(抱箍法)盖梁模板验算

1、Word专业资料 惠东凌坑至碧甲高速公路土建工程I标段 K2+250 中桥盖梁抱箍支架模板验算 编制人: 审核人: 审批人: 审批时间： 年 月 日 惠东凌坑至碧甲高速公路土建工程I标段 联合体项目部永昌路桥施工处 Word专业资料 2011 年 9 月 惠东凌坑至碧甲高速公路土建工程I标段 K2+250 中桥盖梁抱箍支架模板验算 目录 K2+250 中桥盖梁抱箍支架验算 . -3 - 第一章、编制依据 . -3 - 第二章、工程概况 . -3 - 第三章、支架设计要点 . -4 - 第四章、抱箍支架验算 . -5 - 4.1、 K2+250 中桥盖梁、墩柱、系梁立面图 . -5 - 4.2、

2、 荷载计算 . -5 - 4.3、 结构检算 . -7 -Word专业资料 K2+250中桥盖梁抱箍支架验算 第一章、编制依据 i惠东凌坑至碧甲高速公路两阶段施工图，以及设计变更、补充、修改图纸及 文件资料。 2、 有关的政策、法规、施工验收规和工程建设标准强制性条文（城市建设部分）， 以及现行有关施工技术规、标准等。 3、 现场勘察和研究所获得的资料，以及相关补充资料。 4、 建设单位、监理单位对本工程施工的有关要求。 5、 我单位施工类似工程项目的能力和技术装备水平。 6、 参考建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规、混凝土工程模板与支架技 术、公路桥涵施工手册、建筑施工计算手册。 第二章、工

3、程概况 本桥上部结构为预应力钢筋砼空心板， 下部构造为双柱式桥墩，肋式桥台，灌注 桩基。其中下部结构包括桥台 2个，C35砼425.81m3;系梁6片，C35砼33.9m3; Word专业资料 墩柱 12根，C35 砼 67m3;盖梁 6 片，C35 砼 159.9m3 ;垫 224 块，C35 砼 3.17m3 第三章、支架设计要点 1、 盖梁结构 盖梁全长13.8m， 宽1.6 m,高1.3m， 砼体积为26.65m 3， 墩柱1.1m,柱中心 间距7.97m。 2、 抱箍法支撑体系设计 侧模的背部支撑由木楞和外钢楞组成，直接支撑模板的龙骨为木楞。用以支撑木 楞为外钢楞组成，即外钢楞组装成

4、墙身模板时，通过穿墙螺栓将墙体两片模板拉结， 每个穿螺墙栓成为外钢楞组成的支点，水平间距 600mm。 盖梁底模下部采用宽x高为0.10m x 0.10m的木作横梁，间距0.30m。盖梁底模 两悬出端下设三角支架支撑，三角架放在横梁上。在横梁底部采用 45A工字钢连接 形成纵梁，纵梁位于墩柱两侧，中心间距 1.1m,单侧长度15m。纵梁底部用四根钢 管作连接梁。横梁直接耽在纵梁上，纵梁之间用销子连接，连接梁与纵梁之间用旋转 扣件连接。 抱箍采用两块半圆弧型钢板制成， 钢板厚t=16mm，高0.6m，抱箍牛腿钢板 厚20mm，宽0.27m，采用12根M24高强螺栓连接。为了提高墩柱与抱箍间的摩

5、擦力，同时对墩柱砼面保护，在墩柱与抱箍之间设一层 3mm厚的橡胶垫，纵梁与抱 箍之间采用U型螺栓连接。抱箍构件形象示意图如图 1所示。 图 1：抱箍构件形象示意图（半个） 第四章、抱箍支架验算 4.1、K2+250中桥盖梁、墩柱、系梁立面图 Word专业资料 4.2、荷载计算 1、荷载分析 根据本桥盖梁的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式： qi 盖梁自重荷载，新浇混凝土密度取 2600kg/m 3。 q2-盖梁底模、侧模支撑荷载，按均布荷载计算，经计算取q2 = 1.0kPa（偏 于安全）。 q3-施工人员、施工材料和机具荷载，按均布荷载计算，当计算模板及其 下肋条时取2.5kPa

