进水口胸墙支撑设计技术方案

Numngum5水电站进水口放水塔胸墙底模支撑设计方案老挝南俄5水电站BOT项目引水发电系统的土建和相关金结工程进水口放水塔胸墙底模支撑设计方案中国水电建设集团十五工程局有限公司老挝南俄5水电站项目经理部2010年5月Numngum5水电站进水口放水塔胸墙底模支撑设计方案老挝南俄5水电站BOT项目施工技术方案文件名称进水口放水塔胸墙底模支撑设计方案编写虞柳平审核李成强审查李彦成批准靖谋版次1修改次0编写日期2010年5月8日实施日期2010年月日目录1、胸墙底模组合钢模板及支架设计.....................................11.1、模板稳定校核计算...............................................21.2、方木强度及挠度校核计算.........................................31.3、模板支架满堂顶层小横杆强度和挠度校核...........................41.4、扣件抗滑移校核计算.............................................51.5、立杆稳定校核计算...............................................52、模板支架搭设要求：...............................................6Numngum5水电站进水口放水塔胸墙底模支撑设计方案-1-胸墙底模支撑设计方案1、胸墙底模组合钢模板及支架设计混凝土浇筑高度2m，模板支架立杆间距为50cm，立杆步距为1.2m，横杆间距50cm，铺方木间距50cm，模板采用P3015型钢模，钢架管采用Φ48×3.5mm，方木采用截面为15×15mm。15cm胸墙底模设计简图均布荷载q(N均布荷载q(N模板受力图方木小横杆方木钢模板小横杆立杆集中力pNpp轴力NN立杆小横杆受力图立杆受力图Numngum5水电站进水口放水塔胸墙底模支撑设计方案-2-1.1、模板稳定校核计算在均布荷载取一个单元格进行荷载组合：静荷载：钢筋混凝土自重25×2=50（KN/m2）模板自重0.75（KN/m2）静荷载标准值：q1=（50+0.75）×0.4=20.3（KN/m）动荷载：人员、设备、混凝土堆积产生的荷载取2.5（KN/m2）振捣混凝土产生荷载取2.0（KN/m2）动荷载标准值q2=（2.5+2）×0.5=2.25（KN/m）（1）模板抗弯强度计算：在均布荷载下根据连续梁计算最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的最不利分配的弯矩和：Mmax=qι2/10=（1.2q1+1.4q2）ι2/10抗弯强度σ=Mmax/W≤[σ]其中：Mmax—在荷载最大弯矩值N·cmq—均布荷载，其中静荷载取分项系数1.2,动荷载取1.4ι—方木跨度，取50cmσ—弯距强度矩计算值N/cm2W—模板截面抵抗弯矩，以P3015配模取值5.94cm3[σ]—模板抗弯强度容许值16000N/cm2Mmax=qι2/10=（1.2×20.3＋1.4×2.25）×10×502/10=68775(N·cm)σ=Mmax/W=68775/5.94=11578N/cm2＜[σ]=16000(N/cm2)因此强度满足要求。（2）模板挠度计算：在均布荷载下按连续梁近似公式ƒ=qι4/（128EI）＜[f]其中ƒ—在荷载下挠度计算值；q—静荷载标准值N/cm；ι—方木跨度，取50cm；E—钢材的弹性模量2.1×107N/cm2；I—截面惯性距，以P3015配模取值取28.39（cm4）[f]—钢模容许挠度[f]=1.5mmNumngum5水电站进水口放水塔胸墙底模支撑设计方案-3-ƒ=qι4/（128EI）=20.3×102×504/(128×2.1×107×28.39)=0.12cm=1.2mm＜[f]因此模板挠度满足要求。1.2、方木强度及挠度校核计算（1）方木截面为15×15（cm），方木跨距40（cm）荷载组合：静荷载：钢筋混凝土自重25×2=50（KN/m2）模板自重0.75（KN/m2）方木自重0.15×0.15×0.4×8=0.072（KN）静荷载标准值q1=（50+0.75）×0.4+0.072/0.4=20.48（KN/m）动荷载：人员、设备、混凝土堆积产生的荷载取2.5（KN/m2）振捣砼产生荷载取2.0（KN/m2）动荷载标准值q2=（2.5+2）×0.5=2.25（KN/m）（2）方木的最大弯矩和抗弯强度计算：在均布荷载下连续梁近似公式Mmax=qι2/10σ=Mmax/W≤[σ]在均布荷载下根据连续梁计算最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的最不利分配的弯矩和：Mmax=qι2/10=(20.48×1.2+1.4×2.25)×102×502/10=433536(N·cm)方木的截面抵抗弯矩W=15×152/6=562.5㎝3方木在荷载作用下的抗弯强度σ=Mmax/W=433536/562.5≈771(N/cm2)方木的容许应力按东北松取值[σ]=1200(N/cm2)木方的抗弯强度σ＜[σ]满足要求!（3）方木挠度校核计算ƒ=q1ι4/（128EI）≤[f]其中ƒ—方木挠度计算值（mm）q1—静荷载标准（N/cm）ι—方木的跨距50(cm)E—方木的弹性模量取1.1×106(N/cm2)Numngum5水电站进水口放水塔胸墙底模支撑设计方案-4-I—方木的截面惯性距I=15×153/6=4218.75(cm4)[f]—方木容许挠度取ι/250=400/250=1.6mmƒ=q1ι4/（128EI）=20.48×102×404/(128×1.1×106×4218.75)=0.009cm=0.09mm＜[f]经计算方木挠度ƒ＜[f]满足要求。