盖梁模板施工方案及设计计算.docx

盖梁模板施工方案及设计计算.docx

《盖梁模板施工方案及设计计算.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《盖梁模板施工方案及设计计算.docx（32页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

盖梁模板施工方案及设计计算

一、工程概况

二、编制依据

三、模板计算

3.1梁截面及有关构造图

3.2参数信息

3.3梁侧模板荷载计算

3.4梁侧模板面板计算

3.5梁侧模次楞计算

3.6侧模主楞计算

3.7穿墙螺栓的计算

3.8梁底模面板计算

3.9梁底横梁计算

3.10梁底纵梁计算

3.11抱箍架计算

四、模板安装

4.1一般要求

4.2模板组拼

4.3模板定位

4.4模板支设

五、模板质量保证措施

六、模板拆除

七、安全文明施工措施

八、事故应急救援预案

九、附图

一、工程概况

本工程为××路C标，工程范围内有5#桥、6#桥两座桥梁，桥梁上部结构采用三跨一联预应力钢筋砼简支空心板梁，5#桥8m+8m+8m=24m、6#桥8m+10m+8m=26m，桥面宽度为52.62m。

下部结构采用桩接盖梁（桥台），φ1.0m的钻孔灌注桩基础。

墩台盖梁为矩形普通钢筋砼结构，每个桥墩盖梁在机非分隔带沉降缝处断开，分成三段。

模板方案主要为盖梁模板设计方案，并以梁断面b=1.3m、h=1.0m为典型断面进行模板体系计算。

二、编制依据

1、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006版）；

2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002；

3、《混凝土施工及验收规范》GB50204-2002；

4、《钢结构设计规范》GB50017-2003；

5、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008；

6、《城市桥梁工程施工及质量验收规范》（CJJ2-2008）；

三、模板计算

3.1梁截面及有关构造图（见附图3.1-1～4）

3.2参数信息

1、模板支撑及构造参数

梁截面宽度B（m）：

1.30；梁截面高度D（m）：

1.00；

模板支撑传力体系：

梁模面板--次楞（横梁）--主楞（纵梁）--抱箍架；

2、荷载参数

新浇混凝土重力密度（kN/m3）：

24.00；模板自重（kN/m2）：

0.35；钢筋自重（kN/m3）：

1.50；

新浇混凝土侧压力标准值（kN/m2）：

17.0；振捣混凝土对梁底模板荷载（kN/m2）：

2.0；

振捣混凝土对梁侧模板荷载（kN/m2）：

4.0；施工荷载（kN/m2）：

4.0；

3、材料参数

木材品种：

杉木；木材弹性模量E（N/mm2）：

9000.0；

木材抗弯强度设计值fm（N/mm2）：

15.0；木材抗剪强度设计值fv（N/mm2）：

1.4；

面板材质：

胶合面板；面板厚度（mm）：

18.0；

面板弹性模量E（N/mm2）：

6000.0；面板抗弯强度设计值fm（N/mm2）：

13.0；

4、梁底模板参数

梁底横向支撑截面类型：

木方:

100×100mm；梁底纵向支撑截面类型：

22b号工字钢；

梁底横向支撑间隔距离（mm）：

200.0；

5、梁侧模板参数

次楞间距（mm）：

400；

穿梁螺栓直径（mm）：

M12；穿梁螺栓水平间距（mm）：

400；

主楞到梁底距离依次是：

200mm，800mm；

主楞材料：

圆钢管；

直径（mm）：

48.00；壁厚（mm）：

3.00；

主楞合并根数：

2；

次楞材料：

木方；

宽度（mm）：

80.00；高度（mm）：

100.00；

3.3梁侧模板荷载计算

按《模板技术规范》，新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列公式计算，并取其中的较小值:

F=0.22γtβ1β2V1/2

F=γH

其中γ--混凝土的重力密度，取24.000kN/m3；

t--新浇混凝土的初凝时间，取2.000h；

T--混凝土的入模温度，取20.000℃；

V--混凝土的浇筑速度，取2.500m/h；

H--混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度，取1.000m；

β1--外加剂影响修正系数，取1.200；

β2--混凝土坍落度影响修正系数，取0.850。

分别计算得17.031kN/m2、24.000kN/m2，取较小值17.031kN/m2作为本工程计算荷载。

3.4梁侧模板面板的计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。

强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和振捣混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。

面板计算简图（单位：

mm）

1、强度计算

材料抗弯强度验算公式如下:

σ＝M/W

其中，W--面板的净截面抵抗矩，W=100×1.8×1.8/6=54cm3；

M--面板的最大弯矩（N·mm）；

σ--面板的弯曲应力计算值（N/mm2）；

[f]--面板的抗弯强度设计值（N/mm2）；

按照均布活荷载最不利布置下的三跨连续梁计算：

Mmax=0.1q1l2+0.117q2l2

其中，q--作用在模板上的侧压力，包括：

新浇混凝土侧压力设计值:

q1=1.2×1×17.03×0.9=18.393kN/m；

振捣混凝土荷载设计值:

q2=1.4×1×4×0.9=5.04kN/m；

计算跨度:

l=400mm；

面板的最大弯矩M=0.1×18.393×4002+0.117×5.04×4002=3.89×105N·mm；

面板的最大支座反力为：

N=1.1q1l+1.2q2l=1.1×18.393×0.4+1.2×5.04×0.4=10.512kN；

经计算得到，面板的受弯应力计算值:

σ=3.89×105/5.40×104=7.2N/mm2；

面板的抗弯强度设计值:

[f]=13N/mm2；

面板的受弯应力计算值σ=7.2N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2，满足要求！

2、挠度验算

ν=0.677ql4/（100EI）≤l/250

q--作用在模板上的新浇筑混凝土侧压力线荷载设计值:

q=18.393N/mm；

l--计算跨度:

l=400mm；

E--面板材质的弹性模量:

E=6000N/mm2；

I--面板的截面惯性矩:

I=100×1.8×1.8×1.8/12=48.6cm4；

面板的最大挠度计算值:

ν=0.677×18.393×4004/（100×6000×4.86×105）=1.093mm；

面板的最大容许挠度值:

[ν]=l/250=400/250=1.6mm；

面板的最大挠度计算值ν=1.093mm小于面板的最大容许挠度值[ν]=1.6mm，满足要求！

3.5梁侧模板次楞计算

次楞直接承受模板传递的荷载，按照均布荷载作用下的简支梁计算。

次楞均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到：

q=10.512/（1.000-0.000）=10.512kN/m

本工程中，次楞采用木方，宽度80mm，高度100mm，截面惯性矩I，截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:

W=1×8×10×10/6=133.33cm3；

I=1×8×10×10×10/12=666.67cm4；

E=9000.00N/mm2；

计算简图

剪力图（kN）

弯矩图（kN·m）

变形图（mm）

经过计算得到最大弯矩M=0.244kN·m，最大支座反力R=5.256kN，最大变形ν=0.138mm

1、次楞强度验算

强度验算计算公式如下:

σ=M/W<[f]

经计算得到，次楞的最大受弯应力计算值σ=2.44×105/1.33×105=1.8N/mm2；

次楞的抗弯强度设计值:

[f]=11N/mm2；

次楞最大受弯应力计算值σ=1.8N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值[f]=11N/mm2，满足要求！

2、次楞的挠度验算

次楞的最大容许挠度值:

[ν]=600/400=1.5mm；

次楞的最大挠度计算值ν=0.138mm小于次楞的最大容许挠度值[ν]=1.5mm，满足要求！

3.6侧模主楞计算

主楞承受次楞传递的集中力，取次楞的最大支座力5.256kN,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。

本工程中，主楞采用圆钢管，直径48mm，壁厚3mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=2×4.493=8.99cm3；

I=2×10.783=21.57cm4；

E=206000.00N/mm2；

主楞计算简图

主楞计算剪力图（kN）

主楞计算弯矩图（kN·m）

主楞计算变形图（mm）

经过计算得到最大弯矩M=0.368kN·m，最大支座反力R=6.044kN，最大变形ν=0.088mm

1、主楞抗弯强度验算

σ=M/W<[f]

经计算得到，主楞的受弯应力计算值:

σ=3.68×105/8.99×103=40.9N/mm2；主楞的抗弯强度设计值:

[f]=205N/mm2；

主楞的受弯应力计算值σ=40.9N/mm2小于主楞的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

2、主楞的挠度验算

根据连续梁计算得到主楞的最大挠度为0.088mm

主楞的最大容许挠度值:

[ν]=400/400=1mm；

主楞的最大挠度计算值ν=0.088mm小于主楞的最大容许挠度值[ν]=1mm，满足要求！

3.7穿梁螺栓的计算

验算公式如下:

N<[N]=f×A

其中N--穿梁螺栓所受的拉力；

A--穿梁螺栓有效面积（mm2）；

f--穿梁螺栓的抗拉强度设计值，取170N/mm2；

穿梁螺栓型号:

M12；查表得：

穿梁螺栓有效直径:

9.85mm；

穿梁螺栓有效面积:

A=76mm2；

穿梁螺栓所受的最大拉力:

N=6.044kN。

穿梁螺栓最大容许拉力值:

[N]=170×76/1000=12.92kN；

穿梁螺栓所受的最大拉力N=6.044kN小于穿梁螺栓最大容许拉力值[N]=12.92kN，满足要求！

3.8梁底模面板计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。

计算的原则是按照模板底支撑的间距和模板面的大小,按支撑在底撑上的三跨连续梁计算。

强度验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。

1、抗弯强度验算

计算公式如下:

M=0.1ql2

其中，M--面板计算最大弯矩（N·mm）；

l--计算跨度（梁底支撑间距）:

l=200.000mm；

q--作用在模板上的压力线荷载，它包括:

新浇混凝土及钢筋荷载设计值（kN/m）：

q1:

1.2×（24+1.5）×1×1.3×0.9=35.802kN/m；

模板结构自重荷载（kN/m）：

q2:

1.2×0.35×1.3×0.9=0.491kN/m

施工与振捣混凝土时产生的荷载（kN/m）：

q3:

1.4×（4+2）×1.3×0.9=9.828kN/m；

q=q1+q2+q3=35.802+0.491+9.828=46.121kN/m；

面板的最大弯矩：

M=0.1×46.121×2002=184485.6N·mm；

按以下公式进行面板抗弯强度验算：

σ=M/W

其中，σ--面板承受的应力（N/mm2）；

M--面板计算最大弯矩（N·mm）；

W--面板的截面抵抗矩

W=bh2/6

b:

面板截面宽度，h:

面板截面厚度；

W=1.300×103×18.0002/6=70200.000mm3；

f--面板截面的抗弯强度设计值（N/mm2）；f=13.000N/mm2；

面板截面的最大应力计算值：

σ=M/W=184485.600/70200.000=2.628N/mm2；

面板截面的最大应力计算值:

σ=2.628N/mm2小于面板截面的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2，满足要求！

2、挠度验算

刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。

最大挠度计算公式如下:

ν=0.677ql4/（100EI）≤[ν]=l/250

其中，q--作用在模板上的压力线荷载:

q=（（24.0+1.50）×1.000+0.35）×1.30=33.61N/mm；

l--计算跨度（梁底支撑间距）:

l=200.00mm；

E--面板的弹性模量:

E=6000.0N/mm2；

I--面板的截面惯性矩:

I=130.000×1.8003/12=63.180cm4；

面板的最大允许挠度值:

[ν]=200/250=0.8mm；

面板的最大挠度计算值:

ν=0.677×33.605×2004/（100×6000×6.32×105）=0.095mm；

面板的最大挠度计算值:

ν=0.095mm小于面板的最大允许挠度值:

[ν]=0.8mm，满足要求！

3.9梁底横梁计算

本工程梁底横向支撑采用木方:

100×100mm。

强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。

1、荷载的计算：

（1）钢筋混凝土梁自重（kN/m）：

q1=（24+1.5）×1×0.2=5.1kN/m；

（2）模板的自重荷载（kN/m）：

q2=0.35×（2×1+1.3）/1.3×0.2=0.178kN/m

（3）施工与振捣混凝土时产生的荷载（kN/m）：

经计算得到，活荷载标准值

P1=（4+2）×0.2=1.2kN/m；

恒荷载设计值：

q=1.2×5.1×0.9+1.2×0.178×0.9=5.7kN/m；

活荷载设计值：

P=1.4×1.2×0.9=1.512kN/m；

线荷载设计值：

q=5.7+1.512=7.212kN/m；

梁底横梁计算简图（kN/m）

剪力图（kN）

弯矩图（kN·m）

变形图（mm）

横向支撑的支座力N1=N2=4.688kN；

横向支撑杆最大弯矩值为M=2.17kN·m；

横向支撑的最大受弯应力计算值：

σ=2.166×106/166666.67=13N/mm2；

截面抗剪强度必须满足：

τ=3V/（2bh0）≤fv

梁底横向支撑受剪应力计算值τ=3×4.688×103/（2×100.000×100.000）=0.703N/mm2；

横向支撑的最大挠度：

ν=7.862mm；

横向支撑的允许挠度:

