京沪箱梁模板计算书.doc

箱梁模板计算书京沪高速铁路32米箱梁模板采用钢板面和钢框架结构设计，桥模板按铁路混泥土工程施工验收补充标准（铁建设2005160号）、公路桥涵施工技术规范、混泥土结构工程施工验收规范（GB50204）和钢结构设计规范（GB50017-2003）的要求进行设计和计算。1. 载荷计算（1） 新浇混泥土的侧压力（F1）根据招标单位提供的数据，新浇混泥土容量rc=26KN/m3，浇注速度v=1.5m/h，入模温度T=20 0C依据混泥土有效压头计算公式：v/T0.035时，h=0.22+24.9 v/T v/T0.035时，h=1.53+3.8 v/T现v/T=1.5/20=0.075，则有效压头h=1.815m考虑可能的外加剂最大影响，取系数1.2，则混泥土计算侧压力标准值F1=1.2×26×1.815=56.63 KN/ m2=56.63×10-3 N/mm2（2） 倾倒混泥土产生的侧压力（F2）当采用泵送混泥土浇注时，侧压力取6 KN/m2并乘以活载荷分项系数1.4。所以F2=1.4×6=8.4KN/ m2 （3）侧压力合计（F3）v/T F3= F1+ F2=56.63+8.4=65.03KN/ m2 模板强度验算考虑新浇注混泥土侧压力与倾倒混泥土时产生的荷载，即F3值。模板刚度验算考虑新浇注混泥土侧压力，即F3值。 2.侧模计算（1） 设计模板的形式与用料计算用板块为假设的最不利板块。其中面板为8mm厚钢板；模板下角竖肋为间距300mm的10mm筋板；模板其他部分为单向板，横肋为间距300mm的10#；背楞为18#双槽钢；对拉杆水平间距最大2000mm；（2） 板面、与面板直接焊接的横肋、背楞的强度与刚度的计算： 上述构件均为受弯构件，与板面直接焊接的横肋是板面的支承边；背楞作为横肋的支座；对拉栓及销轴作为背楞的支座。 21钢面板、横肋、背楞和桁架计算2.1.1钢面板计算钢面板与横肋采用断续焊焊接成整体后，把钢面板当作单向板计算。在这种情况下，最不利的位置是最下角的板。模板面板为8mm的厚钢板，下角为8mm的筋板，其余横肋均为10#，背楞为双排18#槽钢。强度验算跨度/板厚=300/8=37.5100.属小挠度连续板。取10mm为计算单位，查“三等跨梁的内力和挠度系数表”得弯矩系数为-0.100，按表查得最大静载M=系数×ql2=0.1×65.03×3002×10-3×10=5852.7N.mm截面抵抗矩：W=bh26=10×82/6=107mm3式中 b 板宽, 取10mm h 板厚， 取8mm面板最大的内力为：=M/W=5852.7/107=54.7N/mm2f挠度计算查“三等跨梁的内力和挠度系数表”挠度系数为0.677=系数×=0.667×=0.6mm1.5mm强度、刚度均满足要求！2.1.2 竖肋计算 （1）横肋支撑在背楞上，横肋在两端挑出很少，近似按两跨连续梁计算，计算简图如下，载荷为： q=0.06503×300=19.5N/mm（2）强度计算查“结构静力计算表”，得弯矩系数为-0.125，所以弯矩为：M=系数×ql2=0.125×19.5×20002=N.mm查型钢特性表的10#的截面截面抵抗矩和惯性矩为： W=49000mm3;I= mm4肋的最大内力为：=M/W=199N/mm2f=215N/ mm2（3）挠度验算查“二等跨梁的内力和挠度系数表”，得跨中最大挠度系数为0.632，=系数×=0.632×19.5×20004/100×2.10×105×=3.83mmL/500=4mm。刚度满足要求！2.1.3背楞、桁架计算背楞与其后桁架共同作用验算强度及刚度。