(抱箍法)蓋梁模板驗算

1、Word專業(yè)資料 惠東凌坑至碧甲高速公路土建工程I標段 K2+250 中橋蓋梁抱箍支架模板驗算 編制人: 審核人: 審批人: 審批時間： 年 月 日 惠東凌坑至碧甲高速公路土建工程I標段 聯(lián)合體項目部永昌路橋施工處 Word專業(yè)資料 2011 年 9 月 惠東凌坑至碧甲高速公路土建工程I標段 K2+250 中橋蓋梁抱箍支架模板驗算 目錄 K2+250 中橋蓋梁抱箍支架驗算 . -3 - 第一章、編制依據(jù) . -3 - 第二章、工程概況 . -3 - 第三章、支架設計要點 . -4 - 第四章、抱箍支架驗算 . -5 - 4.1、 K2+250 中橋蓋梁、墩柱、系梁立面圖 . -5 - 4.2、

2、 荷載計算 . -5 - 4.3、 結構檢算 . -7 -Word專業(yè)資料 K2+250中橋蓋梁抱箍支架驗算 第一章、編制依據(jù) i惠東凌坑至碧甲高速公路兩階段施工圖，以及設計變更、補充、修改圖紙及 文件資料。 2、 有關的政策、法規(guī)、施工驗收規(guī)和工程建設標準強制性條文（城市建設部分）， 以及現(xiàn)行有關施工技術規(guī)、標準等。 3、 現(xiàn)場勘察和研究所獲得的資料，以及相關補充資料。 4、 建設單位、監(jiān)理單位對本工程施工的有關要求。 5、 我單位施工類似工程項目的能力和技術裝備水平。 6、 參考建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)、混凝土工程模板與支架技 術、公路橋涵施工手冊、建筑施工計算手冊。 第二章、工

3、程概況 本橋上部結構為預應力鋼筋砼空心板， 下部構造為雙柱式橋墩，肋式橋臺，灌注 樁基。其中下部結構包括橋臺 2個，C35砼425.81m3;系梁6片，C35砼33.9m3; Word專業(yè)資料 墩柱 12根，C35 砼 67m3;蓋梁 6 片，C35 砼 159.9m3 ;墊 224 塊，C35 砼 3.17m3 第三章、支架設計要點 1、 蓋梁結構 蓋梁全長13.8m， 寬1.6 m,高1.3m， 砼體積為26.65m 3， 墩柱1.1m,柱中心 間距7.97m。 2、 抱箍法支撐體系設計 側模的背部支撐由木楞和外鋼楞組成，直接支撐模板的龍骨為木楞。用以支撐木 楞為外鋼楞組成，即外鋼楞組裝成

4、墻身模板時，通過穿墻螺栓將墻體兩片模板拉結， 每個穿螺墻栓成為外鋼楞組成的支點，水平間距 600mm。 蓋梁底模下部采用寬x高為0.10m x 0.10m的木作橫梁，間距0.30m。蓋梁底模 兩懸出端下設三角支架支撐，三角架放在橫梁上。在橫梁底部采用 45A工字鋼連接 形成縱梁，縱梁位于墩柱兩側，中心間距 1.1m,單側長度15m?？v梁底部用四根鋼 管作連接梁。橫梁直接耽在縱梁上，縱梁之間用銷子連接，連接梁與縱梁之間用旋轉 扣件連接。 抱箍采用兩塊半圓弧型鋼板制成， 鋼板厚t=16mm，高0.6m，抱箍牛腿鋼板 厚20mm，寬0.27m，采用12根M24高強螺栓連接。為了提高墩柱與抱箍間的摩

5、擦力，同時對墩柱砼面保護，在墩柱與抱箍之間設一層 3mm厚的橡膠墊，縱梁與抱 箍之間采用U型螺栓連接。抱箍構件形象示意圖如圖 1所示。 圖 1：抱箍構件形象示意圖（半個） 第四章、抱箍支架驗算 4.1、K2+250中橋蓋梁、墩柱、系梁立面圖 Word專業(yè)資料 4.2、荷載計算 1、荷載分析 根據(jù)本橋蓋梁的結構特點，在施工過程中將涉及到以下荷載形式： qi 蓋梁自重荷載，新澆混凝土密度取 2600kg/m 3。 q2-蓋梁底模、側模支撐荷載，按均布荷載計算，經(jīng)計算取q2 = 1.0kPa（偏 于安全）。 q3-施工人員、施工材料和機具荷載，按均布荷載計算，當計算模板及其 下肋條時取2.5kPa

