墩柱模板计算分析(实心)

实心墩墩身钢模计算书 一、工程简介 京沪高铁六标五工区第四作业工区位于昆山境内,线路起点DK1252+017.79,终点DK1256+911.65,里程长度4.89km。 主要包括五座连续梁桥,分别为:跨娄江连续梁拱(70m+136m+70m)、跨沪宁铁路连续梁(40m+72m+40m)、跨江浦路连续梁(40m+72m+40m)、跨朝阳西路连续梁(40m+56m+40m)、跨通澄南路连续梁(40m+56m+40m)。钻孔桩1552根、承台140个、墩身140个,主要为矩形空心墩,双柱墩及实体墩。 二、计算分析内容: 1、墩身模板强度验算 2、墩身模板刚度分析 三、分析计算依据 1、钢结构设计规范:GB50017-2003 2、建筑工程大模板技术规程:JGJ74-2003 3、全钢大模板应用技术规范:DBJ01-89-2004 4、建筑工程模板施工手册杨嗣信中国建筑工业出版社 四、模板设计构件规格及布置 1、面板:δ6 2、竖肋:Ⅰ10,布置间距400mm,法兰:δ16×100 , 抱箍:[16 模板具体构造见后附图。 五、荷载分析 1、计算初值 浇注速度V=1m/h,混凝土溶重γ=25KN/m3,混凝土初凝时间t0=17h。 外加剂影响修正系数:β1=1.2 β2=1.15,混凝土浇注层的高度H=4m 2、荷载计算 ⑴按下列二式计算,取其中最小值: F=0.22γt0β1β2V1/2 =0.22×2.5×104×17×1.2×1.15×11/2 =1.29×105(N/m2) F=γH=2.5×104×4=1×105(N/m2) 取F1=1×105(N/m2) 其中:γ—砼密度,取γ=2.5×104 N/m3 t0—砼初凝时间,取t0 =17h β1—外加剂影响修正系数,不掺外加剂取β1=1.0, 掺具有缓凝作用外加剂取β1=1.2,这里取1.2 β2—砼坍落度影响修正系数,坍落度小于3cm,取0.85, 5cm~9cm 时取1.0, 11cm~15cm时取1.15, 这里取1.15 ⑵泵送混凝土浇注施工时(T>10℃)对侧面横板压力 F2=4.6V1/4 =4.6×1 =4.6×103(N/m2) ⑶振捣混凝土时对侧面横板的压力 F3=4×103(N/m2) ⑷侧面横板即承受的总压力 F= F1+ F2+ F3 =(100+4.6+4) ×103 =108.6×103(N/m2) 六、模板各受力件的强度与刚度计算 1.面板刚度计算 面板选用6mm,厚度A3钢板。 F max=108.6×103(N/m2) 取最大竖肋间距400mm,扣除工字钢翼板宽后净间距332mm。由于抱箍间距为750mm,面板方格长宽比大于2,按连续梁计算面板挠度。 两端简支梁受均布荷载跨中挠度公式为f=5ql4/384EI,简支梁两端受集中弯矩时,跨中挠度公式为f=Ml2/16EI。取一跨按两端固结梁考虑面板挠度,固端弯矩为M=ql2/12。叠加,可得两端固结受均布荷载跨中挠度公式f=ql4/384EI。 惯性矩I=bh3/12=0.75×0.0063/12=1.35×10-8 m4 分布荷载q=F max×L=1.086×105×0.75=8.145×104 N/m f max=8.145×104×0.3324/384×1.35×10-8×2×1011=0.95mm<[f]=2mm 满足要求。 2.竖肋计算 强度验算 简化为0.75米的简支梁,承受的荷载为均布荷载 q=Fmax×0.4=4.34×104N/m M=1/8×q×L2=1/8×4.34×104×0.752=3×103N.m σ=M/W=3×103/49×10-6=61.2 MPa <[σ]=170 MPa 通过验算达到强度要求。 刚度计算 取两个抱箍的竖向肋长作为计算依据用Ⅰ10作竖向肋(按简支梁进行计算) f max=5qL4/384EI 惯性矩:I=2.45×10-6(m4) 工字钢Ⅰ10 碳钢弹性模量:E=206GPa=2.06×1011Pa 载荷:q=0.4×1.086×105 简支梁长:L=0.75 f max=5qL4/384EJ =(5×1.086×105×0.4×0.754)/(384×2.06×1011×2.45×10-6) =0.000354(m)=0.354mm<[f]=2mm 满足要求。 3.抱箍计算 抱箍用[16的槽钢背向双拼。 惯性矩:J=8.66×10-6(m4) 碳钢弹性模量:E=206GPa=2.06×1011Pa 载荷:q=0.75×1.086×105 梁长(两对拉杆之间最大距离):L=1.65(m) 强度验算 M=1/8×q×L2=1/8×1.086×105×0.75×1.652 =2.77×104(N.m) σ=M/W=2.77×104/(2×108×10-6)=128(MPa)<[σ]=170(MPa) 满足要求。 刚度验算 f max=5qL4/384EJ =(5×1.086×105×0.75×1.654)/(384×2.06×1011×2×8.66×10-6) =0.0022(m) <[f]=2mm 满足要求。 4.斜拉杆的强度验算 四角拉杆选用φ15.2钢绞线,长度为973mm q=F×L=108.6×103×0.75=8.145×104(N/m) P=1/2×q×L=1/2×8.145×104×1.769=72.04KN P1=P/COS45°=101.9KN σ=P/W=101.9×103/140×10-6=727.8MPa [σ]=1860MPa σ<[σ] 满足要求。 拉杆变形量为: △L=FL/EA=σL/ E= 727.8×106×0.973/2.06×1011=3.4mm 5.对拉杆的强度计算 拉杆选用φ15.2钢绞线,长度为4437mm 拉杆布置最大面积为:0.75 m×1.65m。 A=0.75×1.65=1.238m2 F=1.086×105(N/m2) P=FA=1.086×105×1.238=134×103(N) σ=P/W=134×103/140×10-6=957MPa 钢绞线抗拉强度为1860MPa ,满足要求。 经计算钢模板及拉杆符合使用要求。