箱涵模板支架计算书

一、计算依据1、重庆保税区一期基础设施项目——空港功能区道理及综合管网工程设计文件；2、重庆保税区一期基础设施项目——空港功能区道路及综合管网工程设计涵洞（K0+000～K0+310）施工方案；3、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）、《路桥施工技术手册》；4、我国现行的有关设计、施工规范的有关规定和安全法规。二、计算说明1、K0+000～K0+310段涵洞，其流水断面尺寸为3.5×3.5m，钢筋混凝土断面（顶、底板及墙身）厚度有三种规格，分别为50cm，55cm，70cm。本计算采用最大断面计算。2、根据施工方案，在一个流水段内，结构分垫层、底板（带60cm高墙体）、墙体顶板三次完成。3、箱涵墙体外模板采用1.5×1.5m大型组合钢模板，内模板及顶模采用厚14mm胶合板。墙体侧模背5×10cm木枋，外模背钢管作为大小楞并设拉杆。内支架采用碗扣搭设支承顶板荷载，设顶底托抄两层分配枋(管)。4、模板、支架属于临时结构，其强度设计计算按容许应力法计算。三、箱涵侧模板系统计算（一）、箱涵侧模板承受水平推力1、新浇混凝土对箱涵侧模板的最大水平压力计算（1）箱涵最大浇筑高度：3.5+0.7-0.6=3.6（m）（2）箱涵每段第二次浇筑工程量（混凝土）：｛（4.9+2.9×2）×0.7+0.25×0.25｝×9.1=70.8（m3）（3）箱涵采用商品混凝土浇筑，其浇筑能力25m3/h，考虑70.8÷25≈3（h）浇筑完成。故浇筑速度：3.6÷3=1.2(m/h)(4)由于在夏季施工，重庆地区按30℃气温考虑。（5）新浇混凝土对箱涵侧模板的最大水平压力P1按P=K1K2rh公式计算（路桥施工计算手册）式中：K1——外加剂影响系数，取1.2K2——混凝土拌合物的稠度影响系数，取K2=1.25r——钢筋混凝土容重，取26KN/m3当1.2/30=0.04＞0.035时，新浇混凝土有效压头高度h=1.53+3.8×0.04=1.68（m）故P1=1.2×26×1.68=52.42（KN/㎡）2、采用插入式振捣器振捣混凝土，其侧面模板的水平压力取P2=4.0KN/㎡3、箱涵侧模板承受水平推力P=P1+P2=56.42KN/㎡（二）墙体模板计算1、墙体外模采用1.5×1.5m大型组合钢模，模板之间连接采用U形卡或螺栓连接，竖向按间距0.75m设置双φ48×3钢管，其模板跨径在600～1050mm之间，水平双普通钢管作支承加固。其钢模板一般不作计算。2、墙体内模计算墙体内模板用14mm厚九成板，为便于对拉杆的布置，与外模对应，故九成板的竖向小楞按35cm布置，模板一般按三跨连续梁计算：①按强度要求时：M=1/10×P·b×0.352=0.691b（KN·m）≤K·[fm]·1/6·b·0.0142=1/6·20×103×0.0142b=0.75（KN·m）符合要求式中：M——模版承受的最大弯矩，KN·m[fm]——九成板承受的抗弯强度设计值，取20Mpab——小楞（竖向背楞）跨径K——对于临时结构允许强度提高系数，取1.15②按刚度要求时：mmlmmIEPlw9.0400/350400/)(21.02744101150/(3501042.56)150(5434符合要求式中：w——模板E——九成板弹性模量取1×105Mpal/400——容许I——墙模板单位宽度截面惯性矩：l/12×143=2744mm4以上计算表明：采用14mm厚度九成板模板，其竖向背楞间距350mm是合理的。（三）、背楞计算1、内模木枋跨径计算①按强度要求：M=1/10×q×L2=[f]·W得L=mmqW524/4.11式中：M——内楞计算最大弯矩，N·mmq——作用在内楞上的荷载=56.42×0.35，N/mm[f]——木楞抗弯强度设计值取13Mpa；W——内楞截面抵抗矩=1/6*100*502=41667（mm3）②按刚度要求：W=q*L4/(150*E*I)=L/400得L=15.3*（l/q）1/3=15.3*{1/12*100*503/（56.42*0.35）}1/3=573（mm）通过以上计算箱涵侧的竖向背枋跨径（即水平背枋——外楞间距）选择500mm。