京津高速公路
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《公路桥涵施工技术规范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
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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(《桥梁施工工程师手册》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
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;
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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。
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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:
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''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
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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
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