箱梁受力分析

1、预制箱型梁模板受力分析2011-04-24一、工程概况中铁隧道局*高速，箱梁长度分为25、30、40米。我公司对该模板进 行了受力验算。二、设计标准及规范1、公路工程技术标准2、公路桥涵工技术规范3、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范4、现浇混凝土结构模板工程设计计算5、预制混凝土构件钢模板6、大模板设计手册三、主要材料及其机器1, 钢板、釆用5mmQ235钢材。2, 槽钢、纵向加肋采用8号槽钢。3, 槽钢、横向加肋釆用12号槽钢。4, 焊条、面板釆用<l>3. 2mm焊条。5, 焊条、支架釆用<l>4. 0mm焊条。6, 磨光机片、采用三号耐磨磨光机片。7, 剪

2、板机、不得低于5000N的剪板机。8, 折弯机、能够把8mmQ235钢板折成一定角度。9, 钻床、一台50钻床。10, 丙烷气割，电焊机，磨光机四、设计要点；1、焊接强度，一级焊接强度，焊缝不得小于3条。2、面板光滑度，二级光滑平面，面板平整度宽度为2mm,深度为0. 5mm°不 能有裂缝、分层等缺陷。3、钢模骨架节点处必须焊满；面板与骨架接触处不得少于总缝长度的40%.4、拆装方便，质量轻，耐用。5、必须保证混凝土构件顺利脱模，且不损坏构件。6、钢模板工作面上的焊缝应该磨平，接口平面之间及其磨平后的焊缝与板面 之间的高低差不得大于0. 5mm。7、钢模板在制作过程中，应釆用减少焊接

3、变形的有效措施。8、钢模板组装完毕后，模板工作面的最大缝隙不得大于1mm。9、易于托运，方便吊装五、箱梁的一般构造图及其作用40米箱梁边梁示意图：此图是40米边梁主视图：此边梁模板要打的混凝土是 桥梁的边端，位于桥面的最外沿，边梁模板的面板使用的是5mm厚的Q235钢板， 横向支撑采用的是8号热轧槽钢，纵向支撑釆用12号热轧槽钢，图中显示的变径 部分是为了方便混凝土脱模，减小混凝土对面板的吸附力，此边梁和中梁的一部 分组成桥梁的边梁中跨，此外，为了运输方便，以及拆装方便，边梁共有12处法 兰，共分为13块，最长模板为4. 5米，最大起吊重量约为1.5吨，下面是40米 边梁的一般构造图及其截面示

4、意图：1财 顾03X0InL血 8®19：（1SOOg®wo<50xo505140米箱梁边梁40米箱梁边梁截面示意图：图中的标有14cm的连接件，是为了让垂直的两根 12号槽钢很好的连接到一起，连接件上有两个18螺栓孔，这样从连接件处就可 以断开，这样做的目的还是为了装车方便，易于拆模。40米边梁边梁法兰图样及其尺寸法兰釆用14mm厚钢板制作；首先用剪板机把钢板剪成12厘米宽的小条子，然后根据边梁的两个截面制作成形法兰。制作成形后再加工 钻孔，这样两节模板就可以通过法兰连接起来。图形如下：40米箱梁中梁示意图：此图为40米中梁主视图，此中梁模板和上面介绍的边 梁模板组

5、成了箱梁的边梁中跨，图中有显示箱口，图中的箱口代表箱梁横隔梁， 为了方便混凝土打成以后顺利脱模，上下箱口尺寸不同，内外箱口尺寸也不相同, 上箱口的尺寸为25cm,下箱口尺寸为20cm,外箱口尺寸为24cm,内箱口尺寸为 20cm,除尺寸大小不同外在上箱口与面板连接处采用倒角连接，这样设汁的LI的 也是为了脱模，减小混凝土对模板的吸附力，下箱口设计成活的用角钢和螺丝和 箱体连接，拆除模板时方便简洁，箱口中心线处设有小法兰片，起连接作用，注 意一提的是中梁与边梁的纵向支撑的位置必须相同，误差不能太大，因为模板完 成拼装后，要要用对拉丝杆连接，纵向支撑位置太大，会导致丝杆受力不均，最 终导致模板变形

6、。4W9®19：0Ml834K01SM15»40米箱梁中梁中梁共有一个截面；图中的标有14cm的连接件，是为了让垂直的两根12号 槽钢很好的连接到一起，连接件上有两个18螺栓孔，这样从连接件处就可以断开, 这样做的目的还是为了装车方便，易于拆模。以下图形显示：40米中梁法兰；法兰采用14mm厚钢板制作；首先用剪板机把钢板剪成12厘 米宽的小条子，然后根据中梁的两个截面制作成形法兰。制作成形后再加工钻孔, 这样两节模板就可以通过法兰连接起来，图形如下：六、强度、刚度计算1. 新浇碗对模板侧压力P二krhP为新浇栓对模板最大侧压力(K pa)h-有效压头高度(m) V-碗浇筑速