6、;當計算支架立柱及其他承載構件時取 I.OkPa。 q4 振搗混凝土產(chǎn)生的荷載，對底板取 2.0kPa，對側板取4.0kPa。 q5-新澆混凝土對側模的壓力。 q6 傾倒混凝土產(chǎn)生的水平荷載，取 2.0kPa。 q7 支架自重，經(jīng)計算支架在60cm x 60cm x 120cm形式時其自重為2.94 kPa。 2、荷載組合 模板、支架設計計算荷載組合 模板結構名稱 何載組合 強度計算 剛度檢算 Word專業(yè)資料 底模及支架系統(tǒng)計算 + + 側模計算 + 3、荷載計算 蓋梁自重一一qi計算 根據(jù)K2+250中橋連蓋梁結構特點，取蓋梁最大截面為例，對蓋梁自重計算，并 對最大截面下的支架體系進行檢算

7、，首先進行自重計算 蓋梁最大截面處qi計算 蓋梁最大截面 根據(jù)橫斷面圖，貝U： W Yc A 26 1.6 1.3 ccc qi = =空 = =338kPa B B 1.6 取1.2的安全系數(shù)，則q匸33.8 x 1.2= 40.56kPa 注：B 蓋梁底寬，取 1.6m，將蓋梁全部重量平均到底寬圍計算偏于安全。 新澆混凝土對側模的壓力 q5計算 因現(xiàn)澆蓋梁采取水平分層以每層 30cm高度澆筑，在豎向上以 V=0.8m/h澆筑 速度控制，砼入模溫度T=28 C控制，因此新澆混凝土對側模的最大壓力Word專業(yè)資料 q5= Pm K r h K為外加劑修正稀數(shù)，取摻緩凝外加劑 K=1.2 當 r

8、=26KN/m 3; h=0.22 X 4 X 1.0X 1.15X (1.5)1/2=1.239m 取 1.3m; q5= Pm K r h 1.2 26 1.3 40.56KPa 4.3、結構檢算 1、底模板計算： 蓋梁底模采用膠合板，鋪設在縱向間距 0.3m的縱橋向木上，進行受力分析，并 對受力結構進行簡化（偏于安全）如下圖： 底模及支撐系統(tǒng)簡圖 q(kN/m) 20 蓋梁底模板計算 q=( q 什 q2+ q 3+ q 4)1=(40.56+1.0+2.5+2) X 0.3=13.818kN/m q l2 13.818 0.32 則：M max- 0.155 KN m 8 8 模板需要

9、的截面模量：W= M 0.155 3 2.87 10 5m2 W 0.9 0.9 6.0 10 模板的寬度為1.0m，根據(jù)W、b得h為：30 10X 10 Word專業(yè)資料 i6 W (6 2 8710 5 h= . ojv 、6 ； 0.0131m 13.1mm 因此模板采用1220 X 2440 X 15mm規(guī)格的膠合板。 2、側模驗算 、側模基本參數(shù) 側模的背部支撐由木楞和外鋼楞組成，直接支撐模板的龍骨為木楞。用以支撐木 楞為外鋼楞組成，即外鋼楞組裝成墻身模板時，通過穿墻螺栓將墻體兩片模板拉結， 每個穿墻螺栓成為外鋼楞組成的支點，水平間距 600mm。 模板面板厚度h=15mm，彈性模量

10、E=6000N/mm 2，抗彎強度f=11N/mm 2?？?剪強度設計值v= 1.5N/mm 2。 楞采用木，截面100 X 100mm，每道楞1根木，間距300mm。 外楞采用圓鋼管48 X 3.5，每道外楞2根鋼楞，間距600mm。 穿墻螺栓水平距離600mm，穿墻螺栓豎向距離600mm，直徑14mm。 、側模板厚度計算 楞采用木，截面100 X 100mm，每道楞1根木，按間距300mm計算。 q=( q 4+ q 5)1=(4.0+40.56) X 0.3=13.37kN/m 模板需要的截面模量： W= M 0150 3 2.778 10 5 m2 W 0.9 0.9 6.0 103

