方案承台抱箍法施工模板设计方案

1、承台模板设计方案编制人： 审 核： 批 准： 上海建工四建集团2013年4月1、概况32、设计依据33、承台结构设计33.1 EN8、9号承台3竹胶板53.1.2 纵向分配梁5横向分配梁63.1.4 抱箍上纵向梁7备用方案93.2 EN4、5号承台9竹胶板10纵向分配梁11横向分配梁123.2.4 25a工字钢123.2.5 抱箍上纵向梁133.3承台侧模验算14新浇混凝土对模板侧面压力14、组合件、支撑系统计算161、概况xx路-XX互通匝道工程第三工区施工内容主要是XX左右拼宽桥及NE、NW、EN、ES四座匝道桥中的10联箱梁。施工跨越xx河，xx河为五级航道标准（通航净宽38米，净高5米

2、，最高通航水位2.271米）。XX拼宽桥和NE0-4为预制梁（小板梁及小箱梁）；NE4-5是钢砼叠合梁，位于南侧主航道之上；EN7-10跨北侧主航道，为挂篮悬浇箱梁；其余7联为现浇连续梁，主要位于河中，局部与河滩相连。根据设计变更资料，EN89、NE45水中承台施工：采用9m钢板桩围堰降水、抱箍支撑、侧模采用竹夹板加方木的模板体系施工方案。（EN8、9号承台尺寸见承台施工方案，其面积为45.06m2，厚度为2.5m，采用钢筋砼结构。NE4、5承台面积为39.78 m2，厚度为2.5m。）2、设计依据（1）交通部行业标准，公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）（2）汪国荣、朱国梁编

3、著施工计算手册（3）公路施工手册，桥涵（上、下册）交通部第一公路工程总公司。（4）路桥施工计算手册 人民交通出版社（6）国家、交通部等有关部委和江苏省交通厅的规范和标准。3、承台结构设计3.1 EN8、9号承台根据现场实际情况，本钻孔桩直径为1.2m，在钻孔桩施工时钢护筒以标高为-0.26m为界面上端为130cm，下端为160cm，待桩头-0.26m以上护筒割除后为抱箍提供每边15cm的支撑平台，抱箍采用16mm钢板制作，沿横桥向除中间两排钻孔桩抱箍两边各设置双拼50a工字外，其余均设一排50a工字钢作为纵梁，顺桥向在工字钢上布置14槽钢作为横向分配梁（净距60cm），在槽钢上设置分配梁上再铺

4、设10×10cm方木做为纵向分配梁（净距20cm），底模采用15mm的竹胶板。简图如下：模板支撑系统平面布置图荷载组合 自重荷载(砼和模板)：P自重=2.5×26=65KN/m2施工荷载：P施=2.5 KN/m2振捣荷载：P振=2.0 KN/m2P=Pii=65*1.2+2.5*1.4+2.0*1.4=84.3 KN/m2说明： 分项系数取值：分项系数自重荷载取值为1.2 ，施工荷载取值为1.4。 竹胶板（取1mm板条为计算单元） 竹胶板弹性模量E竹=5×103 MPa 竹胶板允许应力竹=80 MPa 惯性矩I=bh3=×1×153=281 m

5、m4 截面抵抗矩W=bh2=×1×152=37.5 mm3 1mm宽板条所受荷载q=P×0.001=84.3×0.001=84.3×10-3 KN/m 竹胶板下10×10cm方木净距为20cm时：M=ql2=×84.3×10-3×0.202=4.2×10-4KN.m =4.2×10-4×106/37.5=11.2 Mpa<竹=80Mpa =ql4 /150EI=84.3*10-3 *2004 /（150*5*103*281）=0.64mm 满足 纵向分配梁10×

6、;10cm方木 其中心间距为300mm，跨度按L=0.60m计算 顺纹弯应力 弹性模量E= ,按三等跨连续梁体系 q=84.3×0.3=25.29KN/m M= KMql2=0.1×25.29×0.62=0.91KN.m I= W= =0.91×106/166.7×103=5.46MPa< = Kwql4/100EI=0.677×25.29×6004/100×9×103×833.3×104=0.296mm<木=600/400=1.5mm满足。横向分配梁为14槽钢其中心间距为

7、800mm，跨度按L=0.66+1.34+0.66m(钻孔桩处两根工字钢距离)计算弯应力 弹性模量E=2.1×105MPa 抗弯模量W=80.5cm3 惯性距I=563.7 cm4以三不等跨连续梁计算 q=84.3×0.8=67.44KN/m (n=2.03) Mmax= KMql2=0.2813×67.44×0.662=8.26KN.m =8.26×106/80.5×103=102.6MPa< =5ql4 /384EI= 5×67.44×13404/384×2.1×105×56

