高速公路高墩滑模設(shè)計(jì)驗(yàn)算書

高速公路高墩滑模設(shè)計(jì)驗(yàn)算書實(shí)用文檔高墩滑模設(shè)計(jì)驗(yàn)算書1設(shè)計(jì)依據(jù)（1）《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTG/TF50-2011；（2）《公路工程質(zhì)量驗(yàn)驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)(土建工程)》JTGF80/1-2004；（3）《公路工程施工安全技術(shù)規(guī)范》JTJ076-95；（4）《滑動模板工程技術(shù)規(guī)范》（GBJ50113-2005）；（5）《液壓滑動模板施工安全技術(shù)規(guī)程》（JGJ65—89）；（6）《云南麻昭高速公路第X合同段兩階段施工圖設(shè)計(jì)》。2工程概況XX集團(tuán)承建云南麻昭高速公路B標(biāo)段B2工區(qū)，起訖里程為：左線ZK24+083～ZK27+084；右線K24+108～K27+114。承建橋梁8座（特大橋1座，大橋4座，中橋3座），其中K26+390腰巖特大橋（右線）主墩18#、19#墩，ZK26+366腰巖1號大橋（左線）主墩8#、9#墩為等截面單箱薄壁墩，墩高分別為66.5m、73.4m、67m、65.5m。主墩采用等截面單箱薄壁墩矩形截面，平面尺寸為6.5m×5.0m，距墩頂、底2m范圍內(nèi)為實(shí)心段，空心段橫橋向和縱橋向壁厚均為0.8m，空心段采用0.5×0.5m的倒角。3滑模設(shè)計(jì)矩形薄壁空心墩滑模設(shè)計(jì)采用液壓內(nèi)外分體滑升模板施工，滑模采用整體鋼結(jié)構(gòu)，滑升動力裝置為YKT36型液壓控制臺。滑模裝置組成為：模板系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、操作平臺、液壓系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)。滑模組裝工藝流程圖如下圖：3.1模板系統(tǒng)墩身模板面板采用鋼板制作而成，模板高1.3米，用10號槽鋼作為加勁肋，間隔30cm，通過上下兩道圍圈定位支撐，圍圈焊接于桁架梁上。圍圈采用10號槽鋼加工，圍圈上口距模板上口6cm，上下圍圈間距100cm。

圖1空心墩滑模橫橋向立面圖圖2空心墩滑模平面圖3.2提升系統(tǒng)提升架是滑模與混凝土間的聯(lián)系構(gòu)件，主要用于支撐模板操作平臺，并且通過安裝在頂部的千斤頂支撐在爬桿上，整個滑升荷載將通過提升架傳遞給爬桿，爬桿由φ48*3.5mm的鋼管制成，提升架采用“F”字型門架，立柱用［18，橫梁采用雙排［18，立柱與橫梁采用焊接連接。爬桿采用壁厚精度較高的φ48*3.5mm無縫鋼管，爬桿連接采用焊接連接，鋼管在連接處焊接后，采用磨光機(jī)進(jìn)行打磨，使鋼管表面光滑，讓千斤頂能順利通過。焊接處要飽滿,爬桿表面不得有油漆和鐵銹。支承桿直徑與千斤頂?shù)囊笙噙m，長度宜為3-6m。圖3滑模提升系統(tǒng)立面、平面圖3.3操作平臺操作平臺分為主操作平臺和輔助工作平臺。主操作平臺作為施工的操作平臺，承受施工人員物料等荷載，主操作平臺框架采用桁架梁結(jié)構(gòu)，上部滿鋪5cm厚腳手板。由于混凝土施工過程中側(cè)向受力較大，為確保主操作平臺的剛度，選用∟80*8和∟63*6角鋼加工制做100cm×100cm復(fù)式桁架梁作為工作平臺。為便于施工，用三角撐將平臺外側(cè)加寬50cm。輔助工作平臺為混凝土養(yǎng)護(hù)修面的工作平臺，采用鋼木結(jié)構(gòu)懸吊布置，沿混凝土面布置一周寬70cm平臺，其上滿鋪5cm厚腳手板，用φ20mm圓鋼間隔2米懸掛在提升桁架梁上，并搭設(shè)鋼管護(hù)欄，懸掛密目安全網(wǎng)和防拋網(wǎng)。