现浇模板及支架计算书上传.doc
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XX路X合同段
20m现浇预应力砼简支空心板梁碗扣式钢管支架
及模板结构计算书
一、计算依据及原则:
1、JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》;
2、JTJ025-86《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》
3、《路桥施工计算手册》
4、XX高速公路设计文件及图纸
5、因支架采用的是碗扣式钢管架,其纵、横间距只能按30cm为梯步进行变化,不似扣件式钢管架可根据计算结果任意采用纵、横间距,所以据以往经验先预计了纵、横向间距,然后进行验算。
二、模板与支架材料及基本尺寸拟定
1、 模板材料及基本尺寸
1)、壳板采用竹胶板做底模和侧模板,厚度δ=12mm。
2)、小棱与大棱均采用西南云杉木材,前者断面尺寸为60×80mm,后者断面尺寸为100×100mm;小棱与壳板相结合支承于大棱上,后者支承于支架顶托上;小棱间距为300mm,大棱间距为900mm,特殊情况下大、小棱的间距减小。
2、支架材料及基本尺寸拟定
1)、支架材料采用Q235碗扣式钢管架,其断面尺寸为φ48×3.0mm。
2)、钢管架有横桥向小横杆、纵桥向大横杆、竖向立杆以及纵横桥向的斜撑(剪刀撑)等四种形式。
3)、大横杆的步距为120cm,立杆(立柱)的横向间距为60cm,立杆的纵向间距为90cm,特殊情况下立杆的纵、横向间距减小(为30cm的倍数)。
4)、斜撑的间距以保证支架稳定为前提适当加密。
5)基本资料
V砼=26KN/m3V木=5KN/m3V架管=3.5Kg/mV竹胶板=9KN/m3
竹胶板:
[σW]=70Mpa[τ]=50MpaE=5.0×103MPa(合格品)
方木:
[σW]=11Mpa[τ]=1.7MpaE=9×103MPa(杉木)
架管:
(φ48×3mm)[σa]=140Mpai=1.595cm
Ao=4.24cm2I=1.078×10-7m4W=4.493×10-6m3
三、空心板梁自重与实心板梁自重的比率(实心率)
纵向横向综合实心率p3=(0.7×0.9×4.8-(π×0.252+0.25×0.35)×4.3)÷(0.7×0.9×4.8)=0.59638
四、底模板的强度及挠度验算
1、作用在底模板的外力
1)、模板自重(内模估算为底板模的两倍重,内、外模合计)
q1=0.012×9×3=0.33Kpa
2)、钢筋砼空心板自重
q2=26KN/m3×0.9m×0.59638×1.2=16.75Kpa(1.2为实心率不均匀系数)
3)、施工人员、施工机具运输堆放荷载
q3=2.5KPa;
4)、倾倒砼时产生的冲击荷载
q4=2.0KPa
5)振捣砼时产生的荷载
q5=2.0KPa
每块0.6m宽的模板承受的均布荷载为(计算宽度取跨径的两倍):
q=(q1+q2+q3+q4+q5)×b=(0.33+16.75+2.5+2+2)×0.6=23.58×0.6=14.15KN/m
每块0.6m宽的模板上作用的集中力p=2.5KN
2、 模板底壳板的最大弯距为(按三跨连续梁)
1)、在均布菏载作用下
Mmaxq===0.12735KN.m
2)、在集中荷载作用下
MmaxP===0.125KN.m
3、 模板底板壳板的强度验算
1)、在均布荷载下
σwq===8.84MPa≤[σw]=70/2.5=28MPa
2)、在集中荷载下
σwp===8.68MPa≤[σw]=28MPa
4、模板底板壳板的挠度验算(按3跨连续梁计算)
竹胶板的弹性模量E=5.0×103Mpa
竹胶板壳板的惯性矩I===8.64×10-8m4
验算挠度的荷载组合按下列规定采用
q=q1+q2=0.33+16.75=17.08KN/m2