6、;当计算支架立柱及其他承载构件时取 I.OkPa。 q4 振捣混凝土产生的荷载，对底板取 2.0kPa，对侧板取4.0kPa。 q5-新浇混凝土对侧模的压力。 q6 倾倒混凝土产生的水平荷载，取 2.0kPa。 q7 支架自重，经计算支架在60cm x 60cm x 120cm形式时其自重为2.94 kPa。 2、荷载组合 模板、支架设计计算荷载组合 模板结构名称 何载组合 强度计算 刚度检算 Word专业资料 底模及支架系统计算 + + 侧模计算 + 3、荷载计算 盖梁自重一一qi计算 根据K2+250中桥连盖梁结构特点，取盖梁最大截面为例，对盖梁自重计算，并 对最大截面下的支架体系进行检算

7、，首先进行自重计算 盖梁最大截面处qi计算 盖梁最大截面 根据横断面图，贝U： W Yc A 26 1.6 1.3 ccc qi = =空 = =338kPa B B 1.6 取1.2的安全系数，则q匸33.8 x 1.2= 40.56kPa 注：B 盖梁底宽，取 1.6m，将盖梁全部重量平均到底宽围计算偏于安全。 新浇混凝土对侧模的压力 q5计算 因现浇盖梁采取水平分层以每层 30cm高度浇筑，在竖向上以 V=0.8m/h浇筑 速度控制，砼入模温度T=28 C控制，因此新浇混凝土对侧模的最大压力Word专业资料 q5= Pm K r h K为外加剂修正稀数，取掺缓凝外加剂 K=1.2 当 r

8、=26KN/m 3; h=0.22 X 4 X 1.0X 1.15X (1.5)1/2=1.239m 取 1.3m; q5= Pm K r h 1.2 26 1.3 40.56KPa 4.3、结构检算 1、底模板计算： 盖梁底模采用胶合板，铺设在纵向间距 0.3m的纵桥向木上，进行受力分析，并 对受力结构进行简化（偏于安全）如下图： 底模及支撑系统简图 q(kN/m) 20 盖梁底模板计算 q=( q 什 q2+ q 3+ q 4)1=(40.56+1.0+2.5+2) X 0.3=13.818kN/m q l2 13.818 0.32 则：M max- 0.155 KN m 8 8 模板需要

9、的截面模量：W= M 0.155 3 2.87 10 5m2 W 0.9 0.9 6.0 10 模板的宽度为1.0m，根据W、b得h为：30 10X 10 Word专业资料 i6 W (6 2 8710 5 h= . ojv 、6 ； 0.0131m 13.1mm 因此模板采用1220 X 2440 X 15mm规格的胶合板。 2、侧模验算 、侧模基本参数 侧模的背部支撑由木楞和外钢楞组成，直接支撑模板的龙骨为木楞。用以支撑木 楞为外钢楞组成，即外钢楞组装成墙身模板时，通过穿墙螺栓将墙体两片模板拉结， 每个穿墙螺栓成为外钢楞组成的支点，水平间距 600mm。 模板面板厚度h=15mm，弹性模量

10、E=6000N/mm 2，抗弯强度f=11N/mm 2。抗 剪强度设计值v= 1.5N/mm 2。 楞采用木，截面100 X 100mm，每道楞1根木，间距300mm。 外楞采用圆钢管48 X 3.5，每道外楞2根钢楞，间距600mm。 穿墙螺栓水平距离600mm，穿墙螺栓竖向距离600mm，直径14mm。 、侧模板厚度计算 楞采用木，截面100 X 100mm，每道楞1根木，按间距300mm计算。 q=( q 4+ q 5)1=(4.0+40.56) X 0.3=13.37kN/m 模板需要的截面模量： W= M 0150 3 2.778 10 5 m2 W 0.9 0.9 6.0 103

