哈大客运专线模板受力计算分析.docx
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哈大客运专线模板受力计算分析
哈大客运专线中交二航局二分部
计算分析
北京奥宇模板有限公司设计部
2008.01.018
哈大客运专线中交二航局二分部
一、分析计算内容：
1、桥墩模刚度分析
2、桥墩模连接件强度分析
二、分析计算依据
1、钢结构设计规范：
GB50017-2003
2、建筑工程大模板技术规程：
JGJ74-2003
3、全钢大模板应用技术规程：
DBJ01-89-2004
4、建筑施工计算手册
三、模板设计构件规格及布置
1、面板：
δ6
2、肋：
10#
槽钢，布置间距275mm~300mm
3、边框：
扁钢100×12
4、背楞：
桁架
四、荷载分析
1、计算假定
墩柱浇注速度为2m/h；重力密度24KN/m3，坍落度10cm，混凝土入模温度10度。
假设：
混凝土的浇注速度为2m/h
混凝土的温度T=10°
外加剂影响修正系数
β1=1.2
坍落度影响修正系数
β2=1.15
混凝土的湿重度
ν=24KN/M3
混凝土的初凝时间t0可按下式求得：
t0=200/（T+15）
2、基本荷载
（1）砼最大侧压力按如下浇筑条件：
水平侧压力标准值：
F1=0.22ν×[200/（T+15）]×β1×β2×V1/2
=0.22×24×[200/（10+15）]×1.2×1.15×21/2
F1=82.5KN/M2
F2=v×H
F2=24×4=96KN/m2
水平侧压力取值F1=82.5KN/M2=0.083N/mm2
（2）因墩柱截面尺寸较大，振捣混凝土荷载、浇筑混凝土荷载均为局部荷载，在本计算书中不考虑；
（3）为了与变形计算中数据协调，荷载分项系数在结果中加入。
五、桥墩模强度、刚度验算分析
1、面板分析
（1）计算单元选取，在最大侧压力区选择1mm宽度分析：
I面=
=18（
mm4）
w面=
=6（
mm3）
（2）受力简图：
仅按平模分析基本为连续多跨，这里偏大按连续三跨分析，L=300-43=257
（3）强度分析
=0.083N/mm2×1mm=0.083N/mm
M面=0.1×
L2=0.1×0.083×2572=548.2N·mm
σ=M面/W面=548.2×1.2/6=109.64N/mm2＜［σ］=215N/mm2
（4）刚度分析
=0.083N/mm2
=
=
=0.66（mm）＜［
］=0.8mm
故面板刚度合格。
2、肋刚度分析（按两端悬臂单跨向支梁分析）
（1）基本数据
对10#槽钢
I肋=1.983×106mm4
W肋=3.966×104mm3
因背楞宽度为
b=2×58+50=166
L=1200－b=1034
m=400－
=317
（2）受力简图：
按两端肋承载宽度=300+300/2=450mm分析
=450×0.083=37.4N/㎜
（3）强度分析
肋下端为悬臂，最大弯距在下端支座处
M中跨中=
=
=3742992N·mm
σ=M肋/W肋=3742992/3.966×104=94.377N/mm2
＜［σ］=215N/mm2
（4）刚度分析
λ=
=0.31
5－24λ2=2.694
-1+6λ2+3λ3=-0.334
=
=
=0.7（㎜）＜［
］=0.7㎜
=
=
=-0.447（㎜）＜［
］=0.7㎜
故肋刚度合格。
3、边框刚度分析（也按两端悬臂单跨简支梁分析）
（1）基本数据
=
=1.0×106mm4
=200
=200×0.083=16.6（N/㎜）
（2）受力简图
（3）刚度分析
=
=
=0.646㎜＜［
］=0.7㎜
=
=
=0.39（㎜）＜［
］=0.7㎜
故边框刚度合格。
4、桁架背楞分析
（1）由于在整个2.0m高度模板中设置2榀桁架，故假定每根肋的作用了一半作用在桁架上，即受力分别为：
9.004KN、25.863KN、22.087KN、22.741KN
