高速铁路双线空心墩墩身模板计算书.docx
- 文档编号:25437071
- 上传时间:2023-06-08
- 格式:DOCX
- 页数:17
- 大小:243.81KB
高速铁路双线空心墩墩身模板计算书.docx
《高速铁路双线空心墩墩身模板计算书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高速铁路双线空心墩墩身模板计算书.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高速铁路双线空心墩墩身模板计算书
北引桥N66~N105#墩墩身模板计算书(Ⅰ)
一、模板设计概况:
墩身钢模构造为:
面板采用6mm钢板(最小值),边框连接采用12mm×100mm钢板,竖肋用[10#槽钢,间距L=300mm,横背楞采用双[25a槽钢,间距Lmax=850mm,Lmin=400mm,采用φ25精轧螺纹作对拉拉杆。
根据以上资料验算大块钢模的强度与刚度(选择横背楞间距跨度850mm)。
12m的模板配置详见附图。
二、墩身模板承受荷载计算:
1、模板计算执行规范和工作条件参数
⑴建筑施工模板安全技术规范--JGJ162-2008。
⑵混凝土为泵送砼。
⑶混凝土掺外加剂,但无缓凝剂,塌落度16~20cm。
⑷新浇砼的密度为26千牛/立方米。
⑸模板板面和肋刚度变形控制值:
l/400。
⑹砼初凝时间10.3h。
⑺一次浇筑高度按12米控制。
⑻入模混凝土温度一般取为5℃—30℃。
⑼浇筑速度:
每小时2m,即2m/h。
在浇注混凝土时浇筑速度要严格控制。
2、模板上最大侧压力计算
根据JGJ162-2008规范,相关条文得出:
F1:
γH=26×12=312KN/㎡
F2:
0.22γ0t0β1β2v
其中在根据JGJ162-2008规范,采用内部振捣器时,新混凝土作用于模板的最大侧压力,可按F1,F2两个公式计算,并取两者较小的值选用。
F2=0.22γ0t0β1β2v,公式中各个参数取值为:
γ0=26KN/m3,β1=1.0(无缓凝作用外加剂),β2=1.15(塌落度16-20cm,t0=10.3,V=2带入计算得到
F2=0.22γ0t0β1β2=0.22⨯26⨯10.3⨯1⨯1.15⨯2=96KN/m2
根据JGJ162-2008大体积结构、柱(变长大于300mm)、墙(厚度大于100mm)的侧面模板计算承载能力时荷载组合为新浇混凝土对模板的侧压力标准值和倾倒混凝土时产生的荷载标准值。
倾倒时产生的侧压力F3=2kN/㎡;
最不利的模板侧压力组合:
F=F2+F3=96+2=98,混凝土最大侧压力98KN/m2。
三、面板计算:
1、强度验算:
竖肋间距为0.3m,面板按三跨连续梁计算,如图所示:
q=10mm⨯0.098N/mm2=0.98N/mm
查建筑结构静力计算手册,弯矩系数Km,由查表得Km=0.1
M=Km∙ql2=0.1⨯0.98⨯3002=8820N∙mm
bh210⨯62
==60mm,板宽b=10mm,板厚h=6mm;面板截面抵抗矩W=66
面板最大应力σ=
2、挠度验算:
M8820==147MPa<[σ]=170MPa满足要求。
W60
查建筑结构静力计算手册,得Kw2=0.052
ql4
跨中变形量f=Kw=0.052⨯100EI0.98⨯3004300=0.111<=0.75mm340010⨯6100⨯2.06⨯105⨯12
最边跨变形量,取用双向板计算,按最大0.25×0.375m区格计算
Lx/Ly=0.25/0.375=0.67,按照四边固定双向板计算,查建筑结构静力计算手册,得Km=0.0766
M=Km∙ql2=0.0766⨯0.98⨯2502=4692N∙mm
bh210⨯62
