钢模板、拉杆计算

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1、1.1模板及支撑体系的设计与说明本工程施工所用模板主要用在箱涵的侧墙和顶板及桥墩和桥台，采用大模板 可大大节省模板材料，加快施工进度。本工程箱涵侧墙及桥墩桥台高度约为 3.5m，一般可以用一块或二块大钢模成型。1.1.1新浇混凝土对模板侧面的压力计算在进行侧模板及支承结构的力学计算和构造设计时，常需计算新浇混凝土对 模板侧面的压力。混凝土作用于模板的压力，一般随混凝土的浇筑高度而增加， 当浇筑高度达到某一临界值时，侧压力就不再增加，此时的侧压力即为新浇混凝 土的最大侧压力。侧压力达到最大值的浇筑高度称为混凝土的有效压头。采用内部振捣器，当混凝土浇筑速度在6.0m/小时以下时，新浇混凝土作用 于

2、模板的最大侧压力，可按以下二式计算，并取二式中的较小值。Pm=4+1500KsKwVi/3/（T+30）（3-1）Pm=25H（3-2）式中：Pm新浇混凝土的最大侧压力（KN/m2）；T混凝土的入模温度（C）；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）；Ks混凝土坍落度影响修正系数。当坍落度为5090mm时取1.0，为 110150mm 时取 1.15；KW外加剂影响修正系数。不掺外加剂时取1.0，掺有缓凝作用的外 加剂时取1.2；混凝土的浇筑速度（m/h）。已知混凝土墙高为3.5m，采用坍落度为120mm的普通混凝土，浇筑速度为2.5m/h，浇注入模温度为30 C，则作用于模板的

3、最大侧压力及有效压头高度为：查表得：Ks =1.15，Kw =1.2由公式（3-1）, Pm=4+1500X 1.15X（ 1.2） 1/3/ （30+30） =34.6 KN/m2由公式（3-2）, Pm=25X3.5=87.5KN/m2取较小值，故最大侧压力为34.6 KN/m2。有效压头高度为：h=34.6/25=1.4m。1.1.2模板拉杆计算模板拉杆用于连接内、外两组模板，保持内、外两组模板的间距，承受混凝 土侧压力和其它荷载，使模板有足够的刚度和强度。本工程模板拉杆采用对拉螺 栓，采用3号圆钢制作。其计算公式为：F=PmA式中：F模板拉杆承受的拉力（N）；Pm混凝土的侧压力（N/m

4、2）；A模板拉杆分担的受荷面积（m2），其值为A=aXb（a为模板拉杆 的横向间距，b为模板拉杆的纵向间距，单位均为m）。已知混凝土对模板的侧压力为34.6 KN/m2，a=0.6m，b=0.75m拉杆承受的拉力为：F=34600X0.6X0.8=16608N查表得：直径为M14螺栓容许拉力为17800N16608N，满足要求。1.1.3钢面板的计算大模板的面板被纵横肋分成许多小方格或长方格，根据方格长宽比例，可把 面板当作单向板或双向板考虑。当作单向板时，可将板视作三跨或四跨连续梁计 算，当作双向板时，可根据小方格的两边长度，求得它的内力。（1）.板的正应力按下式验算：o=Mmax/WWf式

5、中：W板的截面抵抗矩，W =bh2/6 （b为板单位宽度，取1mm, h为 钢板厚度）；（2）.最大挠度验算Wmax=KfPl4/B。式中：Wmax板的最大挠度；P混凝土的最大侧压力，=50KPa；l面板的短边长；B0构件的刚度，B0=Eh2/12（1-v2），（E钢材的弹性膜量，取 2.1X105Mpa, h钢板的厚度，v钢板的泊松系数，取0.3, Kf挠度计 算系数）。当WmaxWW=l/500，满足要求。否则，需调整钢板厚度或肋的间距。1.1.4横肋的计算横肋支承在竖向大肋上，可作为支承在竖向大肋上的连续梁计算，其跨距等 于竖向大肋的间距。横肋上的荷载为：q=Ph （P混凝土的侧压力；h

6、横肋之间的水平间距）。1.1.5竖向大肋的计算竖向大肋通常用两根槽钢制成，为将内、外模板连成整体，在大肋上每隔一 定距离穿上螺栓固定，计算时，可把竖向大肋视作支承在穿墙上的两跨连续梁。大肋下部荷载:q=Pl（P混凝土的侧压力；l大肋之间的水平间距）。 大肋上部荷载：q2= q1l2/2100 （l2上部穿墙螺栓之间的竖向间距）。1.1.6实例计算大模板采用5mm钢板，构造尺寸为HXL=3750X6200，竖向小肋采用扁钢-60X6，间距S=490，横肋采用槽钢8，间距h=300mm，h =350mm，竖向大肋采 1用2根槽钢组合28，间距l=1370mm，a=400mm，穿墙螺栓间距为lj10

7、50mm，l2=1450mm，l3=250mm。试验算该大模板的强度与挠度。(取大模板的最大侧压力Pma150KPa)1. 面板验算(1).强度验算选面板区格中三面固结、一面简支的最不利受力情况进行计算。Ly/lx=300/620=0.61，查表得，Kmx0=-0.0773，Kmy0=-0.1033, Kmx=0.0153,Kmy=0.0454，Kf=0.00403。取1mm宽的板条作为计算单元，荷载为：q=0.05X1=0.05N/mm求支座弯矩：Mx0= Kmx0 X q X lx2=-0.0773 X0.05X 3002=-348N - mmMy0= Kmy0 X q X lx2=-0.

