大路冲高架桥预制T梁模板验算一.概述大路冲高架桥预制T梁模板加工,面板采用6mm钢板,横肋采用[ 8,竖肋为[ 8、[ 10组合成的支架,钢材是A3钢。
侧模每侧由6个独立模扇组成(30米预应力T型梁有2道横隔板)。
每独立模扇都由侧面板、横肋、竖肋三个主要构件构成。
模扇的基本长度为5米,梁端模扇长5.2米,将其分割成4.3米与0.9米,0.9米那部分用于调节模板(如伸缩缝、牛腿等)。
模扇横肋基本上设11道(马蹄处3道、腹板处3道、翼缘下5道),梁端设12道(由于变截面)。
一个基本模扇竖肋设6道(考虑到吊模方便),最大间距为94 cm,具体尺寸见附图。
二.计算荷载(验算时只考虑侧模)1.新浇砼对模板侧面压力标准值:浇筑T梁采用外部振捣(底、侧振),其振捣半径R1=1.0m大约3~4小时可浇完全梁砼,则砼灌注高度等于梁体高度H=1.86m ,当H <2 R 1时,最大侧压力为(砼容重取25KN/ m 3): P =γ·H =25X1.86=48.36 KN/ m 2>40 KN/ m 2则:P max =40 KN/ m 2 h= P max /γ=1.6 m2 . 倾倒砼时对模板产生水平荷载:采用容量为0.2 m 3~0.8 m 3运输器具:则取水平荷载: 4 KN/ m 23 . 振捣砼时对模板产生的荷载:垂直面模板取: 4 KN/ m 2三.计算图示及基本数据假定1、板的计算图式为支承于相邻两横肋和竖肋之上受均布荷载如上图:①. 当l 1/l 2>2时为单向板(简支板)。
②. 当l 1/l 2<2时为双向板(四边简支)。
2、横肋简化为支承于相邻竖肋上的受均布荷载的简支梁。
3、竖肋计算图式简化为支承于竖肋顶、底两支点承受各种横肋传来的集中力。
4、钢材采用A3钢容许应力:[σ]=140 Mpa钢材的弹性模量 E=2.1X105模板构件的容许挠度:[1/ƒ]=1/400支架压缩变形值或弹性容许挠度:[1/ƒ]=1/1000四.面板验算累积值累积值梁跨中梁梁端单位:厘米1、模面板上的荷载:取具有最大竖肋间距的模扇,按其结构绘制侧压力图,如上图。
跨中各点侧压力值:梁端各点侧压力值:P10=25X0.2=5 KN/ m2P11=25X0.2=5 KN/ m2P9=25X0.21=5.25KN/m2P10=25X0.21=5.25KN/m2 P8=25X0.22=5.5KN/m2P9=25X0.23=5.75 KN/m2 P7=25X0.315=7.88KN/m2P8=25X0.25=6.25 KN/m2 P6=25X0.39=9.75 KN/m2P7=25X0.34=8.5 KN/m2P5=25X0.5=12.5 KN/m2P6=25X0.40=10 KN/m2P4=25X0.8=20 KN/m2P5=25X0.6=15 KN/m2P3=25X1.1=27.5 KN/m2P4=25X0.8=20 KN/m2P2=25X1.4=35 KN/m2P3=25X1.2=25 KN/m2 P1=25X1.6=40 KN/m2P2=25X1.4=35 KN/m2 P0=25X1.86=48 KN/m2P1=25X1.6=40 KN/m2P0=25X1.86=48 KN/m2 P0仍按40 KN/m2计算2、荷载分析:由压力图分析,在竖肋间距为94 cm,横肋间距为30 cm之间(即跨中2~3区间)的面板,它所承受的侧压力为最大,故取此区间进行验算。
l1/l2=94/30=3.13>2 (按单向板计算)所以:计算跨径 l=l2=30 cm板宽b取1m计。
则:q1=(P3 +P2)/2Xb=(35+27.5)/2X1=31.25 KN/m倾倒砼时对模板产生水平荷载: q2=4X1=4 KN/m振捣砼时对模板产生的荷载:q3=4X1=4 KN/m3、模面板强度验算:荷载组合:q=1.2X31.25+1.4X(4+4)=49 KN/m考虑到板的连续性:M max= q·l2/10=49X0.32/10=0.441 KN·m截面抵抗矩:W=100X(0.6)2/6=6X103 mm3σmax=M max/W=0.441X106/6X103=73.5 Mpa<[σ]=140 Mpa4、模面板刚度验算:惯性矩: I=1/12b·h3=1/12X100X(0.6)3=3.6X104 mm4考虑到板的连续性:ƒmax= q·l4/(128E·I)=31.25X3004/(128X2.1×105X3.6X104)=0.26 mm<[1/ƒ]=300/400=0.75 mm结论:根据计算,模面板强度、刚度满足要求。
五.横肋验算1、横肋荷载分析:横肋按简支梁承受均布荷载计算,计算跨径l取最大间距94 cm,作用于梁体各肋的均布荷载q,参照上压力图计算:跨中面板较梁端大,取跨中横肋计算:q0=0.2/2X40=4 KN/mq1=0.2/2X40+0.2/2X35+(2/3)X(0.2/2)X(40-35)=7.83 KN/mq2=0.2/2X35+1/3X0.2/2X(40-35)+0.3/2X27.5+2/3X0.3/2X(35-27.5)=8.54 KN/mq3=0.3/2X27.5+1/3X0.3/2X(35-27.5)+0.3/2X20+2/3X0.3/2X(27.5-20)=8.25 KN/mq4=0.3/2X20+1/3X0.3/2X(27.5-20)+0.3/2X12.5+2/3X0.3/2X(20-12.5)=6 KN/mq5=0.3/2X12.5+1/3X0.3/2X(20-12.5)+0.11/2X9.75+2/3X0.11/2X(12.5-9.75)=2.89 