fqmax===0.0025m=2.5mm≤3mm
五、小棱的强度及挠度验算
小棱受均布荷载作用,如图:
1、 作用在小棱上的外力
1)、模板及小棱的自重
q1=0.33+0.06×0.08×5=0.35Kpa
2)、钢筋砼板梁自重
q2=16.75Kpa(见前述)
3)、施工人员、施工料具运输堆放荷载
q3=2.5Kpa
4)、倾倒砼时产生的冲击荷载
q4=2.0Kpa
5)、振捣砼时产生的冲击荷载
q5=2.0Kpa
每根小棱的作用范围0.3m内产生的均布荷载为:
q=(q1+q2+q3+q4+q5)×b=(0.35+16.75+2.5+2+2)×0.3=23.58×0.3=7.08
KN/m
2、 小棱的最大弯矩为
Mmaxq===0.5730KN.m
3、 小棱的最大弯应力为
σwq===8.95MPa≤[σw]=11×1.2=13.2MPa
4、小棱的挠度验算
挠度验算的荷载组合按下列规定采用
q=(q1+q2)×b=(0.35+16.75)×0.3=5.124KN/m
I===2.56×10-6m4;E=9×103Mpa
fmax===1.9×10-3m=1.9mm<=2.25mm
六、大棱的强度及挠度验算
按受对称集中力简支梁计算(大棱自重忽略不计),如图:
1、 作用在大棱上的外力
p=7.08KN/m×0.9m=6.372KN
2、 大棱的最大弯矩为
Mmaxq=p×0.15m=6.372KN×0.15m=0.9558KN.m
3、 大棱的最大弯应力为
σwq===5.73MPa≤[σw]=11×1.2=13.2MPa
4、大棱的挠度验算
I===8.333×10-6m4;E=9×103Mpa
fmax===3.79×10-4m=0.379mm<=1.5mm
七、钢管支架的稳定性、强度及地基承载力验算
1、作用在立杆(柱)上的荷载
N=2×P=2×6.372=12.744KN
2、立杆稳定性验算
大横杆的步距为1.2m,长细比入=l/r=1200/15.95=75,故φ=0.682,则立杆受压稳定强度允许值:
[N]=φA[σ]=0.682×424×10-6×215×106=62.2KN
N=12.744KN<[N]=62.2KN(满足要求,立杆稳定)
另一种方法,查有关手册:
[N]=30KN,也满足要求。
3、立杆受压强度验算
σ=N/A=12.744×103/424×10-6=30.06Mpa≤1.2[σ]=1.2×140=168Mpa
4、立杆(立柱)地基承载力验算
地基下面填筑页岩垫层,上填30cm砂砾进行充分夯压处理,在其上铺宽20cm,厚5cm的木板做基础,在基础上竖碗扣式钢管架基座。
其容许承压应力[σ]=0.3Mpa,则每根立杆对地基的压力为(基底计算宽度a取木板宽度0.2m,长度b保守的取0.3m):
σ===0.212Mpa<[σ]=0.3Mpa(满足要求)。
八、预拱度的设置
1、上部构造自重及活载一半产生的竖向挠度δ1=0
2、支架在荷载作用下的弹性压缩δ2===0.00072m=0.72mm
其中:
σ—立杆压应力,σ=30.06Mpa;
l—立杆长度,l=5m;
E—弹性模量,E=2.1×105Mpa
3、支架在荷载作用下的非弹性压缩
δ3=3K2+2K3=3×1+2×2=7mm
其中:
K2~横木纹的接头数,K2=1;
K3~木料与金属的接头数,K3=2。
4、支架地基在荷载作用下的非弹性沉陷
δ4=6mm
则总预拱度=δ1+δ2+δ3+δ4=0+0.72+7+6=13.72≈14mm。
为抵消模板及支架在外力作用下产生的弹、塑性变形,故需设置向上14mm的预拱度,沿纵桥向成二次抛物线分布。
其各点预拱度,应以跨中值为最高值,两端为零,曲线方程:
δx=
(架管布设按60×90×120cm执行)
XX路X合同段项目经理部
2006年10月3日
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