箱梁受力分析

1、預(yù)制箱型梁模板受力分析 2011-04-24一、 工程概況中鐵隧道局*高速，箱梁長(zhǎng)度分為25、30、40米。我公司對(duì)該模板進(jìn)行了受力驗(yàn)算。 二、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范1、公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2、公路橋涵工技術(shù)規(guī)范3、公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范4、現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)模板工程設(shè)計(jì)計(jì)算5，預(yù)制混凝土構(gòu)件鋼模板6，大模板設(shè)計(jì)手冊(cè)三、主要材料及其機(jī)器1，鋼板、采用5mmQ235鋼材。2，槽鋼、縱向加肋采用8號(hào)槽鋼。3，槽鋼、橫向加肋采用12號(hào)槽鋼。4，焊條、面板采用3.2mm焊條。5，焊條、支架采用4.0mm焊條。6，磨光機(jī)片、采用三號(hào)耐磨磨光機(jī)片。7，剪板機(jī)、不得低于5000N的剪板機(jī)。8、折彎?rùn)C(jī)、能夠

2、把8mmQ235鋼板折成一定角度。9、鉆床、一臺(tái)50鉆床。10、丙烷氣割，電焊機(jī)，磨光機(jī)四、設(shè)計(jì)要點(diǎn);1、焊接強(qiáng)度，一級(jí)焊接強(qiáng)度，焊縫不得小于3條。2、面板光滑度，二級(jí)光滑平面，面板平整度寬度為2mm，深度為0.5mm。不能有裂縫、分層等缺陷。3、鋼模骨架節(jié)點(diǎn)處必須焊滿；面板與骨架接觸處不得少于總縫長(zhǎng)度的40.4、拆裝方便，質(zhì)量輕，耐用。5、必須保證混凝土構(gòu)件順利脫模，且不損壞構(gòu)件。6、鋼模板工作面上的焊縫應(yīng)該磨平，接口平面之間及其磨平后的焊縫與板面之間的高低差不得大于0.5mm。7、鋼模板在制作過程中，應(yīng)采用減少焊接變形的有效措施。8、鋼模板組裝完畢后，模板工作面的最大縫隙不得大于1mm。9

3、、易于托運(yùn)，方便吊裝五、箱梁的一般構(gòu)造圖及其作用40米箱梁邊梁示意圖；此圖是40米邊梁主視圖：此邊梁模板要打的混凝土是橋梁的邊端，位于橋面的最外沿，邊梁模板的面板使用的是5mm厚的Q235鋼板，橫向支撐采用的是8號(hào)熱軋槽鋼，縱向支撐采用12號(hào)熱軋槽鋼，圖中顯示的變徑部分是為了方便混凝土脫模，減小混凝土對(duì)面板的吸附力，此邊梁和中梁的一部分組成橋梁的邊梁中跨，此外，為了運(yùn)輸方便，以及拆裝方便，邊梁共有12處法蘭，共分為13塊，最長(zhǎng)模板為4.5米，最大起吊重量約為1.5噸，下面是40米邊梁的一般構(gòu)造圖及其截面示意圖：40米箱梁邊梁截面示意圖；圖中的標(biāo)有14cm的連接件，是為了讓垂直的兩根12號(hào)槽鋼很

4、好的連接到一起，連接件上有兩個(gè)18螺栓孔，這樣從連接件處就可以斷開，這樣做的目的還是為了裝車方便，易于拆模。邊梁法蘭圖樣及其尺寸法蘭采用14mm厚鋼板制作；首先用剪板機(jī)把鋼板剪成12厘米寬的小條子，然后根據(jù)邊梁的兩個(gè)截面制作成形法蘭。制作成形后再加工鉆孔，這樣兩節(jié)模板就可以通過法蘭連接起來(lái)。圖形如下：40米箱梁中梁示意圖；此圖為40米中梁主視圖，此中梁模板和上面介紹的邊梁模板組成了箱梁的邊梁中跨，圖中有顯示箱口，圖中的箱口代表箱梁橫隔梁，為了方便混凝土打成以后順利脫模，上下箱口尺寸不同，內(nèi)外箱口尺寸也不相同，上箱口的尺寸為25cm，下箱口尺寸為20cm，外箱口尺寸為24cm，內(nèi)箱口尺寸為20c