11、模板的寬度為1.0m，根據(jù)W、b得h為: , ：6 W 6 2.778 10 5 h=W- ”1則: I 2 M max= - - 2 13.37 0.3 8 0.150KN m 0.0129m 12.9mm Word專業(yè)資料 因此模板采用1220 X 2440 X 15mm規(guī)格的膠合板 根據(jù)施工經(jīng)驗， 為了保證蓋梁底面的平整度， 側面垂直度， 通常膠合板的厚度均 采用12mm以上，因此模板采用1220X 2440 X 15mm規(guī)格的膠合板。 、側模板、外楞的計算 強度驗算要考慮新澆混凝土側壓力和傾倒混凝土時產(chǎn)生的荷載； 撓度驗算只考慮 新澆混凝土側壓力。 、新澆混凝土側壓力：q5= Pm K

12、 r h 1.2 26 1.3 40.56KPa 、側模板楞的計算 楞直接承受模板傳遞的荷載，通常按照均布荷載的三跨連續(xù)梁計算。 本算例中，楞采用木楞，截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: W = 10.00 X 10.00 X 10.00/6 = 166.67cm 3; I = 10.00 X 10.00 X 10.00 X 10.00/12 = 833.33cm 4; q (kN/m ) 21.15kN/m 600 , 600 . 600 楞計算簡圖 a. 楞的抗彎強度驗算 楞跨中最大彎矩按下式計算： M=0.107ql 2 其中，M-楞跨中計算最大彎距(N mm); I-計算跨度(外楞間距

13、):l =600.0mm ; r d j j t T i 、，| r 1 I f i 1 f 片 r ii i 4 r i r t Word專業(yè)資料 q-作用在楞上的線荷載，它包括 新澆混凝土側壓力設計值 qi： 1.2M0.56 X0.3 X0.90=13.141kN/m ; 傾倒混凝土側壓力設計值 q2： 1.4 X4.00 X0.3 X0.90=1.512kN/m，其中，0.90 為折減系數(shù)。 q =13.141+1.512=14.653kN/m ; 楞的最大彎距：M =0.107 X14.653 X600.0 X600.0= 5.64 X105N.mm ; 楞的抗彎強度應滿足下式： （

14、T=M/W f 其中，（T -楞承受的應力（N/mm 2）； M -楞計算最大彎距（N mm）; W -楞的截面抵抗矩（mm3）, W=16.67 X104； 楞的最大應力計算值 （7= 3.386N/mm 2小于 楞的抗彎強度設計值 f=11N/mm 2,滿足要求！ b. 楞的抗剪強度驗算 最大剪力按均布荷載作用下的五跨連續(xù)梁計算，公式如下 V =0.607ql 其中，V 楞承受的最大剪力； I-計算跨度（外楞間距）:l =600.0mm ; q-作用在楞上的線荷載，它包括： 楞的最大應力計算值： 7= 5.64 X105/16.67 X104 = 3.386N/mm 2; f -楞的抗彎強

15、度設計值（N/mm2）; f=11.000N/mm 2 . 楞的抗彎強度設計值：f = 11N/mm 2； Word專業(yè)資料 新澆混凝土側壓力設計值 q1： 1.2X40.56 X0.3 X0.90=13.141kN/m ;Word專業(yè)資料 傾倒混凝土側壓力設計值q2： 1.4X4.00 X0.3 X0.90=1.512kN/m，其中, 0.90為折減系數(shù)。 q =13.141+1.512=14.653kN/m ; 楞的最大剪力：V = 0.607 X14.653 X600.0 =5336.6N ; 截面抗剪強度必須滿足下式： T=3V/(2b h n) fv 其中，T-楞的截面的最大受剪應力

16、（N/mm2）; V-楞計算最大剪力(N) : V = 533.6N ; b-楞的截面寬度(mm) : b = 100.0mm ； hn-楞的截面高度(mm) : hn = 100.0mm ； fv-楞的抗剪強度設計值(N/mm 2): fv = 1.500 N/mm 2; 楞截面的受剪應力計算值：T =3 X5336.6/(2 X100.0 X100.0)=0.800N/mm 2; 楞截面的受剪應力計算值 T =0.800N/mm 2小于楞截面的抗剪強度設計值 fv=1.5N/mm 2，滿足要求! c. 楞的撓度計算 根據(jù)建筑施工計算手冊，剛度驗算采用荷載標準值，同時不考慮振動荷載作用。 撓