23.845KN、25.164KN、23.348KN
（2）计算简图：
（3）桁架杆件稳定性验算：
本计算过程中，假定施工时，未进行其他有效固定，仅将四边背楞设为整体钢片；
①不直接承受荷载的桁架弦杆（即下弦杆），最大内力杆件的内力为拉力356.458KN，弯矩为5.650KN·m，选用材料为双[12#；
a）基本数据：
对于双[12#
A=3138mm2
W=61.7×103×2=123100mm3
b）强度分析
σ=（356458/3138+5650000/123400）×1.2=191.26N/mm2
＜［σ］=215N/mm2
②直接承受荷载的桁架弦杆（即上弦杆），最大内力杆件的内力为压力390.946KN，弯矩为10.270KN·m，选用材料为双[14b#；
a）基本数据：
对于双[12#
A=4262mm2
W=87.1×103×2=174200mm3
i=53.5mm
桁架间每段弦杆长度为960mm
λ=960/53.5=17.9
查表得φ=0.976
b）强度分析
σ=[390946/（4262×0.976）+10270000/174200]×1.2
=183.527N/mm2＜［σ］=215N/mm2
④圆端背楞，最大内力杆件的内力为拉力152.016KN，弯矩为24.682KN·m，选用材料为双[18#；
a）基本数据：
对于双[18#
A=5858mm2
W=152.2×103×2=304400mm3
b）强度分析
σ=（152016/5858+24682000/304400）×1.2
=128.441N/mm2＜［σ］=215N/mm2
⑤外腹杆，最大内力杆件的内力为拉力195.526KN，选用材料为双[12#；
a）基本数据：
对于双[12#
A=3138mm2
W=123400mm3
b）强度分析
σ=195526×1.2/3138=
=74.771N/mm2＜［σ］=215N/mm2
⑥受拉内腹杆，最大内力杆件的内力为拉力212.92KN，选用材料为双L63×8；
a）基本数据：
对于双L63×8
A=1903mm2
W=7.75×103×2=15500mm3
b）强度分析
σ=212920×1.2/1903=
=134.264N/mm2＜［σ］=215N/mm2
⑦受压内腹杆，最大内力杆件的内力为拉力184.312KN，选用材料为双L63×8；
a）基本数据：
对于双L63×8
A=1903mm2
W=7.75×103×2=15500mm3
i=19mm
桁架间每段弦杆长度为960mm
λ=960/19=50.63
查表得φ=0.89
b）强度分析
σ=184312×1.2/（1903×0.89）
=130.589N/mm2＜［σ］=215N/mm2
⑧斜对拉螺栓，最大内力杆件的内力为拉力33.328KN，选用材料为高强T28螺栓；
a）基本数据：
对于高强T20螺栓
A=254.47mm2
b）强度分析
σ=33328×1.2/254.47
=157.164N/mm2＜［σ］=180N/mm2
（4）桁架整体刚度
在未进行其他防止跑模措施时，桁架最大位移点位移为21.79mm，施工方可采用模板底角加固、揽风绳拉固、脚手架适当顶撑等措施，有效防止位移；
桁架采用由中国建筑科学研究院电子计算中心研制的PMCBC软件计算，软件计算输出文件附后；
六、结论
1、按照柱墩模板设计方案所选δ6面板，10#槽钢肋，100×12扁钢边框，以及960mm高桁架背楞刚度合格，符合《全钢大模板应用技术规程》DBJ01-89-2004相关要求。
2、桥墩模选择对拉栓组件强度安全。
3、模板应用条件
（1）当t≥10ºC时砼浇注速度V≤2m/h；
（2）因施工现场其他不可预见性因素存在，建议施工时，混凝土浇注速度控制在1.5m/h以内。
4、经计算后，模板2m标准节每延米高度重量约3500Kg。
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