5、m，除尺寸大小不同外在上箱口與面板連接處采用倒角連接，這樣設(shè)計(jì)的目的也是為了脫模，減小混凝土對(duì)模板的吸附力，下箱口設(shè)計(jì)成活的用角鋼和螺絲和箱體連接，拆除模板時(shí)方便簡(jiǎn)潔，箱口中心線處設(shè)有小法蘭片，起連接作用，注意一提的是中梁與邊梁的縱向支撐的位置必須相同，誤差不能太大，因?yàn)槟０逋瓿善囱b后，要要用對(duì)拉絲桿連接，縱向支撐位置太大，會(huì)導(dǎo)致絲桿受力不均，最終導(dǎo)致模板變形。 中梁共有一個(gè)截面；圖中的標(biāo)有14cm的連接件，是為了讓垂直的兩根12號(hào)槽鋼很好的連接到一起，連接件上有兩個(gè)18螺栓孔，這樣從連接件處就可以斷開，這樣做的目的還是為了裝車方便，易于拆模。以下圖形顯示： 40米中梁法蘭；法蘭采用14mm厚

6、鋼板制作；首先用剪板機(jī)把鋼板剪成12厘米寬的小條子，然后根據(jù)中梁的兩個(gè)截面制作成形法蘭。制作成形后再加工鉆孔，這樣兩節(jié)模板就可以通過法蘭連接起來(lái)，圖形如下：六、 強(qiáng)度、剛度計(jì)算1. 新澆砼對(duì)模板側(cè)壓力P= krhP為新澆砼對(duì)模板最大側(cè)壓力 (K pa)h 有效壓頭高度 (m) V 砼澆筑速度 (h/ h)T 砼入模時(shí) (C ) 砼容量 (K N/ m3)K 外加劑影響修正系數(shù)實(shí)際:V = 410m/ hT= 27 C V/ T= 01148 01035H = 1135 + 318V/ T= 119mK= 112= 24K N/ m3據(jù)王華謙主編橋梁施工(中國(guó)鐵道出版社) , 新澆砼對(duì)模板最大側(cè)

7、壓力可取50 K pa , 與本計(jì)算相符。2. 振搗時(shí)砼產(chǎn)生的荷載 , 取410 K pa (作用在有效壓頭高度內(nèi)) 。3. 綜1121砼澆筑時(shí)對(duì)側(cè)模壓力如下圖；如圖: q1 = 37.21K N/ m , q2 = 39.931K N/ m ,q3 = 2.72K N/ m ,求(1) Mmax(2) 支座反力 RA , RB , RC(3) Qmax、查簡(jiǎn)明建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè) (位移法) 疊加固端彎矩MB =qC/ql= (12b2l - 4b3+ ac2) qbcAC段：Mca=8.60+0.622+0.043=9.265KN/mCB段：各桿剛度相對(duì)值計(jì)算：設(shè)EI0 = 1 則 ；再疊加固

8、端彎矩，可列出桿端彎矩： 所以Mca=9.347KN/m Mcb=-9.347KN/m求支座反力+Qmax=27.017KN-Qmax=32.948KN-Mmax=9.347KN.m在最大正彎矩MMAX加單位力K=1,根據(jù)撓度： 可將Mp圖分解為一個(gè)三角形、一個(gè)三次拋物線、一二次拋物線，疊加圖乘面得如下:滿足規(guī)范要求：中拉桿P=Rc=59.965KN 強(qiáng)度滿足要求。實(shí)際上，中拉桿上、下各有一條支撐，中拉桿實(shí)際應(yīng)力較計(jì)算大小。上、下拉桿強(qiáng)度滿足要求。圖中鋼容許應(yīng)力值為170MPa，相對(duì)應(yīng)的安全系數(shù)是1.4.故強(qiáng)度滿足使用要求。實(shí)際上，中拉桿上、下的支撐能顯著降低中拉桿處的負(fù)彎矩。鋼板計(jì)算：取沿梁

