现浇梁侧模板受力分析160629
现浇箱梁钢模板 设计说明及受力验算
计 算 者: 复 核 者: 项目负责人:
2016.06
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现浇箱梁钢模板受力计算书
1.基本情况
现浇箱梁梁高截面有1.7m ,1.9m ,2.7m ,3.3m ,设计的钢模板结构类似,受力计算时按最大梁高3.3m 计算,采用混凝土泵车下灰,按照局部最快浇筑速度(层厚0.4米) 三小时完成,约0.133m/h,为了安全起见,浇注混凝土速度按照0.2m/h,混凝土入模温度约 28℃,钢模板材料使用说明:面板采用6mm 钢板,横筋为10#双槽钢,最大间距450mm ,纵筋采用10*100扁钢,法兰为δ12mm*100厚扁钢。螺栓采用M20*60. 2. 荷载计算 2.1混凝土侧压力
(1)根据我国JGJ162-2008《建筑施工模板安全技术规范》4.1中,新浇注混凝土作用在模板上的最大侧压力可按下列公式计算,并取其中的较小值。
F=0.22Rс.T β1β2V ½ (T=200/(28+15)=4.65) F=Rс.H 带入数据得
F=0.22*24*5*1.0*1.15*0.2½=12.7KN/㎡ F=24*3.3=79.2KN/㎡
取两者中较小值,即F1=12.7KN/㎡
(2)混凝土侧压力设计值:F=F1*分项系数*折减系数 F=21.3*1.2*0.85=12.96KN/㎡
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(3)倾倒混凝土时产生的水平荷载 查建筑施工手册17-78表为2KN/㎡ 荷载设计值为2*1.4*0.85=2.38 KN/㎡ (4)混凝土振捣产生的荷载
查路桥施工计算手册8-1表为2KN/㎡ 荷载设计值为2*1.4*0.85=2.38 KN/㎡ (5)施工人员及小型设备载荷标准值可取2.5KN/㎡
荷载设计值为2.5*1.4*0.85=2.97 KN/㎡ (6)风荷载计算
根据虎门二桥工程施工图设计《第一部分-总体路线-第一册》总说明2.1-跨江大桥建设条件,经过为期一年(2008年9月1日-2009年8月31日)的虎门二桥桥位气象观测与研究,并综合考虑东莞气象站、沙田测风站的同期实测风资料,推算得到虎门二桥桥位距海平面各高度、各重现期10min 平均风速,见下表。
表3 桥位各关键高度不同重现期10min 平均风速计算值(m/s)
(注:根据大风样本计算得出的风切变指数α=0.121。)
本项目现浇支架风荷载按30一遇,计算高度按50m 。
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根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)横桥向风荷载设计值:
F wh =k 0k 1k 3W d A wh
γ=0.012017e -0.0001Z
w 0=
2
γV 10
2g
w d =
γV d 2
2g
式中:k 0——设计风速重现期换算系数;对施工架设期桥梁,
k 0=0.75
;
k 1——风载阻力系数,根据《公路桥涵设计通用规范》表4.3.7-6取值;
k 3——地形、地理条件系数,取1.0; γ——空气重力密度(kN /m );
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V 10——设计基本风速,V 10=29.2m/s;
w 0——基本风压值;
Z ——距离地面或水面的高度,取50m 高; V d ——高度50m 处的设计基准风速,V d =35.5m /s ; w d ——设计基准风压值; A wh ——横向迎风面积。 施工最大风速计算
γ=0.012017e -0.0001Z =0.012017e -0.005=0.012
w 0=
2
γV 10
2g
=0.0006⨯29.22=0.51kN /m 2
4
w d =
γV d 2
2g
=0.0006⨯35.52=0.76kN /m 2
单块侧模板风荷载:
F 侧=k 0k 1k 3w d A wh =0. 75x 1. 3x 1x 0. 76x 3. 3x 1. 25=3. 06kN 。
单位面积上风荷载侧压力为:F =F 侧/S =3. 06/(3. 3x 1. 25) =0. 74kN /m 2
荷载设计值为0.74*1.4*0.85=0.88 KN/㎡
综上所述荷载组合为
F´=12.96+2.38+2.38+2.97+0.88= 21.57KN/㎡
3. 板面计算:模板在混凝土浇注时产生的侧压力由横肋承担,在刚度计算中与平模板相似。横肋为10#双槽,按横肋间距约a =300mm 验算侧模板强度及挠度。
按内楞间距a =300mm 验算侧模板强度及挠度: ①强度计算
q =Fb =21. 57⨯0. 3=6. 47kN /m =6. 47N /mm 。
M =
12
ql 10
考虑到模板结构为多跨(等跨)连续结构
M =
1
⨯6. 47⨯0. 32=0. 058kN ⋅m =0. 058⨯106N ⋅mm 10
252
因侧模板为6mm 钢板,所以f m 取205N /mm ;E 取2. 1⨯10N /mm 。
6mm 钢板 W :W 实=
121
bh =⨯300⨯62=1. 8⨯103mm 3。 66
M max 0. 058⨯106
==32. 2Mpa
Wx 1. 8*10
②挠度计算:
ql 4
ω=
150EI
5
6mm 钢板截面惯性矩 I =
11bh 3=⨯300⨯63=5. 4⨯103mm 4 1212
ql 46. 47⨯3004l 300
ω===0. 38mm ==0. 75mm
150EI 400400150⨯2. 1⨯105⨯5. 4⨯103
所以,6mm 钢板完全满足要求。 4. 横肋计算 4.1计算简图:
横肋采用10#双槽钢,间距450 mm ,因竖肋与横肋焊接,故按两端固定梁计算,按简支梁计算
①强度计算
q =Fb =21. 57⨯0. 45=9. 7kN /m =9. 7N /mm 。
按照简支梁简化结构考虑
f m
252205N /mm 2. 1⨯10N /mm E 取;取。W=39.7*103mm 4
Mmax=1/8ql2=9.7*1.25*1.25/8=1.89KN/m
M max 1. 08⨯106
==47. 6Mpa
Wx 39. 7*10
②挠度计算: I =101*104mm 4
5ql 45*9. 7*12004
ω===1. 13mm 120054=3mm
400
所以完全满足要求。 5. 法兰及连接螺栓强度计算 5.1法兰抗剪承载力计算:
法兰材料为A3钢[τ]=85N/mm ²,100 mm宽,12 mm厚的钢板孔
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距150mm ,直径22 mm连接螺栓为M20*60
单孔抗剪承载力τ=Dлh τ=22*3.14*12*85=70.5KN 2τ=141KN>T=21.57KN 故法兰符合抗剪承载力要求 5.2连接螺栓强度计算
在模板连接中螺栓只承受拉力,螺栓为M20*60查(桥梁施工计算手册)附表3.-2,3.-23得f t =110N/mm ² 螺栓内径16.75 mm 单个连接螺栓承受拉力F= D²лf t /4
=16.75²*3.14*110/4=24.24KN
每个螺栓的受力:
F=21.57*0.15=3.24KN
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