垄井特大桥主墩墩身外模木模板设计

1、垄井特大桥主墩墩身外模木模板设计 【摘 要】 高墩外模采用进口优质木模板设计，力学计算 【关键词】 墩身 木模板 设计 1 概述 垄井特大桥左9右10号，左10右11号主墩为两端刚性固接的钢筋混凝土双柱式柔性墩，纵向由两片薄壁墩组成，每片薄壁墩的下段为矩形实心截面，上段为矩形空心截面，顶部2.0米范围为矩形实心截面，横桥向6米，顺桥向3米，左9右10墩h1号墩墩身高度为76.65米和76.81米左10右11号墩墩身高度为56.35米和56.52米。 2 模板方案考虑 本工程由于外观质量、进度要求较高，而传统翻模钢模板施工存在模板加工复杂，重量过大以及外观质量不稳定等问题，通过综合考虑选用进口优

2、质木模板，采用预埋爬锥，塔吊提升的施工方法，以确保工程质量和进度。 3 模板组成 本模板主要由竖向背楞、横向背楞，面板，以及吊钩、背楞连接器、连接爪等辅助设施组成，其中面板采用21mm进口木板.，模板竖肋采用80x200mm工字木梁，中心间距200mm， 模板横肋采用80x140mm双槽钢背楞，沿高度方向布置四道，间距为1250mm，拉杆横向最大间距为1300mm。四角设置斜拉杆，拉杆采用直径20mm圆钢，大面模板尺寸为6042 x4650mm，小面模板尺寸为3000 x4650mm，每次浇筑高度为4.5m。阳角处模板通过45度的斜拉杆连接，角部形成企口形式，斜拉杆为45度方向受力，能有效保证

3、模板角部不胀模不漏浆（见图1、2）。 4 模板力学性能验算 4.1 侧压力计算 混凝土作用于模板的侧压力，根据测定，随混凝土浇筑高度而增加，当浇筑高度达到某一临界时，侧压力就不再增加，此时的侧压力即为新浇筑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。通过理论和实践，可按下列二式计算，并取其最小值： f=0.22ct012v1/2 f=ch 式中 f-新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（kn/m2） c-混凝土的重力密度（kn/m3）取25 kn/m3 t0-新浇混凝土的初凝时间（h），可按实测确定。当缺乏实验资料时，可采用t=200/（t+15）计算；t=200/（25+1

4、5）=5 t-混凝土的温度（）取25 v-混凝土的浇灌速度（m/h）；取2m/h 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）；取4.5m 1-外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1； 2-混凝土塌落度影响系数，当塌落度小于30mm时，取0.85；5090mm时，取1；110150mm时，取1.15。取1 f=0.22ct012v1/2 =0.22x25x5x1x1x21/2 =38.9kn/m2 f=ch =25x4.5=112.5kn/ m2 取二者中的较小值，f=38.9kn/ m2作为模板侧压力的标准值，并考虑倾倒混凝土产生的水平载荷标准值4 kn/ m2，分别取荷载分项系数

5、1.2和1.4，则作用于模板的总荷载设计值为： q=38.9x1.2+4x1.4=52.3 kn/ m2 4.2 面板验算 将面板视为两边支撑在木工字梁上的多跨连续板计算，面板长度取标准板板长2440mm，板宽度b=1000mm，面板为21mm厚胶合板，木梁间距为l=280mm。 4.2.1 强度验算 面板最大弯矩：mmax=ql2/10=（52.3x280x280）/10=0.41x106n.mm 面板的截面系数：w=1/6bh2=1/6x1000x212=7.35x104mm3 应力：= mmax/w=0.41x106/7.35x104=5.58n/mm2 故满足要求 其中：fm-木材抗弯

6、强度设计值，取13 n/mm2 e-弹性模量，木材取9.5x103 n/mm2，钢材取2.1x105 n/mm2 4.2.2 刚度验算： 刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载的作用，则 q2=38.9x1=38.9 kn/ m 模板挠度由式= q2l4/150ei=38.9x2804/（150x9.5x1000x77.2x104） =0.22mm 故满足要求 面板截面惯性矩：i=bh3/12=1000x213/12=77.2x104mm4 4.3 木工字梁验算： 木工字梁作为竖肋支承在横向背楞上，可作为支承在横向背楞上的连续梁计算，其跨距等于横向背楞的间距最大为l=1350mm。 木工字梁

7、上的荷载为：q3=fl=52.3x0.28=14.67n/mm f-混凝土的侧压力 l-木工字梁之间的水平距离 4.3.1 强度验算 最大弯矩mmax=0.1 q3l2=0.1x14.67x1350x1350=2.68x106n.mm 木工字梁截面系数： w=（1/6h）xbh3-（b-b）h3 = （1/6x200）x80x2003-（80-30）x1203=46.1x104mm2 应力：= mmax/w=2.68x106/46.1x104=5.8n/mm2 木工字梁截面惯性矩： i=1/12xbh3-（b-b）h3= 1/12x80x2003-（80-30）x1203=46.1x106mm

8、4 4.3.2 挠度验算： 悬臂部分挠度w=ql14/8ei=10.89x5004/（8x9.5x103x46.1x106）=0.19mm w-容许挠度，w=l/500，l=500mm 跨中部分挠度 w= q1l24x（5-242）/384 ei =10.89x13504x（5-24x0.372）/（384x9.5x103x46.1x106）=0.37mm w-容许挠度，w=l/400，l=1350mm q1=38.9x0.280=10.89 n/mm -悬臂部分长度与跨中部分长度之比，= l1/ l2 4.4 横向双槽钢背楞验算： 双槽钢背楞作为横向围檩支承在拉杆上，可作为支承在拉杆上的简支

9、梁计算，其跨距等于拉杆的间距最大为l=1300mm。 双槽背楞上承受多个相等的均匀荷载的作用，可近似看作是线荷载为：q3=fl=46.7x1.275=59.5n/mm f-混凝土的侧压力38.9*1.2=46.7kn/ m2 l-底部双槽钢围檩所承受的荷载的高度 4.4.1 强度验算 最大弯矩mmax=0.125 q3l2=0.125x59.5x1300x1300=12.6x106n.mm 双槽钢背楞截面系数： w=8.05x104x2=1.61x105mm3 应力：= mmax/w=12.6x106/1.61x105=78.3n/mm2 双槽钢围檩截面惯性矩： i=5.64 x106 x2=

10、11.28x106mm4 4.4.2挠度验算： 悬臂部分挠度w=ql14/8ei=38.9x6504/（8x210x103x11.28x106）=0.37mm w-容许挠度，w=l/500，l=650mm 跨中部分挠度 w= q1l24x（5-242）/384 ei =38.9x13004x（5-24x0.52）/（384x210x103x11.28x106）=-0.12mm w-容许挠度，w=l/400，l=1300mm q1=38.9x1.275=20.79n/mm -悬臂部分长度与跨中部分长度之比，= l1/ l2 4.5 面板、木工字梁和槽钢背楞的组合挠度为： w=0.22+0.37+0.12=0.71mm 5 结束语 在施工中我们发现，模板设计完全满足施工要求，达到了与其效果。同时具有有以下优点： 模板加工简单，模板各部分采用厂家标准化尺寸，在现场进行拼装，简单快捷。 模板刚度大，且重量轻，塔吊一次即可吊装整块模板，有效降低施工难度。 结构施工误差小，测量纠偏简单，施工误差可逐层消除。 墩身成品混凝土外观质量较好，颜色均匀。 施工速度快，平均四天一层，最快的可达到三