==60mm;板宽b=10mm,板厚h=6mm;面板截面抵抗矩W=66
面板最大应力σ=M4692==78.2MPa<[σ]=170MPa满足要求。
W60
查建筑结构静力计算手册,得Kw=0.00224
边跨变形量
ql4
f=Kw=0.00224⨯EI0.98⨯2504250=0.231<=0.625mm,满足要求。
310⨯64002.06⨯105⨯12
四、竖肋计算:
背带可看作竖肋的支承点,竖向间距0.85m,竖肋间距为0.3m,近似按多跨连续梁计算,如图所示:
荷载:
q=300mm⨯0.098N/mm2=29.4N/mm
1、强度验算
查建筑结构静力计算手册,查表得Km=0.1
M=Km∙ql2=0.1⨯29.4⨯8502=2.12⨯106N∙mm
[10单肢截面参数:
截面抵抗矩和惯性矩为W=39.7⨯103mm3I=198⨯104mm4
M2.12⨯106
==53.4MPa<[σ]=170MPa,满足要求。
故:
σ=W39.7⨯103
2、刚度验算:
查建筑结构静力计算手册,查表得Kw=0.677
ql429.4⨯8504850f=Kw=0.677⨯=0.25<=2.125mm,满足要求。
100EI100⨯2.06⨯105⨯198⨯104400
五、横背楞计算
拉杆位置可看作肋的支承点,竖向间距0.85m,横向常规间距1.05m,近似按三跨连续梁计算,如图所示:
荷载:
q=850mm⨯0.098N/mm2=83.3N/mm
1、强度验算
查建筑结构静力计算手册,查表得Km=0.1
M=Km∙ql2=0.1⨯83.3⨯10502=9.2⨯106N∙mm
双肢[25a截面参数:
截面抵抗矩和惯性矩为W=540⨯103mm3I=6740⨯104mm4M9.2⨯106
==17MPa<[σ]=170MPa,满足要求。
故:
σ=W540⨯103
2、刚度验算:
查建筑结构静力计算手册,查表得Kw=0.677
ql483.3⨯105041050f=Kw=0.677⨯=0.05<=2.63mm,满足要求54100EI100⨯2.06⨯10⨯6740⨯10400
六、拉杆计算:
根据图纸得出拉杆最大受力横向间距为1050mm,纵向间距为850mm
查载荷与结构静力计算表,得Kv=0.617+0.583=1.2
V=Kvql=1.2⨯83.3⨯1050=104958N=105KN
拉杆采用Φ25的精轧螺纹钢拉杆,材质PSB785;计算强度取628Mpa;
A=490mm2
N=490⨯628=307720N=307.72KN
安全储备K=307.72/105=2.93,满足要求。
七、法兰连接计算
1、面板法兰计算
螺栓为M16,根据螺纹紧固件应力截面积和承载面积,A=157mm2,螺纹内径:
14.12mm。
面板法兰采用普通螺栓链接,同时承受剪力和杆轴拉力,应采用如下公式计算:
1NV,Nt——普通螺栓承受的剪力和拉力。
NVb,Ntb——一个普通螺栓的受剪、受拉设计值
单个螺栓设计承载力为:
拉力Ntb=157⨯170=2.67t剪力N=nvbvπd23.14⨯14.122f=1⨯⨯140=2.19t44b
v
①水平法兰
水平法兰最大间距为300mm,则
q=800mm⨯0.098N/mm=78.4N/mm
ql278.4⨯3002
M===0.88⨯106N∙mm88
0.88⨯106
=1.57t<2.67t,满足要求。
螺栓力臂为56mm,则螺栓受拉Nt=56
②竖向法兰
竖向法兰最大间距为200mm,则
q=500mm⨯0.098N/mm=49N/mm
ql249⨯3752
M===0.86⨯106N∙mm88
0.86⨯106
=1.54t<2.67t,满足要求。
螺栓力臂为56mm,则螺栓受拉Nt=56
