20现浇模板及支架计算书(上传)

20m现浇预应力砼简支空心板梁碗扣式钢管支架

及模板结构计算书

一、计算依据及原则：

1、JTJ 041-2000 《公路桥涵施工技术规范》； 2、JTJ 025-86 《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》 3、《路桥施工计算手册》 4、XX高速公路设计文件及图纸

5、因支架采用的是碗扣式钢管架，其纵、横间距只能按30cm为梯步进行变化，不似扣件式钢管架可根据计算结果任意采用纵、横间距，所以据以往经验先预计了纵、横向间距，然后进行验算。

二、模板与支架材料及基本尺寸拟定

1、 模板材料及基本尺寸

1）、壳板采用竹胶板做底模和侧模板，厚度δ=12mm。

2）、小棱与大棱均采用西南云杉木材，前者断面尺寸为60×80mm，后者断面尺寸为100×100mm；小棱与壳板相结合支承于大棱上，后者支承于支架顶托上；小棱间距为300mm，大棱间距为900mm，特殊情况下大、小棱的间距减小。 2、支架材料及基本尺寸拟定

1）、支架材料采用Q235碗扣式钢管架，其断面尺寸为φ48×3.0mm。 2）、钢管架有横桥向小横杆、纵桥向大横杆、竖向立杆以及纵横桥向的斜撑（剪刀撑）等四种形式。

3）、大横杆的步距为120cm，立杆（立柱）的横向间距为60cm，立杆的纵向间距为90cm，特殊情况下立杆的纵、横向间距减小(为30cm的倍数)。

4）、斜撑的间距以保证支架稳定为前提适当加密。 5）基本资料

V砼 = 26KN/m3 V木 = 5KN/m3 V架管 = 3.5Kg/m V竹胶板 = 9KN/m3 竹胶板:［σW］= 70Mpa ［τ］= 50Mpa E = 5.0×103MPa （合格品） 方木:［σW］= 11Mpa ［τ］= 1.7Mpa E =9×103MPa （杉木） 架管:（φ48×3mm） ［σa］= 140Mpa i = 1.595cm

Ao = 4.24cm2 I=1.078×10-7m4 W=4.493×10-6m3

三、空心板梁自重与实心板梁自重的比率（实心率）

纵向横向综合实心率p3=(0.7×0.9×4.8－(π×0.252+0.25×0.35)×4.3)÷(0.7×0.9×4.8)=0.59638

四、底模板的强度及挠度验算

1、作用在底模板的外力

1）、模板自重（内模估算为底板模的两倍重，内、外模合计） q1=0.012×9×3=0.33Kpa 2）、钢筋砼空心板自重

q2=26KN/m3×0.9m×0.59638×1.2 =16.75Kpa(1.2为实心率不均匀系数) 3)、施工人员、施工机具运输堆放荷载 q3=2.5KPa；

4）、倾倒砼时产生的冲击荷载 q4=2.0KPa

5）振捣砼时产生的荷载 q5=2.0KPa

每块0.6m宽的模板承受的均布荷载为(计算宽度取跨径的两倍):

q=(q1+q2+q3+q4+q5)×b=(0.33+16.75+2.5+2+2)×0.6=23.58×0.6=14.15KN/m

每块0.6m宽的模板上作用的集中力p=2.5KN 2、 模板底壳板的最大弯距为（按三跨连续梁） 1）、在均布菏载作用下

ql20.32Mmaxq===0.12735KN.m

10102）、在集中荷载作用下 MmaxP=

pl2.50.3==0.125KN.m

663、 模板底板壳板的强度验算 1）、在均布荷载下 σw q=

MmaxqW0.12735103==8.84MPa≤[σw]=70/2.5=28MPa 0.60.012262）、在集中荷载下 σwp =

MmaxpW0.125103==8.68MPa≤[σw]=28MPa 0.012264、模板底板壳板的挠度验算(按3跨连续梁计算) 竹胶板的弹性模量E=5.0×103Mpa

bh30.0123竹胶板壳板的惯性矩I===8.64×10-8m4

1212验算挠度的荷载组合按下列规定采用 q=q1+q2＝0.33+16.75=17.08KN/m2

5qbl451030.34fqmax＝==0.0025m=2.5mm≤3mm

384EI3845109108五、小棱的强度及挠度验算

小棱受均布荷载作用，如图：

小棱

1、 作用在小棱上的外力 1）、模板及小棱的自重

q1=0.33+0.06×0.08×5=0.35 Kpa 2）、钢筋砼板梁自重 q2=16.75Kpa (见前述)

