中系梁模板设计方案

中系梁模板设计方案

一、概况：

保定至阜平（冀晋界）高速公路是河北省“五纵六横七条线”高速公路网中“第三横”的重要组成部分。我公司承建的LJ-19合同段，本标段线路长4.17km，合同工期为24个月，设计中的黑崖沟4号大桥上部为6×30m预应力T梁，下部为空心薄壁墩和圆柱。计划采用穿心棒的施工方法进行中系梁施工。

中系梁结构尺寸为高150cm×宽120cm，长边607~653cm，方量为7.46m2×1.5m=11.2 m3，重量11.2×2.5=28T。内含钢筋φ22（506.9kg）+φ12（180.9kg）+φ10（175.2kg）=863kg。

所以系梁总重量为M=28×103+863－863÷7850×2500=28588.2 kg =28.6 T。

二、设计内容：

穿心棒设计、主梁设计、分配梁设计、模板设计（主要包括选型、选材、配板）、荷载计算、结构设计和绘制施工图等。

三、荷载及荷载组合

系梁混凝土自重、施工荷载→底模板→分配梁→主梁→穿心棒→已浇筑的墩身混凝土。

1.荷载

计算模板及支架的荷载，分为荷载标准值和荷载设计值，后者应以荷载标准值乘以相应的荷载分项系数。

（1）荷载标准值

1）模板及支架自重标准值应根据设计图纸确定。

2）新浇筑混凝土自重标准值——对C30混凝土按照理论配合比计算其重度γ=（392+739+1109+200）×9.8=23.9 KN/m3。此处取普通混凝土取24KN/m3。

3）钢筋自重标准值——按设计图纸计算确定。此处系梁钢筋重量863kg。

4）施工人员及设备荷载标准值

计算模板及直接支撑模板的小楞时，对均布荷载取2.5KN/m2,另以集中荷载2.5KN再行验算，取其中较小者。

计算直接支撑小楞结构构件时，均布活载取1.5KN/m2;

计算支架立柱及其他支撑结构构件时，均布活载取1.0 KN/m2;

5）振捣混凝土时产生的荷载标准值——对水平模板可采用2.0 KN/m2;对垂直面模板可采用4.0 KN/m2（作用范围在新浇筑混凝土侧压力的有效压头高度以内）。

6）新浇筑混凝土对模板侧面的压力标准值——采用内部振捣器时，可以按下面两式计算取小值

F=0.22γc t0β1β2V1/2————————————————①

F=γc H ——————————————————————②

式中F——新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（KN/m2）

γc——混凝土的重度，在此取24（KN/m3）

t0——新浇筑混凝土的初凝时间（h），可按实测确定。当缺乏资料时可采用200/（T温度+15）计算。（系梁施工时平均温度为20℃，则200÷（30+15）=5.7 小时）

V——混凝土浇筑速度（m/h）（按单次浇筑方量7立方计算，每小时浇筑10立方，则V=10÷7.46=1.34 m/h）

H——混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的总高度（m），在此取系梁高度1.5m

β1——外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0；掺缓凝剂时取1.2

β2——混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于30mm时，取0.85；50~90mm时，取 1.0；110~150mm时，取1.15

由①式计算：F=0.22×24×5.7×1.0×1.15×1.341/2=40.06 KN/m2

F=24×1.5=36 KN/m2

按取最小值，故最大侧压力为36 KN/m2。

有效压头高度得：h=F/γc =36÷24=1.5 m

7）倾倒混凝土时产生的荷载标准值见下表

2

（2）荷载设计值

计算模板及其支架的荷载设计值，应为荷载标准值乘以相应的荷载分项系数，见下表：

1）对钢模板及其支架的设计，其荷载设计值可以按85%折减，但其截面塑性发展系数取1.0。

2）采用冷弯薄壁型钢材，由于原规范对钢材容许应力值不予提高，因此荷载设计值也不予折减，系数为1.0.

3）对模板及其支架的设计，当木材含水率小于25%时，其荷载设计值可以按90%予以折减。

4）在风荷载作用下，验算模板及其支架的稳定性时基本风压值按80%折减。

2.荷载组合荷载组合类别及编号见下表

荷载组合

（1）面板强度验算

拟采用6mm厚普通钢板作为面板，按25cm进行支垫。荷载⑥+⑦=1.2×36+1.4×2.0=46 KN/m2 取板宽10mm，利用程序计算跨中最大弯矩M= 3.59 N·m，支座处最大剪力Vmax=57.5 N

受力图：均布荷载Q=460 N/m

弯矩图Mmax=3.59 N·m

剪力图Vmax=57.5 N

截面抵抗矩W=b·h2/6

式中b——板宽，取10mm

h——板厚，取6mm

W=10×62÷6=60 mm3

面板内最大内力σ=

W

M

=3.59×1000÷60=59.82 N/mm 2＜215 N/mm 2 结论：选取厚度为6mm 的钢板，按中对中25cm 的间距支垫，满足要求。 剪应力复核：τ=Vmax/hb=57.5÷（10×6）

=0.958 Mpa ≤120 Mpa （钢板抗剪强度设计值）

结论：满足要求。

挠度验算：按最不利情况考虑

ωmax =5 M max ·l 2÷（48EI ）

=5×3.59×1000×2502÷（48×210000×10×63÷12）

=0.618mm ＜250×1/400 =0.625 mm （2）纵向背带强度验算

环向背带采用10#普通槽钢按间距25cm 布置，底模分配梁采用两根12槽钢按中对中60cm 间距支垫。

荷载计算：Q={25 KN/m 3×1.5m ×0.25m=9375 N/m ，46KN/m ×0.25m=11.5 N/m}max =11.5 N/m 。 均布荷载

受力图：Q=11500 N/m

弯矩图：Mmax=517.5 N ·m

剪力图：Vmax=3450N