8、1033 X0.05X 3002=-465N - mm面板的截面系数 W=bh2/6=1 X52/6=4.167mm3应力为：。MAX=Mm /W=465/4.167=112N/ mm2V215 N/ mm2,满足要求。求跨中弯矩：Mx= KMXXqXlx2=0.0153X0.05X3002=69 N - mmMY= KMyXqX lx2=0 . 04 5 4 X 0 . 05 X 3 002=204 N - mm钢板的泊松比v=0.3,故需换算Mx(V)= Mx+ vMY =69+0.3 X 204=130 N - mmMy(V)= My +0.3 Mx =204+0.3 X 69=225

9、N - mm应力为： max=M /W=225/4.167=54N/ mm2V215 N/ mm2,满足要求。(2).挠度验算B0=Eh2/12 (1-V2)=2.1X 105X53/12X( 1-0.32)=24X105 N - mmWmax=KfPl4/B0=0.00403X0.05X3004/ (24X105)=0.680mm f/l=0.680/490=1/720 V1/500，满足要求。2. 横肋计算横肋间距为300mm，采用，支承在竖向大肋上。荷载 q=Ph=0.05X 300=15 N/mm8 的截面系数 W=25.3 X 103mm3，惯性矩 I=101.3 X 104mm4。

10、横肋为两端带悬臂的三跨连续梁，利用弯矩分配法计算出最大弯矩Mmax=2554000 N - mm(1) .强度验算 MAx=Mm /W=2554000/25.3X 103=101 N/ mm2V215 N/ mm2，满足要求。(2) . 挠度验算悬臂部分挠度 w =ql4/(8EI)=15 X 4004/(8 X 2.1X105X101.3X104)=0.226mm w/l=0.226/400=1/1770V 1/500，满足要求。跨中部分挠度w =ql4 (5-24 入 2) / (384EI)=15X 13704X5-24X (400/1370) 2/ (384 X 2.1X105X101

11、.3X104)w/l=1.911/1370=1/717 1/500，满足要求。3. 竖向大肋计算选用28，以上、中、下三道穿墙螺栓为支承点，W=50.6X103mm3，惯性矩 I=202.6X104mm4。大肋下部荷载：q1=Pl=0.05 X 1370=68.5N/mmo大肋上部荷载：q2= q1l2/2100= (68.5X1450) /2100=47.3 N/mm。大肋为一端带悬臂的两跨连续梁，利用弯矩分配法计算得最大弯矩为Mmax=7310200 N - mm(1) .强度验算。MAX=Mm /W=7310200/50.6X 103=144 N/ mm2215 N/ mm2，满足要求。

12、(2) .挠度验算悬臂部分挠度 w =ql4/ (8EI) =68.5X2504/ (8X2.1X 105X202.6X 104) =0.079mmw/l=0.079/250=1/31651/500，满足要求。跨中部分挠度w =ql4 (5-24 入 2) / (384EI)=68.5 X10504 X5-24X(250/1050)2/(384 X 2.1X 105 X 202.6 X 104)=1.855mmw/l=1.855/1050=1/566 1/500，满足要求。以上分别求出面板，横肋和竖向大肋的挠度，组合挠度为：面板与横肋组合 w=0.680+1.911=2.591 V3mm面板与

13、竖向大肋肋组合 w=0.680+1.855=2.535V3mm，均满足施工对模板 质量的要求。1.1.7模板及支撑的投入本工程使用模板部位主要为箱涵和桥台，选用厚度为5mm的钢板，构造尺 寸为HXL=3750X6200，竖向小肋采用扁钢-60X6,间距S=490,横肋采用槽钢 8，间距h=300mm，h1=350mm，竖向大肋采用2根槽钢组合28，间距l=1370mm， 模板拉杆采用14钢筋（对拉螺栓），横向间距为0.6m，纵向间距为0.8m。外 侧墙模板支撑采用由48钢管斜撑，内墙模板采用由48钢管对撑，顶板采用门式 脚手架（含顶托和底托）支撑。根据施工总体部署，各安排2个施工队进行箱涵 的

14、施工和1个施工队进行桥梁的施工。1.模板投入计算按照设计要求，外环路共有2个箱涵，每个箱涵的长度约60m；中部快线有 2个箱涵，每个箱涵的长度约30m；本标段共有2座桥梁，每座桥梁有2个桥台， 桥台的长度约60m。外环路箱涵施工队模板用量为：（60+10） mX21.0 m2 /m （每米箱涵模板用量）=1470.0 m2换算成模板块数：1470.0 m2：23.25 m2/块=64块 中部快线箱涵施工队模板用量为：（30+10） mX42.0 m2 /m （每米箱涵模板用量）=1680.0 m2换算成模板块数：1680.0 m2：23.25 m2/块=73块桥梁施工队模板用量为：(60+10

15、)X2mX7.0 m2 /m (每米箱涵模板用量)=980.0 m2换算成模板块数：980.0 m2：23.25 m2/块=43块故本工程模板总用量为：180块。2.支撑用量钢管支撑也根据模板投入相应配备三套周转使用，外侧墙模板支撑采用由48 钢管斜撑，按3排/1.2m (箱涵平均5.0m/排，桥台平均10.0m/排)计算，内墙 模板采用由48钢管对撑，按3排/1.2m计算，则支撑钢管总用量为：70m：1.2m X (2X3X5.0+3X4.0X2) + 110m：1.2m X (2X3X10.0) =8650.0m箱涵顶板采用门式脚手架(含顶托和底托)支撑，按18片/1.5m计算，则 门式脚手架总用量为：110m： 1.5m x18=1320 片。