2、背带法兰计算
螺栓为M20,根据螺纹紧固件应力截面积和承载面积,A=245mm2,螺纹内径:
17.65mm。
面板法兰采用普通螺栓链接,同时承受剪力和杆轴拉力,应采用如下公式计算:
1NV,Nt——普通螺栓承受的剪力和拉力。
NVb,Ntb——一个普通螺栓的受剪、受拉设计值
单个螺栓设计承载力为:
拉力Ntb=245⨯170=4.16t剪力N=nvbvπd23.14⨯17.652f=1⨯⨯140=3.43t44b
v
每根大肋由5个M20普通螺栓连接,建立模型并计算,可知连接处受轴力为12.37t,剪力为2.37t,弯矩为0.29t·m,如下图:
连接处的弯矩0.29t·m对于单个螺栓等效为轴力,其力臂为90mm,对于单个螺栓,所受轴力为0.29=1.07t3⨯0.09
故单个螺栓所受剪力为2.37t/5=0.47t,轴力为1.07+12.37/5=3.54t
同时承受轴力和剪力的单个M20普通螺栓承载力计算:
==0.86<1,满足要求。
八、模板风载计算
1、模板立设稳定性
模板立设过程中先立设边角模板,后加设单块平面模板。
风荷载计算根据建筑结构荷载规范GB50009-2001(2006年版,计算如下:
Wk=W0×μz×μs×βz
其中,W0—基本风压(kN/m2,按上述规范采用(10年一遇):
W0=0.25kN/m2;
μz—风荷载高度变化系数,按上述规范采用:
μz=1.42;
μs—风荷载体型系数:
μs=0.8;
βz—高度Z处的风振系数,βz=1.64(该处应取阵风风振系数)
wk=βzμslμzw0=1.64⨯0.8⨯1.42⨯0.25=0.47KN∙m2
各项系数根据建筑结构荷载规范表7.2.2、7.3.1、7.5.1及附录D查询得。
据此建模
计算得最大反力为0.43t。
单个M16普通螺栓受拉承载力设计值:
Ntb=157⨯170=2.67t>0.43t满足要求。
2、模板立设完毕整体稳定性
模板立设完毕后,形成闭合结构且模板与倒模间采用螺栓连接,模板无倾覆可能。
北引桥N22~N105#墩墩身模板计算书(Ⅱ)
一、模板设计概况:
墩身钢模构造为:
面板采用6mm钢板(最小值),边框连接采用16mm×100mm钢板,竖肋用[10#槽钢,间距L=300mm,横背楞采用双[16b槽钢,间距Lmax=800mm,Lmin=300mm,采用φ25精轧螺纹作对拉拉杆。
根据以上资料验算大块钢模的强度与刚度(选择横背楞间距跨度800mm)。
12m的模板配置详见附图。
二、墩身模板承受荷载计算:
1、模板计算执行规范和工作条件参数
⑴建筑施工模板安全技术规范--JGJ162-2008。
⑵混凝土为泵送砼。
⑶混凝土掺外加剂,但无缓凝剂,塌落度16~20cm。
⑷新浇砼的密度为26千牛/立方米。
⑸模板板面和肋刚度变形控制值:
l/400。
⑹砼初凝时间10.3h。
⑺一次浇筑高度按12米控制。
⑻入模混凝土温度一般取为5℃—30℃。
⑼浇筑速度:
每小时2m,即2m/h。
在浇注混凝土时浇筑速度要严格控制。
2、模板上最大侧压力计算
根据JGJ162-2008规范,相关条文得出:
F1:
γH=26×12=312KN/㎡
F2:
0.22γ0t0β1β2v
其中在根据JGJ162-2008规范,采用内部振捣器时,新混凝土作用于模板的最大侧压力,可按F1,F2两个公式计算,并取两者较小的值选用。
F2=0.22γ0t0β1β2v,公式中各个参数取值为:
γ0=26KN/m3,β1=1.0(无缓凝作用外加剂),β2=1.15(塌落度16-20cm,t0=10.3,V=2带入计算得到
F2=0.22γ0t0β1β2=0.22⨯26⨯10.3⨯1⨯1.15⨯2=96KN/m2
