箱梁受力分析

1、预制箱型梁模板受力分析 2011-04-24一、 工程概况中铁隧道局*高速，箱梁长度分为25、30、40米。我公司对该模板进行了受力验算。 二、设计标准及规范1、公路工程技术标准2、公路桥涵工技术规范3、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范4、现浇混凝土结构模板工程设计计算5，预制混凝土构件钢模板6，大模板设计手册三、主要材料及其机器1，钢板、采用5mmQ235钢材。2，槽钢、纵向加肋采用8号槽钢。3，槽钢、横向加肋采用12号槽钢。4，焊条、面板采用3.2mm焊条。5，焊条、支架采用4.0mm焊条。6，磨光机片、采用三号耐磨磨光机片。7，剪板机、不得低于5000N的剪板机。8、折弯机、能够

2、把8mmQ235钢板折成一定角度。9、钻床、一台50钻床。10、丙烷气割，电焊机，磨光机四、设计要点;1、焊接强度，一级焊接强度，焊缝不得小于3条。2、面板光滑度，二级光滑平面，面板平整度宽度为2mm，深度为0.5mm。不能有裂缝、分层等缺陷。3、钢模骨架节点处必须焊满；面板与骨架接触处不得少于总缝长度的40.4、拆装方便，质量轻，耐用。5、必须保证混凝土构件顺利脱模，且不损坏构件。6、钢模板工作面上的焊缝应该磨平，接口平面之间及其磨平后的焊缝与板面之间的高低差不得大于0.5mm。7、钢模板在制作过程中，应采用减少焊接变形的有效措施。8、钢模板组装完毕后，模板工作面的最大缝隙不得大于1mm。9

3、、易于托运，方便吊装五、箱梁的一般构造图及其作用40米箱梁边梁示意图；此图是40米边梁主视图：此边梁模板要打的混凝土是桥梁的边端，位于桥面的最外沿，边梁模板的面板使用的是5mm厚的Q235钢板，横向支撑采用的是8号热轧槽钢，纵向支撑采用12号热轧槽钢，图中显示的变径部分是为了方便混凝土脱模，减小混凝土对面板的吸附力，此边梁和中梁的一部分组成桥梁的边梁中跨，此外，为了运输方便，以及拆装方便，边梁共有12处法兰，共分为13块，最长模板为4.5米，最大起吊重量约为1.5吨，下面是40米边梁的一般构造图及其截面示意图：40米箱梁边梁截面示意图；图中的标有14cm的连接件，是为了让垂直的两根12号槽钢很

4、好的连接到一起，连接件上有两个18螺栓孔，这样从连接件处就可以断开，这样做的目的还是为了装车方便，易于拆模。边梁法兰图样及其尺寸法兰采用14mm厚钢板制作；首先用剪板机把钢板剪成12厘米宽的小条子，然后根据边梁的两个截面制作成形法兰。制作成形后再加工钻孔，这样两节模板就可以通过法兰连接起来。图形如下：40米箱梁中梁示意图；此图为40米中梁主视图，此中梁模板和上面介绍的边梁模板组成了箱梁的边梁中跨，图中有显示箱口，图中的箱口代表箱梁横隔梁，为了方便混凝土打成以后顺利脱模，上下箱口尺寸不同，内外箱口尺寸也不相同，上箱口的尺寸为25cm，下箱口尺寸为20cm，外箱口尺寸为24cm，内箱口尺寸为20c

5、m，除尺寸大小不同外在上箱口与面板连接处采用倒角连接，这样设计的目的也是为了脱模，减小混凝土对模板的吸附力，下箱口设计成活的用角钢和螺丝和箱体连接，拆除模板时方便简洁，箱口中心线处设有小法兰片，起连接作用，注意一提的是中梁与边梁的纵向支撑的位置必须相同，误差不能太大，因为模板完成拼装后，要要用对拉丝杆连接，纵向支撑位置太大，会导致丝杆受力不均，最终导致模板变形。 中梁共有一个截面；图中的标有14cm的连接件，是为了让垂直的两根12号槽钢很好的连接到一起，连接件上有两个18螺栓孔，这样从连接件处就可以断开，这样做的目的还是为了装车方便，易于拆模。以下图形显示： 40米中梁法兰；法兰采用14mm厚

6、钢板制作；首先用剪板机把钢板剪成12厘米宽的小条子，然后根据中梁的两个截面制作成形法兰。制作成形后再加工钻孔，这样两节模板就可以通过法兰连接起来，图形如下：六、 强度、刚度计算1. 新浇砼对模板侧压力P= krhP为新浇砼对模板最大侧压力 (K pa)h 有效压头高度 (m) V 砼浇筑速度 (h/ h)T 砼入模时 (C° ) 砼容量 (K N/ m3)K 外加剂影响修正系数实际:V = 410m/ hT= 27 C° V/ T= 01148 > 01035H = 1135 + 318V/ T= 119mK= 112= 24K N/ m3据王华谦主编桥梁施工(中国铁