7、度(h/ h)T 碗入模时(C°) a 碗容量(K N/ m3)K-外加剂影响修正系数实际：V = 410m/ h T= 27 C° V/ T= 01148 > 01035H = 1135 + 318V/ T二 119m K= 112a = 24K N/ m3据王华谦主编桥梁施工（中国铁道出版社），新浇絵对模板最大侧压力可 取50 K pa ,与本计算相符。2. 振捣时確产生的荷载，取410 K pa （作用在有效压头高度内）。3. 综1121絵浇筑时对侧模压力如下图；17如图：ql 二 37. 21K N/ m , q2 二 39. 931K N/ m ,q3 =

8、2. 72K N/ m ,求Nfmax(2) 支座反力RA , RB , RC(3) Qmax>查简明建筑结构设讣手册(位移法)叠加固端弯矩MB 二qC/ql二(12b=l - 4b3+ ac:) - qbcn = 7 - * J X(12x 0.752 X1.42-4X 0.753 + 0.673 xl.l2) 18xl.422+ 37.2 lxl.lx 0.75 = 8.6OKN / m= 2.72 + (39.93 37.21)罟= 3601KN/m叫的=M2xW42-4x0f+1.32，x0.22)+ 36.0 lx0.2x0.1 = 0.622KN / mMgiii="

9、;。3“.42-“。灯+.29222+晋392x02x013= 0043KN/加AC 段：Mca=8. 60+0. 622+0. 043=9. 265KN/mCB段:Mcbi2.72x1.78xl.82x(12xO.852 xl.8 - 4 x 0.853 + 0.95xl.72)-2.72xl.7x0.85 =_l095KN/?33 29 x 1 7Mcl)u = x(18x0.5672 x 1.8-6x0.5673 +1.2333 xl.72""24xl.82 e 2xl.7233.29x1.7x0.567卄“+1.233 x 1 7+= -7.507 KN.m452M

10、cb =-1.095 - 7.507 =9.412 KN.加各杆刚度相对值计算：设EIo= 1则；Icb 1.8再叠加固端弯矩，可列出杆端弯矩：=3匕 &( +Mi = 2A0C +9.265Mcb =3 i 色= 1.67 0C +9.412由Mg + M CB =0,求得3.78色 -0.147 =0 0C = 0.039 所以 Mca二9. 347KN/mMcb二-9. 347KN/m求支座反力工Me =0q“= 36.01 K N /mqi= 36.01 K N /mlx2.72xl.72 +1x36.29x1.7 x 0.567 = 9.347 +/?z. x 1.8 =&g

11、t;2 2 “Rb =59O4KNm=0/?c X 1.42 + 9.347-37.21x1.lx0.75 +36.01x0.2x0.1 + 1x3.93x0.2x0.13求得心=5579KNm所以& = 37.21x1.1 + (39.93 + 2.72) x - 5.904 一 15.579 一 59.965KN0.6141 + 0.614xl.1=0.421 x-x一x36.01 x X + 2.72 = 5.9042 1.79.476,+2.72x 5.904 = 0_2.72 + V2.722 +2x9.476x5.904 n “x = 0.66/772x9.476+Qmax

12、=27. 017KN-Qmax=32. 948KN-Mmax二9 347KN. m36.01x = 12.510.9M = 15.579 x (02 + 0.42)-lx 37.21 x 0.422 =5.13KN .mM"904x(0.66 + ().Tx272x0.662 一討2gO.66xO.66x畔=2.林心 +M= 5 A3 KN.m0.54x0.88L42= 0.33在最大正弯矩Mmax加单位力K=l,根据挠度：/ =尿示 可将Mp图分解为一个三角形、一个三次抛物线、一二次抛物线，叠加图乘面得如下：3>2O 性 0 Tj 0 6竹 ¥>1 7G CM

13、 pf9 347/ = 士 J MjMkds112 0 121x-x0.12xl.8x-xxO.33-x (1.87+ 9.347) x(1.43-0.12)xE2 23 0.54440.88-(-xl.3-0.12)2 i02 + 0"x0.33x-x(-x37.21xl.l2)xl_x0.300.88380.88=；r (0.00548-0.355 + 1.1611875-0.34995)2.1x105 x103 x388.5x10a 1/72/7?满足规范要求：中拉杆 P二Rc二59. 965KN3 = - =133円ttxO.122140刃= 140必= 1.1133强度满足

