模板计算书2003-斜坡
中铁大桥局三公司南贵并线（三工区）东平水道斜坡墩
墩 柱 模 板 计 算 书
东莞市八景钢结构工程有限公司
2010-03-28
*设计、施工规范*
模板的计算参照《建筑施工手册》第四版、《建筑施工计算手册》江正荣著、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)、《公路桥涵设计通用规范》（JTJD60-2004）等规范。
根据规范，当采用溜槽、串筒或导管时，倾倒混凝土产生的荷载标准值为2.00kN/m2； 本计算数据采用贵单位给出的施工图纸中标准节段桥墩. *设计计算条件*
1. 混凝土坍落度：150mm; 2.混凝土入模温度：25℃； 3. 混凝土初凝时间：6小时； 4.混凝土浇筑速度：
约60.0m 3
/h；
一、参数信息 1. 基本参数
内楞间距(mm):340； 外楞间距(mm):1000；
外楞设对拉螺杆，对拉螺栓直径(mm):Φ25精轧螺纹钢(fy=785 MPa)； 模板连接螺栓采用M16高拉力螺栓. 2. 内楞信息
内楞材料: 槽钢100×48×10.008kg/m； Ix = 198cm4, Wx = 39.7 cm3, 3. 外楞信息
外楞材料:圆弧段：槽钢 [160×63×17.240 kg/m； Ix = 866cm4, Wx = 108 cm3, 直线段：槽钢 2[160×73×22.637 kg/m； Ix = 2X1780cm4, Wx = 2X178 cm3, 4. 面板参数
面板类型:钢面板；面板厚度(mm):6.00；
Ix = 1.8cm4, Wx = 6.0 cm3, A = 0.006m2 (取100cm 长为计算单元)
E = 210 GPa
5. 对拉螺杆参数
对拉螺杆采用Φ25圆钢 Φ25 x 5000 mm
二、模板荷载标准值计算
按《施工手册》，新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列公式计算，并取其中的较小值:
3
其中 γ -- 混凝土的重力密度，取24.000kN/m；
t -- 新浇混凝土的初凝时间，可按现场实际值取，输入0时系统按200/(T+15)计算，得5.0h, 本工程去6.0h; T -- 混凝土的入模温度，取25℃； V -- 混凝土浇筑速度（m/h）；
H -- 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（m ）； β1-- 外加剂影响修正系数，取1.2；
β2-- 混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于30mm 时，取0.85，50-90mm 时取1.0，110-150mm 时取1.15。 根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F ； 有效压力高度：h =
按每小时浇筑速度（60m /h,截面积约S = 10m, 故V= 60/340 ≈ 2m/h）, 以及初凝时间（t = 6小时）计算，H = 2.0 X 6 = 12.0米, 本工程按12米考虑。
F1=0.22*24*6*1.15*1.2*√2 = 61.8 kN/m
2
3
2
0kN/m2
F 2=24*12=288 kN/m
2
2
分别为 61.8 kN/m、288 kN/m，取较小值61.8 kN/m作为本工程计算荷载。 h = = 61.8/24 = 2.575 米。
倾倒混凝土时产生的荷载标准值 F2= 2.000 kN/m。
2
22
本计算中采用新浇混凝土侧压力标准值 F1=61.8kN/m2；
新浇混凝土侧压力设计值q 1: 1.2×61.8×1.00×0.85=63.0kN/m2，
其中0.85为按《施工手册》取的临时结构折减系数。
倾倒混凝土侧压力设计值q 2: 1.4×2.00×1.00×0.85=2.380kN/m2； 故取面荷载： q = q1 + q2 =63.0+2.380=65.40 kN/m2；
三、模板面板的计算
面板为受弯结构, 需要验算其抗弯强度和刚度。取连续三跨计算，简化为两端固定的连续梁，利用‘清华大学力学求解器’计算其内力。计算结果见下图：
混凝土侧压力分布图
面板计算简图 (m)
1234
M 图 (N.m)
1234
Q
图 (N)
位移 图 (m)
1. 抗弯强度验算
面板截面的最大应力计算值：
x
σ = M/W = 756.02x 103/ 6.00×103 = 126.0 N/mm2
面板截面的最大受剪应力计算值:
T =24.46 x 1000 /(1000×6.0) = 4.1 N/mm2
3. 挠度验算
两边跨挠度值最大，故取两边跨验算：
dmax = (1/16) * L * (M1 + M2) / EI
2
= (0.0625*0.340*630.02*2 / (210*10 *1.8*10 )
2
9
-8
= 2.40 mm
dmax = (5/384) * q * l / EI
4
= 0.013 * 65.4 * 1000 * 0.340 / (210*10 *1.8*10 )
4
9
-8
=3.00 mm
∑d = 3.00-2.40 = 0.6 mm 〈 [ω] = (L/250) = 340/250 = 1.360mm …………………………OK ！
标题:SMSolver计算结果：
----------------------------------------------------------------------------------------------- 位移计算
单位：位移(默认), 转角(默认)
杆端位移值 ( 乘子 = 1)
----------------------------------------------------------------------------------------------- 杆端 1 杆端 2
---------------------------------------- ------------------------------------------ 单元码 u -水平位移 v -竖直位移 ?-转角 u -水平位移 v -竖直位移 ?-转角
----------------------------------------------------------------------------------------------- 1 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 -0.00000000 2 0.00000000 0.00000000 -0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 3 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 -----------------------------------------------------------------------------------------------
内力计算
单位：力(默认), 力矩(默认)
杆端内力值 ( 乘子 = 1)
----------------------------------------------------------------------------------------------- 杆端 1 杆端 2
---------------------------------------- ------------------------------------------ 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩
----------------------------------------------------------------------------------------------- 1 0.00000000 11118.0000 -630.020000 0.00000000 -11118.0000 -630.020000 2 0.00000000 11118.0000 -630.020000 0.00000000 -11118.0000 -630.020000 3 0.00000000 11118.0000 -630.020000 0.00000000 -11118.0000 -630.020000 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 反力计算
单位：力(N),力矩(N.M),角度(度) 约束反力值 ( 乘子 = 1)
----------------------------------------------------------------------------------------------- 结点约束反力 合力
支 座 ---------------------------------------- ------------------------------------------ 结 点 水平 竖直 力矩 大小 角度 力矩
----------------------------------------------------------------------------------------------- 4 0.00000000 11118.0000 -630.020000 11118.0000 90.0000000 -630.020000 1 0.00000000 11118.0000 630.020000 11118.0000 90.0000000 630.020000 2 0.00000000 22236.0000 0.00000000 22236.0000 90.0000000 0.00000000 3 0.00000000 22236.0000 0.00000000 22236.0000 90.0000000 0.00000000 -----------------------------------------------------------------------------------------------
四、模板内楞的计算
内楞直接承受模板传递的荷载，按照均布荷载作用下的三跨连续梁, 采用‘清华大学力学求解器’计算其内力。剪力及弯矩计算结果见下图：
内楞计算简图 (m)
M 图 (N.m)
Q 图 (N)
位移 图 (m) 1. 内楞的抗弯强度验算
内楞的抗弯强度应满足下式：
σ =
x
内楞的最大应力计算值：
σ = 2223.6×103/39.7×103 = 56.01 N/mm2
2. 内楞的抗剪强度验算
内楞的最大剪力：
∨ = （11118.0+13341.6）= 24.46 KN；
内楞截面的受剪应力计算值:
f v =24.46 x1000/1274.8 = 19.2 N/mm2
3. 内楞的挠度验算
取最不利跨计算(两边跨为最不利):
dmax = 0.00542
2
9
-8
= - (0.00542*1*22360) / (210*10 *198*10 ) = -0.29 mm 〈 [ω] =
= (L/250) = 1000/250 = 4.00mm ………………………………………………………OK ！
标题: SMSolver计算结果：
位移计算
杆端位移值 ( 乘子 = 1)
----------------------------------------------------------------------------------------------- 杆端 1 杆端 2
---------------------------------------- ------------------------------------------ 单元码 u -水平位移 v -竖直位移 7-转角 u -水平位移 v -竖直位移 7-转角
----------------------------------------------------------------------------------------------- 1 0.00000000 0.00000000 -0.00143218 0.00000000 0.00000000 0.00047739 2 0.00000000 0.00000000 0.00047739 0.00000000 0.00000000 -0.00047739 3 0.00000000 0.00000000 -0.00047739 0.00000000 0.00000000 0.00143218 -----------------------------------------------------------------------------------------------
内力计算
杆端内力值 ( 乘子 = 1)
----------------------------------------------------------------------------------------------- 杆端 1 杆端 2
---------------------------------------- ------------------------------------------ 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩
----------------------------------------------------------------------------------------------- 1 0.00000000 9528.00000 0.00000000 0.00000000 -14292.0000 -2382.00000 2 0.00000000 11910.0000 -2382.00000 0.00000000 -11910.0000 -2382.00000 3 0.00000000 14292.0000 -2382.00000 0.00000000 -9528.00000 0.00000000 -----------------------------------------------------------------------------------------------
反力计算
约束反力值 ( 乘子 = 1)
----------------------------------------------------------------------------------------------- 结点约束反力 合力
支 座 ---------------------------------------- ------------------------------------------ 结 点 水平 竖直 力矩 大小 角度 力矩
