用料计算用板块为假设的最不利板块。其中面板为8mm厚钢板；模板下角竖肋为间距300mm的10㎜筋板；模板其他部分为单向板，横肋间距300mm的工10#；背楞[18#双槽钢；对拉杆水平间距最大2000mm；（2）板面、与板面直接焊接的横肋、背楞的强度与刚度计算：上述构件均为受弯构件，与板面直接焊接的横肋是板面的支承边；背楞作为横肋的支座；对拉栓及销轴作为背楞的支座。3．1钢面板、横肋、背楞和桁架计算3．1．1钢面板计算钢面板与横肋采用断续焊焊接成整体后，把钢面板当作单向板计算。在这种情况下，最不利的位置是最下角的板。模板板面为8mm厚钢板，下角为8㎜筋板，其余横肋均为10#，背楞为双排[18#槽钢。强度验算跨度/板厚＝300/8＝37.5＜100，属小挠度连续板。取10㎜为计算单第13页共21页元，查“三等跨梁的内力和挠度系数表”得弯矩系数为-0.100，按表查得最大静载。∴M＝2ql系数＝101030003.651.032＝5852.7N·㎜截面抵抗矩：W＝62bh＝68102＝1073mm式中b——板宽，取10㎜h——板厚，取8㎜面板最大的内力为：σ＝M/W＝5852.7/107＝54.7/2mm＜f挠度计算查“三等跨梁的内力和挠度系数表”挠度系数为0.677∴ω＝EIql1004系数＝128101010.21003006503.0677.0354＝0.6㎜＜1.5㎜强度、刚度均满足要求！3．1．2竖肋计算（1）横肋支撑在背愣上，横肋在两端挑出很少，近似按两跨连续梁计算，计算简图如下，荷载为：q＝0.06503×300＝19.5N/㎜（2）强度计算查“结构静力计算表”，得弯矩系数为-0.125，所以弯矩为：M＝系数×2ql＝0.125×220005.19＝9750000N·㎜第14页共21页查型钢特性表的I10#的截面抵抗矩和惯性矩为：W＝490003mm；I＝24500004mm肋最大的内力为：σ＝M/W＝490009750000＝199N/2mm＜f＝215N/2mm（3）挠度验算查“二等跨梁的内力和挠度系数表”，得跨中最大挠度系数为0.632，∴ω＝EIql1004系数＝0.632×19.5×20004/100×2.10×105×2450000=3.83㎜L/500=4㎜。刚度满足要求！3．1．3背楞、桁架计算背楞与其后桁架共同作用验算强度及刚度。1）通过力学求解软件建立力学模型：图1-桁架计算简化模型侧面桁架的间距为2米，每个侧面桁架作用的有效面积为2米，则单位第15页共21页高度上桁架所承担的荷载值q=65.03*2=130.06KN/m2）内力计算图图2-轴力计算图图3-剪力计算图3）轴力计算（1杆件6（∠90*90*6角钢）轴力最大值为：117685[σ]=N/A=117685/1060=110.02N/mm2f=215N/mm2满足要求第16页共21页（2杆件7（双18#槽钢）轴力最大值为：61110N[σ]=N/A=61110/2570×2=11.89N/mm2f=215N/mm2满足要求（3杆件8（16#工字钢）轴力最大值为：128632N[σ]=N/A=128632/2610=49.28N/mm2f=215N/mm2满足要求4）剪