鋼管樁樁帽模板計(jì)算書(修改)10.20

1、附件：樁帽模板計(jì)算書及詳圖1. 工程概況本工程在碼頭排架：22#，35#，41#，44#，47#，54#，56#排架處分別增加一根1000鋼管樁，樁長71m，共7根。該工程樁帽共需現(xiàn)澆C40混凝土134.4m3，鋼筋制安19.06t。具體情況見表1。表1. 樁帽基本尺寸及數(shù)量表樁帽型號(hào)尺寸（長×寬×厚）（mm）數(shù)量(個(gè))單根樁砼量（m³）總砼量(m³)備注ZM13200x2000x3000719.2134.4合計(jì)134.4樁帽底模和側(cè)模采用木模板，根據(jù)施工層劃分為底模、側(cè)模二部分。模板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除了能夠滿足剛度、強(qiáng)度要求以外，也要考慮模板自身穩(wěn)定、安全施

2、工等因素。2. 模板構(gòu)造考慮到通用性進(jìn)行組合，樁帽模板整體尺寸較小。底模采用18mm的木模板，尺寸為 3.2mx2m，側(cè)模采用組合木模板，分3.2mx3m和2mx3m兩種形式。3. 模板安裝模板采用吊機(jī)水上進(jìn)行安裝。底模支撐在314槽鋼上，上面鋪設(shè)10x10cm木方格柵與18mm的厚木底板。側(cè)模模板圍囹采用雙雙鋼管（DN51，壁厚3mm），用14對(duì)拉螺栓進(jìn)行對(duì)拉。模板安裝與鋼筋綁扎順序：先安裝其底模板，再綁扎鋼筋，最后安裝側(cè)模板。圖3.1 底模支承側(cè)面示意圖模板安裝必須保證樁帽的形狀、尺寸和相對(duì)位置準(zhǔn)確。受潮水落差的影響，需要對(duì)模板接縫特別注意止?jié){處理，以防模板內(nèi)的砼被水淘刷；模板和牛腿的支承

3、部分應(yīng)堅(jiān)實(shí)可靠；模板安裝過程中必須采取防傾覆的臨時(shí)加固措施。4. 側(cè)模強(qiáng)度驗(yàn)算4.1. 側(cè)模荷載現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑采用攪拌樓混凝土，砼運(yùn)輸設(shè)備采用2輛10m3的砼運(yùn)輸車，在碼頭后沿場(chǎng)地?cái)M采用一臺(tái)50m3/h的混凝土泵車，進(jìn)行樁帽混凝土澆注施工。考慮砼車運(yùn)輸時(shí)間、下灰時(shí)間、泵車性能等因素影響，樁帽砼每小時(shí)實(shí)際澆筑主量為：V實(shí)=30m3/h。樁帽底寬度:b樁帽底=2.0m砼澆筑速度：V=V實(shí)/bL式中：L樁帽長度，取L=3.2m。所以：V樁帽=V實(shí)/ b樁帽底，L=30/（3.2×2.0）=4.69m/h在建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范(JGJ162-2008) 中規(guī)定，新澆混凝土對(duì)模板側(cè)向壓力按

4、下式計(jì)算：新澆混凝土對(duì)模板側(cè)向壓力按下式計(jì)算，并取其中的較小值。P=0.22t0K1K2V1/2 P =H式中： Pmax -新澆筑混凝土對(duì)模板的最大側(cè)壓力（kN/m2）-混凝土的重力密度（kN/m3）取26kN/m3t0-新澆混凝土的初凝時(shí)間（8h）；V-混凝土的澆灌速度（m/h），取4.69m/hh-有效壓頭高度；H-混凝土澆筑層(在水凝初凝時(shí)間以內(nèi))的厚度(m)；K1-外加劑影響修正系數(shù)，摻外加劑時(shí)取1.2； K2-混凝土塌落度影響系數(shù)，取1.15。1、P=0.22t0K1K2V1/2=0.22×26×8×1.2×1.15×4.691/2

5、=136.76kN/m22、P =H=26×3=78kN/ m2取P=78kN/ m24.2. 面板驗(yàn)算模板面板采用25mm厚木板，被主肋支承著，分成大小不一的矩形區(qū)格，選取其中最不利一個(gè)區(qū)格進(jìn)行驗(yàn)算，該矩形區(qū)格短邊lx=250mm，長邊ly=3200mm，lx/ly=0.078,按四邊簡支板計(jì)算，計(jì)算簡圖如下： 圖4.1 面板計(jì)算簡圖 圖4.2 面板側(cè)面示意圖取10mm寬的板條作為計(jì)算單元，即b=10mm，荷載為：q=Pb=78×10-3×10=0.78N/mm彎矩：M=0.125ql2式中： l取lx與ly中之較小者，即l=lx=250mm。彎矩：Mmax=0