1）通过力学求解软件建立力学模型： 图 1-桁架计算简化模型侧面桁架的间距为2米，每个侧面桁架作用的有效面积为2米，则单位高度上桁架所承担的荷载值q=65.03×2=130.06N/m2）内力计算图图 2-轴力计算图图 3-剪力计算图3）轴力计算（1杆件6（90×90×6角钢）轴力最大值为：N=N/A=/1060=110.02N/mm2 f=215N/ mm2满足要求（2杆件7（双18#槽钢）轴力最大值：61110N=N/A=61110/2570×2=11.89 N/mm2f=215N/ mm2满足要求（3杆件8（16#工字钢）轴力最大值：N=N/A=/2610=49.28N/mm2f=215N/ mm2满足要求（4剪力计算 （1）杆件7（双18#槽钢） 剪力最大值：N =N/A=/2570×2=26.38 N/mm2f=215N/ mm2 满足要求 （2）杆件8（16#工字钢） 剪力最大值：N =N/A=/2610=43.63 N/mm2f=215N/ mm2 满足要求3.箱梁底模计算 3.1荷载取值。 底模设计应该考虑其承受全部混泥土梁的荷载、内模板荷载和施工荷载。 钢筋混泥土折合到底模上的均布荷载为（49KN/m2） 内模的重量主要有模板和台座。 则单块内模板重量为：6.04+2.76+2.24=11.04T 附件及油缸按总重5%考虑，则台架重量为： （1.4+0.93+0.74+0.1）×105%=3.33T 故内模和台架折合到底模上的均布荷载为：=17.42kn/m2 则底模的荷载设计值为：1.2×（49+17.42）+1.4×2.5=83 kn/m2 3.2面板强度和刚度验算。（参考外模设计简图） （1）强度验算 图 1 面板断图取10mm宽板条为研究对象。最大弯矩：M=.6 N.mm截面抵抗矩：W=mm3所以，模板面板的最大应力为：=18.8 N/mm2f(2)挠度验算=0.1mm=0.8mm强度和刚度均满足要求。3.3底模板横梁计算 底模台座间距1668mm，悬臂600mm。将主肋传递的集中荷载近似的看做均布荷载，则q=0.083×500=41.5 N/mm 底模横梁可看作三点支撑连续梁，求得最大弯矩为：.92 N.mm 图 2 底模横梁计算简图及弯矩图 （1）强度验算 查型钢特性表得20a工字钢的截面抵抗矩和惯性矩为：WX=mm3, IX= mm4 故横梁的最大应力为：=45.82 N/mm2f 强度满足要求 (2)挠度验算 通过结构力学求解器建模计算，求得最大挠度为0.72mm=1.6mm 强度和刚度都满足要求 （3剪切计算 max=1.2×=15.8 N/m2125 N/m2，满足剪切强度 3.4局部加强措施。 在箱梁施加预应力时，梁的荷载将偏重作用于靠近梁端的范围之内，假设其全部集中于梁两端各3m范围之内，则此时底模承受压力为： =295.9 KN/m2约为底模荷载设计值（83 KN/m2）的3.6倍，又有应力和挠度与荷载成线性关系，根据上述求得的最大应力和挠度，放大3.6倍仍不超过许用应力和允许位移。因此，强度和刚度仍满足要求。为提高安全系数，在箱梁的两端从变截面处到端头6.0m范围内（端部的三块模板内）进行局部加强，加强方法为：将横梁间距由600改成400，即外模三角桁架对应的底模横梁之间（1200mm）的横梁数由原来1根变成2根 利用泄水孔支撑内模及顶模的位置校核底板局部强度： 此处底板承受顶板混泥土重，内模及附件重为45608N，计算简图及弯矩图如下图 2 底模横梁集中荷载计算简图及弯矩图采用工20a#,=123.90 N/mm2f,满足要求！京沪高速铁路箱梁外模板安装流程箱梁外模板安装流程一.底模安装1）准备工作 安装前，应对底模台座的混泥土基础进行测量，并打出中心线； (台座的长度方向和宽度方向的中心线)此线为底模安装的基准线； 同时检查一下台座基础的预埋件位置是否正确；2）安装底模 底模安装前首先应检查底模的编号是否正确（以图纸为准）安装前先找出底模中心线位置单块模板，并在该板上放出中心线；3）底模调反拱 底模按照要求应预设反拱，反拱按二次抛物线计算，要求按照单块模板的宽度值为拱点，计算出该点位置上相对应的起拱数。 此反拱数据由梁场技术人员提供二.侧模底座安装 首先根据底模到侧模底座预埋板的实际距离来确定侧模底座的基准高度，以底模两端头到侧模底座预埋板的最短距离为基准距离，测量出两端头到底座上的转轴孔的距离，两端头的距离要相等，高度上以此距离为基准，位置上要注意严格按照图纸的要求施工。先定好两个端头上的侧模底座的位置，然后以这两个侧模底座上的转轴孔为基准点拉线，依次确定其他侧模底座的安装位置，高度上用垫垫片的方法来保证转轴孔位在同一条线上。