11、模板的宽度为1.0m，根据W、b得h为: , ：6 W 6 2.778 10 5 h=W- ”1则: I 2 M max= - - 2 13.37 0.3 8 0.150KN m 0.0129m 12.9mm Word专业资料 因此模板采用1220 X 2440 X 15mm规格的胶合板 根据施工经验， 为了保证盖梁底面的平整度， 侧面垂直度， 通常胶合板的厚度均 采用12mm以上，因此模板采用1220X 2440 X 15mm规格的胶合板。 、侧模板、外楞的计算 强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载； 挠度验算只考虑 新浇混凝土侧压力。 、新浇混凝土侧压力：q5= Pm K

12、 r h 1.2 26 1.3 40.56KPa 、侧模板楞的计算 楞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，楞采用木楞，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 10.00 X 10.00 X 10.00/6 = 166.67cm 3; I = 10.00 X 10.00 X 10.00 X 10.00/12 = 833.33cm 4; q (kN/m ) 21.15kN/m 600 , 600 . 600 楞计算简图 a. 楞的抗弯强度验算 楞跨中最大弯矩按下式计算： M=0.107ql 2 其中，M-楞跨中计算最大弯距(N mm); I-计算跨度(外楞间距

13、):l =600.0mm ; r d j j t T i 、，| r 1 I f i 1 f 片 r ii i 4 r i r t Word专业资料 q-作用在楞上的线荷载，它包括 新浇混凝土侧压力设计值 qi： 1.2M0.56 X0.3 X0.90=13.141kN/m ; 倾倒混凝土侧压力设计值 q2： 1.4 X4.00 X0.3 X0.90=1.512kN/m，其中，0.90 为折减系数。 q =13.141+1.512=14.653kN/m ; 楞的最大弯距：M =0.107 X14.653 X600.0 X600.0= 5.64 X105N.mm ; 楞的抗弯强度应满足下式： （

14、T=M/W f 其中，（T -楞承受的应力（N/mm 2）； M -楞计算最大弯距（N mm）; W -楞的截面抵抗矩（mm3）, W=16.67 X104； 楞的最大应力计算值 （7= 3.386N/mm 2小于 楞的抗弯强度设计值 f=11N/mm 2,满足要求！ b. 楞的抗剪强度验算 最大剪力按均布荷载作用下的五跨连续梁计算，公式如下 V =0.607ql 其中，V 楞承受的最大剪力； I-计算跨度（外楞间距）:l =600.0mm ; q-作用在楞上的线荷载，它包括： 楞的最大应力计算值： 7= 5.64 X105/16.67 X104 = 3.386N/mm 2; f -楞的抗弯强

15、度设计值（N/mm2）; f=11.000N/mm 2 . 楞的抗弯强度设计值：f = 11N/mm 2； Word专业资料 新浇混凝土侧压力设计值 q1： 1.2X40.56 X0.3 X0.90=13.141kN/m ;Word专业资料 倾倒混凝土侧压力设计值q2： 1.4X4.00 X0.3 X0.90=1.512kN/m，其中, 0.90为折减系数。 q =13.141+1.512=14.653kN/m ; 楞的最大剪力：V = 0.607 X14.653 X600.0 =5336.6N ; 截面抗剪强度必须满足下式： T=3V/(2b h n) fv 其中，T-楞的截面的最大受剪应力

16、（N/mm2）; V-楞计算最大剪力(N) : V = 533.6N ; b-楞的截面宽度(mm) : b = 100.0mm ； hn-楞的截面高度(mm) : hn = 100.0mm ； fv-楞的抗剪强度设计值(N/mm 2): fv = 1.500 N/mm 2; 楞截面的受剪应力计算值：T =3 X5336.6/(2 X100.0 X100.0)=0.800N/mm 2; 楞截面的受剪应力计算值 T =0.800N/mm 2小于楞截面的抗剪强度设计值 fv=1.5N/mm 2，满足要求! c. 楞的挠度计算 根据建筑施工计算手册，刚度验算采用荷载标准值，同时不考虑振动荷载作用。 挠

