金塘大桥主桥辅助墩过渡墩现浇墩身模板计算书

舟山大陆连岛工程金塘大桥主桥辅助墩过渡墩现浇墩身模板设计计算书中交二航局金塘大桥工程项目经理部二七年一月目 录1、荷载计算.12、面板强度验算.23、水平次梁验算.44、竖向主梁验算 .45、背带桁架验算 46、模板拉杆及拼缝螺栓选取 87、D5、D6墩内模及D1、D6墩顶异型段模板荷载分析 88、施工风荷载影响 9中交二航局金塘大桥工程项目经理部 辅助墩过渡墩现浇墩身模板计算书辅助墩过渡墩现浇墩身模板计算书一、荷载计算1、新浇筑混凝土对模板侧压力根据建筑工程模板施工手册（中国建筑工业出版社）P481 如下公式： a=0.22rcto12V1/2 (5-3-1) Fb=rcH(5-3-2)rc_ 混凝土的容重 取25kN/m3 ,to_ 新浇混凝土初凝时间，由混凝土配合比知，to 取10h,V_混凝土浇筑速度，取2.0m/h,H_新浇筑混凝土总高度，H =12m,（按最高浇筑4节模板混凝土计）1_外加剂影响系数，1=1.2，2_坍落度影响系数，2=1.2；（桥规规定坍落度为110150mm时，影响系数取1.15,墩身施工混凝土为泵送混凝土，坍落度为180220mm，规范无规定取值，影响系数取1.2）。 根据公式(5-3-1) ： a=0.22rcto12V1/2 =112.0kN/m2根据公式(5-3-2) ： Fb=rcH =2512 =300kN/m2 故施工静止水平荷载取F=min(a , Fb)=112kN/m2 2、活荷载水平活荷载主要为混凝土倾倒时产生的荷载，取4kN/m2 故施工水平荷载为F0 =112+4=116kN/m2则混凝土有效压头高度3、墩身结构图二、钢面板取6mm厚，验算其强度及刚度选取竖向肋和横向肋组成的最大网格（400400）面板进行验算，由于400/400=10.5，故按照双向（两边固定，两边简支）板计算，查表得最大弯矩系数：Kwx=-0.0698(位于固定边中点处)；最大挠度系数：Kf=0.00192（位于板中心处）。1) 强度验算取1mm宽的板条为计算单元，荷载为：。，但根据规范乘以0.85荷载调整系数，故q=0.850.116=0.0986 N/mm；Mx= KwqLx2=0.06980.09864002=1101.2Nmm；Wa=1/6bh2=1/6162=6mm3；max=Mmax/Wa=1101.2Nmm/6mm3=183.53N/mm2 =215N/mm2 故满足强度要求。2) 挠度验算 Vmax=KfqL4/B0V =1.5mm (5-5-2) 式中q_新浇混凝土侧压力的标准值（N/mm2 ），为0.116N/mm2 h_ 计算面板的短边长（mm） h=400mm; L_ 计算面板的短边长（mm）L=400mm; B0_板的刚度，B0 =Eh13/12（1-2） E钢材弹性模量取E=2.1x105(N/mm2 ); h1钢板厚度（mm）, h1 =6 mm; 钢板的泊松系数，=0.3； Kf 挠度系数，Kf =0.00192； Vmax 板的最大计算挠度。 B0 =Eh13/12（1-2） =2.110563/12(1-0.32) =4.15106 N.mm 因此，根据公式(5-5-2) Vmax=Kf.FL4/B0 =0.001920.1164004/（4.15106） =1.37mm V =1.5mm,故刚度满足要求。三、水平次梁验算 （880mm钢板）水平次梁为8mm厚，高80mm的钢板，等间距L=400mm布置。荷载：q=Fb=0.116400=46.4N/mm3) 强度验算塑性变性系数rx 取1.0抵抗矩Wx=1/6bh2=1/68802=8533.33mm3 惯性矩Ix=1/12bh3=1/128803=.33mm4最大弯矩值为：Mmax= 1/8qL2=0.12546.44002=9.28105N.mm于是最大弯矩应力为：max=Mmax/rx Wx =9.28105N.mm /(1.08533.33mm3 )=109N/mm2=215N/mm2故强度满足要求。4) 挠度验算W=5qL4/384EI =546.44004/（3842.1105.33） =0.22mmV =h/500=400/500=0.8mm, 故刚度满足要求。四、竖向主梁验算。 竖向主梁采用8槽钢，等间距b=400mm布置，横向桁架等间距L=800mm布置。荷载按中心点向两边分布,考虑0.85荷载调整系数，故：q=0.85F.b=0.850.116400= 39.44N/mm。1）强度验算 查表得 Wx=25.3cm3 Ix=101.3cm4 塑性发展系数rc取1.0Mmax=1/8qL2=0.12539.448002=3.16106N.mmmax= Mmax /（rc Wx） =3.16106/（1.025.3103）=124.9 N/mm2 =215N/mm2 故满足强度要求。