----------------------------------------------------------------------------------------------- 4 0.00000000 9528.00000 0.00000000 9528.00000 90.0000000 0.00000000 1 0.00000000 9528.00000 0.00000000 9528.00000 90.0000000 0.00000000 2 0.00000000 26202.0000 0.00000000 26202.0000 90.0000000 0.00000000 3 0.00000000 26202.0000 0.00000000 26202.0000 90.0000000 0.00000000 -----------------------------------------------------------------------------------------------
五、模板外楞计算
外楞直接承受内楞传递的荷载，按照集中荷载作用下的简支梁, 采用‘清华大学力学求解器’计算其内力。剪力及弯矩计算结果见下图：
5
外楞计算简图 (m)
45
12
3
M 图 (N.m)
2345-112509.57-112509.57
Q 图 (N) 5
位移 图 (m)
1. 外楞的抗弯强度验算
外楞的抗弯强度应满足下式：
σ =
外楞的最大应力计算值：
x
2. 外楞的抗剪强度验算
σ = 56781.3×103/(2×178×103 )= 159.5 N/mm2
外楞的最大剪力： ∨ = 88.9 KN；
外楞截面的受剪应力计算值:
f v =213.3 x1000/(2883.7×2) = 36.9 N/mm2
3. 外楞的挠度验算
∑d = 0.84 mm 〈 [ω] = (L/250) = 1188/250 = 4.75mm ……………………………OK ！
标题: SMSolver计算结果： 位移计算
杆端位移值 ( 乘子 = 1)
----------------------------------------------------------------------------------------------- 杆端 1 杆端 2
---------------------------------------- ------------------------------------------ 单元码 u -水平位移 v -竖直位移 9-转角 u -水平位移 v -竖直位移 9-转角
----------------------------------------------------------------------------------------------- 1 0.00000000 0.00061948 -0.00244696 0.00000000 0.00000000 -0.00253989 2 0.00000000 0.00000000 -0.00253989 0.00000000 0.00000000 -0.00025693 3 0.00000000 0.00000000 -0.00025693 0.00000000 0.00000000 0.00341516 4 0.00000000 0.00000000 0.00341516 0.00000000 0.00083830 0.00332224 -----------------------------------------------------------------------------------------------
内力计算
杆端内力值 ( 乘子 = 1)
----------------------------------------------------------------------------------------------- 杆端 1 杆端 2
---------------------------------------- ------------------------------------------ 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩
----------------------------------------------------------------------------------------------- 1 0.00000000 0.00000000 -0.00000000 0.00000000 -22230.0000 -5557.50000 2 0.00000000 43102.4321 -5557.50000 0.00000000 -112509.567 -56781.3285 3 0.00000000 100756.592 -56781.3285 0.00000000 -77083.4077 -5557.50000 4 0.00000000 22230.0000 -5557.50000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 -----------------------------------------------------------------------------------------------
反力计算
约束反力值 ( 乘子 = 1)
----------------------------------------------------------------------------------------------- 结点约束反力 合力
支 座 ---------------------------------------- ------------------------------------------ 结 点 水平 竖直 力矩 大小 角度 力矩
----------------------------------------------------------------------------------------------- 2 0.00000000 65332.4321 0.00000000 65332.4321 90.0000000 0.00000000 4 0.00000000 99313.4077 0.00000000 99313.4077 90.0000000 0.00000000 3 0.00000000 213266.160 0.00000000 213266.160 90.0000000 0.00000000 -----------------------------------------------------------------------------------------------
七、对拉螺杆验算 计算公式如下:
其中 N – 对拉螺栓所受的拉力； A – 对拉螺栓有效面积 (mm2) ；
f – 对拉螺栓的抗拉强度设计值，取215 N/mm2；
对拉螺栓的型号: Φ25 ； 对拉螺栓有效直径: 25 mm； 对拉螺栓有效面积: A = 490 mm2； T = 88852 N
N = 785 X 490 = 384.65 kN
ĐL =
= 88852 x 5.0 / (210 x10 x 490 x10 ) = 0.4 mm
9
-6
对拉螺栓最大容许拉力值: [N] = 384.65kN > T = 88.85 kN……………………………OK ！
八、模板连接螺栓的验算
取单位长度1米为计算单元，采用高拉力螺栓M16 @ 340mm 间距的普通螺栓连接： ∑N = 65.4 x 1 x 1 = 65.4 kN
n = 1000 / 340 = 4 个
N = 65.4 / 4 = 16.4 kN Ae = 157 mm2
Nv b = 170 x 157 = 26.7 kN > N = 16.4 kN ………………………………………………OK ！
九、MIDAS 建模复核： 组合应力：
挠度值：
……………………………………………END ………………………………………………………