3）、施工人员、施工料具运输堆放荷载 q3=2.5Kpa

4）、倾倒砼时产生的冲击荷载 q4=2.0Kpa

5）、振捣砼时产生的冲击荷载 q5=2.0Kpa

每根小棱的作用范围0.3m内产生的均布荷载为：

q=(q1+q2+q3+q4+q5) ×b=(0.35+16.75+2.5+2+2) ×0.3=23.58×0.3=7.08 KN/m

2、 小棱的最大弯矩为

ql27.0740.92Mmaxq===0.5730KN.m

10103、 小棱的最大弯应力为 σw q=

MmaxqW0.5730103==8.95MPa≤[σw]=11×1.2=13.2MPa 0.060.0826 4、小棱的挠度验算

挠度验算的荷载组合按下列规定采用

q=(q1+q2) ×b＝（0.35+16.75）×0.3=5.124KN/m

bh30.060.083I= ==2.56×10-6 m4；E=9×103Mpa

12125ql450.94900-3

fmax＝==1.9×10m=1.9mm＜=2.25mm 69384EI3842.5610910400六、大棱的强度及挠度验算

按受对称集中力简支梁计算(大棱自重忽略不计)，如图：

P小棱P大棱

1、 作用在大棱上的外力 p=7.08KN/m×0.9m=6.372KN 2、 大棱的最大弯矩为

Mmaxq=p×0.15m=6.372KN×0.15m=0.9558KN.m 3、 大棱的最大弯应力为 σw q=

MmaxqW103==5.73MPa≤[σw]=11×1.2=13.2MPa 20.100.106 4、大棱的挠度验算

bh30.100.103I= ==8.333×10-6 m4；E=9×103Mpa

12120.15pa222230.150.640.150.6=3.793al4al=fmax＝698.333109100.66EIl×10-4m=0.379mm＜

600=1.5mm 400七、钢管支架的稳定性、强度及地基承载力验算

1、作用在立杆（柱）上的荷载 N=2×P=2×6.372=12.744KN 2、立杆稳定性验算

大横杆的步距为1.2m,长细比入=l/r=1200/15.95=75,故φ=0.682,则立杆受压稳定强度允许值:[N]= φA[σ]=0.682×424×10-6×215×106=62.2KN

N=12.744KN＜[N]=62.2KN（满足要求，立杆稳定） 另一种方法，查有关手册：[N]=30KN，也满足要求。 3、立杆受压强度验算

σ =N/A=12.744×103/424×10-6=30.06 Mpa≤1.2[σ]=1.2×140=168 Mpa 4、立杆（立柱）地基承载力验算

地基下面填筑页岩垫层，上填30cm砂砾进行充分夯压处理,在其上铺宽20cm，厚5cm的木板做基础，在基础上竖碗扣式钢管架基座。其容许承压应力[σ]=0.3 Mpa，则每根立杆对地基的压力为(基底计算宽度a取木板宽度0.2m，长度b保守的取0.3m)：

N12.744103σ===0.212 Mpa＜[σ]=0.3 Mpa（满足要求）。

0.20.3ab八、预拱度的设置

1、上部构造自重及活载一半产生的竖向挠度δ1=0

l30.0610652、支架在荷载作用下的弹性压缩δ2===0.00072m=0.72mm

2.11011E其中：

σ—立杆压应力，σ=30.06Mpa； l—立杆长度，l=5m；

E—弹性模量，E=2.1×105 Mpa 3、支架在荷载作用下的非弹性压缩 δ3=3K2+2K3=3×1+2×2=7mm 其中: K2～横木纹的接头数, K2=1； K3～木料与金属的接头数, K3=2。 4、支架地基在荷载作用下的非弹性沉陷 δ4=6mm

则总预拱度=δ1+δ2+δ3+δ4=0+0.72+7+6=13.72≈14mm。

为抵消模板及支架在外力作用下产生的弹、塑性变形，故需设置向上14mm的预拱度，沿纵桥向成二次抛物线分布。其各点预拱度，应以跨中值为最高值，两端为零，曲线方程：

δx=

4XLX

L2 （架管布设按60×90×120cm执行）

XX路X合同段项目经理部

2006年10月3日