系梁模板复核计算书.docx
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系梁模板复核计算书
道真至新寨高速公路和溪至流河渡段第TJ12合同段
桩系梁模板设计计算书
设计计算书
中交路桥华北工程有限公司
道真至新寨高速公路和溪至流河渡段
第TJ12合同段
桩系梁模板设计计算书
计算:
复核:
审核:
桩系梁模板计算书
1、编制依据
1.1、《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)。
1.2、《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011)。
1.3、《路桥施工计算手册》人民交通出版社,2001。
1.4、《贵州省道真至新寨高速公路和溪至流河渡段第TJ12标段(YK107+650-YK113+541)两阶段施工图设计,第三册,第一分册。
2、工程概况
桅杆堡特大桥是道真至新寨高速公路上的一座重点性工程,中心桩号ZK109+321.5/YK109+321,起讫桩号ZK108+787.5~ZK109+860.5/YK108+767.5~YK109+880.0,桥梁全长为左幅1078m/右幅1112.5m,为左、右幅分离式桥梁,单幅宽12.00m,桥型整体布置为左幅(25×40+2×30)m/右幅(18×40+2×30+8×40)预应力混凝土T梁。
本标段设计有3座桥梁,即桅杆堡特大桥、沙子溪大桥、关子山中桥。
桅杆堡特大桥桩系梁共15个,桩系梁尺寸为6.7×1.4×1.8m,关子山中桥3个,桩系梁尺寸为6.7×1.2×1.5m,沙子溪大桥桩系梁1个,桩系梁尺寸为6.7×1.4×1.8m,具体参数如下图所示:
道安TJ12标桩系梁参数表
桥梁名称
数量(个)
桩系梁尺寸(m)
钢筋(kg)
单个系梁砼量(m3)
桅杆堡特大桥
15
6.7×1.4×1.8
Φ25:
667.44
11.74
Φ12:
133.14
Φ12:
440.67
关子山中桥
33
6.7×1.2×1.5
Φ22:
516.60
9.08
Φ12:
108.70
Φ12:
417.00
沙子溪大桥
1
6.7×1.4×1.8
Φ25:
667.44
11.74
Φ12:
133.14
Φ12:
440.67
单个桩系梁最大混凝土量11.74m³,采用组合钢模连同系梁连接部分桩基整体现浇施工,桩系梁加连接部分桩基混凝土量为25.42m³。
模板构造图如下:
图2.1组合钢模配置图
图2.2H1模板配置图
图2.3H2模板配置图
3、设计参数
3.1、设计荷载
计算此模板时,外力主要有新浇混凝土产生的侧压力、振捣混凝土时对模板产生的侧压力。
3.1.1、新浇混凝土侧压力计算
根据路桥施工计算手册,对于竖直模板来说,新浇注混凝土的侧压力是它的主要荷载。
当砼浇筑速度在6m/h以下时作用在模板上的最大侧压力可按以下计算:
Pm=K•γ•h
当v/T≤0.035时:
h=0.22+24.9v/T
当v/T>0.035时:
h=1.53+3.8v/T
式中:
Pm——新浇筑混凝土对模板的侧压力,kPa;
h——有效压头高度,m;
T——砼入模时的温度,综合考虑实际与最不利情况,取20°C;
K——外加剂影响修正系数,取K=1.2;
V——混凝土的浇筑速度,取1m/h;
γ——混凝土的重力密度,取25kN/m³;
H——混凝土浇筑层(在水泥初凝时间以内)的高度,取8m;
图3-1混凝土侧压力计算分布图
V/T=0.7/20=0.035=0.035
h=h=0.22+24.9v/T=0.22+24.9×0.035=1.1m,浇筑高度为1.8m。
Pm=K•γ•h=1.2×25×1.1=33KN/m2,取混凝土最大侧压力为33KN/m2。
3.1.2、振捣混凝土时对侧面模板的侧压力计算