7、道出版社) , 新浇砼对模板最大侧压力可取50 K pa , 与本计算相符。2. 振捣时砼产生的荷载 , 取410 K pa (作用在有效压头高度内) 。3. 综1121砼浇筑时对侧模压力如下图；如图: q1 = 37.21K N/ m , q2 = 39.931K N/ m ,q3 = 2.72K N/ m ,求(1) Mmax(2) 支座反力 RA , RB , RC(3) Qmax、查简明建筑结构设计手册 (位移法) 叠加固端弯矩MB =qC/ql= (12b2l - 4b3+ ac2) qbcAC段：Mca=8.60+0.622+0.043=9.265KN/mCB段：各杆刚度相对值计算

8、：设EI0 = 1 则 ；再叠加固端弯矩，可列出杆端弯矩： 所以Mca=9.347KN/m Mcb=-9.347KN/m求支座反力+Qmax=27.017KN-Qmax=32.948KN-Mmax=9.347KN.m在最大正弯矩MMAX加单位力K=1,根据挠度： 可将Mp图分解为一个三角形、一个三次抛物线、一二次抛物线，叠加图乘面得如下:满足规范要求：中拉杆P=Rc=59.965KN 强度满足要求。实际上，中拉杆上、下各有一条支撑，中拉杆实际应力较计算大小。上、下拉杆强度满足要求。图中钢容许应力值为170MPa，相对应的安全系数是1.4.故强度满足使用要求。实际上，中拉杆上、下的支撑能显著降低

9、中拉杆处的负弯矩。钢板计算：取沿梁长1m，考虑其连续梁性质：据 满足使用；故挠度满足使用要求根据以上计算结果，以及已用模板的使用经验，最后确定使用面板为6毫米钢板，纵向加肋使用8号槽钢，支撑钢架采用12号槽钢。检验结果如下： 215N/mm2为Q235钢材的强度设计值，经过验算可以使用。七、钢模板的挠度验算1.5mm为钢模板面板容许的最大变形值，由此可以看出符合设计要求槽钢的验算根据经验及其以上计算可以肯定符合使用要求。加肋强度及其挠度的验算：强度验算根据建筑模板设计表查的挠度验算；悬臂部分挠度 跨中部分挠度竖向主梁计算 式中 l竖向主梁间距F模板板面的侧压力（N/mm2）荷载：强度验算用弯矩

10、分配法及其叠加法求得：竖向主梁按8号槽钢计算： 故满足要求挠度验算所以挠度符合要求均上所述，面板可以采用5mm钢板，横向加肋采用8号槽钢即可，纵向加肋采用12号槽钢。为了模板能够在预制混凝土的台架上站立稳当，我在12号槽钢上连接一个钢脚架，这样可以有足够的接触截面支撑模板。八、吊环的设计及其应用根据混凝土结构设计规范规定，吊环应采用1级钢材制作，严禁使用冷加工，吊环计算拉应力不应该在于50/mm2.所以吊环截面积计算如下： 式中 An吊环净截面面积（mm2）；Px吊装时吊环所承受的大模板自重载荷设计值，并乘以动载系数1.3An=0.13×0.12=1.56×103现在假设起

11、吊模板的最大重量为2000kg，此时：所以从上面可以看出设计值An符合设计要求吊环如图所示：吊装时用2个吊环（最好是4个）起吊12号槽钢，这样模板起吊时平衡性较好，吊环的吊柄上有两个直径为30的孔，是为了方便用钢丝绳或者圆钢插入，根据经验已知这个孔足够大，可以供吊装时使用。九、对拉丝杆的计算上面讲到在每个纵向支撑的上面有一个孔，此孔的作用就是为了让对拉丝杆把中梁边梁模板连接到一起，并且保证使浇注混凝土时，模板受力均匀，保证侧模的设计要求和整体性。一般采用22的圆钢最为丝杆的下料基础，下面是受力分析：对拉丝杆应该按照下列公式计算： 上述式子中 N对拉丝杆最大轴力设计值；对拉丝杆轴力拉力设计值a对

12、拉丝杆横向间距；b对拉丝杆纵向间距；Fs现浇混凝土对侧模板的上的侧压力设计值；An对拉丝杆静截面面积；丝杆抗拉强度设计值，上面我们已经计算过混凝土对侧模板的压力设计值，为了计算方便我们取60KN/m2. N=1.80×0.5×60=54000N Anf=1520×170=258400>54000N丝杆直径（mm）净截面面积重量（N/m）轴向拉力设计值1676015.824.51816536.736.7221520120.676.3十、振动器的使用振动器是利用激振装置产生振动,并将振动通过预制模板传给混凝土使其密实的设备。混凝土振动器工作时,使混凝土内部颗粒之