[ν]=1600.000/250=6.400mm；

横向支撑的最大应力计算值12.995N/mm2小于横向支撑的抗弯强度设计值[f]=15.000N/mm2，满足要求！

横向支撑的受剪应力计算值0.703N/mm2小于抗剪强度设计值[τ]=1.400N/mm2，满足要求！

横向支撑的最大挠度ν=5.487mm小于最大允许挠度[ν]=6.400mm，满足要求！

3.10梁底纵梁计算

本工程梁底纵向支撑采用22b号工字钢。

强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。

1、荷载的计算：

（1）钢筋混凝土梁自重（kN）：

P1=（24+1.5）×1×1.3×0.2/2=3.315kN；

（2）模板的自重荷载（kN）：

P2=0.35×（2×1+1.3）×0.2/2=0.115kN

（3）施工与振捣混凝土时产生的荷载（kN）：

经计算得到，活荷载标准值

P3=（4+2）×1.3×0.2/2=0.78kN；

经计算得到，活荷载标准值

集中荷载设计值：

P=1.2×（3.315+0.116）+1.4×0.780=5.209kN；

2、抗弯强度及挠度验算：

梁底纵向支撑，按集中荷载三跨连续梁计算：

梁底纵向支撑计算简图（kN）

梁底纵向支撑梁剪力图（kN）

梁底纵向支撑梁弯矩图（kN·m）

梁底纵向支撑梁变形图（mm）

最大弯矩：

M=16.295kN·m

最大剪力：

V=77.875kN

最大变形（挠度）：

ν＝0.954mm

按以下公式进行梁底纵向支撑抗弯强度验算：

σ=M/W

其中，σ--梁底纵向支撑承受的应力（N/mm2）；

M--梁底纵向支撑计算最大弯矩（N·mm）；

W--梁底纵向支撑的截面抵抗矩:

截面抵抗矩W=325000mm3；

[f]--梁底纵向支撑截面的抗弯强度设计值（N/mm2）[f]=215.000N/mm2；

[w]--最大容许挠度（mm）[w]=4400.000/250=10.000mm；

梁底纵向支撑截面的最大应力计算值：

σ=M/W=16.295×106/325000.000=50.140N/mm2

梁底纵向支撑的最大应力计算值50.14N/mm2小于梁底纵向支撑抗弯强度设计值215N/mm2，满足要求！

梁底纵向支撑的最大挠度计算值:

ν=0.954mm小于梁底纵向支撑的最大允许挠度[ν]=10mm，满足要求！

3、抗剪强度验算

截面抗剪强度必须满足:

τ=V[b×h02-（b-δ）h2]/（8IZδ）≤fv

IZ--工字钢的惯性矩，3570cm4；

δ--工字钢的腹板厚度，9.5mm；

b--工字钢的翼缘宽度，112mm；

h0--工字钢高度，220mm；

h--工字钢腹板高度，195.4mm；

梁底横向支撑受剪应力计算值T=77.875×103×[112×2202-（112-9.5）×195.42]/（8×3570×104×9.5）=43.263N/mm2；