主操作平臺和輔助工作平臺均由內(nèi)外兩部分組成，為薄壁空心墩內(nèi)外部施工提供操作平臺。3.4液壓系統(tǒng)選用QYD-100楔塊液壓千斤頂，設(shè)計(jì)承載能力為10t，計(jì)算承載能力為5t，爬升行程30mm，每個千斤頂上安裝針型閥，以控制進(jìn)油，油路通過分油器連接；液壓控制臺為YKT36型液壓控制臺，采用分組并聯(lián)主（Φ16）支（Φ8）高壓油路系統(tǒng)同千斤頂相連，形成液壓系統(tǒng)。3.5輔助系統(tǒng)包括灑水養(yǎng)護(hù)中心測量水平測量等裝置。灑水管用φ50mm膠質(zhì)軟管制成，固定在輔助工作平臺上，沿混凝土壁均勻布孔。中心測量用短重垂線，觀察模體的水平位移，在模體的四個面對稱設(shè)四根重垂線測量，并用激光鉛垂儀校正。水平測量利用水準(zhǔn)管，觀察操作平臺的水平度。4滑模計(jì)算4.1封頂施工驗(yàn)算（1）荷載分析1）墩頂2m高實(shí)心段砼，每平米鋼筋砼F1=2m×26KN/m3=52KN/m22）傾倒新混凝土產(chǎn)生的荷載F2=2KN/m23）振搗混凝土產(chǎn)生的荷載F3=2KN/m24）施工機(jī)具、人員荷載F4=2.5KN/m25）墩頂?shù)卓v橫向兩層方木=0.2KN/m2（2）墩頂?shù)追侥臼芰︱?yàn)算查規(guī)范方木材料特性為：落葉松容許抗彎應(yīng)力：=14.5MPa，彈性模量：E=11×103MPa允許剪應(yīng)力：=2.0Mpaeq\o\ac(○,1)墩頂?shù)追侥緦邮芰Deq\o\ac(○,2)作用在工字鋼上層方木上的均布荷載（按10×10cm方木驗(yàn)算）按照荷載組合，活載為1.4的安全系數(shù)，恒載為1.2的安全系數(shù)：q=（F1×1.2+（F2+F3+F4）×1.4）×0.3=21.45kN/meq\o\ac(○,3)作用在上層方木上的應(yīng)力驗(yàn)算Mmax=ql2/8=21.45×0.62/8=0.965kN.mσmax=Mmax/W=0.965/(0.103/6)=5790kN/m2=5.792Mpa＜=14.5MPa強(qiáng)度滿足要求eq\o\ac(○,4)上層方木剛度計(jì)算10×10cm方木F=5ql4/(384EI)=5×21.45×0.64/(384×11×106×0.104/3)=0.1mm＜(0.6/400)m=1.5mm撓度滿足要求（3）方木底工字鋼受力驗(yàn)算I32a工字鋼特性W=692cm3，I=11080cm4，A=67cm2，Sx=400.5cm2E=2.1×105MPa，=85Mpa，=140MPa。eq\o\ac(○,1)方木底受力工字鋼分析eq\o\ac(○,2)作用在鋼棒上層的工字鋼按照均布荷載計(jì)算，活載為1.4的安全系數(shù)，恒載為1.2的安全系數(shù)：q=（F1×1.2+（F2+F3+F4）×1.4）×0.6=42.9kN/meq\o\ac(○,3)作用在工字鋼上的應(yīng)力驗(yàn)算Mmax=ql2/8=42.9×2.12/8=23.649kN.mσmax=Mmax/W=23.649/695=34Mpa＜140Mpa強(qiáng)度滿足要求eq\o\ac(○,4)工字鋼剛度計(jì)算f=5ql4/(384EI)=5×42.9×2.14/(384×2.1×105×11080)=0.2mm＜2.1/400=5.25mm撓度滿足要求eq\o\ac(○,5)工字鋼抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算τ=VS/It=45.045×400.5/(11080×9.5)=17.14Mpa<[τ]=85Mpa滿足抗剪強(qiáng)度要求4.2滑模模板側(cè)壓力驗(yàn)算（1）驗(yàn)算用材料規(guī)格及相關(guān)系數(shù)墩身澆筑按分層30cm一層進(jìn)行，按正常滑升每次間隔1.5小時(shí)左右計(jì)算。