17、度验算公式如下: 0.632ql 4 / (100EI ) v = l/400 q-作用在楞上的线荷载(kN/m) : q =40.56 X0.3=12.168kN/m ; l-计算跨度（外楞间距）:l =600.0mm ; E-楞弹性模量(N/mm 2): E = 6000.00 N/mm 2 ;其中, v-楞的最大挠度（mm）； Word专业资料 I-楞截面惯性矩(mm4)： 1=8.33 xi06mm4； 楞的最大挠度计算值： v 0.632 X12168X6004心00 X6000 X8.33 X106) = 0.009mm ; 楞的最大容挠度值：v = 1.5mm ; 楞的最大挠度计

18、算值 v=0.009mm 小于 楞的最大容挠度值v=1.5mm，满 足要求！ 、侧模板外楞的计算 外楞承受楞传递的荷载，按照集中荷载下的三跨连续梁计算。 本算例中，外楞采用钢楞，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为： 外钢楞的规格:圆钢管48 X 3.5 ; 外钢楞截面抵抗矩 W = 5.08cm 3; 外钢楞截面惯性矩I = 12.19cm4; q q q 12.69kN 12.69kN 12.69kN 外楞计算简图 a. 外楞的抗弯强度验算 外楞跨中弯矩计算公式： M=0.107ql 其中，作用在外楞的荷载：q=(1.2 X40.56+1.4 X4) X0.3 X0.6/2=4.88kN 60

19、0 钉 A 250 600 v A. . 250 600 B 250 Word专业资料 外楞计算跨度（对拉螺栓水平间距）:l = 600mm ; 外楞最大弯矩:M = =0.107 X4880 X600.00= 3.13 X105 N mm ; 强度验算公式： d=M/W f 其中，斤外楞的最大应力计算值（N/mm 2） M -外楞的最大弯距（N mm） ； M = 3.13 X105 N mm W -外楞的净截面抵抗矩； W = 5.08 X103 mm3; f -外楞的强度设计值（N/mm2）, f = 205.000N/mm 外楞的最大应力计算值:c=3.13 Xl05/5.08 X10

20、3 =61.67N/mm 2; 外楞的最大应力计算值 c=61.67N/mm 2小于外楞的抗弯强度设计值 f=205.00N/mm 2，满足要求！ b. 外楞的抗剪强度验算 公式如下： V=0.65P 其中，PM乍用在外楞的荷载：P = （1.2 X40.56+1.4 X4） X0.3 X0.6/2=4.88kN V-外楞计算最大剪力（N）; 外楞的最大剪力：V = 0.65 X4880= 3.17 X103N ; 外楞截面抗剪强度必须满足： T=2V/A fv 其中，T-外楞的截面的最大受剪应力（N/mm2）; V-外楞计算最大剪力（N） : V = 3.17 X103N ; A -钢管的截

21、面面积（mm2）: A = 489.23mm 2 Word专业资料 fv-外楞的抗剪强度设计值(N/mm 2): fv = 120 N/mm 主楞截面的受剪应力计算值： T =2 X3170/489.23=12.96N/mm 2; 外楞截面的受剪应力计算值 T =12.96N/mm 2小于外楞截面的抗剪强度设计 值fv=120N/mm 2，满足要求！ c. 外楞的挠度验算 根据建筑施工计算手册，刚度验算采用荷载标准值，同时不考虑振动荷载 作用。 挠度验算公式如下： v=1.146ql4 / (100EI) V=l/400 其中，q-楞作用在支座上的荷载(kN/m): P =40.56 X0.3

22、 X0.60 = 7.301kN/m ; v-外楞最大挠度(mm); l-计算跨度(水平螺栓间距):l =600.0mm ; E-外楞弹性模量(N/mm 2): E = 210000.00N/mm 2; I-外楞截面惯性矩(mm4)，I=1.219 X105mm4； 外楞的最大挠度计算值： v 1.146 X7.301 X6004/(100 X2.10X105X1.219X105) = 0.424mm ; 外楞的最大容挠度值：v =1.5mm ; 外楞的最大挠度计算值 v=0.424mm小于 外楞的最大容挠度值v=1.5mm， 满足要求！ Word专业资料 、穿墙螺栓的计算 计算公式如下： N