根据JGJ162-2008大体积结构、柱(变长大于300mm)、墙(厚度大于100mm)的侧面模板计算承载能力时荷载组合为新浇混凝土对模板的侧压力标准值和倾倒混凝土时产生的荷载标准值。
倾倒时产生的侧压力F3=2kN/㎡;
最不利的模板侧压力组合:
F=F2+F3=96+2=98,混凝土最大侧压力98KN/m2。
三、面板计算:
1、强度验算:
竖肋间距为0.3m,面板按三跨连续梁计算,如图所示:
q=10mm⨯0.098N/mm2=0.98N/mm
查建筑结构静力计算手册,弯矩系数Km,由查表得Km=0.1
M=Km∙ql2=0.1⨯0.98⨯3002=8820N∙mm
bh210⨯62
==60mm,板宽b=10mm,板厚h=6mm;面板截面抵抗矩W=66
面板最大应力σ=
2、挠度验算:
M8820==147MPa<[σ]=170MPa满足要求。
W60
查建筑结构静力计算手册,得Kw2=0.052
ql4
跨中变形量f=Kw=0.052⨯100EI0.98⨯3004300=0.111<=0.75mm340010⨯6100⨯2.06⨯105⨯12
最边跨变形量,取用双向板计算,按最大0.25×0.4m区格计算
Lx/Ly=0.25/0.4=0.625,按照四边固定双向板计算,查建筑结构静力计算手册,得Km=0.0766
M=Km∙ql2=0.0766⨯0.98⨯2502=4692N∙mm
bh210⨯62
==60mm;板宽b=10mm,板厚h=6mm;面板截面抵抗矩W=66
面板最大应力σ=M4692==78.2MPa<[σ]=170MPa满足要求。
W60
查建筑结构静力计算手册,得Kw=0.00224
边跨变形量
ql4
f=Kw=0.00224⨯EI0.98⨯2504250=0.231<=0.625mm,满足要求。
310⨯64002.06⨯105⨯12
四、竖肋计算:
背带可看作竖肋的支承点,竖向间距0.8m,竖肋间距为0.3m,近似按多跨连续梁计算,如图所示:
荷载:
q=300mm⨯0.098N/mm2=29.4N/mm
1、强度验算
查建筑结构静力计算手册,查表得Km=0.1
M=Km∙ql2=0.1⨯29.4⨯8002=1.88⨯106N∙mm
[10单肢截面参数:
截面抵抗矩和惯性矩为W=39.7⨯103mm3I=198⨯104mm4
M1.88⨯106
==47.4MPa<[σ]=170MPa,满足要求。
故:
σ=W39.7⨯103
2、刚度验算:
查建筑结构静力计算手册,查表得Kw=0.677
ql429.4⨯8004800f=Kw=0.677⨯=0.2<=2.0mm,满足要求。
100EI100⨯2.06⨯105⨯198⨯104400
五、横背楞计算
拉杆位置可看作肋的支承点,竖向间距0.8m,横向常规间距1.5m,近似按三跨连续梁计算,如图所示:
荷载:
q=800mm⨯0.098N/mm2=78.4N/mm
1、强度验算
查建筑结构静力计算手册,查表得Km=0.1
M=Km∙ql2=0.1⨯78.4⨯15002=17.6⨯106N∙mm
双肢[16b截面参数:
截面抵抗矩和惯性矩为W=232⨯103mm3I=1869⨯104mm4M17.6⨯106
==32.6MPa<[σ]=170MPa,满足要求。
故:
σ=W540⨯103
2、刚度验算:
查建筑结构静力计算手册,查表得Kw=0.677
ql478.4⨯150041500f=Kw=0.677⨯=0.7<=3.75mm,满足要求54100EI100⨯2.06⨯10⨯1869⨯10400
六、拉杆计算:
根据图纸得出拉杆最大受力横向间距为1500mm,纵向间距为800mm
查载荷与结构静力计算表,得Kv=0.617+0.583=1.2