三.下侧模安装 安装前要按照图纸制作一个很精确及标准的角度样板，这个样板直接决定了下侧模角度的精确程度，也是侧模的检验标准。同时还要将模板的板边进行轻微打磨，去掉毛刺杂物。同时还要将下侧模连接桁架上的连接板上的连接螺栓进行紧固。安装前还要将上下侧模位于两端头部分的边框取下，方便模板测量梁长时的施工。（注意吊装模板时不得使用吊钩，一律使用卡环，防止模板脱钩，发生危险）四.侧模后桁架安装 将侧模后桁架吊起，使后桁架的连接板对正侧模的桁架，对正后将其焊接，每一个单个桁架安装时只是先将两头的相关桁架焊接，就可接着安装下一相连的桁架，剩下的中间部分的桁架连接可以单独焊接了，连接中可使用导链等工具将桁架连接板拽到一起，侧模后桁架的连接很简单，但一定要焊接牢固。五.安装上侧模背楞 先要将上侧模调节丝杆调节到图纸规定的安装尺寸，然后将上侧模背楞吊起使上侧模背楞的连接孔与下侧模背楞连接孔对正，用背楞销轴将其连销轴接起来，同时用开口销轴将背楞销轴锁住，然后将背楞吊起超过调节丝杆的高度，将调节丝杆放到图纸所示位置，将调节丝杆同上侧模背楞及支撑桁架焊接固定，依次完成上侧模背楞的安装，安装中要注意上侧模调节丝杆一定要位置正确，不得歪斜，防止受力后丝杆变形。六.安装上侧模 从中心开始，找出中心点，将中心位置的板吊装到位，用螺栓将其同下侧模连接牢固，并将拼缝及面板错台调整合格。然后将其它模板一次性依次吊装到位，吊装时要将上侧模同下侧模连接的板边贴严，这样就不用二次吊装了。七.侧模平台安装 将侧模平台按顺序依次吊装到位用电焊将平台同上侧模焊接。八.侧模护栏及爬梯和水平支撑安装与焊接 侧模平台安装完成后要及时将侧模护栏焊接到平台上，起到安全防护的作用，安装中要注意护栏整体要平直，如护栏有弯曲变形现象，安装前一定要先校正，护栏安装要求平直，并且焊接牢固。将爬梯吊起根据现场情况安装并焊接牢固，一般在侧面或正对梁端头的方向，注意要考虑让开布料机的混泥土底座空间。 水平剪力撑的焊接一定要牢固，先将连接板焊在桁架上，点焊时连接板位置一定要正，同桁架平行，不得歪斜要保证焊接长度一致。九.端模安装 安装前要将端模下侧的单块模板先吊到底模上，查看端模下侧板同底模连接的边是否直，是否同底模连接严密，根据图纸所示，将端模拼成一个整体。将组装好的端模整体吊装到底模上，将下侧的中心线同底模上的中心线对正，然后将端模面板同侧模模板的边靠紧后，根据端模上已经打好的孔的位置先用气割在侧模边框上割出每侧不少于三个孔的对应孔位，然后用螺栓将端模同边框连接起来。十.角模安装角模安装完成后要用经过检定的长尺检验梁宽是否符合标准，梁宽可以加2-3毫米，不可以减。角模的安装一是要求整体直，二是要角度合适。经过复检后，将角模用电焊固定在上侧模上。十一.整平机轨道安装 梁宽角模固定后，将整平机轨道吊到对应的位置上，整平机的轨道也是同底模一样是有反拱的，且拱度相同，首先要根据整平机轨道的尺寸以梁宽角模为基准返出轨道的距离，挂上鱼线以保证轨道的直线度。以起拱点的数值用水平仪测出拱度数值并以垫铁片的方法将轨道调整好，轨道接头要平滑不得有错台或扭曲。安装完成后还要复检，保证宽度及拱度。 此流程不作为最后安装依据，售后服务人员根据现场实际情况安装！设 计 说 明一 有碴变无碴所更换的部件 有碴梁（梁宽12.6米）变无碴梁（梁宽12米），最直接的就是梁宽的变化，且由蓝图可知是由于左右梁翼缩进300mm而导致梁宽减小，故影响外模变化而又必须改动的部位有：上角模和端模二 有碴变无碴变换方法 大箱梁的上侧模按有碴梁的模板规格制作，当有碴梁打完以后，不用再另换。只要把有碴梁的上角模（与上侧模为螺栓连接）拆除掉，另换一套无碴梁的上角模即可（此时其规格由原来的高度H=254mm变为H=284mm）。然后再从梁中心线向左右两边对称反6m调整好无碴梁的梁宽，开始装端模。 无碴梁的端模安装，只需将有碴梁端模的上顶板（即端模模板1）拆除，按照端包侧对应端包侧，侧包端对应侧包端的原则，把无碴梁宽的端模上顶板（即端模模板1）安装上即可。 当上述两项工作完成后，再进行无碴梁的下一步施工。三.其他 其他部件有碴无碴通用，均无需改变。