8、3.4×104=2.42mm<钢=1340/400=3.35mm满足。(按最不利情况考虑) 抱箍上置纵向梁7.5m跨采用双拼50a工字钢,3m跨采用单单拼50a工字钢受力主梁 a、3m跨：单拼50a工字钢主梁受力验算弯应力 弹性模量E=2.1×105MPa 抗弯模量W=1858.9cm3 惯性距I=46472 cm4荷载按一跨简支两端悬臂体系考虑 跨径组合为:2.3m+3m+2.3mq悬=84.3×(0.2+0.4)+1.4×2.5×(0.2+0.4)=52.68KN/mM悬=0.5qa2=0.5×52.68×1.92

9、=95.08 KN.m （ 考虑抱箍的支撑，悬臂端取1.9mM跨中= ql2(1-4)=×87.8×3.82× (1-4×1.92/3.82)=0KN.m =232.23×106/1858.9×103=124.9MPa<悬=3.9mm<钢=1900/400=4.75mm满足。 跨中=0.48mm<钢=3000/400=7.5mm满足。b、7.5m跨 双拼50a 工字钢受力体系验算弯应力 弹性模量E=2.1×105MPa 抗弯模量W=3717.8cm3 惯性距I=92944 cm4荷载按一跨简支两端悬臂体系考

10、虑 跨径组合为:1.1m+7.5m+1.1mMmax= ql2(1-4)=×87.8×7.52× (1-4×1.12/7.52)=564.25KN.m =564.25×106/3717.8×103=151.7MPa<跨中=3.7mm<钢=7500/400=18.75mm满足。横桥向最外侧两根钻孔桩上抱箍承受最大剪力，单个抱箍支反力计算：=(87.8×7+61.46×0.6×2+9.361×2×12) ×2=1825.9KN备选方案：从下至上布置形式为：单拼50号工

11、字钢，36#单拼工字钢，14号槽钢（净距60cm），10*10方木（净距20cm），15mm竹胶板。推荐方案与备选方案各有优势：推荐方案：优点，施工简单、拆模方便；缺点，用钢梁较大、抱箍要求高。备选方案：优点，用钢量少、抱箍小；缺点，降水至淤泥层、两层受力主梁拆除施工难度大。3.2 EN4、5号承台根据现场实际情况，本钻孔桩直径为1.2m，在钻孔桩施工时钢护筒以标高为-0.26m为界面上端为130cm，下端为160cm，待桩头-0.26m以上护筒割除后为抱箍提供每边15cm的支撑平台，抱箍采用16mm钢板制作，沿横桥向除抱箍最外侧设单拼50号工字钢外其余均设双拼50a工字钢，从下至上依次为50

12、号工字钢，25号工字钢间距1m， 14槽钢（净距60cm），在槽钢上设置分配梁上再铺设10×10cm方木做为纵向分配梁（净距20cm），底模采用15mm的竹胶板。简图如下：模板支撑系统平面布置图荷载组合 自重荷载(砼和模板)：P自重=2.5×26=65KN/m2施工荷载：P施=2.5 KN/m2振捣荷载：P振=2.0 KN/m2P=Pii=65*1.2+2.5*1.4+2.0*1.4=84.3 KN/m2说明： 分项系数取值：分项系数自重荷载取值为1.2 ，施工荷载取值为1.4。竹胶板（取1mm板条为计算单元） 竹胶板弹性模量E竹=5×103 MPa 竹胶板允许应

13、力竹=80 MPa 惯性矩I=bh3=×1×153=281 mm4 截面抵抗矩W=bh2=×1×152=37.5 mm3 1mm宽板条所受荷载q=P×0.001=84.3×0.001=84.3×10-3 KN/m 竹胶板下10×10cm方木净距为20cm时：M=ql2=×84.3×10-3×0.202=4.2×10-4KN.m =4.2×10-4×106/37.5=11.2 Mpa<竹=80Mpa =ql4 /150EI=84.3*10-3 *200

14、4 /（150*5*103*281）=0.64mm 满足纵向分配梁10×10cm方木 其中心间距为300mm，跨度按L=0.60m计算 顺纹弯应力 弹性模量E= ,按三等跨连续梁体系 q=84.3×0.3=25.29KN/m M= KMql2=0.1×25.29×0.62=0.91KN.m I= W= =0.91×106/166.7×103=5.46MPa< = Kwql4/100EI=0.677×25.29×6004/100×9×103×833.3×104=0.296

15、mm<木=600/400=1.5mm满足。横向分配梁为14槽钢其中心间距为800mm，跨度按L=1+1.34+1m(钻孔桩处两根工字钢距离)计算弯应力 弹性模量E=2.1×105MPa 抗弯模量W=80.5cm3 惯性距I=563.7 cm4以三不等跨连续梁计算 q=84.3×0.8=67.44KN/m (n=1.34) Mmax= KMql2=0.138×67.44×12=9.3KN.m =9.3×106/80.5×103=115.5MPa< =5ql4 /384EI= 5×67.44×13404/3

16、84×2.1×105×563.4×104=2.42mm<钢=1340/400=3.35mm满足。(按最不利情况考虑) 25a工字钢（间距1m）弯应力 弹性模量E=2.1×105MPa 抗弯模量W=401.4cm3 惯性距I=5017 cm4以三不等跨连续梁计算 跨径为1.34m+2m+1.34mq=84.3×1=84.3KN/m (n=1.49) Mmax= KMql2=0.168×84.3×22=56.64KN.m =56.64×106/401.4×103=141.1MPa< =5

