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圆柱钢模板受力计算

发布:2020-07-11 15:20:53 编辑:圆柱模板 标签:圆柱模板 圆柱木模板 圆模板
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                                 圆柱钢模板受力计算

墩柱施工顺序:将系梁与墩柱接触部位的混凝土进行凿毛处理并清理干净→墩柱中心定位放线→墩柱钢筋的制作及安装→墩柱模板安装固定→混凝土浇筑→模板拆除/混凝土养生→混凝土面凿毛处理并清理干净/盖梁施工。

浇筑前,施工缝面先铺筑一层高标号水泥砂浆,厚度为3~125px,以利于上下层混凝土结合。

窑沟中桥圆柱墩高度均在6m以下施工采用一次支模、一次浇筑的方法。模板安装采用汽车吊并配合在支架管顶安装的手动葫芦进行安装。墩身钢筋绑扎安装每节主筋一般均长6.3m,主筋连接采用机械螺纹连接。

工具/原料
钢模板、螺栓
 
方法/步骤1:

窑沟中桥最高圆柱墩高5.3m,直径1.1m。混凝土采用汽车泵泵送入仓浇筑,浇注混凝土速度3m/h,混凝土入模温度约 25℃,采用半圆形定型钢模板:面板采用5mm钢板;横肋采用厚12mm,宽100 mm的圆弧肋板,间距400mm;竖肋采用普通10#槽钢,间距353mm。

方法/步骤2:

墩柱模板为竖直模板,新浇的混凝土的侧压力是它的主要荷载,以窑沟中桥墩柱浇筑为例:

① 墩柱仓位尺寸:1.1m×5.3m(直径×高),混凝土浇筑工程量约5m3。H为混凝土浇筑层的高度(在水泥初凝时间以内,暂定3个小时)。

方法/步骤3:

② 计算假定:施工气温25℃,混凝土浇筑速度为3m/h。

新浇混凝土对模板侧面压力标准值,采用内部振捣器时,

1)则3÷25=0.12>0.035,有效压头高度 h=1.53+3.8×3÷25=1.986m

Pm=25kN/m3×1.986m=49.65 kN/m2=49.65kPa

2)坍落度影响系数取1.15。t0=200÷(25+15)=5

Pm=0.22×25kN/m3×5×1.2×1.15×√3=65.73 kPa

Pm=1.2×25kN/m3×1.986=59.58kPa

取较小值59.58kPa

③ 模面板强度和刚度计算

圆弧模板在混凝土浇注时产生的侧压力有横肋承担,在刚度计算中与与平模板相似。

计算简图(单位mm)

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方法/步骤4:

面板采用5mm钢板;横肋采用厚12mm,宽100 mm的圆弧肋板,间距400mm;竖肋采用普通10#槽钢,间距353mm。

q=59.58×0.4=23.83 kN/m

考虑施工荷载

施工人员、机具重量,查《路桥施工计算手册》荷载按2.5KN/m2 倾倒混凝土时产生的荷载取2KN/m2。振捣砼产生的荷载为2KN/m2。2者不叠加 。 则q=23.83 +4.5×0.4=25.63kN/m

Mmax=25630×0.42/10×0.1=41kg.m

矩形截面抵抗矩 W=bh2/6=40×0.52/6=1.67 cm3

弯曲应力max=41kg.m÷41.75px3=245.5kg/cm2=23.77Mpa<210 Mpa

I=b*h^3/12 =353×63/12=6354mm4

挠度f=(25.63×103×4004)÷(128×2.1×108×6354)=0.4mm <1.5mm

④ 竖肋计算

计算简图:

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圆弧模板在混凝土浇注时产生的侧压力有横肋承担,在刚度计算中与与平模板相似。

计算简图(单位mm)

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方法/步骤5:

竖肋采用10#槽钢间距353 mm,因竖肋与横肋焊接,故按两端固定梁计算,面板与竖肋共同宽度应按353 mm计算

查《组合钢模板技术规范》(GB50214-2001)附录D,W=992.5000000000001px3,I=4957.5px4

q=59.58×0.353+4.5×0.353=22.62kN/m

查《路桥施工计算手册》附表2-9,支座最大弯矩计算公式:M1=-0.1×qd2

跨中最大弯矩计算公式:M2=0.08×qd2

Mmax=0.1×22620×0.3532=218.9kg.m

弯曲应力max=218.9kg.m÷992.5000000000001px3=551.39kg/cm2=53.4Mpa<210 Mpa

挠度f=(22.62×103×3534)÷(128×2.1×108×198.3×104)=0.007mm <353/400=0.88mm

⑤ 横肋计算

计算简图:

竖肋计算

计算简图:

1)荷载计算:

圆弧形横肋采用100 mm宽,10 mm厚的钢板。间距为400 mm.将竖肋做用在横肋上的集中荷载转化成线性荷载

q=59.58*0.4=23.83KN/m

圆弧形横肋端头拉力计算依据(路桥施工计算手册)213页

T= qd/2=23.83*1.3/2=15.49 KN

2)圆弧形横肋端头拉力强度计算

横肋材料为A3钢ft=140N/mm²

F=ftA=140*100*10=140 KN

F>T ,故横肋抗拉强度符合要求

⑥ 法兰抗剪承载力计算:

法兰材料为A3钢[τ]=85Mpa(路桥施工计算手册787),100 mm宽,12 mm厚的钢板孔距200mm,直径22 mm连接螺栓为M20*60。

单孔抗剪承载力:

τ=Dлhτ=22*3.1415*12*85=70495.26N

2τ=140.99KN>T=15.49KN

故法兰符合抗剪承载力要求

⑦ 连接螺栓强度计算

在模板连接中螺栓只承受拉力,螺栓为M20*60查(桥梁施工计算手册)附表3-22,3-23得ft=110N/mm²螺栓内径16.75 mm

单个连接螺栓承受拉力

F= D²лft/4=16.75²*3.1415*110/4=24.24KN

2F=48.48KN>T=15.49KN 故螺栓抗拉承载力符合要求

根据以上计算,采用半圆形定型钢模板:面板采用5mm钢板;横肋采用厚12mm,宽100 mm的圆弧肋板,间距400mm;竖肋采用普通10#槽钢,间距353mm,满足施工需要。


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