eq\o\ac(○,1)對拉鋼筋R235規(guī)格：φ16mm，橫向2根eq\o\ac(○,2)混凝土C40坍落度：120～140㎜混凝土比重為：γ=25kN/m3混凝土澆筑速度:V=5m/h，混凝土入模溫度:T=15℃（2）側(cè)壓力計(jì)算側(cè)壓力計(jì)算公式：pm=K·γ·h當(dāng)V/T≤0.035時(shí):h=0.22+24.9V/T當(dāng)V/T≥0.035時(shí):h=1.53+3.8V/Tpm——新澆筑混凝土對側(cè)面模板的最大壓力，kPaK——外加劑影響修正系數(shù)，不加時(shí)，K=1；摻緩凝外加劑時(shí)，K=1.2γ——混凝土的容重，25kN/m3h——有效壓力高度，mT——混凝土入模時(shí)的溫度，℃H——混凝土澆筑層（混凝土初凝時(shí)間內(nèi)）的高度，mV——混凝土澆筑速度，m/h對模板側(cè)壓力：V/T=5/15=0.333＞0.035h=1.53+3.8V/T=1.53+3.8×0.333=2.797m但是由于混凝土每次澆筑的高度為0.3m，因此計(jì)算以0.3m計(jì)算側(cè)壓力。pm=K·γ·h=1×25kN/m3×0.3m=7.5×10-3MPa⑵混凝土對側(cè)模板壓強(qiáng)大小分布如下：側(cè)模板壓強(qiáng)全按最大值計(jì)，整個一側(cè)模板側(cè)壓力：F=P×AF——新澆筑混凝土對側(cè)面模板的最大壓力,NP——新澆筑混凝土對側(cè)面模板的最大壓力,PaA——模板受力面積，m2A=6.5m×0.3m=1.95m2F=7.5×1.95=14.625kN側(cè)模板對拉鋼筋作用力計(jì)算側(cè)模板側(cè)壓力由一層共2根鋼筋共同承力平衡，平均受力，則每根鋼筋受力：N=F/2N=14.625kN/2=7.3125kNφ16mm鋼筋橫截面積：A=1.62×0.785=2.0096cm2鋼筋拉應(yīng)力：σ=N/AN=7.3125kNA=2.0096cm2σ=7.3125kN/2.0096cm2=3.6388kN/cm2=36.39Mpa<=140Mpa墩身滑模施工模板對拉鋼筋采用φ16mm鋼筋是安全的。4.3施工操作平臺驗(yàn)算4.3.1主操作平臺驗(yàn)算（1）荷載分析主操作平臺作為施工平臺，主要承受施工人員及物料等荷載。施工人員荷載：P1=1.5KN/m2施工機(jī)具及物料荷載：P2=2.5KN/m2（2）荷載驗(yàn)算eq\o\ac(○,1)木板及鋼橫梁驗(yàn)算計(jì)算簡圖如下：由受力平衡可以得知木板截面特性參數(shù)：W=bh2/6=100×32/6=150cm3=9.5Mpa,E=8.5×103I=bh4/12=675cm3,λ=260kg/m3鋼截面特性參數(shù)：I=26cm4,W=10.4cm3=140Mpa，A=6.9cm2λ=5.4kg/m，E=2.1×105a、木板驗(yàn)算F1=F2=(q1+q2)l/2=（2.5+1.5）×0.7/2=1.4kNMmax=ql2/8=(2.5+1.5)×0.72/8=0.245kN.mσ=Mmax/w=0.245×1000×1000/(150×103)=1.64Mpa＜=9.5Mpa因此強(qiáng)度滿足要求。fmax=5ql4/384EI=5×4×704/384×8.5×103×675=0.218mm＜700/400=1.75mm因此撓度滿足要求。