17、ql4 /384EI= 5×84.3×20004/384×2.1×105×5017×104=1.7mm<钢=2000/400=5mm满足。(按最不利情况考虑) 抱箍上纵向梁5.3m跨内侧采用双拼50a工字钢,外侧采用采用单拼50a工字钢， a、外侧弯应力 弹性模量E=2.1×105MPa 抗弯模量W=1858.9cm3 惯性距I=46472 cm4荷载按一跨简支两端悬臂体系考虑 跨径组合为:1.1m+5.3m+1.11mq悬=84.3×(0.3+0.5)+1.4×2.5×(0.3+0.5)

18、=70.24KN/mM悬=0.5qa2=0.5×70.24×0.82=22.47 KN.m （ 考虑抱箍的支撑，悬臂端取0.8mM跨中= ql2(1-4)=×87.8×5.02× (1-4×1.12/5.02)=221.14KN.m(q=84.3*(0.5+0.5)+1.4*2.5*(0.5+0.5)=87.8KN) （ 考虑抱箍的支撑，L取5m） =221.14×106/1858.9×103=118.9MPa<悬= =1.57mm<钢=1100/400=2.75mm满足。 跨中=1.85mm<钢

19、=5300/400=13.25mm满足。b、双拼50a 工字钢弯应力 弹性模量E=2.1×105MPa 抗弯模量W=3717.8cm3 惯性距I=92944 cm4荷载按一跨简支两端悬臂体系考虑 跨径组合为:1.1m+5.3m+1.1mMmax= ql2(1-4)=×122.9×5.32× (1-4×1.12/5.32)=353.85KN.m (q=84.3*(0.5+0.9)+1.4*2.5*(0.5+0.9)=122.9KN) =353.85×106/3717.8×103=95.17MPa<跨中=5.0mm<

20、钢=5300/400=13.25mm满足。单个抱箍支反力计算：支反力=1.2*（7.5*5.4-3.1415*1.22*2.5）*26*2.5+1.4*2.5*（7.5*5.4-3.1415*1.22*2.5）+9.361*10.2*3/2=1332.7KN为保证施工质量，根据受力情况抱箍将委托专业厂家生产，届时将出具受力计算书。3.3承台侧模验算新浇混凝土对模板侧面压力采用内部振捣器时，新浇筑的混凝土的侧压力是它的主要荷载。当混凝土浇筑速度在6m/h以下时，作用于侧面模板的最大压力可按下式计算： 当时， 当时， 式中：新浇筑混凝土对侧面模板的最大压力，kPa; h有效压头高度，m； T混凝土

21、入模时的温度，； K外加剂影响修正系数，不佳时，K=1；掺缓凝外加剂时，K=1.2; 混凝土的浇筑速度，m/h; H混凝土浇筑层（在水泥初凝时间以内）的高度，m； 混凝土的容重，kN/m³混凝土侧压力计算分布图据混凝土承台浇筑经验，浇筑速度V=3m/h，T=20，有外加缓凝剂，K=1.2，kg/m³，内部振捣，所以=1.53+3.8*0.15=2.1m =1.2*23.7*2.1=59.724kPa 采用内部振捣，振动荷载2kN/，浇筑时冲击荷载为2kN/，所以总侧压力：P=59.724+4=63.724kPa 、组合件、支撑系统计算 本承台模板支撑系统拟采用18mm厚胶合

22、板模板（平均尺寸为2440*1220mm），外楞为双拼脚手管，内楞为方木，方木支撑配合对拉螺纹钢筋支撑。脚手管直径为4.8mm，方木10×10cm。.1 模板验算本木模板支护方式为典型的单向板受力方式，可按三跨连续梁计算，作用于模板的线荷载：=63.724×2.44=155.5kN/m按强度要求： =331.6mm<350mm 按刚度要求： 内楞木方间距35cm取值过大，应取三者间的最小值，现取值30cm。式中：M计算最大弯矩，N·mm； 作用在模板上的侧压力，N/mm； 计算跨度，mm； b侧板宽度，mm； 容许挠度值，本模板为结构外露的模板，容许挠度值不得超过l/400; E弹性模量，木材取； I模板截面惯性距，； 木材抗弯强度设计值，采用胶合板时取15MPa.2 内楞验算内楞方木受到的侧压力P=63.724kPa，内楞尺寸为100×100mm，间距为300mm，线布荷载=63.724×0.3=19.12kN/m。内楞受模板作用的荷载，按多跨连续梁计算，其容许跨度按下式计算： 按强度要求 方木抵抗弯矩=166666 按刚度要求 方木的惯性距 方木的弹性模量MPa =804.32mm 两者取较小值，即外楞间距最小值小于等于804.32mm，取外楞间距600mm。式中：M内楞计算最大弯矩，N·mm；