盖梁系梁模板计算

盖梁、系梁模板设计计算书一、1、设计依据⑴《公路工程技术标准》（JTJ001-97）；⑵《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）；⑶《公路桥涵钢结构木结构设计规范》（JTJ025-86）。

2、设计要求混凝土施工时，模板强度和刚度满足《公路桥涵钢结构木结构设计规范》（JTJ025-86）。

二．盖梁、系梁1、侧模与端模支撑侧模为特制大钢模，面模厚度为δ6mm，肋板高为8cm，在肋板外设[12背带。

在侧模外侧采用间距为1m的[12竖带；在竖带上下各设一条Ф20的拉杆。

端模为特制大钢模，面模厚度为δ6mm，肋板高为8cm，在肋板外设[12背带。

端模外则由特制三角架背带支撑，空隙用木楔填塞。

2、底模支撑底模为特制大钢模，面模厚度为δ6mm，肋板高为8cm。

在底模下部采用间距0.4m大型工字钢作横梁，横梁长为4.5m。

盖梁悬出端底模下设三角支架支撑，三角架放在横梁上。

横梁底下设纵梁。

横梁上设钢垫块以调整盖梁底2%的横向坡度与安装误差。

与墩柱相交部位采用特制钢支架作支撑。

四．盖梁及系梁设计计算（一）侧模支撑计算1、力学模型假定砼浇筑时的侧压力由拉杆和竖带承受，Pm为砼浇筑时的侧压力，T1、T2为拉杆承受的拉力，计算图式如图4-1所示。

2、荷载计算砼浇筑时的侧压力：Pm=Kγh式中：K---外加剂影响系数，取1.2；γ---砼容重，取26kN/m3；h---有效压头高度。

砼浇筑速度v按0.3m/h，入模温度按20℃考虑。

则：v/T=0.3/20=0.015<0.035h=0.22+24.9v/T=0.22+24.9×0.015=0.6mPm= Kγh=1.2×26×0.6=19kPa图4-1 侧模支撑计算砼振捣对模板产生的侧压力按4kPa考虑。

则：Pm=19+4=23kPa盖梁长度每延米上产生的侧压力按最不利情况考虑（即砼浇筑至盖梁顶时）：P＝Pm×（H－h）+Pm×h/2=23×1.2+23×0.6/2=34.5KN3、拉杆拉力验算拉杆（φ20圆钢）间距1.0m，1.0m范围砼浇筑时的侧压力由上、下两根拉杆承受。

则有：σ=（T1+T2）/A=1.0×P/2πr2=1.0×34.5/2π×0.0082=85838kPa=86MPa<[σ]=160MPa(满足)4、竖带抗弯与挠度计算设竖带两端的拉杆为竖带支点，竖带为简支梁，梁长l0=1.9m，砼侧压力按均布荷载q0考虑。

竖带[12的弹性模量E=2.1×105MPa;惯性矩Ix=198.3cm4;抗弯模量Wx=39.7cm3q0=23×1.0=23kN/m最大弯矩：Mmax= q0l02/8=23×1.92/8=10kN·mσ= Mmax/2Wx=10/(2×39.7×10-6)=125845≈126MPa<[σw]=160MPa(满足)挠度：ƒ max= 5q0l04/384×2×EIx=5×23×1.94/(384×2×2.1×108×198.3×10 -8)=0.0047m≈[ƒ]=l0/400=1.9/400=0.0047m5、关于竖带挠度的说明在进行盖梁模板设计时已考虑砼浇筑时侧向压力的影响，侧模支撑对盖梁砼施工起稳定与加强作用，为了确保砼浇筑时变形控制在允许范围，同时考虑一定的安全储备，在竖带外设钢管斜撑。

钢管斜撑两端支撑在模板中上部与横梁上。

因此，虽然竖带的计算挠度约等于允许值，但实际上由于上述原因和措施，竖带的实际挠度会有一定的富余，能保证稳定性。

1、荷载计算（1）盖梁砼自重：G1=62.88m3×26kN/m3=1635kN（2）模板自重：G2=120kN (根据模板设计资料)（3）侧模支撑自重：G3=48×0.168×1.5+5=17kN（4）三角支架自重：G4=3×2=6kN（4）施工荷载与其它荷载：G5=15kN横梁上的总荷载：GH=G1+G2+G3+G4+G5=1635+120+17+6+15=1793kNqH=1793/16.23=110.5kN/m作用在横梁上的均布荷载为：qH’= GH’/lH=44/2.3=19kN/m(式中：lH为横梁受荷段长度，为2.3m) 2、横梁抗弯与挠度验算工型钢的弹性模量E=2.1×105MPa;惯性矩I=1127cm4;抗弯模量Wx=140.9cm3最大弯矩：Mmax= qH’lH 2/8=19×2.32/8=12.7kN·mσ= Mmax/Wx=12.7/（140.9×10-6）=90167≈90MPa<[σw]=160MPa (可)最大挠度：ƒ max= 5 qH’lH 4/384×EI=5×19×2.34/(384×2.1×108×1127×10-8)=0.0029m<[ƒ]=l0/400=2.3/400=0.0058m (满足)（三）纵梁计算(忽略纵梁自重)在横梁底部采用两根工45b型16Mn钢作为纵梁，单根纵梁长19m。