9、長(zhǎng)1m，考慮其連續(xù)梁性質(zhì)：據(jù) 滿足使用；故撓度滿足使用要求根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，以及已用模板的使用經(jīng)驗(yàn)，最后確定使用面板為6毫米鋼板，縱向加肋使用8號(hào)槽鋼，支撐鋼架采用12號(hào)槽鋼。檢驗(yàn)結(jié)果如下： 215N/mm2為Q235鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，經(jīng)過驗(yàn)算可以使用。七、鋼模板的撓度驗(yàn)算1.5mm為鋼模板面板容許的最大變形值，由此可以看出符合設(shè)計(jì)要求槽鋼的驗(yàn)算根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及其以上計(jì)算可以肯定符合使用要求。加肋強(qiáng)度及其撓度的驗(yàn)算：強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)建筑模板設(shè)計(jì)表查的撓度驗(yàn)算；懸臂部分撓度 跨中部分撓度豎向主梁計(jì)算 式中 l豎向主梁間距F模板板面的側(cè)壓力（N/mm2）荷載：強(qiáng)度驗(yàn)算用彎矩分配法及其疊加法求得：豎向主梁按8

10、號(hào)槽鋼計(jì)算： 故滿足要求撓度驗(yàn)算所以撓度符合要求均上所述，面板可以采用5mm鋼板，橫向加肋采用8號(hào)槽鋼即可，縱向加肋采用12號(hào)槽鋼。為了模板能夠在預(yù)制混凝土的臺(tái)架上站立穩(wěn)當(dāng)，我在12號(hào)槽鋼上連接一個(gè)鋼腳架，這樣可以有足夠的接觸截面支撐模板。八、吊環(huán)的設(shè)計(jì)及其應(yīng)用根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，吊環(huán)應(yīng)采用1級(jí)鋼材制作，嚴(yán)禁使用冷加工，吊環(huán)計(jì)算拉應(yīng)力不應(yīng)該在于50/mm2.所以吊環(huán)截面積計(jì)算如下： 式中 An吊環(huán)凈截面面積（mm2）；Px吊裝時(shí)吊環(huán)所承受的大模板自重載荷設(shè)計(jì)值，并乘以動(dòng)載系數(shù)1.3An=0.130.12=1.56103現(xiàn)在假設(shè)起吊模板的最大重量為2000kg，此時(shí)：所以從上面可以看出設(shè)

11、計(jì)值A(chǔ)n符合設(shè)計(jì)要求吊環(huán)如圖所示：吊裝時(shí)用2個(gè)吊環(huán)（最好是4個(gè)）起吊12號(hào)槽鋼，這樣模板起吊時(shí)平衡性較好，吊環(huán)的吊柄上有兩個(gè)直徑為30的孔，是為了方便用鋼絲繩或者圓鋼插入，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)已知這個(gè)孔足夠大，可以供吊裝時(shí)使用。九、對(duì)拉絲桿的計(jì)算上面講到在每個(gè)縱向支撐的上面有一個(gè)孔，此孔的作用就是為了讓對(duì)拉絲桿把中梁邊梁模板連接到一起，并且保證使?jié)沧⒒炷習(xí)r，模板受力均勻，保證側(cè)模的設(shè)計(jì)要求和整體性。一般采用22的圓鋼最為絲桿的下料基礎(chǔ)，下面是受力分析：對(duì)拉絲桿應(yīng)該按照下列公式計(jì)算： 上述式子中 N對(duì)拉絲桿最大軸力設(shè)計(jì)值；對(duì)拉絲桿軸力拉力設(shè)計(jì)值a對(duì)拉絲桿橫向間距；b對(duì)拉絲桿縱向間距；Fs現(xiàn)澆混凝土對(duì)側(cè)模板

12、的上的側(cè)壓力設(shè)計(jì)值；An對(duì)拉絲桿靜截面面積；絲桿抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，上面我們已經(jīng)計(jì)算過混凝土對(duì)側(cè)模板的壓力設(shè)計(jì)值，為了計(jì)算方便我們?nèi)?0KN/m2. N=1.800.560=54000N Anf=1520170=25840054000N絲桿直徑（mm）凈截面面積重量（N/m）軸向拉力設(shè)計(jì)值1676015.824.51816536.736.7221520120.676.3十、振動(dòng)器的使用振動(dòng)器是利用激振裝置產(chǎn)生振動(dòng),并將振動(dòng)通過預(yù)制模板傳給混凝土使其密實(shí)的設(shè)備。混凝土振動(dòng)器工作時(shí),使混凝土內(nèi)部顆粒之間的內(nèi)摩擦力和黏著力急劇減小,混凝土呈重質(zhì)液體狀態(tài),骨料相互滑動(dòng)并重新排列,骨料之間的空隙被砂漿填充,