17、度驗算公式如下: 0.632ql 4 / (100EI ) v = l/400 q-作用在楞上的線荷載(kN/m) : q =40.56 X0.3=12.168kN/m ; l-計算跨度（外楞間距）:l =600.0mm ; E-楞彈性模量(N/mm 2): E = 6000.00 N/mm 2 ;其中, v-楞的最大撓度（mm）； Word專業(yè)資料 I-楞截面慣性矩(mm4)： 1=8.33 xi06mm4； 楞的最大撓度計算值： v 0.632 X12168X6004心00 X6000 X8.33 X106) = 0.009mm ; 楞的最大容撓度值：v = 1.5mm ; 楞的最大撓度計

18、算值 v=0.009mm 小于 楞的最大容撓度值v=1.5mm，滿 足要求！ 、側模板外楞的計算 外楞承受楞傳遞的荷載，按照集中荷載下的三跨連續(xù)梁計算。 本算例中，外楞采用鋼楞，截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為： 外鋼楞的規(guī)格:圓鋼管48 X 3.5 ; 外鋼楞截面抵抗矩 W = 5.08cm 3; 外鋼楞截面慣性矩I = 12.19cm4; q q q 12.69kN 12.69kN 12.69kN 外楞計算簡圖 a. 外楞的抗彎強度驗算 外楞跨中彎矩計算公式： M=0.107ql 其中，作用在外楞的荷載：q=(1.2 X40.56+1.4 X4) X0.3 X0.6/2=4.88kN 60

19、0 釘 A 250 600 v A. . 250 600 B 250 Word專業(yè)資料 外楞計算跨度（對拉螺栓水平間距）:l = 600mm ; 外楞最大彎矩:M = =0.107 X4880 X600.00= 3.13 X105 N mm ; 強度驗算公式： d=M/W f 其中，斤外楞的最大應力計算值（N/mm 2） M -外楞的最大彎距（N mm） ； M = 3.13 X105 N mm W -外楞的凈截面抵抗矩； W = 5.08 X103 mm3; f -外楞的強度設計值（N/mm2）, f = 205.000N/mm 外楞的最大應力計算值:c=3.13 Xl05/5.08 X10

20、3 =61.67N/mm 2; 外楞的最大應力計算值 c=61.67N/mm 2小于外楞的抗彎強度設計值 f=205.00N/mm 2，滿足要求！ b. 外楞的抗剪強度驗算 公式如下： V=0.65P 其中，PM乍用在外楞的荷載：P = （1.2 X40.56+1.4 X4） X0.3 X0.6/2=4.88kN V-外楞計算最大剪力（N）; 外楞的最大剪力：V = 0.65 X4880= 3.17 X103N ; 外楞截面抗剪強度必須滿足： T=2V/A fv 其中，T-外楞的截面的最大受剪應力（N/mm2）; V-外楞計算最大剪力（N） : V = 3.17 X103N ; A -鋼管的截

21、面面積（mm2）: A = 489.23mm 2 Word專業(yè)資料 fv-外楞的抗剪強度設計值(N/mm 2): fv = 120 N/mm 主楞截面的受剪應力計算值： T =2 X3170/489.23=12.96N/mm 2; 外楞截面的受剪應力計算值 T =12.96N/mm 2小于外楞截面的抗剪強度設計 值fv=120N/mm 2，滿足要求！ c. 外楞的撓度驗算 根據(jù)建筑施工計算手冊，剛度驗算采用荷載標準值，同時不考慮振動荷載 作用。 撓度驗算公式如下： v=1.146ql4 / (100EI) V=l/400 其中，q-楞作用在支座上的荷載(kN/m): P =40.56 X0.3

