中铁十局七分部墩模模板计算书增加托盘牛腿支撑部分检算.docx
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中铁十局七分部墩模模板计算书增加托盘牛腿支撑部分检算
中铁十局七分部
变截面圆端型桥墩模板计算书
重庆铁鹰钢模钢构有限公司
2010年4月18日
一、基本条件
1、桥墩模板尺寸
桥墩施工采用全钢模板,由平面模板和圆弧模板栓接组成,根据施工方提供的桥墩施工图模板,设计高度H=30m,包括墩身和托盘部分,面板为δ=6mm厚钢板,圆弧模板和平面模板的竖肋均为[10#,间距为(上下差异)L1=35~39cm;圆弧模板的上下法兰为δ16×150,另有[10#槽作抱箍;背楞为双根[14a#,间距为80cm。
(请详见附图1-3)
2、村料的性能参数
模板全部采用国家大钢厂国标合格钢材。
根据《公路桥函施工技术规范JTJ041-89》和《公路桥涵钢结构设计规范》的规定,取:
砼的重力密度:
25kN/m3;砼浇筑速度:
按13~15m3/h浇筑,桥墩横截面面积取17m2;算出浇筑速度为0.85m/h,计算取1m/h;掺外加剂;砼浇筑时的温度取25℃。
钢材用Q235钢,重力密度:
78.5kN/m3;弹性模量为206Gpa,根据《路桥施工计算手册》177页表8-7,容许弯曲应力取181MPa,容许拉压应力165MPa。
3、计算荷载
对模板产生侧压力的荷载主要有:
1)振动器产生的荷载:
4.0kN/m2;泵送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(路桥施工计算手册)P173;
(1)
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:
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);
T--混凝土入模时的温度(℃);
y--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=2.0/25=0.08>0.035,
所以h=1.53+3.8v/T=1.53+3.8×0.08=1.83m,
最大侧压力为:
=1.2×25×1.83=55kN/m2,
因此:
荷载设计值为:
1=1.2×55+1.4×4.0=71.6kN/m2;(检算强度时用)
荷载标准值为:
2=55kN/m2;(检算刚度时用)
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、肋的变形为3.0mm;
2、面板的检算
计算简图如下:
图3面板计算简图
墩模中2×5.9m平板模板受力为最大,因此只计算平板模即可。
平板模面板支承于横肋之间,竖肋间距为40cm,横肋间距为50cm,取横竖肋间的面板为一个计算单元,此处简化为三面固结,一面简支的不利受力状况进行计算。
区格单元内的板受均布荷载q;
由《路桥施工计算手册》中(P744页)附表2—18可查得:
1、强度计算:
取1mm宽面板条作为计算单元,荷载q为:
求支座弯矩:
面板的载面系数:
弯曲应力为:
求跨中弯矩:
钢板的泊松比u=0.3,故需换算为:
其弯曲应力为:
面板强度满足要求。
2、刚度验算:
面板刚度满足要求。
三.竖筋的检算
计算简图如下:
竖肋采用[10#槽钢,简化为去承在背楞上的多跨连续梁,(背楞间距为80cm),连续承受40cm宽的均匀布荷载q3,则:
1、强度计算
实际竖肋是跨度0.8m的多跨简支梁,为查手册方便,近似按3跨连续梁计算,(《路桥施工计算手册》P763附表2-9),查表得最大弯矩系数为0.100,最大剪刀系数0.600。
跨中最大弯矩为:
[10#槽钢的截面特性:
竖肋强度满足要求。
2、刚度计算
竖肋的挠度:
竖肋刚度满足要求。
4、背楞检算
计算简图如下:
背楞采用两根[14a的槽钢,背楞的支撑点圆钢拉杆。
拉杆承担平面模板的所有侧压力,同时还承担半圆弧受到垂直于平模方向的部分侧压力,这些压力都是由竖向法兰和竖肋传递至背楞,再由背楞传递至拉杆的。
设背楞所受的集中力大小相同,则:
q1=F3L(N/mm)
式中:
q1—作用在背楞上的侧压力荷载;
L—背楞的间距(mm)
F3—新浇混凝土对模板产生的最大侧压力(N/㎜2)
q1=F3L=0.04075×850=34.64N/mm
1、强度计算
[14a#的截面特性:
wx=80.5×103mm3Ix=564×104mm4
Mmax—背楞最大计算弯矩设计值(N.mm);
rx—截面塑性发展系数,rx=1.0
Wx—背楞在弯矩平面内净截面抵抗矩(㎜3)
查表《二跨等跨连续梁》取弯矩系数Km=-0.105
Mmax=KmqL2=0.222×42.75×7502=5.338×106N.mm
Δmax=5.338×106/80.5×103=66.3N/mm2<f=235N/mm2
背楞的强度满足要求。
2、刚度检算
换算为承受均布载荷的简支梁计算绕度,换算后的均布载荷为30.56kN/m,
q5’=2×0.606ql=2×0.606×30.56×0.75=27.8kN
背楞刚度满足要求。
5、对拉螺栓的检算
经分析,混凝土对模板的最大侧压力为55kN,拉杆的纵.横向间距各取0.8m×0.85m,现选用φ20圆钢,端部加工M20螺纹,其截面积A=254.47mm2。
则:
a.拉杆所应承受的拉力设计值:
N=0.8×0.85×55=37.4KN=37400N
b.计算模板对拉杆强度公式:
An—拉杆的净截面积(mm2)
f—拉杆的抗拉强度设计值(f取170N/mm2)
An.f=254.47×170=43259.9N>N=37400N
拉杆的强度满足要求。
6、托盘牛腿斜支撑的检算
牛腿斜支撑所承受的力均来自牛腿部分的垂直压力,受力如下图:
其垂直压力由牛腿模板自重+混凝土自重+振捣器产生震荷(泵送混凝土产生的冲击荷载)组成,即N垂直=5.7kN+20kN+10.4kN=36.1kN,斜支撑与牛腿成60。
角,即N=N垂直/cos60。
=36.1/0.5=72.2kN。
每根斜支撑由双跟[10组成口截面,长度为233cm,每个牛腿分别由两根斜支撑顶住,则每根斜支撑受力N'=N/2=72.2/2=36.1kN。
由型钢表查[10,得ix=3.95cm,A=12.784cm2。
λmax=ι/ix=223/3.95X2=28.2
按b类查GB50017附录C表C-2得φ=0.939,由式
σ=N'/φA=31.6X1000/(0.939X1278.4X2)=13.2N/mm2<215N/mm2
牛腿斜支撑满足受力要求。
.
附图1
附图2
附图3
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