大型钢模计算

大型钢模在舟山中远1#、2#船坞工程中的应用

[摘 要] 本文经过舟山中远1#

、2#

船坞工程实际施工采用的大钢模，对大钢模进行详细的受力计算，通过实际施工效果，论述了船坞工程施工中，采用大钢模既可以明显改善坞壁表观质量，又可以加快施工速度，使船坞工程“又好又快”地进行施工。 [关键词] 船坞 大钢模 表观质量

前言

随着近几年国内修、造船业全面发展的大潮，船坞工程如雨后春笋，大连、舟山、广州等各地争先修建船坞。

在干船坞的修建中，一般包括基坑开挖、混凝土结构施工、设备安装等几大项内容，以混凝土结构施工工期的压缩最易于压缩总工期，为了如期投产，混凝土结构施工工期往往受到压缩，而传统工艺船坞坞壁混凝土结构施工采用木模板，刚度不够且拼装不易控制、边角易损坏，造成了很多船坞工程混凝土表观质量较差，坞壁垂直度不足、表面蜂窝、麻面、底脚烂根等问题较多。

在中远船务工程集团有限公司舟山分公司一、二号船坞工程中，我们在坞壁混凝土结构施工中采用大钢模工艺，在工期紧张的同时，保证了坞壁混凝土结构的质量。

大钢模现浇混凝土施工，是目前刚刚开始兴起的新工艺，大大提高了施工效率、外观平整度，且缩短了工期，克服了现浇混凝土墙壁模板支护中和混凝土浇筑时出现的胀模、尺寸偏差等问题。

一、坞壁结构分析

坞墙每分段20m ，底标高10.85m -，顶标高0.50m +，坞墙高11.35m ，厚40cm ；坞墙是在岩壁基础上施工的混凝土衬砌结构，岩壁上布设锚杆, 1.5m 1.5m ⨯间距梅花形布置，锚杆锚入完整基岩2.5m ，实际抗拔力超过10吨。

二、坞壁结构模板分析

坞壁高度11.35米，每段混凝土设计方量为：3

8.904.035.1120m =⨯⨯，坞壁混凝土结构施工时是单面立模，由于坞壁基岩超宽，每段混凝土方量约有3

250m

，充分考虑其有

利受力高度、混凝土浇灌能力、混凝土浇筑过程振捣有效深度、模板安装加固施工方便等因素，坞壁采用分层成模浇筑，每段坞壁分三层，第一层高度为4.05m ，混凝土方量约为3

90m ，

第二层高度为3.66m ，混凝土方量约为3

80m

，第三层高度为3.64m ，混凝土方量约为

3

80m

。

考虑汽车吊起重吊装能力、模板安装施工方便等因素，每层模板分成三块，中间长度6.6m ，模板重量约为4.4t ，两端长度6.7m ，模板重量约为4.55t ，可以使用16T 汽车吊

进行吊装。为了充分利用基岩壁上已施工并达到强度要求的锚杆，模板拉杆洞根据锚杆位置布置。

坞壁结构第一层施工时预埋台型螺帽，混凝土浇筑后拆摸，在台型螺帽安装三角架支撑，为顶上一层结构施工立模时提供模板支撑点。顶上一层结构施工立模应考虑已浇混凝土的强度，强度达到要求方可以三角架作为支撑进行立模。

三、模板设计

以长度6.7m 单块模板作为设计示意，分为板层、内楞、桁架、外楞四部分。

1．板层设计

板层采用6m m =δ钢板，纵向、横向采用宽70m m 、4m m =δ的长条钢板作为加强肋板，加强肋板间距300m m

重量计算：

○

1. 板层：kg 12787850006.005.47.6=⨯⨯⨯ ○

2. 纵向加强肋板：kg 339785023004.007.07.6=⨯⨯⨯⨯ ○

3. 横向加强肋板：kg 134********

4.007.00

5.4=⨯⨯⨯⨯ 板层重量汇总：kg 17511343391278=++

2．内楞设计

纵内楞采用双榀[8槽钢，横内楞采用单榀[8槽钢，单块模板与模板之间连接使用700m m L =的[8槽钢，使用高强螺栓进行连接。

重量计算：

○

1. 纵内楞：kg m kg m 754/04.87.627=⨯⨯⨯ ○

2. 横内楞：kg m kg m 488/04.805.415=⨯⨯ ○

3. 连接件：kg m kg m 23/0

4.87.04=⨯⨯ 内楞重量汇总：kg 126523488754=++

3．桁架设计

桁架杆件采用463⨯∠角钢 重量计算：

○

1.463⨯∠角钢：kg m kg m 69/907.3)1085.027.0136.0(=⨯⨯+⨯+⨯ ○

2.[8槽钢：kg m kg m 108/04.87.62=⨯⨯ ○

3.

4m m =δ连接钢板：

kg 64.31}221.01.011]1.02)263.0063.0{[(=⨯⨯÷⨯+⨯⨯÷+

单个桁架重量汇总：kg 183610869=++ 共3个桁架，总重量：kg kg 5493183=⨯

4．外楞设计

使用双榀[12槽钢作为外楞，间距750m m 布置。 重量计算：

[12槽钢：kg m kg m 980/37.12)1525.4315.5(=⨯⨯+⨯

5．单块钢模重量计算

kg kg kg kg kg 454598054912651751=+++

四、模板验算

取大钢模的最大侧压力2

/50m kN F =

1、面板验算 （1）、强度验算

选取面板区格中三面固结、一面简支的最不利受力板格进行计算。

642.0350

225==x

y l l ，查表得到0762.00-=x

M K ，097.00-=y

M K ，0175.0=x M K ，

0412.0=y M K ，00365.0=w K 。

取1mm 宽的板条作为计算单元，荷载为：

mm N mm mm

N mm m kN q /05.01/05.01/502

2

=⨯=⨯=

求支座弯矩

mm N ql K M

x M x

x

∙-=⨯⨯-==7.466350

05.00762.02

20

mm N ql K M

y M y

y

∙-=⨯⨯-==5.245225

05.0097.02

000

面板的截面抵抗矩3

2

2

66

16

16

1mm bh

W =⨯⨯=

=

，即应力：