KN/mq6=0.11/2X9.75+1/3X0.11/2X(12.5-9.75)+0.075/2X7.88 +2/3X0.075/2X(9.75-7.88)=0.93 KN/mq7=0.075/2X7.88+1/3X0.075/2X(9.75-7.88)+0.095/2X5.5 +2/3X0.095/2X(7.88-5.5)=0.66 KN/mq8=0.095/2X5.5+1/3X0.095/2X(7.88-5.5)+0.01/2X5.25 +2/3X0.01/2X(5.5-5.25)=0.33 KN/mq9=0.01/2X5.25+1/3X0.01/2X(5.5-5.25)+0.01/2X5+2/3X0.11/2X(5.25-5)=0.05 KN/mq10=0.01/2X5+1/3X0.01/2X(5.25-5)+2/3X0.2/2X5=0.36 KN/m 由以上计算可看出跨中q2最大,故取肋2进行强度和刚度验算。
2、强度验算:跨中弯矩最大,按简支梁近似计算:M max= q·l2/8=8.54X0.942/8=0.94 KN·m横肋采用[ 8,其截面抵抗矩:W=25.3X103mm3惯性矩: I=101.3X104 mm4则最大应力为:σmax=M max/W=0.94X106/25.3X103=37 Mpa<[σ]=140 Mpa 3、刚度验算:ƒmax=5q·l4/(384E·I)=5X8.54X9404/(384X 2.1×105X 101.3X104)=0.41 mm<[1/ƒ]=940/1000=0.94 mm结论:根据计算,横肋强度、刚度满足要求。
六.竖肋验算按前面假定竖肋按简支梁计算,计算图式如下:单位()竖肋的计算跨径取:l =200 cm ,支点是上下拉杆。
竖肋承受的荷载P 为横肋的支点反力,模扇中肋承受荷载最大,故取模扇中肋进行计算.1、 计算荷载P :荷载P是由横肋支承在竖肋上的传递反力,简化为横肋简支于竖肋上计算。
P0=4X(0.94+0.94)/2=3.76 KNP1=7.83X(0.94+0.94)/2=7.36 KNP2=8.54X(0.94+0.94)/2=8.03 KNP3=8.25X(0.94+0.94)/2=7.76 KNP4=6X(0.94+0.94)/2=5.64 KNP5=2.89X(0.94+0.94)/2=2.72 KNP6=0.93X(0.94+0.94)/2=0.87 KNP7=0.66X(0.94+0.94)/2=0.62 KNP8=0.33X(0.94+0.94)/2=0.31 KNP9=0.05X(0.94+0.94)/2=0.05 KNP10=0.36X(0.94+0.94)/2=0.34 KN2、强度验算:按上图竖肋受力情况计算拉杆反力:∑M A=0R B=(3.76X1.9+7.36X1.7+8.03X1.5+7.76X1.2+5.64X0.9 +2.72X0.6+0.87X0.49+0.62X0.415+0.31X0.32+0.05X0.31 +0.34X0.3)/2=24.31 KN∑M B=0R A=(3.76X0.1+7.36X0.3+8.03X0.5+7.76X0.8+5.64X1.1 +2.72X1.4+0.87X1.51+0.62X1.585+0.31X1.68+0.05X1.69+0.34X1.7)/2=13.15 KN求最大弯矩,由上图可以看出最大弯矩在P 3或 P 4作用点: M 3=24.31X0.8-3.76X0.1-7.36X0.3-8.03X0.5=12.85 KN ·m M 4=13.15X0.9-0.34X0.6-0.05X0.59-0.31X0.58-0.62X0.485 0.87X0.41-2.72X0.3=9.95 KN ·m∴ M max = M 3=12.85 KN ·m竖肋采用[ 8、[ 10通过平撑、斜撑焊接而成,其计算截面简化为下图:单位:槽10查表得单根[ 10的截面特性为:截面面积:A =12.74 cm 2截面惯距:I x-x =198.3 cm 4重心距离:y 0=5 cm组合截面的惯距计算:I x-x =2X[198.3+12.74X(85/2)2]=46419.85 cm 4截面抵抗距:W=46419.85/47.5=977.26 cm3最大应力:σmax=M max/W=12.85X106/977.26X103=13Mpa<[σ]=140 Mpa3、刚度验算:为简化挠度的计算作如下两个假定:①、只按跨中挠度计算,误差不超过2.5%。
②、按等截面计算。
跨中计算挠度公式为:ƒ中=P·b·l2/(24E·I)按上图竖肋受力情况:P0·b0=3.76X0.1=0.376KN·m P1·b1=7.36X0.3=2.208KN·m P2·b2=8.03X0.5=4.015KN·m P3·b3=7.76X0.8=6.208KN·m P4·b4=5.64X1.1=6.204KN·m P5·b5=2.72X1.4=3.808KN·m P6·b6=0.87X1.51=1.314KN·m P7·b7=0.62X1.585=0.983KN·m P8·b8=0.31X1.68=0.521KN·m P9·b9=0.05X1.69=0.085KN·m P10·b10=0.34X1.7=0.578 KN·m∑P·b=26.3 KN·mƒ中=P·b·l2/(24E·I)=26.3X106X(2000)2/(24X2.1X105X46419.85X104)=0.45 mm[1/ƒ]=2000/1000=2 mm结论:根据计算,竖肋强度、刚度满足要求。