1、荷载计算（1）横梁自重：G6=4.5×0.205×31+2×13×0.205=34kN纵梁上的总荷载：GZ=G1+G2+G3+G4+G5+G6 =1635+120+17+6+15+34=1827kN纵梁所承受的荷载假定为均布荷载q：q= GZ/L=1827/16.23=113kN/m单根工45b型钢所承受的均布荷载为：q′=q/2=56.5 kN/m2、力学计算模型3、结构力学计算结构力学可知，纵梁的最大弯矩发生在梁中点：MC= q′l1(l2+ l1/2) ×{[1- l2/( l2+ l1/2)]×(1+2 l2/ l1)- ( l2+ l1/2)/ l1}/2=56.5×9.7×8.11×[(1-3.26/8.11) ×(1+6.52/9.7)-0.84]/2 =56.5×9.7×8.11×0.16/2=356KN·mσ= Mmax/Wx＝356/（1500.4×10-6）＝237MPa>[σ]=210MPa4、由以上计算结果中知，纵梁不能满足抗弯要求。

为了减少纵梁中部弯矩，在纵梁中部增加贝雷片（300cm×150cm）支撑。

从设计图纸可知，54#墩柱平均高7.7m，因此采用5层两排贝雷片，每层两排贝雷片用150cm×150cm连接片连接。

每层贝雷片纵横对中叠放，用U 型螺栓连接。

顶层加加强弦杆（高度10cm），与纵梁相交，空隙采用木楔和钢板填塞。

（1）计算支座反力RC：第一步：解除C点约束，计算悬臂端均布荷载与中间段均布荷载情况下的弯矩与挠度C点位移量：ƒc′=- q′a2(2l)2/16EIƒD′= ƒE′= (q′a3(2l)+5 q′l2)(2+a/2l)/8EIC点位移量：ƒc〃=5q′(2l)4/384EI第二步：计算C点支座反力RC作用下的弯矩与挠度ƒc=-Rc(2l)3/48EI第三步：由C点位移为零的条件计算支座反力RC由假定支座条件知:∑fc=0-Rc(2l)3/48EI- q′a2(2l)2/16EI+5q′(2l)4/384EI=0求得：Rc＝2.694 q′（2）计算支座反力RA、RB由静力平衡方程解得RA=RB=[2(l+a)-2.694] q′/2（3）弯矩图根据叠加原理，绘制均布荷载弯矩图：（4）纵梁端最大位移ƒ D= ƒ E= q′a(2l)3(6a2/(2l)2+3a3/(2l)3-1)/24EI = q′×3.3×9.73×(6×3.32/9.72+3×3.33/9.73-1)/24EI=-23.5 q′/EI5、纵梁结构强度和挠度验算（1）根据以上力学计算得知，最大弯矩出现在A、B支座，代入q′后MB=5.445 q′=5.445×56.5=308kN·mσ= Mmax/Wx=308/（1500.4×10-6）=205040≈205MPa<[σw]=210MPa (满足)（2）贝雷片支撑架的稳定性纵梁中点C的弯矩：Mc＝1.579 q′＝1.579×56.5＝90 kN·m查《公路施工手册桥涵》第923页，单排单层贝雷桁片的允许弯矩[Mo]为975 kN·m，故此支撑架能满足要求。

（3）最大挠度发生在盖梁端ƒ max=23.5 q′/EI＝23.5×56.5/(2.1×108×33759×10-8)=0.019m[ƒ]=a/400=3.3/400=0.008m（4）纵梁跨度中点挠度ƒ AC= ƒ CB=0.521×q′l4/100EI=0.521×56.5×4.854/(100×2.1×108×33759×10-8)=0.0023m[ƒ]=l/400=4.85/400=0.012m6、关于纵梁计算挠度的说明由于ƒ max>[ƒ],计算挠度不能满足要求。

计算时按最大挠度在梁端部考虑，由于盖梁悬出端的砼量较小，悬出端砼自重产生荷载也相对较小，考虑到横梁、三角支架、模板等方面刚度作用，实际上梁端部挠度要小于计算的ƒ max值。

实际施工时，可先在梁端设置多个观测点，监测施工过程中的沉降情况，据此确定是否需要预留上拱度。

如果需设置预拱度时，根据情况采取按梁端部为预留上拱度最大值，在梁端部预留2cm的上拱度并递减至墩柱部位的办法解决。

通过上述计算，以及对多个盖梁的验算证明，本标段采用盖梁抱箍法施工中，当ξ≤[ξ]时，纵梁中部不需要增加支撑。