13、间的内摩擦力和黏着力急剧减小,混凝土呈重质液体状态,骨料相互滑动并重新排列,骨料之间的空隙被砂浆填充,气泡被挤出,从而达到密实的效果。最早出现的振动器是风动柱塞式,继之生产电动偏心式。20世纪30年代有了行星滚锥高频振动原理; 20世纪50年代末,电动行星滚锥型高频插入式振动器得到普及。 振动器按工作方式分为插入式(内部)、附着式(外部)和平板式(表面);按动力分为电动式、风动式、气动式、内燃式和液压式;按振动频率分为中频、高频和复频式;按激振原理分为偏心式、行星式、往复式和电磁式等。振动器的基本技术参数是:振动频率、振幅、激振力和结构尺寸。近年来,为了适应混凝土材料和施工方法变化的

14、需要,新型结构的振动器不断问世。 选用振动器时,必须针对混凝土的性质和施工条件,合理选择振动器的振动参数和结构尺寸,才会达到理想的振动的效果。目前,我国大跨度预应力混凝土T型梁和箱梁预制生产过程中,使用电动振动器的企业远比使用气动振动器的企业多,大跨度预应力混凝土T梁和箱梁生产过程中为保证模板组合安装后，打混凝土时没有气泡，除用振动棒在模板里面振捣外，在模板外面每两个支架之间安装一个振动器底座，振动器底座形状尺寸如下：十一、封锚端在所有侧模完成组装以后，需要对模板两端进行封锚，在模板结构体系中叫做端头板，端头板和箱梁一样也有2%的斜坡，在搭配使用的时候与侧模间隙的配合不能超过1mm，端头板封板

15、两侧各有四个空，每个空的直径为80mm，这是预留孔，里面是钢绞线，钢束直接从箱梁两端露出，在浇注完混凝土后，施工人员用千斤顶对里面的钢束进行张拉，所以我们在图中看到的一定角度的封锚底板，就是为了容易张拉。使用的设备为“预应力张拉锚固自动控制综合测试仪”和预应力张拉装置，将至少两台以上的综合测试仪的计算机处理系统相互联接；分别用预应力张拉千斤顶夹持一片梁体一端的每一束钢绞线中的一根钢绞线，设定张拉力控制数据，即可进行张拉施工；按照以上方法依次对梁体一端的每束的其余钢绞线进行张拉施工；按张拉先后次序检测每根钢绞线的预应力，确定先后张拉影响系数；修正张拉力设定值，然后，对同批梁体线进行张拉施工。具有

16、以下优点：预应力损失小而且传递充分，梁体变形均匀；能减小有害性变形和避免微裂纹的产生，对梁体的伤害小，延长梁体的使用寿命；多顶同步、分级逐一施工，可避免突发性事故发生。这就是端头板的作用；下面就是端头板的简图，尺寸在手绘图纸上显示：十二、模板的安装与拆除质量检验要求1、一般规定模板及其支架应根据工程结构形式、载荷大小、地基土类别、施工设备和材料供应等条件进行设计。模板及其支架应该具有足够的承载能力、刚度和稳定性，能可靠地承受浇注混凝土的重量、侧压力及其施工载荷。2、在浇筑混凝土之前，应该对模板工程进行验收。模板安装和浇注混凝土时，应对模板及其支架进行观察和维护。发生异常情况时，应该按施工技术方

17、案及时进行处理。3、模板及其支架拆除的顺序及安全措施应该按施工技术方案执行。下面介绍一下模板的安装1、 安装现浇结构的上层模板及其支架时，下层楼板应具有上层荷载的承受能力，或架设支架；上下层支架的立柱应该对准并铺设垫板。2、 检查数量：全数检查3、 检验方法：肉眼观察4、模板安装应该满足一下要求：（1）、模板的接缝不应该漏浆；浇注混凝土前，模板表面适当的刷一层润滑油/，保证没有积水。（2）、模板与混凝土的接触面应该清理干净，但是不得采用影响结构性能或者妨碍装饰工程施工的隔离剂（3）、浇注混凝土前，模版内的杂物应该清理干净。（4）、对清水混凝土工程及其装饰混凝土工程，应该使用能达到设计效果的模板

18、。检查数量：全数检查检查方法：肉眼观察5、模板的地坪、胎膜等应平整光洁，不得产生影响构件质量的下沉、裂缝、起砂或者起鼓。检查方法：全数肉眼观察6、固定在模板上的预埋件、预留孔、预留洞均不能遗漏，且应该安装牢固，其偏差应该符合规定检查数量：在同一检验批内，对梁、柱和独立基础，应抽查构件数量的10%，且不少于3件；检验方法：钢尺检查。7、现浇结构模板的偏差应该符合要求。十三、模板拆除底模及其支架拆除时的混凝土强度应该符合设计要求；当设计屋具体要求时，混凝土强度应该满足一下规定：构件类型构件跨度（m）达到设计的混凝土立方体抗压强度标准值的百分数板>8梁、拱、壳>8悬臂构件-检查数量：全数检查检查方法：检查同条件养护试件强度试验报告对后张拉发预应力混凝土结构构件，侧模易在预应力张拉前拆除；底模支架的拆除应当按施工方案进行，当午具体要求时，不应该在结构构件建立预应力前拆除。检查数量：全部检查检验方法：肉眼观察后浇带模板的拆除和支顶