1.3、模板支架满堂顶层小横杆强度和挠度校核横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算，集中荷载P取木方支撑传递力。（1）荷载组合静荷载：钢筋砼自重25×2=50（KN/m2）模板及支架自重1.1（KN/m2）静荷载标准值P1=（50+1.1）×0.4×0.4+0.072=8.176(KN)动荷载：人员、设备、混凝土堆积产生的荷载取2.5（KN/m2）振捣混凝土产生荷载取2.0（KN/m2）动荷载标准值P2=（2.5+2）×0.4×0.4=0.72（KN/m）（2）支架钢管小横杆的最大弯矩和抗弯强度计算：根据连续梁计算最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的最不利分配的弯矩和：在集中荷载作用下最大弯矩：Mmax≈（1.2P1＋1.4P2）ι/6(N·cm)=（1.2×8.176+1.4×0.72）×103×40/6=72128(N·cm)小横杆的抗弯强度σ=Mmax/W＜[σ]其中W—钢管的截面抵抗弯矩查表得W=5.08cm3[σ]—钢管的容许应力查表取205N/mm2σ=Mmax/W=72128/5.08=16680(N/cm2)≈142(N/mm2)＜[σ]因此抗弯强度满足要求。（3）钢管挠度校核计算ƒ=P1ι3/（77EI）≤[f]=8.176×103×403/(77×2.1×107×12.19)≈0.027=0.27(mm)＜[f]=ι/150=2.7(mm)因此钢管挠度满足要求。Numngum5水电站进水口放水塔胸墙底模支撑设计方案-5-1.4、扣件抗滑移校核计算（1）荷载组合静荷载：钢筋砼自重25×2=50（KN/m2）模板及支架自重1.1（KN/m2）静荷载标准值P1=（50+1.1）×0.4×0.4=8.176(KN)动荷载：人员、设备、混凝土堆积产生的荷载取1（KN/m2）振捣混凝土产生荷载取2.0（KN/m2）动荷载标准值P2=（1+2）×0.4×0.4=0.168（KN/m）（2）抗滑承载力校核在为静荷载与活荷载的抗滑承载力取小横传下来的力：R=1.2P1＋1.4P2=1.2×8.176+0.168×1.4=10.05KN＞RC=10KN（RC为扣件的容许承载力）在荷载作用下单个扣件会产生滑移不能满足要求，因此顶层扣件需使用双扣件。1.5、立杆稳定校核计算立杆稳定按照轴心受力格构式压杆计算，不考虑风荷载，公式为：=N/(ψA)≤KAKH[σ]N=1.2P1＋1.4P2其中：P1—静荷载8.176KN；P1—动荷载0.168KN；N—立杆的轴心压力KN；ψ—轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ=ι0/i查表得到；i—计算立杆的截面回转半径(cm)；i=1.58；A—立杆净截面面积(cm2)，A=4.89；σ—钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2)；[σ]—钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；ι0—计算长度(m)。ι0=μh，μ长细比换算系数，按无侧移格构形式取0.77，h沿高度上的步距1.5m；KA—与截面有关的调整系数取KA=0.85Numngum5水电站进水口放水塔胸墙底模支撑设计方案-6-KH—与高度有关的调整系数取KH=1/(1+H/100)=0.952，H为架高m取5m；根据长细比λ=ι0/i=μh/i=0.77×120/1.58=73,查表得ψ=0.76，钢管立杆抗压强度σ=（1.2×8.176＋1.4×0.168）×103/(0.76×4.89×102)=27.98N/mm钢管立杆抗压强度设计值[f]=0.85×0.952×205=165.9N/mm因此立杆稳定满足要求。2、模板支架搭设要求：2.1、模板支撑架要根据设计尺寸搭设，立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置，确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求；2.2、立杆之间必须按步距满设双向水平杆，确保两方向足够的设计刚度；2.3、梁和板荷载相差较大时，可以采用不同的立杆间距，但只宜在一个方向变距、而另一个方向不变；2.4、当中部有加强层或支架很高，轴力沿高度分布变化较大，可采用下小上大的变步距设置，但变化不要过多，高支撑架步距以0.9--1.5m为宜，不宜超过1.5m；2.5、四周和中部设竖向斜杆，使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层；2.6、在任何情况下，高支撑架的顶部和底部（扫地杆的设置层）必须设水平加强层；2.7、最好在立杆顶部设置支托板，其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm；顶部支撑点位于顶层横杆时，应靠近立杆，且不宜大于200mm；2.8、严格控制实际施工荷载不超过设计荷载，对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施，钢筋等材料不能在支架上方堆放；2.9浇筑过程中，派人检查支架和支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时解决。