變截面圓端型橋墩模板計(jì)算書

1一、基本條件1、橋墩模板尺寸橋墩施工采用全鋼模板，由平面模板和圓弧模板栓接組成，根據(jù)施工方提供的橋墩施工圖模板，設(shè)計(jì)高度H=30m，包括墩身和托盤部分，面板為δ=6mm厚鋼板，圓弧模板和平面模板的豎肋均為[10#，間距為（上下差異）L1=35～39cm；圓弧模板的上下法蘭為δ16×150，另有[10#槽作抱箍；背楞為雙根[14a#，間距為80cm。（請(qǐng)?jiān)斠姼綀D1-3）2、村料的性能參數(shù)模板全部采用國(guó)家大鋼廠國(guó)標(biāo)合格鋼材。根據(jù)《公路橋函施工技術(shù)規(guī)范JTJ041-89》和《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，?。?；砼澆筑速度：按3澆筑，橋墩橫砼的重力密度：25kN/m13～15m/h2截面面積取 17m；算出澆筑速度為 0.85m/h，計(jì)算取1m/h；摻外加劑；砼澆筑時(shí)的溫度取 25℃。鋼材用 Q235鋼，重力密度：78.5kN/m3；彈性模量為206Gpa，根據(jù)《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》177頁(yè)表8-7，容許彎曲應(yīng)力取181MPa，容許拉壓應(yīng)力165MPa。3、計(jì)算荷載對(duì)模板產(chǎn)生側(cè)壓力的荷載主要有：振動(dòng)器產(chǎn)生的荷載：4.0kN/m2；泵送混凝土產(chǎn)生的沖擊荷載：4.0km/m2；二者不同時(shí)計(jì)算。重慶鐵鷹鋼模構(gòu)有限公司12新澆混凝土對(duì)模板的側(cè)壓力；荷載組合為：強(qiáng)度檢算：1+2；剛度檢算：2（不乘荷載分項(xiàng)系數(shù)）當(dāng)采用內(nèi)部振搗器，混凝土的澆筑速度在 6m/h以下時(shí)，新澆的普通混凝土作用于模板的最大側(cè)壓力可按下式計(jì)算（路橋施工計(jì)算手冊(cè)） P173；P kyh (1)當(dāng)v/T<0.035時(shí)，h=0.22+24.9v/T；當(dāng)v/T>0.035時(shí)，h=1.53+3.8v/T；式中：P—新澆混凝土對(duì)模板產(chǎn)生的最大側(cè)壓力（ kPa）；h-- 有效壓頭高度（m）；v-- 混凝土澆筑速度（m/h）；T-- 混凝土入模時(shí)的溫度（℃）；y-- 混凝土的容重（kN/m3）；k-- 外加劑影響修正系數(shù)，不摻外加劑時(shí)取 k=1.0，摻緩凝作用的外加劑時(shí)k=1.2；根據(jù)前述已知條件：因?yàn)椋?v/T=2.0/25=0.08>0.035 ，所以 h=1.53+3.8v/T=1.53+3.8 ×0.08=1.83m，最大側(cè)壓力為： P kyh=1.2×25×1.83=55kN/m2，因此：荷載設(shè)計(jì)值為： q1=1.2×55+1.4×4.0=71.6kN/m2；（檢算強(qiáng)度時(shí)用）重慶鐵鷹鋼模構(gòu)有限公司 23荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： q2=55kN/m2；(檢算剛度時(shí)用)4、檢算標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度要求滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范；結(jié)構(gòu)表面外露的模板，撓度為模板結(jié)構(gòu)跨度的1/400；鋼模板面板的變形為1.5mm；鋼面板的鋼楞、肋的變形為3.0mm；二、面板的檢算計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：圖3 面板計(jì)算簡(jiǎn)圖墩模中2×5.9m平板模板受力為最大，因此只計(jì)算平板模即可。平板模面板支承于橫肋之間，豎肋間距為40cm，橫肋間距為50cm，取橫豎肋間的面板為一個(gè)計(jì)算單元，此處簡(jiǎn)化為三面固結(jié)，一面簡(jiǎn)支的不利受力狀況進(jìn)行計(jì)算。區(qū)格單元內(nèi)的板受均布荷載q；LX 40 0.8LY 50重慶鐵鷹鋼模構(gòu)有限公司 34由《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》中（ P744頁(yè)）附表2—18可查得：KMXO 0.0722 KMYO 0.0570 KMX 0.031 KMY 0.0124Kf 0.002081、強(qiáng)度計(jì)算：取1mm寬面板條作為計(jì)算單元，荷載 q為：q 0.072 1 0.072N/mm求支座彎矩：MX0KMXo.q.lX20.07220.0724002831.74N.mmMy0KMyo.q.ly20.05700.07250021026N.mm面板的載面系數(shù)：W1bh211626mm366彎曲應(yīng)力為：Mmax1026max171MPa181MPaW6求跨中彎矩：MXKMX.q.lX20.0310.0724002357.12N.mmMyKMY.q.lY20.01240.0725002223.2N.mm鋼板的泊松比u=0.3，故需換算為：Mx(v) MX uMY 357.12 0.3 223.2 424.08N.mm重慶鐵鷹鋼模構(gòu)有限公司 45My(v) My uMx 223.2 0.3 357.12 330.34N.mm其彎曲應(yīng)力為：Mmax424max70.7MPa181MPaW6面板強(qiáng)度滿足要求。