23、N=f X A 其中N -穿墙螺栓所受的拉力； A -穿墙螺栓有效面积（mm2）; f -穿墙螺栓的抗拉强度设计值，取170 N/mm 2； 查表得： 穿墙螺栓的型号：M14 ； 穿墙螺栓有效直径：11.55 mm ； 穿墙螺栓有效面积：A = 105 mm 2 ； 穿墙螺栓最大容拉力值：N = 1.70 X105 X1.05 X10-4 = 17.85 kN ； 穿墙螺栓所受的最大拉力：N =40.56 X0.6 X0.6=14.602 kN 。 穿墙螺栓所受的最大拉力 N=14.602kN小于穿墙螺栓最大容拉力值17.85 kN 3、盖梁底模下顺桥向木验算 本施工案中盖梁底模底面横桥向采用

24、 10X 10cm木，木按L= 60cm进行验算， 实际布置跨距均不超过上述该值。如下图将木简化为如图的简支结构（偏于安全） ， 木材的容应力和弹性模量的取值参照杉木进行计算，实际施工时如油松、松等力学性 能优于杉木的木材均可使用。Word专业资料 盖梁按两墩柱净距离7.97m计算，木顺桥向跨度L= 60cm进行验算。 木间距计算 q = (q 1+ q2+ q3+ q4)X B= (40.56 +1.0+2.5+2) X 7.97=367.098kN/m M = (1/8) qL2=(1/8) X367.098 X0.62 = 16.519kN m W=(bh 2)/6=(0.1 X 0.1

25、2)/6=0.000167m 3 则 n= M/( W X w )=16.519/(0.000167 X11000X 0.9)=9.99 (取整数 n = 10根) d= B/(n-1)=7.97/9=0.885m 注：0.9 为木的不均匀折减系数。 经计算，木间距小于0.885m均可满足要求，实际施工中为满足底模板受力 要求，木间距d取0.30m，贝U n = 7.97/0.30 = 27根。 每根木挠度计算 q(KN/m) 尺寸单位：cm 方木材质为杉木, Sw =11MPa ST=1 7MPa E=9000MPa Word专业资料 木的惯性矩 I=(bh 3)/12=(0.1 X 0.1

26、3)/12=8.33 X 10-6m4 则木最大挠度： fmax= (5/384) X (qL4)/(EI) =(5/384) X (367.098 X 0.64)/(27 X 9 X 106X 8.33 X 10-6X 0.9) =3.40 X 10-4mkP U 45 工字钢 抱箍 抱箍 7.97 米 验算中将工字钢受力体系简化成如下图计算模式（偏于安全） 1 1 1 1 Word专业资料 Ra 2.92 米 - Rb 7.97 米 - 2.92 米 Q=26.65 x 26=692.9 kPa Q 总=Q+ q 2+ q 3+ q 4+ q7= 699.84 kPa 45a 工字钢 基本

27、数 据为：E=210Gpa , W=1432.9cm 3 , l=32241cm 4 , (T =145Mpa。 理论重量=80.38Kg/m 盖梁简支中间段长度为7.97米，两端悬臂长度为2.92米。 为简化计算，荷载按均布荷载考虑，单根工字钢承受的均布荷载为： 699.84 /13.81/2=25.36 KN/m 。 Ra=Rb=ql/2=25.36*13.81/2=175.11KN (1) 、最大弯曲应力验算： Ma=Mb=ql 2/2=25.36*1000*2.92 2/2=108.11KN.m M 中=RaL/2-ql 2/2=175.11*7.97/2-25.36*6.91 2/2

