斜拉桥塔头合拢段模板支撑结构计算书

1 索塔塔头合拢段底模及其支撑结构计算书索塔塔头合拢段底模及其支撑结构计算书 一 设计概述一 设计概述 塔头合拢段的施工在索塔施工分节中处于第 23 节 本节段施工垂直高 度为 4561mm 本设计为索塔合拢段的底横梁底模以及其支撑结构的设置和 计算 其结构图如下图所示 二 结构受力分析二 结构受力分析 整个合拢段一次性浇筑成型 故底部模板结构承受钢筋混凝土自重 模板结构自重 施工人员及设备荷载等 2 本算例中钢筋混凝土自重考虑的是在施工时 塔壁处的内模采用水平本算例中钢筋混凝土自重考虑的是在施工时 塔壁处的内模采用水平 对撑 塔壁自重的偏心力不承受在底横梁上 对撑 塔壁自重的偏心力不承受在底横梁上 故底模及其支撑结构所承受 钢筋混凝土自重模型可简化为三部分 如上图 2 2 所示 分别为两个 A 部分和 B 部分 1 1 A A 部分计算模型部分计算模型 A 部分计算模型可简化为三部分 即两个倒角处和中间隔板处 其结构 厚度均为 850mm 如下图所示 2 2 B B 部分计算模型部分计算模型 B 部分计算模型简化为三部分 即两个倒角处和中间底板处 其结构厚 度均为 5514mm 如下图所示 三 荷载计算三 荷载计算 1 荷载计算参数 钢筋混凝土重力密度 25 5KN m3 模板自重取 0 5KN m2 振捣荷载取 2KN m2 施工人员及设备荷载取 2 5KN m2 木材的弹性模量 E 9500N mm2 抗弯强度 f 13N mm2 Q235 钢材的弹性模量 E 210000N mm2 抗弯强度 f 180N mm2 3 2 荷载计算 1 A 部分 钢筋混凝土自重 中间隔板处 1 4 1 7 344 0 85 25 5652 65FKN 倒角处 2 4 56 0 576 0 85 25 5 2113 86FKN 其它荷载 3 0 522 5 0 85 8 49636 1FKN 36 1 652 65 113 86802 61 A FKN 2 B 部分 钢筋混凝土自重 中间隔板处 1 0 8 7 344 5 514 25 5826 1FKN 倒角处 2 1 294 0 576 5 514 25 5 2209 6FKN 其它荷载 3 0 522 5 5 514 8 496234 23FKN 826 1209 6234 231269 93 B FKN 总荷载为 22 802 61 1269 932875 15FFFKN AB总 四 模板结构设计四 模板结构设计 根据结构形式和受力分析 塔头合拢段底横梁底模结构构造设计如下 面板采用 20mm 多层板 下部龙骨采用 60 120mm 方木 龙骨则由 10 和 8 型钢加工而成的桁架横梁支撑 桁架横梁坐立在 I28 型钢纵梁上 纵 梁由 2 28 型钢加工而成的三角支架支撑 三角支架焊接在 20mm 的预埋钢 板上 如下图所示 4 五 模板及其支撑结构计算五 模板及其支撑结构计算 1 1 模板计算 模板计算 5 1 1 A A 部分处的模板计算部分处的模板计算 模板基本参数 模板面板采用多层板 厚度 h 20mm 弹性模量 E 7600N mm2 抗弯强度 f 13N mm2 龙骨采用方木 截面 60 120mm 每道内楞 1 根方木 间距 250mm 横梁桁架间距为 700mm 荷载标准值计算 钢筋混凝土自重 2 1 4 1 25 5104 55 FKN m 模板自重 2 2 0 5 FKN m 施工活荷载 2 3 4 5 FKN m 强度验算要考虑钢筋混凝土自重 模板自重和施工活荷载 挠度验算只考 虑钢筋混凝土自重和模板自重 模板面板的计算 计算的原则是按照龙骨的间距和模板面的大小 按支撑在内楞上的三跨连续 梁计算 取 1m 宽板条为计算单元 a 强度验算 均布荷载为 q 104 55 0 5 4 5 1 109 55KN m 截面模量为 2 253 1 1 0 026 7 10 66 bh Wm 最大弯矩为 22 max 11 109 55 0 250 68 1010 MqlKN m 最大应力为 6 22 max max 4 0 68 10 10 2 13 6 