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6X30m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150cmX宽120cm,长边607653cm,方量为7.46m2X 1.5m=11.2 m3,重量11.2 X2.5=28T。内含钢筋丄22 （506.9kg） + 丄 12 （180.9kg） +Q 10 （175.2kg） =863kg。所以系梁总重量为 M=28 X 103+863-8637850 X 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、施工荷载一底模板一分配梁一主梁一穿心棒一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Y = （392+739+1109+200） X 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一一采用内部振捣器时，可以按下面两式计算取小值F=0.22y ctB 卫 严 F=y H c式中F新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（KN/m2）Y c混凝土的重度，在此取24 （KN/m3）一t0新浇筑混凝土的初凝时间（h），可按实测确定。当缺乏资料时可米用200/ （T温度+15）计算。（系梁施工时平均温度为20C，则200三（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=10三7.46=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1.5mB 1外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0;掺缓凝剂时取1.2B 2混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于30mm时，取0.85； 5090mm时，取1.0；110150mm 时，取 1.15由式计算：F=0.22X 24 X 5.7 X 1.0 X 1.15 X 1.342=40.06 KN/m2F=24X 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/Y c =36三24=1.5 m7）倾倒混凝土时产生的荷载标准值见下表倾倒混凝土时产生的水平荷载标准值（KN/m2）向模板内供料方法水平荷载溜槽、串筒或导管2容积小于0.2m3的运输器具2容积0.2m30.8m3的运输器具4容积大于0.8m3的运输器具6在此取 2 KN/m2。（ 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 模板及支架分项系数表：项次荷载类别分项系数Y i1模板及支架自重1.22新浇筑混凝土自重3钢筋自重4施工人员及施工设备荷载1.45振捣混凝土时产生的荷载6新浇筑混凝土对模板侧压力1.27倾倒混凝土时产生的荷载1.4（ 3）荷载折减系数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类别及编号荷载名称类别编号模板结构自重恒载新浇筑混凝土自重恒载钢筋自重恒载施工人员及施工设备荷载活载振捣混凝土时产生的荷载活载新浇筑混凝土对模板产生的侧压力恒载倾倒混凝土时产生的荷载活载荷载组合项次项目荷载组合计算承载能力验算刚度1平板及薄壳的模板及支架+2梁和拱模板的地板及支架+3梁、拱、柱（边长300mm） 墙（厚W100m m）的侧面模板+4大体积结构、柱（边长300mm） 墙（厚100m m）的侧面模板+四、模板强度与刚度验算（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+=1.2X36+1.4X2.0=46 KN/m2 取板宽10mm,利用程序计算跨中最大弯矩M= 3.59 Nm,支座处最大剪力Vmax=57.5 N 受力图：均布荷载Q=460 N/m460460460460弯矩图 Mmax=3.59 N m57.5057.5057.5057.50-57.50-57.50-57.50-57.50截面抵抗矩W=bh2/6式中b板宽，取10mmh板厚，取6mmW=10X62 三 6=60 mm3面板内最大内力O = =3.59 X 1000260=59.82 N/mm2V215 N/mm2W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：T =Vmax/hb=57.52(10X6)=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W =5 M 12 三(48EI)max max=5X3.59X1000X25022(48X210000X10X63212)=0.618mm 250X 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/m3X1.5mX0.25m=9375 N/m， 46KN/mX0.25m=11.5 N/m =11.5 N/m。 max均布荷载利用程序计算跨中最大弯矩M=517.5Nm,支座处最大剪力Vmax=3450 N。强度复核正应力复核：O =M 中？w =1.25X517.5X100034800max 中 x=18.59 MpaWf=215 Mpa式中临时结构的安全系数取1 .25w 截面抵抗矩（查表选取轻槽1 0=34800mm3 ,普槽1 0=39660 mm3）x结论：满足设计及规范要求剪应力复核：T =V /ht =1.25X3450三（100X5）max w=8.625 Mpa W125 Mpa（钢材抗剪强度设计值）结论：满足规范及设计要求挠度验算：按最不利情况考虑w =5M 12 三（48EI）x max=5 X 517.5 X 1000 X 6002 -4-（48X210000 X 1740000）=0.053 mm V 600 X 1/400=1.5 mmI惯性矩（轻槽 10=1740000mm3，普槽 10=1983000 mm4）（ 3）分配梁强度验算分配梁采用2X轻槽12#普通槽钢按间距600 cm布置，主梁采用2X40a#普通槽钢按间距2m布置。荷载计算：集中荷载 F=25 KN/m3X 1.5m X 0.6m X 1.2m4 5=5.4 KN受力图： F=5.4KN弯矩图：Mmax=9450 N m剪力图： Vmax=13500N利用程序计算跨中最大弯矩M=9450Nm,支座处最大剪力V =13500 Nmax强度复核正应力计算：O =M -4-w =1.25X9450X10002100334max 中 x=117.732 Mpa W .=215 Mpa式中临时结构的安全系数取1.25W 截面抵抗矩（查表选取2X “轻槽12” 50167=100334mm3）x结论：满足设计及规范要求剪应力复核：T =V / ht =1.25X13500三（120X4.8X2）max w=14.6 Mpa W fv=125 Mpa（钢材抗剪强度设计值）结论：满足规范及设计要求挠度验算：按最不利情况考虑W =5M 12 三（48EI）x max=5X9450X1000X200022（48X210000X2X3010000）=3.115 mm V 2000X 1/400=5.0mmI惯性矩（轻槽12=3010000mm3）（ 4）主梁强度验算主梁采用2X40a#普通槽钢按间距2m布置荷载计算：受力图：弯矩图：剪力图：利用程序计算跨中最大弯矩M=173830 Nm,支座处最大剪力V =75630 Nmax强度复核正应力计算： O =M 2W =1.25X173830X100021085700max 中x=200 Mpa W fv=215 Mpa式中临时结构的安全系数取 1.25W x 截面抵抗矩（查表选取 1085700mm3）x结论：满足设计及规范要求剪应力复核： T =V / ht =1.25X756302（400X10.5）max w=22.51 Mpa W fv=125 Mpa（钢材抗剪强度设计值）结论：满足规范及设计要求挠度验算：按最不利情况考虑W =5M 12 三（48EI）x max=5X173830 X 7870 X 78702三（48 x2100000 X1983000）=19.4 mm V 7870X1/400=19.7 mm（ 5）穿心棒计算穿心棒采用直径为110mm的实心45#钢棒，钢棒单边受力P= （27.3+5+2）X9.8/4=84KN荷载计算：受力图：弯矩图：剪力图：利用程序计算，跨中最大弯矩M=60000 Nm,支座处最大剪力Vmax=84500 N。强度复核正应力复核：O =M 中？W =1.25X60000X1000三 130604max 中 x=574 Mpa W容许应力f=600 Mpa （满足规范要求）式中临时结构的安全系数取1 .25W截面抵抗矩（n d3=130604mm3）x结论满足设计及规范要求剪应力复核：T =V /A=1.25X 84500三9498.5max=11.1 Mpa W fv=125 Mpa（钢材抗剪强度设计值）挠度验算：按最不利情况考虑W =5M l2 三（48EI）ma xmax=5X60000X1000 X18002 三（48 X 2100000 X4906250）=1.3mm V18000X1/400 =4.5 mm惯性矩 I=n d4/64=7183240