2）刚度验算 W=5qL4/384EI =539.448004/（3842.1105101.3104） =1mmV =L/500=800/500=1.6mm, 故刚度满足要求。五、背带桁架验算 取墩身长边模板背带为最不利桁架计算。桁架等间距b=800mm布置。1) 荷载取值 桁架上弦杆受均布荷载，荷载折算到节点上，考虑0.85荷载调整系数，故：q=0.85Fb=0.858000.116=78.88N/mm,节点荷载分布如下图示：2) 桁架内力计算利用截面法与节点法计算桁架内力图，如下图示：根据水工钢结构（水利电力出版社）P162页，由于桁架的边界条件对桁架的稳定性是有利的，且对桁架稳定性控制条件来讲可以忽略不计，因此不计边界影响。由均布荷载转化到节点位集中荷载，而形成弯矩：第一节间：M1=0.8M0=0.878.889802/8=7.6KN.m;中间节间：M2=0.6 M0 =0.678.887132/8=3.0 KN.m;中间节点：M2=-0.6 M0 = -0.678.887132/8= -3.0 KN.m; 3) 杆件强度验算a) 上弦杆 取内力最大的DE杆，为压杆，其内力为：N= -377.2KN;Mx=3.0KN.m;由结构图知：杆长Lx=713mm,选取214a，查表得：A=37.02cm2; Wx=161cm3; ix=6.16cm。由水工钢结构（水利电力出版社）P139页表4-4查得截面塑性发展系数: x =1.05； y =1.2杆件长细比：x=Lx / ix =713/61.6=12=150稳定系数，查水工钢结构 附录七，表一，=0.993欧拉临界力：Nex=2EA/x 2=3.1422.11053702/122=5.33107NDE杆件两端受集中荷载和近似等值弯矩的同时作用，属压弯构件，故等效弯矩系数=1.0。验算弯矩作用平面内的稳定性，根据水工钢结构P137页式（4-33）知： max= =102.6N/mm2 =215N/mm2 故强度满足要求。b) 下弦杆 下弦杆取最不利的NM杆计算，为拉杆，此杆选取I14工字钢，查表得：A=21.5cm2 。由内力图知NM杆内力N=357.2kN。根据水工钢结构P155页式（5-1）式知： max 式中N杆件内力，N=357.2KN; A杆件毛截面面积，A=21.5cm2; 截面螺栓孔损减系数，杆件无螺栓孔，取1.0 max =357.2103/（1.02150） =166.1N/mm2 =215N/mm2 故强度满足要求。c) 斜杆验算 取最不利的斜杆OD杆，材料为：10槽钢，查表得：A=12.7cm2由内力图知：N=169.7KN，为受拉杆件。max =169.7103/（1.01270） =133.6N/mm2 =215N/mm2 故强度满足要求。4) 背带桁架变形验算 利用单位荷载法计算桁架变形度。桁架实际状态和虚拟状态的各杆件内力如下图示：利用图乘法，j= 列表计算如下表示： j=(2)/（2.1105） =9.03mmF=327.9kN2）拼缝螺栓（M20粗制普通螺栓）相邻螺栓间距为200mm，螺栓竖向荷载传递高度按最大600mm计。则荷载取值：1160.20.6=13.92KNF= /4202120=37.7KN七、D5、D6墩内模及D1、D6墩顶异型段模板荷载分析1）D5、D6墩内模内模面板背肋同外模，不再另行计算。仅验算内模横向与竖向背、以及内模顶托带受力。1-1.内模横向背带（8）及竖向背带（I10）8竖向布置间距为500mm，荷载按最大混凝土侧压力116KN/m2计，则背带均布荷载为：q=1160.5=58KN/m取内模竖向背带间距为400mm为计算单元，则横向背带：max=Mmax/Wa=1/8584002/25300=46N/mm2 =215N/mm2W=5qL4/384EI =5584004/（3842.1105101.3104） =0.1mm M1 故p2151024220.16kNM1 /（29）=241.65/18=13.43kN;、工况二：位于承台顶面，四节模板已拼装好，第一次混凝土未浇筑前。1）荷载根据港口工程技术规范（1987）第10章第10.01条计算墩身风荷载，按式（10.0.1）计算： W=KK2W0 （10.0.1） K取1.0 ；k2=1.10 (取h=15m时对应值)；W0=0.66kN/m2 (风速为12级时)。 故：W=KK2W0 =1.01.10.66 =0.726 kN/m2 对模板最不利工况为模板沿承台顶面发生倾斜或水平位移。 2）抗水平位移验算 在承台顶面沿墩身四周预埋工字钢I14，利用8槽使模板背带与预埋工字钢I20a焊接成整体。模板最大受风面积: A=6.334=75.6m2 最大水平荷载：F=AW=75.60.726=54.89kN；8槽能承受的拉力F1=Ag=1024215=220.16kN54.89 kN 故在每条边