22、 X0.60 = 7.301kN/m ; v-外楞最大撓度(mm); l-計算跨度(水平螺栓間距):l =600.0mm ; E-外楞彈性模量(N/mm 2): E = 210000.00N/mm 2; I-外楞截面慣性矩(mm4)，I=1.219 X105mm4； 外楞的最大撓度計算值： v 1.146 X7.301 X6004/(100 X2.10X105X1.219X105) = 0.424mm ; 外楞的最大容撓度值：v =1.5mm ; 外楞的最大撓度計算值 v=0.424mm小于 外楞的最大容撓度值v=1.5mm， 滿足要求！ Word專業(yè)資料 、穿墻螺栓的計算 計算公式如下： N

23、N=f X A 其中N -穿墻螺栓所受的拉力； A -穿墻螺栓有效面積（mm2）; f -穿墻螺栓的抗拉強度設計值，取170 N/mm 2； 查表得： 穿墻螺栓的型號：M14 ； 穿墻螺栓有效直徑：11.55 mm ； 穿墻螺栓有效面積：A = 105 mm 2 ； 穿墻螺栓最大容拉力值：N = 1.70 X105 X1.05 X10-4 = 17.85 kN ； 穿墻螺栓所受的最大拉力：N =40.56 X0.6 X0.6=14.602 kN 。 穿墻螺栓所受的最大拉力 N=14.602kN小于穿墻螺栓最大容拉力值17.85 kN 3、蓋梁底模下順橋向木驗算 本施工案中蓋梁底模底面橫橋向采用

24、 10X 10cm木，木按L= 60cm進行驗算， 實際布置跨距均不超過上述該值。如下圖將木簡化為如圖的簡支結構（偏于安全） ， 木材的容應力和彈性模量的取值參照杉木進行計算，實際施工時如油松、松等力學性 能優(yōu)于杉木的木材均可使用。Word專業(yè)資料 蓋梁按兩墩柱凈距離7.97m計算，木順橋向跨度L= 60cm進行驗算。 木間距計算 q = (q 1+ q2+ q3+ q4)X B= (40.56 +1.0+2.5+2) X 7.97=367.098kN/m M = (1/8) qL2=(1/8) X367.098 X0.62 = 16.519kN m W=(bh 2)/6=(0.1 X 0.1

25、2)/6=0.000167m 3 則 n= M/( W X w )=16.519/(0.000167 X11000X 0.9)=9.99 (取整數(shù) n = 10根) d= B/(n-1)=7.97/9=0.885m 注：0.9 為木的不均勻折減系數(shù)。 經(jīng)計算，木間距小于0.885m均可滿足要求，實際施工中為滿足底模板受力 要求，木間距d取0.30m，貝U n = 7.97/0.30 = 27根。 每根木撓度計算 q(KN/m) 尺寸單位：cm 方木材質為杉木, Sw =11MPa ST=1 7MPa E=9000MPa Word專業(yè)資料 木的慣性矩 I=(bh 3)/12=(0.1 X 0.1

26、3)/12=8.33 X 10-6m4 則木最大撓度： fmax= (5/384) X (qL4)/(EI) =(5/384) X (367.098 X 0.64)/(27 X 9 X 106X 8.33 X 10-6X 0.9) =3.40 X 10-4mkP U 45 工字鋼 抱箍 抱箍 7.97 米 驗算中將工字鋼受力體系簡化成如下圖計算模式（偏于安全） 1 1 1 1 Word專業(yè)資料 Ra 2.92 米 - Rb 7.97 米 - 2.92 米 Q=26.65 x 26=692.9 kPa Q 總=Q+ q 2+ q 3+ q 4+ q7= 699.84 kPa 45a 工字鋼 基本

27、數(shù) 據(jù)為：E=210Gpa , W=1432.9cm 3 , l=32241cm 4 , (T =145Mpa。 理論重量=80.38Kg/m 蓋梁簡支中間段長度為7.97米，兩端懸臂長度為2.92米。 為簡化計算，荷載按均布荷載考慮，單根工字鋼承受的均布荷載為： 699.84 /13.81/2=25.36 KN/m 。 Ra=Rb=ql/2=25.36*13.81/2=175.11KN (1) 、最大彎曲應力驗算： Ma=Mb=ql 2/2=25.36*1000*2.92 2/2=108.11KN.m M 中=RaL/2-ql 2/2=175.11*7.97/2-25.36*6.91 2/2