7 10 M N mmN mm W 面板符合强度要求面板符合强度要求 b 挠度验算 均布荷载为 q 105 05 1 105 05KN m 惯性矩为 33 74 1 0 0 02 6 7 10 1212 bh Im 查表可得均布荷载下跨中挠度系数为 0 677 故最大挠度为 6 44 max 5 0 677 105 05 250 0 6770 550 625 100100 7600 6 7 10400 qll mmmm EI 面板符合变形要求 面板符合变形要求 模板龙骨的计算 龙骨直接承受模板传递的荷载 通常按照均布荷载的三跨连续梁计算 本算例中 龙骨采用木楞 截面尺寸为 60 120mm 其截面惯性矩 I 和截 面抵抗矩 W 分别为 W 60 120 120 6 1 44 105mm3 I 60 120 120 120 12 8 64 106mm4 a 龙骨强度验算 均布荷载为 q Fh 109 55 0 25 27 4KN m 最大弯矩为 22 max 11 27 4 0 71 34 1010 MqlKN m 最大应力为 6 22 max max 5 1 34 10 9 3 13 1 44 10 M N mmN mm W 龙骨符合强度要求龙骨符合强度要求 b 龙骨挠度验算 均布荷载为 q Fh 105 05 0 25 26 3KN m 最大挠度为 44 max 6 26 3 700 0 511 75 150150 9500 8 64 10400 qll mmmm EI 龙骨符合变形要求 龙骨符合变形要求 2 2 B B 部分处的模板计算部分处的模板计算 模板基本参数 模板面板采用多层板 厚度 h 20mm 弹性模量 E 7600N mm2 抗弯强度 f 13N mm2 龙骨采用方木 截面 60 120mm 每道内楞 1 根方木 间距 250mm 横梁桁架间距为 1150mm 荷载标准值计算 7 钢筋混凝土自重 2 1 0 8 25 520 4 FKN m 模板自重 2 2 0 5 FKN m 施工活荷载 2 3 4 5 FKN m 强度验算要考虑钢筋混凝土自重 模板自重和施工活荷载 挠度验算只考 虑钢筋混凝土自重和模板自重 面板的计算 模板面板结构布置与 A 部分的相同 且其所受荷载远小于 A 部分 故此处 的面板各项受力性能符合要求 龙骨的计算 龙骨直接承受模板传递的荷载 通常按照均布荷载的三跨连续梁计算 本算例中 龙骨采用木楞 截面尺寸为 60 120mm 其截面惯性矩 I 和截 面抵抗矩 W 分别为 W 60 120 120 6 1 44 105mm3 I 60 120 120 120 12 8 64 106mm4 a 龙骨强度验算 均布荷载为 q 20 4 0 5 4 5 0 25 6 35KN m 最大弯矩为 22 max 11 6 35 1 150 84 1010 MqlKN m 最大应力为 6 22 max max 5 0 84 10 5 83 13 1 44 10 M N mmN mm W 龙骨符合强度要求龙骨符合强度要求 b 龙骨挠度验算 均布荷载为 q Fh 20 9 0 25 5 225KN m 最大挠度为 44 max 6 5 225 1150 0 742 875 150150 9500 8 64 10400 qll mmmm EI 龙骨符合变形要求 龙骨符合变形要求 2 2 支撑结构计算 支撑结构计算 8 模板的支撑结构计算由结构计算软件完成 本计算书中取结构的最不利处 验算 1 1 桁架横梁计算 桁架横梁计算 取荷载最大处的桁架计算 即桁架须承受 4 1m 高 倒角处按 4 6m 计算 0 425m 宽和 0 8m 高 倒角处按 4 6m 计算 0 35m 宽的钢筋混凝土自重荷载 计算 非倒角处钢筋混凝土自重 1 1 0 4250 8 0 3525 551 5 qKN m 4 倒角处钢筋混凝土自重 2 6 0 425 1 3 0 3525 561 5 qKN m 4 模板自重及外部荷载 3 0 35 44 qKN m 0 25 5 计算模型如下图 由结构计算软件计算得桁架最大应力为 max 135 4180MpaMpa 