根据路桥施工计算手册,查表得振捣混凝土时对垂直面模板侧压力采用2.0KPa。
3.2、材料性能
Q235钢材容许应力为145MPa。
对拉拉杆采用45#钢,容许应力为230MPa。
位移△L≤L/400
3.3、符号规定
轴力:
拉力为正,压力为负;
应力:
拉应力为正,压应力为负;
其它内力规定同结构力学的规定。
3.4、荷载组合
承台模板设计考虑了以下荷载:
新浇注混凝土对侧面模板的压力
模板自重
③振动荷载,取2Kpa
最不利荷载为①×1.05+②+③
4、模型建立及分析
4.1、模型建立
模板受力采用有限元软件midas进行建模分析,其中模板面板、竖肋、横肋均采用板单元模拟,横肋、竖肋采用空间梁单元模拟,对拉拉杆用桁架单元模拟计算,本次计算按最大尺寸承台计算,也就是按最不利承台浇筑荷载模拟计算。
由于墩柱浇筑时一次浇筑高度均不超过3m,故按3m计算,采用大块模板拼装而成。
整体模型如图4-1所示。
图4-13m高墩柱模板有限元模型三维效果图
4.2、荷载加载
新浇混凝土产生对模板的侧压力在midas中采用压力荷载进行模拟,模板高度在02.4m段,压力荷载均匀分布;在2.43.0m段,压力荷载线性变化,具体如图4-2与4-3所示。
图4-2新浇混凝土侧压力竖直方向示意图
图4-3新浇混凝土侧压力示意图
4.3、边界约束
在实际施工中,在midas中采用固定约束进行模拟。
如图4-4所示。
图4-4边界约束示意图
4.4、结果分析
4.2.1、面板强度验算
系梁模板面板采用5mm钢板,其在最不利荷载组合作用下应力见图4-5。
图4-5面板应力图
由图4-5可知,面板最大应力为0.062MPa。
σmax=0.062MPa<[σ]=145MPa,故知面板强度满足要求。
4.2.2、面板刚度验算
面板在荷载组合作用下各节点位移见图4-6。
图4-6面板位移图
由图4-6可知,面板最大位移为0.91mm<1.5mm,根据《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011)第5.2.7规定,可知面板刚度满足要求。
4.2.3、竖、横肋强度验算
横肋直线段采用[8、曲线段[10槽钢、竖肋直线段采用2[12.6、曲线段[10槽钢,边缘采用5mm钢板压边,其在荷载作用下应力见图4-7。
图4-7竖、横肋应力图
由图4-7可知,竖、横肋在最不利荷载组合作用下最大应力为0.07MPa。
σmax=0.07MPa<[σ]=145MPa,故知竖、横肋强度满足要求。
4.2.4、竖、横肋刚度验算
竖、横肋在荷载组合作用下各节点位移见图4-8。
图4-8竖、横肋位移图
由图中看出,竖、横肋在最不利荷载组合作用下最大位移为0.9mm
4.2.5、竖肋强度验算
竖肋采用2[12.6槽钢,其在荷载作用下应力见图4-11。
图4-9竖肋应力图
由图4-9可知,竖肋在最不利荷载组合作用下最大应力为0.01MPa。
σmax=0.8MPa<[σ]=145MPa,故知竖肋强度满足要求。
4.2.6、竖肋刚度验算
竖肋在荷载组合作用下各节点位移见图4-12。
图4-10竖肋位移图
由图中看出,竖肋在最不利荷载组合作用下最大位移为0.7mm
4.2.7、对拉拉杆验算
对拉拉杆规格为Φ20mm,其面积A=3.142cm²。
拉杆在荷载组合作用下轴力见图4-13。
图4-11对拉拉杆轴力图
由图中看出,对拉拉杆在最不利荷载组合作用下轴力为12.1KN则,其σ=F/A=12.1×10³N/314.20mm²=0.04MPa<230Mpa,故满足要求。
五、结论
根据以上的计算结果可知,模板各项受力指标都满足要求,施工过程中要求严格按照施工图纸施工,严格控制浇筑速度,螺栓连接是采用双螺栓紧满,保证施工安全。
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