28、=92.37 KN.m (T max=M max/W=108.11*1000/ (1432.9*10 6) =75.448Mpa v c =145 Mpa (2) 、撓度驗算： 、只考慮中間段荷載時： y=- (5*ql4) / (384EI) = (5*25.36*7.97 4) / (384*210*10 9*32241*10-8) =19.6mm 、懸臂端彎矩對跨中截面產(chǎn)生的上撓度： y=ML 2/16EI= ( 25.36*1000*3.352*3.352/2*7.97 2 ) / ( 16*210*322410 ) =8.43mm 跨中最終撓度為：19.6-8.43=11 mm 向向

29、下 f=11 v f=7970/400=20 mm Word專業(yè)資料 驗算通過。 、懸臂端撓度： y=ql 4/8EI=25.36*10000*2.92 4/ (8*210*322410 ) =3.50mm f=3.50 v f=2920/400=7.3 mm 驗算通過 (3) 、結論：受力和變形均滿足 7. 抱箍驗算 抱箍能否承受蓋梁的重力取決于抱箍與柱子的摩擦力，驗算時摩擦力取滑動摩擦 力，此處最大滑動摩擦力 N取值為Rc=175.11 KN。 (1) 、高強螺栓數(shù)目計算 高強螺栓的容承載力公式：N=P卩n/K , 式中：P高強螺栓的預拉力，取 225 K N; 卩一摩擦系數(shù)，取0.3 ;

30、 n傳力接觸面數(shù)目，取1; K安全系數(shù)，取1.7。 貝U: N L= 225 X 0.3 X 1/1.7=39.7KN 螺栓數(shù)目m計算： m=N/N L= 175.11/39.7=4.4 個，本構件取 m=6 個。 (2) 、螺栓抗剪、抗拉應力驗算 每條高強螺栓承受的抗剪力： Nj=N/10=175.11/6=29.2KN v N L=39.7KN，滿足抗剪要求。 抱箍體對墩柱體的壓力： N y=K*N/ 卩=1.2 X 175.11 /0.3=700.44KN 每條螺栓拉力：N1= N y /6=116.7 KNS=225KN ，滿足抗拉要求。 式中：卩一抱箍鋼板與橡膠墊之間的摩擦系數(shù)，取值

31、 0.3 K荷載安全系數(shù)，取值1.2 NL每個高強螺栓的容承載力 S高強螺栓的預拉力，M24高強螺栓取值225 KN (3) 、螺栓需要的終擰力矩驗算 每條螺栓拉力為：N1= 116.7KN, 每個螺栓的終擰扭矩R=k*N 1*d=227.55N m 式中：k螺栓連接處的扭矩系數(shù)平均值，取 0.13, Li力臂，M24螺栓取0.015m （參考基本作業(yè)p609） Word專業(yè)資料 （4）、抱箍體構件的應力驗算 抱箍體承受螺栓的拉力： Pi=5N i=5 X 116.7=583.5KN 抱箍體鋼板的縱向截面積：S=0.016 X 0.6=0.0096m 2 抱箍體拉應力：c =P1/S1=60.

32、781MPa v c =140MPa，滿足抗拉要求。 抱箍體剪應力： T = (1/2Rc) / n r/S1= (1/2 X 175.11) KN /1.727 m /0.0096 m =5.28MPa T =85MPa，滿足抗剪要求。 （5）、抱箍體鋼板長度計算 抱箍鋼板伸長量： L= （c /E） * L=5.5 X10-4 m 抱箍體鋼板長度（半個）：L= n r- L =1.726m， 兩半抱箍牛腿間距取 20mm，貝U L=1706mm（半個） 8、抱箍法施工法 （1）、施工工序 在墩柱群四搭設簡易支架，高度以不超過蓋梁頂板為宜，并搭設人行爬梯，圍 好安全網(wǎng)； 用水準儀在墩柱上作一水平標志，根據(jù)蓋梁底板設計標高反算抱箍底沿位置并 做標記； 用吊車將抱箍底托安裝在墩柱上， 使底托頂面與抱箍底沿標記等高，再將抱箍 安裝就位，用帶響扳手擰緊連接螺栓，施工時，可在扳手手柄上套一根 50cm長、 48的鋼管，人踩鋼管直到所需扭矩為止，再檢查兩抱箍接頭處間隙小于或等于 2cm 即可； 用吊