28、=92.37 KN.m (T max=M max/W=108.11*1000/ (1432.9*10 6) =75.448Mpa v c =145 Mpa (2) 、挠度验算： 、只考虑中间段荷载时： y=- (5*ql4) / (384EI) = (5*25.36*7.97 4) / (384*210*10 9*32241*10-8) =19.6mm 、悬臂端弯矩对跨中截面产生的上挠度： y=ML 2/16EI= ( 25.36*1000*3.352*3.352/2*7.97 2 ) / ( 16*210*322410 ) =8.43mm 跨中最终挠度为：19.6-8.43=11 mm 向向

29、下 f=11 v f=7970/400=20 mm Word专业资料 验算通过。 、悬臂端挠度： y=ql 4/8EI=25.36*10000*2.92 4/ (8*210*322410 ) =3.50mm f=3.50 v f=2920/400=7.3 mm 验算通过 (3) 、结论：受力和变形均满足 7. 抱箍验算 抱箍能否承受盖梁的重力取决于抱箍与柱子的摩擦力，验算时摩擦力取滑动摩擦 力，此处最大滑动摩擦力 N取值为Rc=175.11 KN。 (1) 、高强螺栓数目计算 高强螺栓的容承载力公式：N=P卩n/K , 式中：P高强螺栓的预拉力，取 225 K N; 卩一摩擦系数，取0.3 ;

30、 n传力接触面数目，取1; K安全系数，取1.7。 贝U: N L= 225 X 0.3 X 1/1.7=39.7KN 螺栓数目m计算： m=N/N L= 175.11/39.7=4.4 个，本构件取 m=6 个。 (2) 、螺栓抗剪、抗拉应力验算 每条高强螺栓承受的抗剪力： Nj=N/10=175.11/6=29.2KN v N L=39.7KN，满足抗剪要求。 抱箍体对墩柱体的压力： N y=K*N/ 卩=1.2 X 175.11 /0.3=700.44KN 每条螺栓拉力：N1= N y /6=116.7 KNS=225KN ，满足抗拉要求。 式中：卩一抱箍钢板与橡胶垫之间的摩擦系数，取值

31、 0.3 K荷载安全系数，取值1.2 NL每个高强螺栓的容承载力 S高强螺栓的预拉力，M24高强螺栓取值225 KN (3) 、螺栓需要的终拧力矩验算 每条螺栓拉力为：N1= 116.7KN, 每个螺栓的终拧扭矩R=k*N 1*d=227.55N m 式中：k螺栓连接处的扭矩系数平均值，取 0.13, Li力臂，M24螺栓取0.015m （参考基本作业p609） Word专业资料 （4）、抱箍体构件的应力验算 抱箍体承受螺栓的拉力： Pi=5N i=5 X 116.7=583.5KN 抱箍体钢板的纵向截面积：S=0.016 X 0.6=0.0096m 2 抱箍体拉应力：c =P1/S1=60.

32、781MPa v c =140MPa，满足抗拉要求。 抱箍体剪应力： T = (1/2Rc) / n r/S1= (1/2 X 175.11) KN /1.727 m /0.0096 m =5.28MPa T =85MPa，满足抗剪要求。 （5）、抱箍体钢板长度计算 抱箍钢板伸长量： L= （c /E） * L=5.5 X10-4 m 抱箍体钢板长度（半个）：L= n r- L =1.726m， 两半抱箍牛腿间距取 20mm，贝U L=1706mm（半个） 8、抱箍法施工法 （1）、施工工序 在墩柱群四搭设简易支架，高度以不超过盖梁顶板为宜，并搭设人行爬梯，围 好安全网； 用水准仪在墩柱上作一水平标志，根据盖梁底板设计标高反算抱箍底沿位置并 做标记； 用吊车将抱箍底托安装在墩柱上， 使底托顶面与抱箍底沿标记等高，再将抱箍 安装就位，用带响扳手拧紧连接螺栓，施工时，可在扳手手柄上套一根 50cm长、 48的钢管，人踩钢管直到所需扭矩为止，再检查两抱箍接头处间隙小于或等于 2cm 即可； 用吊