钢沉井模板计算书

1.概述

31#、30#墩沉井采用整体钢模板，模板高度最高为2m，水平尺寸以模板易于组合为原则分块。

模板由面板δ=6mm钢板，竖肋[8型钢，布置间距0.3m，背带2 [16型钢组成，布置间距0.75m，拉杆间距最大1.35m。模板结构图参见“30#、31#沉井模板结构图”。

图1 沉井模板大样图

2.设计依据

（1）《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）

（2）《建筑工程大模板技术规程》 （JGJ74-2003）

（3）《组合钢模板技术规范》（GB50214-2001）

（4）《混凝土结构工程施工规范》（GB50666-2001）

（5）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）

（6）《简明施工计算手册》（第三版 江正荣著）

3.荷载计算

3.1.水平荷载统计：

根据路桥混凝土的施工条件计算混凝土侧压力如下：

1.新混凝土对模板的水平侧压力标准值

按照《高速铁路桥涵工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）条文说明9.2.2，可按下列方法：

①采用内部振捣器，当混凝土的浇筑速度在6m/h以下时，新浇筑的普通混凝土作用于模板的最大侧压力可按下式计算：

式中  Pmax------新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（kPa）。

       h------有效压头高度（m）。

当v/t<0.035时，h=0.22+24.9v/t

当v/t>0.035时，h=1.53+3.8v/t

v/t=1/5=0.2>0.035,h=1.53+3.8*0.2=2.29m

其中v——混凝土的浇筑速度（m/h），现场提供的浇筑速度不大于1m/h；

    t——混凝土入模时的温度（℃），按照最不利条件，现场取5℃；

    γ------混凝土的容重（kN/m³），现场提供C40混凝土，取25kN/m³；

    K——外加剂影响修正系数，不掺加外加剂时取1.0,掺缓凝剂时取1.2。

Pmax=1.2*25kN/m³*2.29m=68.7kN/㎡。

②采用泵送混凝土浇筑，混凝土入模温度在10℃以上时，模板的侧压力可采用下式计算：

混凝土对模板的水平侧压力取二者中的较大值，F=68.7kN/ m2作为模板水平侧压力的标准值。

㈡倾倒混凝土时产生的水平荷载标准值

考虑倾倒混凝土产生的水平活载荷标准值取值4 kN/ m2（泵送混凝土）

㈢振捣混凝土时产生的水平荷载标准值

振捣混凝土时产生的水平荷载标准值取值4 kN/m2 （作用范围在新浇筑的混凝土侧压力的有效压头高度之内）

3.2.水平侧压力的荷载组合

荷载分项系数:

新浇混凝土时对模板侧面的压力r1=1.2；

活荷载分项系数r2=1.4

1．总体水平侧压力的设计值为

F设=68.7*1.2+4*1.4=88kN/m2

2．模板的受力分析及变形分析采用总体水平侧压力的设计值88kN/㎡。

3．钢材取Q235钢，容许应力为215MPa，不考虑提高系数。

4.模板的计算

现选取6200*2000的平模板,面板为6mm，边框为16mm钢带，小肋为[8#槽钢，间距300mm，背楞为[16#，模板连接螺栓为M16。

4.1.模板面板强度的计算

面板首先把砼侧压力传给小肋，间距300mm，选取10mm宽面板按3跨连续梁计算。

现选取总体水平侧压力的设计值：F设=88kN/m2 ，则q=0.88kN/m

图4-1 面板受力简图

面板最大组合应力σ=132MPa

4.2.小肋强度的计算

砼侧压力通过面板传给小肋，小肋间距300mm，则假定此范围内的侧压力均由该小肋承担，背带间距750mm，按两跨连续梁计算小肋。

小肋均布荷载q=88×0.3=26.4KN/m

图4-2 小肋受力简图

小肋最大组合应力σ=70.8MPa 

小肋反力pmax=24.6KN

4.3.背带强度的计算

砼侧压力通过小肋传给背带，小肋间距300mm，按节点荷载传递给背带，背带拉杆最大间距1350mm，按三跨连续梁计算背带。

图4-3 背带受力简图

背带最大组合应力σ=.2MPa

4.4.拉杆强度的计算

拉杆采用φ22圆钢，埋置式拉杆，HPB300抗拉强度设计值270N/mm2

单根拉杆强度N=3.14×112×270=102584N=10.3t。

拉杆最大受力区域1.35×0.75m2

则拉杆最大拉力P=1.35×0.75×8.8=8.91t。

则拉杆强度满足设计要求。

5.结论

     根据以上计算结果可知，模板主要构件受力及变形均能满足要求。