现浇箱梁钢模板设计说明及受力验算
计算者：
复核者：
项目负责人：
2016.06
现浇箱梁钢模板受力计算书
1．基本情况
现浇箱梁梁高截面有1.7m，1.9m，2.7m，3.3m，设计的钢模板结构类似，受力计算时按最大梁高3.3m计算，采用混凝土泵车下灰，按照局部最快浇筑速度(层厚0.4米)三小时完成，约0.133m/h，为了安全起见，浇注混凝土速度按照0.2m/h，混凝土入模温度约28℃，钢模板材料使用说明：面板采用6mm钢板，横筋为10#双槽钢，最大间距450mm，纵筋采用10*100扁钢，法兰为δ12mm*100厚扁钢。
螺栓采用M20*60.
2.荷载计算
2.1混凝土侧压力
（1）根据我国JGJ162-2008《建筑施工模板安全技术规》4.1中，新浇注混凝土作用在模板上的最大侧压力可按下列公式计算，并取其中的较小值。
F=0.22Rс.Tβ1β2V½（T=200/(28+15)=4.65)
F=Rс.H
带入数据得
F=0.22*24*5*1.0*1.15*0.2½=12.7KN/㎡
F=24*3.3=79.2KN/㎡
取两者中较小值，即F1=12.7KN/㎡
(2)混凝土侧压力设计值：F=F1*分项系数*折减系数
F=21.3*1.2*0.85=12.96KN/㎡
（3）倾倒混凝土时产生的水平荷载
查建筑施工手册17-78表为2KN/㎡
荷载设计值为2*1.4*0.85=2.38 KN/㎡
（4）混凝土振捣产生的荷载
查路桥施工计算手册8-1表为2KN/㎡
荷载设计值为2*1.4*0.85=2.38 KN/㎡
（5）施工人员及小型设备载荷标准值可取2.5KN/㎡
荷载设计值为2.5*1.4*0.85=2.97 KN/㎡
（6）风荷载计算
根据虎门二桥工程施工图设计《第一部分-总体路线-第一册》总说明2.1-跨江大桥建设条件，经过为期一年（2008年9月1日-2009年8月31日）的虎门二桥桥位气象观测与研究，并综合考虑气象站、沙田测风站的同期实测风资料，推算得到虎门二桥桥位距海平面各高度、各重现期10min平均风速，见下表。
表3 桥位各关键高度不同重现期10min平均风速计算值（m/s）
（注：根据大风样本计算得出的风切变指数α=0.121。
）
本项目现浇支架风荷载按30一遇，计算高度按50m 。
根据《公路桥涵设计通用规》（JTG D60-2004）横桥向风荷载设计值：
013wh d wh F k k k W A =
0.00010.012017Z e γ-=
2
10
02V w g
γ=
2
2d d V w g γ=
式中：0k ——设计风速重现期换算系数；对施工架设期桥梁，
00.75k =；
1k ——风载阻力系数，根据《公路桥涵设计通用规》表4.3.7-6取值；
3k ——地形、地理条件系数，取1.0； γ——空气重力密度（3
/kN m ）；
10V ——设计基本风速，
10=29.2m/s
V ；
0w ——基本风压值；
Z ——距离地面或水面的高度，取50m 高；
d V ——高度50m 处的设计基准风速，35.5/d V m s =； d w ——设计基准风压值； wh A ——横向迎风面积。
施工最大风速计算
0.00010.0050.012017=0.012017=0.012Z e e γ--=
222
10
00.000629.20.51/2V w kN m g
γ=
=⨯=
2
22
0.000635.50.76/2d d V w kN m g
γ=
=⨯=
单块侧模板风荷载：
kN x x x x x A w k k k F wh d 06.325.13.376.013.175.0310侧===。
单位面积上风荷载侧压力为：2侧/74.0)25.13.3/(06.3/m kN x S F F ===
荷载设计值为0.74*1.4*0.85=0.88 KN/㎡
综上所述荷载组合为
F ´=12.96+2.38+2.38+2.97+0.88= 21.57KN/㎡
3.板面计算：模板在混凝土浇注时产生的侧压力由横肋承担，在刚度计算中与平模板相似。
横肋为10#双槽，按横肋间距约mm a 300=验算侧模板强度及挠度。
按楞间距mm a 300=验算侧模板强度及挠度： ①强度计算
mm N m kN Fb q /47.6/47.63.057.21==⨯==。
考虑到模板结构为多跨（等跨）连续结构
2
101ql M =
mm N m kN M ⋅⨯=⋅=⨯⨯=
6210058.0058.03.047.610
1
因侧模板为6mm 钢板，所以m f 取2/205mm N ；E 取2
5/101.2mm N ⨯。
6mm 钢板 W ：3322实108.163006
1
61mm bh W ⨯=⨯⨯==。
σ=Mpa Wx M 2.3210*8.110058.0max 3
6
=⨯=<205Mpa,满足要求。
②挠度计算：
EI ql 1504
=
ω
6mm 钢板截面惯性矩 4333104.5630012
1121mm bh I ⨯=⨯⨯==
mm EI ql 38.0104.5101.215030047.61503
544=⨯⨯⨯⨯⨯==ω<mm l 75.0400
300
400== 所以，6mm 钢板完全满足要求。
4.横肋计算 4.1计算简图：
横肋采用10#双槽钢，间距450 mm ，因竖肋与横肋焊接，故按两端固定梁计算，按简支梁计算
①强度计算
mm N m kN Fb q /7.9/7.945.057.21==⨯==。
按照简支梁简化结构考虑
m f 取2/205mm N ；E 取25/101.2mm N ⨯。
W=39.7*103mm 4
Mmax=1/8ql 2=9.7*1.25*1.25/8=1.89KN/m
σ=Mpa Wx M 6.4710*7.391008.1max 3
6
=⨯=<205Mpa,满足要求。
②挠度计算： 4410*101mm I =
mm EI ql 13.110*101*10*1.2*3841200*7.9*538454
54
4===ω<mm 3400
1200= 所以完全满足要求。
5.法兰及连接螺栓强度计算 5.1法兰抗剪承载力计算：
法兰材料为A3钢[τ]=85N/mm ²，100 mm 宽，12 mm 厚的钢板孔距150mm ，直径22 mm 连接螺栓为M20*60 单孔抗剪承载力τ=D лh τ=22*3.14*12*85=70.5KN 2τ=141KN>T=21.57KN 故法兰符合抗剪承载力要求 5.2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.-2，3.-23得f t =110N/mm ² 螺栓径16.75 mm 单个连接螺栓承受拉力F= D ²лf t /4
=16.75²*3.14*110/4=24.24KN
每个螺栓的受力:
F=21.57*0.15=3.24KN<24.24KN 。
故螺栓抗拉承载力符合要求。