V=Kvql=1.2⨯78.4⨯1500=141120N=141KN
拉杆采用Φ25的精轧螺纹钢拉杆,材质PSB785;计算强度取628Mpa;
A=490mm2
N=490⨯628=307720N=307.72KN
安全储备K=307.72/141=2.18,满足要求。
七、法兰连接计算
1、面板法兰计算
螺栓为M16,根据螺纹紧固件应力截面积和承载面积,A=157mm2,螺纹内径:
14.12mm。
面板法兰采用普通螺栓链接,同时承受剪力和杆轴拉力,应采用如下公式计算:
1NV,Nt——普通螺栓承受的剪力和拉力。
NVb,Ntb——一个普通螺栓的受剪、受拉设计值
单个螺栓设计承载力为:
拉力Ntb=157⨯170=2.67t剪力N=nv
①水平法兰
bvπd23.14⨯14.122f=1⨯⨯140=2.19t44bv
水平法兰最大间距为300mm,则
q=600mm⨯0.098N/mm2=58.8N/mm
ql258.8⨯3002
M===0.66⨯106N∙mm88
0.66⨯106
=1.18t<2.67t,满足要求。
螺栓力臂为56mm,则螺栓受拉Nt=56
②竖向法兰
竖向法兰最大间距为200mm,则
q=800mm⨯0.098N/mm2=78.4N/mm
ql278.4⨯2502
M===0.61⨯106N∙mm88
0.61⨯106
=1.09t<2.67t,满足要求。
螺栓力臂为56mm,则螺栓受拉Nt=56
2、背带法兰计算
螺栓为M20,根据螺纹紧固件应力截面积和承载面积,A=245mm2,螺纹内径:
17.65mm。
面板法兰采用普通螺栓链接,同时承受剪力和杆轴拉力,应采用如下公式计算:
1NV,Nt——普通螺栓承受的剪力和拉力。
NVb,Ntb——一个普通螺栓的受剪、受拉设计值
单个螺栓设计承载力为:
拉力Ntb=245⨯170=4.16t剪力N=nvbvπd23.14⨯17.652f=1⨯⨯140=3.43t44b
v
每根大肋由6个M20普通螺栓连接,建立模型并计算,可知连接处受轴力为10.4t,剪力为2.9t,弯矩为0.6t·m,如下图:
按照螺栓群连接来计算,连接处的弯矩0.6t·m对于单个螺栓等效为轴力,其力臂为70mm、140mm,对于单个螺栓,所受轴力为0.6⨯0.14=1.72t222⨯(0.07+0.14
故单个螺栓所受剪力为2.9t/6=0.48t,轴力为1.72+10.4/6=3.45t
同时承受轴力和剪力的单个M20普通螺栓承载力计算:
==0.84<1,满足要求。
八、模板风载计算
1、模板立设稳定性
模板立设过程中先立设边角模板,后加设单块平面模板。
风荷载计算根据建筑结构荷载规范GB50009-2001(2006年版,计算如下:
Wk=W0×μz×μs×βz
其中,W0—基本风压(kN/m2,按上述规范采用(10年一遇):
W0=0.25kN/m2;
μz—风荷载高度变化系数,按上述规范采用:
μz=1.42;
μs—风荷载体型系数:
μs=0.8;
βz—高度Z处的风振系数,βz=1.64(该处应取阵风风振系数)
wk=βzμslμzw0=1.64⨯0.8⨯1.42⨯0.25=0.47KN∙m2
各项系数根据建筑结构荷载规范表7.2.2、7.3.1、7.5.1及附录D查询得。
据此建模
计算得最大反力为0.43t。
单个4.8级M16普通螺栓受拉承载力设计值:
Ntb=157⨯170=2.67t>0.43t满足要求。
2、模板立设完毕整体稳定性
模板立设完毕后,形成闭合结构且模板与倒模间采用螺栓连接,模板无倾覆可能。
附图:
12m模板配置示意图
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高速铁路 双线 空心 墩墩身 模板 计算