京津高速公路模板计算

京津高速公路模板计算 京津高速公路模板计算书 一、 基本资料: 1. 桥墩模板的基本尺寸 京津高速公路桥墩浇筑时采用全钢圆形模板，直径150cm，模板设计高度 #为5.0m，面板为h=6?厚钢板;竖肋为[10钢，水平间距为L=41.5cm;横肋1 #一为[10钢，横肋二为12mm厚钢板，高10cm，间隔设置，竖向间距L=50cm;2吊钩为Ф20圆钢。砼最大浇筑高度5.0m。模板如图1和图2所示。 图1 桥墩模板横断面 2. 材料的性能 根据《公路桥涵技术规范JTJ041-89》和《公路桥涵钢结构设计规范》的规定，暂取: 3砼的重力密度:26 kN/m;砼浇筑时温度:20?;砼浇筑速度:2m/h;掺外加剂。 3钢材取Q235钢，重力密度:78.5kN/m;容许应力为145MPa，不考虑提高系数;弹性模量为206GPa。吊钩的最大允许应力为50MPa 第 1 页 共 7页 第 2 页 共 7页 3. 计算荷载 对模板产生侧压力的荷载主要有三种: 21) 振动器产生的荷载:4.0 kN/m;或倾倒混凝土产生的冲击荷载: 24.0km/m;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(《桥梁施工师手册》P171杨文渊): P,k,h (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(?); 3,混凝土的容重(kN/m); , 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=2.0/20=0.1>0.035， 所以 h,1.53+3.8v/T=1.53+3.8×0.1,1.91m P,k,h,1.2×26×1.91,59.59kN/? 最大侧压力为: 2q',检算强度时荷载设计值为:1.2×59.59+1.4×4.0,77.91 kN/m; 2q'',检算刚度时荷载值为:59.59 kN/m; 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; 第 3 页 共 7页 4) 钢面板的钢楞、柱箍的变形为3.0mm; 二、 面板的检算 1. 计算简图 面板支承于横肋和竖肋之间，横肋间距为50cm，竖肋间距为41.5cm，取横竖肋间的面板为一个计算单元，简化为四边嵌固的板，受均布荷载q;则长边跨中支承处的负弯矩为最大，可按下式计算: 2M,,Aq'll (2) xy 式中:A,弯矩计算系数，与有关，可查《建筑结构静力计算手册》(中国l/lxy 建筑工业出版社1974)P291表4-4得A=0.0641; ,分别为板的短边和长边; l、lxy q',作用在模板上的侧压力。 板的跨中最大挠度的计算公式为: 4 (3) f,B，q''l/Bxc 式中:B,挠度计算系数，同样查表4-4得B=0.001736; 3,E, B,，E为弹性模量，为板厚，,为泊桑比; c213(1,,) 1132.06，10，0.0064Bc,,0.4074，10 N/m 212(1,0.3) 2. 强度计算 由式(1)可得，板的最大弯矩为: 20-0.0641×77.91×0.415×0.5,-0.43 kN.m M,x 11322-6板的抗弯模量: m w,b,,，0.6，0.006,3.6，10x66 03M0.43，10x ,,,,119.4 MPa ,[,],145 MPa-6w3.6，10x 面板强度满足要求。 第 4 页 共 7页 3. 刚度检算 434q''l59.59，10，0.415xf,B,0.001736，,0.753mm ,[l/400],1.0375 mmx4B0.4074，10c 面板刚度满足要求。 三、 竖肋的检算 1. 计算简图 竖肋采用,10槽钢，简化为支承在横肋上的简支梁，跨度50cm，承受41.5cm宽的均布荷载，则: q3 q',0.415q',0.415，77.91,32.333 kN/m3 图4 竖肋的计算简图 q'',0.415q'',0.415，59.59,24.73 kN/m 3 2. 强度计算 (1)按简支梁保守估计: 122, kN.m M,ql,0.125，32.333，0.5,1.0138 3434,10槽钢的截面特性: mm mm w,37.9，10I,198，10xx 6M1.01，10 ,,,,26.65 MPa ,[,],145 MPa3w37.9，10x (2)按竖肋是跨度0.5m的10跨简支梁，为查手册方便，近似按5跨连续梁计算，查表得最大弯矩系数为0.105，最大剪力系数0.606。则最大弯矩为: 22M,0.105q'l,0.105×32.333×0.5,0.849 kN.m 3 6M0.849，10 ,,,,22.4 MPa ,[,],145 MPa3w37.9，10x 竖肋强度满足要求。 3. 刚度检算 为安全起见，仍按简支梁计算挠度，则: 第 5 页 共 7页 ''434ql5524.73，10，0.53 f,,，,0.049mm ,[l/400],1.25 mm11,8384EI3842.06，10，198，10x 竖肋刚度满足要求。 四、 横肋的检算 1. 计算简图 #横肋一为[10钢，横肋二为12mm厚钢板，高 10cm，间隔设置，可简化直径为1500mm的圆形圈 梁，承受50cm宽的均布荷载，则: q4 q',0.5q',0.5，77.91,38.955 kN/m4 q'',0.5q'',0.5，59.59,29.795 kN/m4 2. 强度计算 图5 横肋的计算简图 圈梁所受径向压力与内部拉应力之间的关系为: ,qD4 ,,2A 其中:D为圈梁直径。 #2横肋一10槽钢截面积为，横肋二12mm厚钢板截面积为A,12.7cm1 2，故: A,12cm2 3,qD38.955，10，1.54 ,,,,,,23MPa,,,145MPa1,42A2，12.7，101 3,qD38.955，10，1.54 ,,,,,,24.34MPa,,,145MPa2,42A2，12，102 横肋强度满足要求。 3. 横肋为受拉构件，可不再进行刚度和稳定性检算 五、 吊钩的检算 2吊钩采用Ф20圆钢，截面面积A=314.2?，每块模板上安装两个吊钩，模 第 6 页 共 7页 板总重为20.881 kN，动载系数取1.3，则P=1.3×20.881=27.15 kN, = P/A=27150/(4×314.2)=21.6MPa,[]=50 MPa ,, 吊钩的强度满足要求 六、 螺栓的检算 按最不利情况计算，3#、4#图中两个半圆形模板对接时每侧采用了7个螺栓， ,,,q,D138.9554所产生的总拉力为，则每个螺栓承受F,,,A,,，，1.5,15.3kN221.91 b，每个螺栓抗拉强度，故所需单个螺栓有效面积f,140MPaF,F7,2.18kN1t 3F2.18，1021最小值为，故螺栓足够。 A,,,15.57mmeb140ft 第 7 页 共 7页