b、剛橫梁驗(yàn)算計(jì)算簡圖如下：q3=F1/l=1.4KN/m;q4=mg/l=260×0.03×0.7×1×10/1000/1=0.03KN/m。Mmax=ql2/8=(1.4+0.03)×12/8=0.179KN.mσ=Mmax/w=0.179×1000×1000/(10.4×103)=17.2Mpa＜=140Mpa因此強(qiáng)度滿足要求。fmax=5ql4/384EI=5×1.43×1004/384×2.1×105×26=0.341mm＜1000/400=2.5mm因此撓度滿足要求。eq\o\ac(○,2)焊縫抗剪驗(yàn)算施工計(jì)算簡圖如下所示a、受力分析由圖可知，該操作平臺受到以下幾方面的力影響各種物體的本身自重：Gz=G1+G2+G3=0.66+5.23+1.157=7.05kNeq\o\ac(○,1)施工人員荷載：GR=p1×s=1.5×8.41×1=12.62kNeq\o\ac(○,2)機(jī)具及物料荷載：GJ=p2×s=2.5×8.41×1=21.03kNeq\o\ac(○,3)b、抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算Qmax=eq\o\ac(○,1)+eq\o\ac(○,2)+eq\o\ac(○,3)=40.7KNMmax=ql/2=40.7×1/2=20.35KN.Mτ=QmaxS/It=40.7×6.4/(26×0.7)=14.312Mpa＜[τ]=85Mpa滿足抗剪強(qiáng)度要求。4.3.2輔助操作平臺驗(yàn)算(1)荷載分析由于輔助平臺為墩身的裝修平臺，因此只受施工人員荷載施工人員荷載：P1=0.8KN/m2。(2)荷載驗(yàn)算1）木板強(qiáng)度驗(yàn)算計(jì)算簡圖如下所示FA=FB=ql/2=0.8×1/2=0.4KNMmax=ql2/8=(0.8)×12/8=0.1KN.mσ=Mmax/w=0.1×1000×1000/(150×103)=0.667Mpa＜[σ]=9.5Mpa因此強(qiáng)度滿足要求。fmax=5ql4/384EI=5×0.8×1004/384×8.5×103×675=0.182mm＜1000/400=2.5mm撓度滿足要求2）鋼橫梁強(qiáng)度驗(yàn)算Mmax=ql2/8=(0.4)×12/8=0.05KN.mσ=Mmax/w=0.05×1000×1000/(1.57×103)=21.847Mpa＜[σ]=140Mpa強(qiáng)度滿足要求。fmax=5ql4/384EI=5×0.4×1004/384×2.1×105×785=0.001mm＜1000/400=2.5mm撓度滿足要求3）吊桿強(qiáng)度驗(yàn)算吊桿只存在抗拉現(xiàn)象a、受力分析該操作平臺受到以下幾方面的力影響各種物體的本身自重：Gz=G1+G2+G3=0.715+0.618=1.333KNeq\o\ac(○,1)施工人員荷載：GR=p1×s=0.8×5.5×1=4.4KNeq\o\ac(○,2)b、抗拉強(qiáng)度驗(yàn)算Qmax=eq\o\ac(○,1)+eq\o\ac(○,2)=5.733KNFL=Qmax/6=5.733/6=0.955KNσ=FL/A=0.955×1000/314=3.04Mpa滿足抗拉強(qiáng)度要求。4.3滑模驗(yàn)算（1）荷載分析eq\o\ac(○,1)滑模結(jié)構(gòu)自重鋼結(jié)構(gòu)：6t，木板:1t，合計(jì)G1=7teq\o\ac(○,2)施工荷載工作人員：8人×75kg/人=0.6t滑模設(shè)備：0.8t電焊機(jī)振搗器：0.4t鋼筋支撐桿：2tG2=0.8+0.4+2=3.2teq\o\ac(○,3)滑升摩擦阻力單位面積上的滑升摩擦阻力按照0.2t計(jì)算，同時(shí)考慮附加系數(shù)為1.5，所以整圈模板上的滑升摩擦阻力為：(按每平方0.2