2、外楞采用双支脚手架钢管作水平背枋外楞间距就是小楞的跨径500mm，外楞支承内楞集中力，为便于计算，可采用1个集中力代替钢管，起跨径为拉杆横向间距750mm。按三等跨连续梁在集中荷载作用下进行受力计算。其受力：P=0.5*56.42*0.75=21.16（KN）双钢管其惯性矩I=10780*2=21560mm4；W=4490*2=8980mm3①按强度要求：M=0.175*P*L=0.175*21.16*103*0.75=2.835*103N*m≤[f]*W=140*106*8980*10-9=12.57*103N*m,符合要求②按刚度要求：W=1.146*P*L3/（100*E*I）=21.6*106*0.754/（100*2.1*1011*21560*10-12）=2.2mm≤L/400=900/400=2.25mm，符合要求㈣、拉杆计算拉杆按竖向500mm间距布置，横向按750mm间距布置，其承受拉力为：F=（54.91+4）*0.75*0.5=22.1（KN）可以选用螺栓直径为16mm的园钢作为拉杆，其承受拉力为24.5KN。四、箱涵顶模和支架计算㈠、模板、背枋、支架承受的荷载计算1、顶板现浇钢筋混泥土自重：q1=0.7*26=18.2KN/m22、顶板采用30cm间距F48*3mm钢管作小楞和厚14mm九成板，按900间距布置120*120mm横木枋，其自重合计q2=2KN/m2。3、施工人员、施工料具堆放荷载取q3=2.5KN/m2；4、倾倒混泥土产生的冲击荷载q4=2.0KN/m25、振捣混泥土产生的荷载q5=2.0KN/m2模板、背枋、支架承受的荷载总计为q=q1+q2+q3+q4+q5=26.7KN/m2㈡、顶板承重支架计算顶板的承重架采用碗扣架支承，其布置采用横向120cm*纵向120cm，其支承荷载为P=1.2*1.2*26.7=28.8KN＜3.1KN（碗扣在水平步距为120cm的容许荷载）符合要求㈢、横向背枋计算（按三跨连续梁计算）横向背枋采用12*12cm木枋，上边支承顶模下的钢管小分配梁，下边支承在碗扣顶托上，横向间距90cm。其I=1/12*12*123=1728cm4，W=1/6*12*122=288cm3其承受钢管传来的荷载，按均布计算q=26.7*0.9=24.03KN/m①按强度要求：其弯矩M=1/10*24.03*1.22=3.46KN*m≤13*103*288*10-6=3.744KN*m，符合要求②按刚度计算：W=q*L4/(150*E*I)=24.03*103*1.24/（150*1*1011*1728*10-8）*103=0.2mm≤L/400=3mm，符合要求㈣、纵向钢管计算纵向钢管小楞按横向30cm间距布置作为模板小分配梁。其受力q管=26.7*0.3=8.0KN/mФ48*钢管其惯性矩I=10780mm4，截面最小抵抗矩W为4490mm3①按强度要求：M=1/10*q*L2=1/10*8.01*103*0.92=0.65*103N*m≤[f]*W=215*106*4490*10-9=9.7*103N*m,符合要求②按刚度要求：W=q*L4/(150*E*I)=8.01*106*0.94/(150*2.1*1011*10780*10-12)=1.5mm≤L/400=900/400=2.25mm，符合要求㈤、顶板模计算顶板模板用14mm厚的九成板，模板一般按三跨连续梁计算：①按强度要求时：M=1/10*26.7*0.32=0.24(KN*m)≤K*[fm]*1/6*1*0.0142=1/6*20*103*0.0142=0.75(KN*m),符合要求式中：M——模板承受的最大弯矩[fm]——九层板承受的抗弯强度设计值取20Mpab——小楞（竖向背楞）跨径K——对于临时结构允许强度提高系数，取1.15②按刚度要求W=26.7*l4/(150*E*I)≤l/400=300/400=0.75(mm)W=26.7*l4/(150*E*I)=26.7*10-3*3504/(150*1*105*2744)=0.022(mm),符合要求W——模板挠度l/400——容许挠度值E——九层板弹性模量取1*105MpaI——墙模板单位宽度截面惯性矩：1/12*143=2744mm4通过以上计算箱涵侧模系统和顶模系统以及内模支架均满足强度、刚度要求。