梁底纵向支撑抗剪强度设计值[fv]=125.000N/mm2；

梁底纵向支撑的受剪应力计算值43.263N/mm2小于梁底纵向支撑抗剪强度设计值125N/mm2，满足要求！

3.11抱箍架计算

1、荷载计算

静荷载标准值包括以下内容：

（1）模板纵梁自重产生的轴向力NGK1（kN）

纵梁工字钢自重合计NGk1=31.1×4.6×2×10=2.86KN。

（2）加固杆、操作架和附件等产生的轴向力NGK2（kN）

脚手架加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力合计NGk2取1.5kN；

（3）梁钢筋混凝土、模板及梁底支撑等产生的轴向力NGK3（kN）

1）钢筋混凝土梁自重（kN）：

（24.000+1.500）×1.300×1.000×4.6=152.49kN；

2）模板的自重荷载（kN）：

0.350×（2×1.000+1.300）×4.6=5.313kN；

经计算得到，梁钢筋混凝土、模板及梁底支撑等产生的轴向力合计NGk3=152.49+5.313=157.803kN；

静荷载标准值总计为NG=NGK1+NGK2+NGk3=162.16kN；

活荷载计算标准值

施工与振捣混凝土时产生的荷载（kN）：

经计算得到，活荷载标准值

NQ=（4.000+2.000）×1.300×4.6=35.88kN；

按每个墩柱设1个抱箍架支承上部荷载，由上面的计算可知：

支座反力R=1.2NG+1.4NQ=1.2×162.16+1.4×35.88=244.824kN；

以R为抱箍架需要承受的竖向压力进行计算，该值即为1个抱箍架需产生的摩擦力。

2、抱箍架受力计算

（1）螺栓轴向受拉计算

在砼与钢之间设一层土工布（厚度4mm），抱箍产生的轴向压力F计算如下：

由R=μ×S×F得

F=R/（μ*S）

式中，µ为土工布与钢之间的摩擦系数，取=0.3；

S为抱箍环向接触面积，S=0.3×1×3.14=0.942m2；

则F=244.824/0.3/0.942=866.33kN；

抱箍的压力作用由8根M20的螺栓的拉力产生，即每根螺栓拉力为N=F/8=866.33kN/8=108kN＜

=0.8×155=124KN（钢结构设计规范表7.2.2-2中M20、10.9级高强螺栓取值），故高强螺栓满足强度要求。

（2）求螺栓需要的扭紧力矩M

1）由螺帽压力产生的反力矩M1=μN1×L1

μ=0.15钢与钢之间的摩擦系数

L1=0.015力臂

M1=0.15×86.63×0.015=0.195KN.m

2）M2为螺栓爬升角产生的反力矩，升角为10°

M2=µ×Ncos10°×L2+Nsin10°×L2

式中L2=0.011（L2为力臂）

M2=0.15×86.63×cos10°×0.011+86.63×sin10°×0.011=0.305KN·m

M=M1+M2=0.195+0.305=0.5KN·m=50kg·m

所以要求螺栓的扭紧力矩M≥50kg·m

（3）抱箍环的应力计算：

1）抱箍环拉应力

拉力F=866.43KN

抱箍环采用面板δ15mm的钢板，抱箍高度为0.30m。

则抱箍环的环向受拉截面积：

S=0.015×0.3=0.0045m2；

σ=F/S=866.43×103/0.0045=192MPa＜[σ]=215MPa（模板规范表A.1.1-1取值），满足要求。

2）抱箍环剪应力

=R/（2S）

=244.43/（2×0.0045）

=27MPa＜fv=125MPa（模板规范表A.1.1-1取值）；

满足强度要求

4、模板安装

4.1模板安装的一般要求

1、模板安装顺序。

搭设和调平模板支架→按标高铺梁底模板→拉线找直→绑扎梁钢筋→安装垫块→梁两侧模板→调整模板。

2、技术要点。

按设计要求起拱，并注意梁的侧模包住底模，下面龙骨包住侧模。

4.2模板组拼

模板组装要严格按照模板配板图尺寸拼装成整体，模板在现场拼装时，要控制好相邻板面之间拼缝，两板接头处要加设卡子，以防漏浆，拼装完成后用钢丝把模板和竖向钢管绑扎牢固，以保持模板的整体性。

4.3模板定位

首先根据已知轴线点引测桥梁的主轴线的控制线，并以该控制线为起点，引出每道梁的轴线，根据轴线与施工图找出模板的内线、边线以及外侧控制线，施工前三线必须到位，以便于模板的安装和校正。

4.4模板的支设

模板支设前，不得有积水、杂物，并将施工缝表面浮浆剔除，用水冲净。

所有内侧模板必须刷油性脱模剂。

五、模板质量保证措施

5.1进场模板质量标准

1、技术性能必须符合相关质量标准。

2、外观质量检查标准（通过观察检验）

任意部位不得有腐朽、霉斑、鼓泡。

不得有板边缺损、起毛。

每平方米单板脱胶不大于0.001m2。

每平方米污染面积不大于0.005m2。

3、规格尺寸标准

厚度检测方法：

用钢卷尺在距板边20mm处，长短边分别测3点、1点，取8点平均值；各测点与平均值差为偏差。

长、宽检测方法：

用钢卷尺在距板边100mm处分别测量每张板长、宽各2点，取平均值。

对角线差检测方法：

用钢卷尺测量两对角线之差。

翘曲度检测方法：

用钢直尺量对角线长度，并用楔形塞尺（或钢卷尺）量钢直尺与板面间最大弦高，后者与前者的比值为翘曲度。

5.2模板安装质量要求

必须符合《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2002）及《城市桥梁工程施工及质量验收规范》（CJJ2-2008