6、.125l2=0.125×0.78×2502=6093.75N·mm截面抵抗矩：W =bh2/6=10×252/6=1041.67mm3慣性矩：I= bh3/12=10×253/12=13020.83mm4，式中：h面板厚度。截面最大應(yīng)力：max= KMmax/W式中：K安全系數(shù)，取K=1.5。所以：max= 1.5×6093.75/1041.67=8.78N/mm213N/mm2滿足施工及規(guī)范要求。最大撓度：max=5ql4/384EI式中：E木材的彈性模量，取E=10000 N/mm2。所以：max=5×0.78

7、5;2504/(384×10000×13020.83)=0.30mmL/400=0.625mm滿足施工及規(guī)范要求。4.3. 圍囹驗(yàn)算模板圍囹采用雙鋼管（DN51，壁厚3mm），間距0.5m，以拉條為支點(diǎn)，按簡支梁進(jìn)行計(jì)算，取最不利受力情況，跨徑l=0.5m,受力范圍b=0.5m，計(jì)算簡圖如下：圖4.3 側(cè)模圍囹示意圖圖4.4 圍囹計(jì)算簡圖荷載為：q=Pb=78×0.5=39kN/m彎矩：Mmax=0.125ql2=0.125×39×0.52=1.22kN·m截面抵抗矩：W=2Wx=2×5.13= 10.26cm3慣性矩：I=

8、2I x=2×13.08= 26.16cm4截面最大應(yīng)力：max= KMmax/W式中：K安全系數(shù)，取K=1.5。所以：max =1.5×1.22×106/(10.26×103)=178.36N/mm2215N/mm2滿足施工及規(guī)范要求。最大撓度：max=5ql4/384EI式中：E鋼材的彈性模量，取E=2.06×105 N/mm2。所以：max=5×39×5004/(384×2.06×105×26.16×104)=0.58mmL/400=1.25mm滿足施工及規(guī)范要求。4.4. 主肋

9、驗(yàn)算模板主肋為楞木采用80×80mm方木，間距0.25m。以圍囹?yàn)橹c(diǎn)，按簡支梁進(jìn)行計(jì)算，取最不利受力情況，跨徑l=0.5m,受力范圍b=0.25m，計(jì)算簡圖如下：圖4.5 側(cè)模主肋示意圖圖4.6主肋計(jì)算簡圖荷載為：q=Pb=78×0.25= 19.5kN/m 彎矩：Mmax=0.125ql2=0.125×19.5×0.52=0.6kN·m截面抵抗矩：W=85333.33mm3慣性矩：I=I x= 3413333.33mm4截面最大應(yīng)力：max= KMmax/W式中：K安全系數(shù)，取K=1.5。所以：max =1.5×0.6×

10、106/85333.33=10.55N/mm213N/mm2滿足施工及規(guī)范要求。最大撓度：max=5ql4/384EI式中：E鋼材的彈性模量，取E=10000 N/mm2。所以：max =5×19.5×5004/(384×10000×3413333.33)=0.46mmL/400=1.25mm滿足施工及規(guī)范要求。4.5. 拉條驗(yàn)算模板拉條采用14圓鋼，拉條橫向間距0.5m，縱向間距0.5m。對(duì)拉螺栓受到的拉力等于混凝土對(duì)模板的側(cè)壓力與拉桿分擔(dān)的受荷面積，現(xiàn)進(jìn)行受力情況分析：N=PA=78×0.5×0.5=19.5KN所以拉條最大拉力：

11、Fmax=N=19.5kN截面應(yīng)力：拉= KFmax/An式中：K安全系數(shù)，取K=1.5；An拉條凈截面積，An=3.14×72= 153.86mm2。所以：拉=1.5×19.5×103/153.86=190.1N/mm2215N/mm2滿足施工及規(guī)范要求。5. 底模強(qiáng)度驗(yàn)算5.1. 底模荷載底模采用18mm厚的膠合板作為面板，支撐面板的楞木采用雙100×100mm方木，方木擱在314槽鋼上。底模自重：0.30kN/m2；鋼筋砼重：27.21kN/m2；振搗砼產(chǎn)生的荷載：2.0kN/m2；傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載：6.0KN/m25.2. 楞木驗(yàn)算底模楞木