13、氣泡被擠出,從而達(dá)到密實(shí)的效果。最早出現(xiàn)的振動(dòng)器是風(fēng)動(dòng)柱塞式,繼之生產(chǎn)電動(dòng)偏心式。20世紀(jì)30年代有了行星滾錐高頻振動(dòng)原理; 20世紀(jì)50年代末,電動(dòng)行星滾錐型高頻插入式振動(dòng)器得到普及。振動(dòng)器按工作方式分為插入式(內(nèi)部)、附著式(外部)和平板式(表面);按動(dòng)力分為電動(dòng)式、風(fēng)動(dòng)式、氣動(dòng)式、內(nèi)燃式和液壓式;按振動(dòng)頻率分為中頻、高頻和復(fù)頻式;按激振原理分為偏心式、行星式、往復(fù)式和電磁式等。振動(dòng)器的基本技術(shù)參數(shù)是:振動(dòng)頻率、振幅、激振力和結(jié)構(gòu)尺寸。近年來(lái),為了適應(yīng)混凝土材料和施工方法變化的需要,新型結(jié)構(gòu)的振動(dòng)器不斷問世。 選用振動(dòng)器時(shí),必須針對(duì)混凝土的性質(zhì)和施工條件,合理選擇振動(dòng)器的振動(dòng)參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸

14、,才會(huì)達(dá)到理想的振動(dòng)的效果。目前,我國(guó)大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁和箱梁預(yù)制生產(chǎn)過程中,使用電動(dòng)振動(dòng)器的企業(yè)遠(yuǎn)比使用氣動(dòng)振動(dòng)器的企業(yè)多,大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土T梁和箱梁生產(chǎn)過程中為保證模板組合安裝后，打混凝土?xí)r沒有氣泡，除用振動(dòng)棒在模板里面振搗外，在模板外面每?jī)蓚€(gè)支架之間安裝一個(gè)振動(dòng)器底座，振動(dòng)器底座形狀尺寸如下：十一、封錨端在所有側(cè)模完成組裝以后，需要對(duì)模板兩端進(jìn)行封錨，在模板結(jié)構(gòu)體系中叫做端頭板，端頭板和箱梁一樣也有2%的斜坡，在搭配使用的時(shí)候與側(cè)模間隙的配合不能超過1mm，端頭板封板兩側(cè)各有四個(gè)空，每個(gè)空的直徑為80mm，這是預(yù)留孔，里面是鋼絞線，鋼束直接從箱梁兩端露出，在澆注完混凝土后，施工人

15、員用千斤頂對(duì)里面的鋼束進(jìn)行張拉，所以我們?cè)趫D中看到的一定角度的封錨底板，就是為了容易張拉。使用的設(shè)備為“預(yù)應(yīng)力張拉錨固自動(dòng)控制綜合測(cè)試儀”和預(yù)應(yīng)力張拉裝置，將至少兩臺(tái)以上的綜合測(cè)試儀的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)相互聯(lián)接；分別用預(yù)應(yīng)力張拉千斤頂夾持一片梁體一端的每一束鋼絞線中的一根鋼絞線，設(shè)定張拉力控制數(shù)據(jù)，即可進(jìn)行張拉施工；按照以上方法依次對(duì)梁體一端的每束的其余鋼絞線進(jìn)行張拉施工；按張拉先后次序檢測(cè)每根鋼絞線的預(yù)應(yīng)力，確定先后張拉影響系數(shù)；修正張拉力設(shè)定值，然后，對(duì)同批梁體線進(jìn)行張拉施工。具有以下優(yōu)點(diǎn)：預(yù)應(yīng)力損失小而且傳遞充分，梁體變形均勻；能減小有害性變形和避免微裂紋的產(chǎn)生，對(duì)梁體的傷害小，延長(zhǎng)梁體的使