2、剛度驗(yàn)算：BOEh32.11056341.55212(1210N.mm12(1u)0.3)WmaxKf.ql40.002080.07240040.92mmBO41.5105W0.9211L400435400面板剛度滿足要求。.豎筋的檢算計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：豎肋采用[10#槽鋼，簡(jiǎn)化為去承在背楞上的多跨連續(xù)梁，（背楞間距為80cm），連續(xù)承受40cm寬的均勻布荷載q3,則：q3 0.4q 0.4 71.6 28.64kN/mq4 0.4q 0.4 55 22kN/m重慶鐵鷹鋼模構(gòu)有限公司 561、強(qiáng)度計(jì)算實(shí)際豎肋是跨度 0.8m的多跨簡(jiǎn)支梁，為查手冊(cè)方便，近似按 3跨連續(xù)梁計(jì)算，（《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》P763附表2-9），查表得最大彎矩系數(shù)為0.100，最大剪刀系數(shù) 0.600?？缰凶畲髲澗貫椋篗 0.100q3l2 0.100 28.64 0.82 1.83kN.m[10#槽鋼的截面特性：Wx 39.7 102mm3Ix 198 104mm4M 1.83 10646.1MPa 145MPawx 39.7 103豎肋強(qiáng)度滿足要求。2、剛度計(jì)算豎肋的撓度：q3'l4224004mml400mm3842.06105198104384EIx豎肋剛度滿足要求。四、背楞檢算計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：重慶鐵鷹鋼模構(gòu)有限公司 67背楞采用兩根[14a的槽鋼，背楞的支撐點(diǎn)圓鋼拉桿。拉桿承擔(dān)平面模板的所有側(cè)壓力，同時(shí)還承擔(dān)半圓弧受到垂直于平模方向的部分側(cè)壓力，這些壓力都是由豎向法蘭和豎肋傳遞至背楞，再由背楞傳遞至拉桿的。設(shè)背楞所受的集中力大小相同，則 :q1 = F3L（N/mm）式中:q1—作用在背楞上的側(cè)壓力荷載；—背楞的間距（mm）F 3 —新澆混凝土對(duì)模板產(chǎn)生的最大側(cè)壓力 (N/㎜2)q1 =F3L=0.04075×850=34.64N/mm1、強(qiáng)度計(jì)算[14a#的截面特性：w=80.53344×10mmIx=564×10mmxMmaxmax frxwxMmax—背楞最大計(jì)算彎矩設(shè)計(jì)值 (N.mm)；r x —截面塑性發(fā)展系數(shù),r x=1.0W x —背楞在彎矩平面內(nèi)凈截面抵抗矩 (㎜3)查表《二跨等跨連續(xù)梁》取彎矩系數(shù) Km=-0.105Mmax=KmqL2=0.222×42.75×7502=5.338×106N.mmmax=5.338×106/80.5×103=66.3N/mm2＜f=235N/mm2背楞的強(qiáng)度滿足要求。2、剛度檢算換算為承受均布載荷的簡(jiǎn)支梁計(jì)算繞度，換算后的均布載荷為30.56kN/m,重慶鐵鷹鋼模構(gòu)有限公司78q5’=2×0.606ql=2×0.606×30.56×0.75=27.8kN5q4''l4527.81030.7540.22mml4002mmf3842.061011564108384EIx背楞剛度滿足要求。五、對(duì)拉螺栓的檢算經(jīng)分析，混凝土對(duì)模板的最大側(cè)壓力為 55kN，拉桿的縱.橫向間距各取20.8m×0.85m,現(xiàn)選用φ20圓鋼，端部加工M20螺紋，其截面積A=254.47mm。則：拉桿所應(yīng)承受的拉力設(shè)計(jì)值：N=0.8×0.85×55=37.4KN=37400N計(jì)算模板對(duì)拉桿強(qiáng)度公式：2An—拉桿的凈截面積（mm）2f —拉桿的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 (f取170N/mm)An.f=254.47×170=43259.9N＞N=37400N拉桿的強(qiáng)度滿足要求。六、托盤牛腿斜支撐的檢算牛腿斜支撐所承受的力均來(lái)自牛腿部分的垂直壓力，受力如下圖：重慶鐵鷹鋼模構(gòu)有限公司 89其垂直壓力由牛腿模板自重+混凝土自重+振搗器產(chǎn)生震荷（泵送混凝土產(chǎn)生的沖擊荷載）組成，即N垂直=5.7kN+20kN+10.4kN=36.1kN,斜支撐與。。=36.1/0.5=72.2kN。牛腿成60角，即N=N/cos60垂直每根斜支撐由雙跟[10組成口截面，長(zhǎng)度為233cm，每個(gè)牛腿分別由兩根斜支撐頂住，則每根斜支撐受力N'=N/2=72.2/2=36.1kN。由型鋼表查[10，得ix=3.95cm，A=12.784cm2。max=ι/ix=223/3.95X2=28.