12、采用雙100×100mm方木，以槽鋼為支點(diǎn)，按按簡支梁進(jìn)行計(jì)算，按間隔b=0.25m均勻布置,按最不利情況，跨徑去l=1000mm，計(jì)算簡圖如下：圖5.1 楞木計(jì)算簡圖單根楞木所受荷載為：q=（0.30+27.21×0.25+2.0×0.25+6.0×0.25）/2=4.55kN/m彎矩：Mmax=0.125ql2=0.125×6.31×0.252=0.036kN·m截面抵抗矩：W= bh2/6=100×1002/6=166666.67mm3慣性矩：I= bh3/12=100×1003/12=833333

13、3.33mm4截面最大應(yīng)力：max= KMmax/W式中：K安全系數(shù)，取K=2.0。所以：max =2.0×0.097×106/166666.67=0.432N/mm213N/mm2滿足施工及規(guī)范要求。最大撓度：max=5ql4/384EI式中：E木材的彈性模量，取E=10000 N/mm2。所以：max=5×4.55×10004/(384×10000×8333333.33)=0.71mmL/400=2.5mm滿足施工及規(guī)范要求。5.3. 底模面板驗(yàn)算底模面板采用18mm厚木板，以楞木為支點(diǎn)，單向板，按簡支梁進(jìn)行計(jì)算，取最不利受力情況

14、，跨徑l=0.25m,計(jì)算簡圖如下：圖5.2 底模面板計(jì)算簡圖取10mm寬的板條作為計(jì)算單元，即b=10mm，荷載為：q=Pb=（27.21+2.0+6.0）×10-3×10=0.352N/mm彎矩：Mmax=0.125ql2=0.125×0.352×2502=2750.78N·mm截面抵抗矩：W= bh2/6=10×182/6=540mm3慣性矩：I= bh3/12=10×183/12=4860mm4截面最大應(yīng)力：max= KMmax/W式中：K安全系數(shù)，取K=2.0。所以：max =2×2875/540=10.

15、19N/mm213N/mm2滿足施工及規(guī)范要求。最大撓度：max=5ql4/384EI式中：E木材的彈性模量，取E=10000N/mm2。所以：max =5×0.352×2504/(384×10000×4860)=0.37mmL/400=0.63mm 滿足施工及規(guī)范要求。6. 牛腿強(qiáng)度驗(yàn)算牛腿除支撐側(cè)模板外還要承受底模鋼筋砼的重量。上部結(jié)構(gòu)荷載通過槽鋼傳輸?shù)脚Ｍ壬希Ｍ扔?6槽鋼組成，焊接在鋼管樁上。6.1. 牛腿荷載取最不利情況進(jìn)行驗(yàn)算。底模自重：0.30 kN/m2；側(cè)模自重：1.25 kN/m2；人的荷載均布：2.5kN/m2；鋼筋砼重：27.21

16、kN/m2；振搗砼產(chǎn)生的荷載：2.0kN/m2；傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載：6.0KN/m2將牛腿架近視為三點(diǎn)鉸支的桁架進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算簡圖如下：圖6.1 牛腿計(jì)算簡圖牛腿所受荷載為：集中荷載：N1=(27.21+2.5+0.30+1.25+2.0+6.0)×(1.7*2/2+0.5*0.5/2)*3/11=19.54kN。N1=(27.21+2.5+0.30+1.25+2.0+6.0)×(1.7*2/2+0.5*0.5/2)*8/11=52.11kN。對(duì)牛腿進(jìn)行受力分析得：1. 對(duì)槽鋼進(jìn)行受力分析：最大彎矩：Mmax= 8.25kN·m 截面抵抗矩：W=W x16=117cm3慣性矩：I=I x16=935cm4截面最大彎矩應(yīng)力：max= KMmax/W式中：K安全系數(shù)，取K=2.0。所以：max =2.0×8.25×106/117×103=141N/mm2215N/mm2滿足施工及規(guī)范要求。最大撓度：max=0.143mm所以：max=0.143m600/400=1.5mm滿足施工及規(guī)范要求。2. 對(duì)槽鋼進(jìn)行受力分析：經(jīng)計(jì)算，槽鋼受軸向壓力為F2=41.25kN截面拉應(yīng)力：