16、用壽命；多頂同步、分級(jí)逐一施工，可避免突發(fā)性事故發(fā)生。這就是端頭板的作用；下面就是端頭板的簡(jiǎn)圖，尺寸在手繪圖紙上顯示：十二、模板的安裝與拆除質(zhì)量檢驗(yàn)要求1、一般規(guī)定模板及其支架應(yīng)根據(jù)工程結(jié)構(gòu)形式、載荷大小、地基土類別、施工設(shè)備和材料供應(yīng)等條件進(jìn)行設(shè)計(jì)。模板及其支架應(yīng)該具有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性，能可靠地承受澆注混凝土的重量、側(cè)壓力及其施工載荷。2、在澆筑混凝土之前，應(yīng)該對(duì)模板工程進(jìn)行驗(yàn)收。模板安裝和澆注混凝土?xí)r，應(yīng)對(duì)模板及其支架進(jìn)行觀察和維護(hù)。發(fā)生異常情況時(shí)，應(yīng)該按施工技術(shù)方案及時(shí)進(jìn)行處理。3、模板及其支架拆除的順序及安全措施應(yīng)該按施工技術(shù)方案執(zhí)行。下面介紹一下模板的安裝1、 安裝現(xiàn)澆結(jié)

17、構(gòu)的上層模板及其支架時(shí)，下層樓板應(yīng)具有上層荷載的承受能力，或架設(shè)支架；上下層支架的立柱應(yīng)該對(duì)準(zhǔn)并鋪設(shè)墊板。2、 檢查數(shù)量：全數(shù)檢查3、 檢驗(yàn)方法：肉眼觀察4、模板安裝應(yīng)該滿足一下要求：（1）、模板的接縫不應(yīng)該漏漿；澆注混凝土前，模板表面適當(dāng)?shù)乃⒁粚訚?rùn)滑油/，保證沒有積水。（2）、模板與混凝土的接觸面應(yīng)該清理干凈，但是不得采用影響結(jié)構(gòu)性能或者妨礙裝飾工程施工的隔離劑（3）、澆注混凝土前，模版內(nèi)的雜物應(yīng)該清理干凈。（4）、對(duì)清水混凝土工程及其裝飾混凝土工程，應(yīng)該使用能達(dá)到設(shè)計(jì)效果的模板。檢查數(shù)量：全數(shù)檢查檢查方法：肉眼觀察5、模板的地坪、胎膜等應(yīng)平整光潔，不得產(chǎn)生影響構(gòu)件質(zhì)量的下沉、裂縫、起砂或者

18、起鼓。檢查方法：全數(shù)肉眼觀察6、固定在模板上的預(yù)埋件、預(yù)留孔、預(yù)留洞均不能遺漏，且應(yīng)該安裝牢固，其偏差應(yīng)該符合規(guī)定檢查數(shù)量：在同一檢驗(yàn)批內(nèi)，對(duì)梁、柱和獨(dú)立基礎(chǔ)，應(yīng)抽查構(gòu)件數(shù)量的10%，且不少于3件；檢驗(yàn)方法：鋼尺檢查。7、現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)模板的偏差應(yīng)該符合要求。十三、模板拆除底模及其支架拆除時(shí)的混凝土強(qiáng)度應(yīng)該符合設(shè)計(jì)要求；當(dāng)設(shè)計(jì)屋具體要求時(shí)，混凝土強(qiáng)度應(yīng)該滿足一下規(guī)定：構(gòu)件類型構(gòu)件跨度（m）達(dá)到設(shè)計(jì)的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的百分?jǐn)?shù)板8梁、拱、殼8懸臂構(gòu)件-檢查數(shù)量：全數(shù)檢查檢查方法：檢查同條件養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度試驗(yàn)報(bào)告對(duì)后張拉發(fā)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，側(cè)模易在預(yù)應(yīng)力張拉前拆除；底模支架的拆除應(yīng)當(dāng)按施工方案進(jìn)行，當(dāng)午具體要求時(shí)，不應(yīng)該在結(jié)構(gòu)構(gòu)件建立預(yù)應(yīng)力前拆除。檢查數(shù)量：全部檢查檢驗(yàn)方法：肉眼觀察后澆帶模板的拆除和支頂應(yīng)該按