圓柱鋼模板受力計算?

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墩柱施工順序:將系樑與墩柱接觸部位的混凝土進行鑿毛處理並清理乾淨→墩柱中心定位放線→墩柱鋼筋的製作及安裝→墩柱模板安裝固定→混凝土澆築→模板拆除/混凝土養生→混凝土面鑿毛處理並清理乾淨/蓋樑施工。

澆築前,施工縫面先鋪築一層高標號水泥砂漿,厚度為3~125px,以利於上下層混凝土結合。

窯溝中橋圓柱墩高度均在6m以下施工採用一次支模、一次澆築的方法。模板安裝採用汽車吊並配合在支架管頂安裝的手動葫蘆進行安裝。墩身鋼筋綁紮安裝每節主筋一般均長6.3m,主筋連線採用機械螺紋連線。

工具/原料

鋼模板、螺栓

方法/步驟

窯溝中橋最高圓柱墩高5.3m,直徑1.1m。混凝土採用汽車泵泵送入倉澆築,澆注混凝土速度3m/h,混凝土入模溫度約 25℃,採用半圓形定型鋼模板:面板採用5mm鋼板;橫肋採用厚12mm,寬100 mm的圓弧肋板,間距400mm;豎肋採用普通10#槽鋼,間距353mm。

圓柱鋼模板受力計算

墩柱模板為豎直模板,新澆的混凝土的側壓力是它的主要荷載,以窯溝中橋墩柱澆築為例:

① 墩柱倉位尺寸:1.1m×5.3m(直徑×高),混凝土澆築工程量約5m3。H為混凝土澆築層的高度(在水泥初凝時間以內,暫定3個小時)。

圓柱鋼模板受力計算

② 計算假定:施工氣溫25℃,混凝土澆築速度為3m/h。

新澆混凝土對模板側面壓力標準值,採用內部振搗器時,

1)則3÷25=0.12>0.035,有效壓頭高度 h=1.53+3.8×3÷25=1.986m

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

2)坍落度影響係數取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

取較小值59.58kPa

③ 模面板強度和剛度計算

圓弧模板在混凝土澆注時產生的側壓力有橫肋承擔,在剛度計算中與與平模板相似。

計算簡圖(單位mm)

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圓柱鋼模板受力計算

面板採用5mm鋼板;橫肋採用厚12mm,寬100 mm的圓弧肋板,間距400mm;豎肋採用普通10#槽鋼,間距353mm。

q=59.58×0.4=23.83 kN/m

考慮施工荷載

施工人員、機具重量,查《路橋施工計算手冊》荷載按2.5KN/m2 傾倒混凝土時產生的荷載取2KN/m2。振搗砼產生的荷載為2KN/m2。2者不疊加 。 則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

彎曲應力max=41kg.m÷41.75px3=245.5kg/cm2=23.77Mpa<210 Mpa

I=b*h^3/12 =353×63/12=6354mm4

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

④ 豎肋計算

計算簡圖:

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圓弧模板在混凝土澆注時產生的側壓力有橫肋承擔,在剛度計算中與與平模板相似。

計算簡圖(單位mm)

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圓柱鋼模板受力計算

豎肋採用10#槽鋼間距353 mm,因豎肋與橫肋焊接,故按兩端固定樑計算,面板與豎肋共同寬度應按353 mm計算

查《組合鋼模板技術規範》(GB50214-2001)附錄D,W=992.5000000000001px3,I=4957.5px4

q=59.58×0.353+4.5×0.353=22.62kN/m

查《路橋施工計算手冊》附表2-9,支座最大彎矩計算公式:M1=-0.1×qd2

跨中最大彎矩計算公式:M2=0.08×qd2

Mmax=0.1×22620×0.3532=218.9kg.m

彎曲應力max=218.9kg.m÷992.5000000000001px3=551.39kg/cm2=53.4Mpa<210 Mpa

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

⑤ 橫肋計算

計算簡圖:

豎肋計算

計算簡圖:

1)荷載計算:

圓弧形橫肋採用100 mm寬,10 mm厚的鋼板。間距為400 mm.將豎肋做用在橫肋上的集中荷載轉化成線性荷載

q=59.58*0.4=23.83KN/m

圓弧形橫肋端頭拉力計算依據(路橋施工計算手冊)213頁

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

2)圓弧形橫肋端頭拉力強度計算

橫肋材料為A3鋼ft=140N/mm²

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

F>T ,故橫肋抗拉強度符合要求

⑥ 法蘭抗剪承載力計算:

法蘭材料為A3鋼[τ]=85Mpa(路橋施工計算手冊787),100 mm寬,12 mm厚的鋼板孔距200mm,直徑22 mm連線螺栓為M20*60。

單孔抗剪承載力:

τ=Dлhτ=22*3.1415*12*85=70495.26N

2τ=140.99KN>T=15.49KN

故法蘭符合抗剪承載力要求

⑦ 連線螺栓強度計算

在模板連線中螺栓只承受拉力,螺栓為M20*60查(橋樑施工計算手冊)附表3-22,3-23得ft=110N/mm²螺栓內徑16.75 mm

單個連線螺栓承受拉力

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

2F=48.48KN>T=15.49KN 故螺栓抗拉承載力符合要求

根據以上計算,採用半圓形定型鋼模板:面板採用5mm鋼板;橫肋採用厚12mm,寬100 mm的圓弧肋板,間距400mm;豎肋採用普通10#槽鋼,間距353mm,滿足施工需要。

圓柱鋼模板受力計算

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