符合要求 9 由结构计算软件计算得型钢最大位移为 max 3fmm 2 2 I28I28 纵梁计算纵梁计算 取受力最大的纵梁计算 由各桁架横梁的反力可得纵梁在其相应位置的荷 载值 计算模型如下图 由结构计算软件计算得型钢最大应力为 max 91 9180MpaMpa 10 符合要求 由结构计算软件计算得型钢最大位移为 max 1 3fmm 3 3 2 282 28 三角支架计算三角支架计算 I 型支架计算 由各纵梁得反力可得支架在其相应位置的荷载值 计算模型如下 由结构计算软件计算得型钢最大应力为 max 89 5180MpaMpa 11 符合要求 由结构计算软件计算得型钢最大位移为 max 2 3fmm 由结构计算软件计算得型钢反力和内力 如下图所示 在节点 4 处 F拉 416 6KN F剪 64 3KN Mmax 24 9KN m 在节点 5 处 F压 416 6KN F剪 407 4KN 12 II 型支架计算 由各纵梁得反力可得支架在其相应位置的荷载值 计算模型如下 由结构计算软件计算得型钢最大应力为 max 58 8180MpaMpa 符合要求 由结构计算软件计算得型钢最大位移为 max 1 4fmm 13 由结构计算软件计算得型钢反力和内力 如下图所示 在节点 4 处 F拉 254 9KN F剪 53KN Mmax 17 9KN m 在节点 5 处 F压 254 9KN F剪 251 2KN 4 4 预埋钢板及锚筋计算 预埋钢板及锚筋计算 I 型支架处的相关计算 14 由支架 I 反力图可得 在 I 型支架的钢板 A 处 F拉 416 6KN F剪 64 3KN Mmax 24 9KN m 在钢板 B 处 F压 416 6KN F剪 407 4KN 故在钢 板 A 处预埋 6 根直径为 32 的圆钢 在钢板 B 处预埋 4 根由直径为 32 的圆钢加 工而成的 U 型钢筋 32 圆钢的最大允许拉力为 N 162 140 112 5KN 最大允许剪力为 T 162 85 68 4KN 锚筋的 预埋长度均为 700mm 且与预埋钢板焊接 焊缝厚度均为 10mm 如上图所示 a 锚筋预埋长度验算 210 0 160 0320 6290 7 1 71 y a t f ldmlm f 符合要求 b 钢板 A 处的锚筋抗拉强度验算 锚筋受到拉应力和弯矩的组合应力作用 故 单根锚筋理论拉力为 416 6 69 43 6 FKN 弯矩产生的作用力为 24 9 31 1 2 0 4 M NKN l 上排的锚筋组合受力为 1 69 4331 1100 53112 5FFNKNKN 下排的锚筋组合受力为 2 69 4331 138 33112 5FFNKNKN 符合要求 c 锚筋抗剪强度验算 符合要求 64 3 10 7268 36 6 A FKNKN 15 符合要求 407 4 50 9368 36 8 B FKNKN d 锚筋与预埋钢板的焊缝验算 焊缝厚度均为 10mm 故在钢板 A 处单根锚筋处的焊缝最大允许拉力为 符合要求 32 10 140 2281 5100 53NKNKN 在钢板 B 处单根锚筋处的焊缝最大允许剪力为 符合要求 407 4 500 10 85425101 85 4 TKNTKN e 钢板 A 开口处剪应力验算 3 max max 100 53 10 29 1 125 55 20 N MpaMpa lh 符合要求 II 型支架处的相关计算 由支架 II 反力图可得 在 II 型支架的钢板 A 处 F拉 254 9KN F剪 53KN Mmax 17 9KN m 在钢板 B 处 F压 254 9KN F剪 251 2KN 故在钢 16 板 A 处预埋 6 根直径为 32 的圆钢 在钢板 B 处预埋 3 根由直径为 32 的圆钢加 工而成的 U 型钢筋 32 圆钢的最大允许拉力 N 112 5KN 最大允许剪力 T 68 4KN 锚筋的预埋长度均为 700mm 且与预埋钢板焊接 焊缝厚度均为 10mm 如上图所示 a 锚筋抗剪强度验算 符合要求 53 8 8368 36 6 A FKNKN 符合要求 251 2 41 8768 36