14、要求。实际上，中拉杆上、下各有一条支撑，中拉杆实际应力较计算大 小。上、下拉杆强度满足要求。叽=9.347 KM 加u M 9.347m.7xlO"M3= 1515MP“图中钢容许应力值为170MPa,相对应的安全系数是14故强度满足使用要求。实 际上，中拉杆上、下的支撑能显著降低中拉杆处的负弯矩。钢板计算:取沿梁长lm,考虑其连续梁性质：r bh31 =12= 1x1.0x0.006=1.8x10-£x54.72KSx。命宀。.876如,Mo=_ = _xl,0.x0.006-6xlO-VM0876KNm6 =:=46MPaVV6x10"F据 Q = 146MP

15、d 满足使用;pl4 _0.876/C/V/wx0.44w4-128E/ - 128x2.1xl05xl06/n2xl.8xl0_8/n4=4.6x 10-5/?/故挠度满足使用要求根据以上计算结果，以及已用模板的使用经验，最后确定使用面板为6亳米钢板,纵向加肋使用8号槽钢，支撑钢架釆用12号槽钢。检验结果如下：M = 00°厂=o0 x 51.3 x 300 2 = 461.7 X V N .川川6 = VV= = 3084n/w3W6J = 461.7xlO3/3084 = 149.7 <25N/mm2215N/mm2为Q235钢材的强度设计值，经过验算可以使用。七、钢模板

16、的挠度验算3 = 0.677 qf /(100 EI) = 0.677 x 51.3 x 3004 /(100 x 2.06xl05 x 7593)=1.43 < 1.5mm1. 5mm为钢模板面板容许的最大变形值，山此可以看出符合设计要求 槽钢的验算根据经验及其以上计算可以肯定符合使用要求。加肋强度及其挠度的验算：荷载（每两根纵向加肋乙间的距离最大不超过30厘米，所以我就以最夫纵向加肋距离验算q =佗 h = 0.0684x 300 = 2O.527V / mm强度验算根据建筑模板设讣表查的Wx = 25.3 x IO? mm 彳I =101xl04mm4max_0 125x20.52

17、x137021.0x25.3xl03= 110.3/V/.mm2 <215N/mm2挠度验算；悬臂部分挠度q2 = 0.05 x 300 = 15N/mm=0.230mm15x4004'8x2.06x105x101x104v =a500=0.8mm500% < v跨中部分挠度4007666= 0.4015x1000 4384 x 2.06 xl05x 101 xlO4(5 24x0.40乍1000=2.00mm竖向主梁计算q = Fl式中1一一竖向主梁间距F模板板面的侧压力（N/rnnC荷载: qt = Fl = 0.0684 x5000 =350 TV/nun1 4q2

18、=350x_ = 120/nnn强度验算用弯矩分配法及其叠加法求得:Mnv = Ml =9.15xlO6/V/mm =5.73xlO6/V»mmM “ =4.27x106" mmA/肚=&34xlO&Nmm竖向主梁按8号槽钢汁算：VV = 50.6 xlO3 nun I =202xl04inm49,15xl061.0x50.6xl03=18083</ = 215“/劝2故满足要求挠度验算q i = Fl = 0.05 x 5000 = 250 N / nm2q2 =250x- = 170/V/mm vmax = 0.00239x- = 1.01<

19、vEl所以挠度符合要求均上所述，面板可以釆用5mm钢板，横向加肋釆用8号槽钢即可，纵向加肋釆用 12号槽钢。为了模板能够在预制混凝土的台架上站立稳当，我在12号槽钢上连接 一个钢脚架，这样可以有足够的接触截面支撑模板。八、吊环的设计及其应用根据混凝土结构设计规范规定，吊环应釆用1级钢材制作，严禁使用冷 加工，吊环计算拉应力不应该在于50/mm2.所以吊环截面积计算如下：_ Px _ Px2x50100式中An吊环净截面面积（nuiT）；Px吊装时吊环所承受的大模板自重载荷设计值，并乘以动载系数1.3An 二 0. 13X0. 12 二 1.56X10现在假设起吊模板的最大重量为2000kg,此

20、时：1.3x5.02x50x4= 0.81xl0"314所以从上面可以看出设计值An符合设计要求吊环如图所示：2、该构件制作均采用18mr需钢板制作°吊装时用2个吊环（最好是4个）起吊12号槽钢，这样模板起吊时平衡性较 好，吊环的吊柄上有两个直径为30的孔，是为了方便用钢丝绳或者圆钢插入，根 据经验已知这个孔足够大，可以供吊装时使用。九、对拉丝杆的计算上面讲到在每个纵向支撑的上面有一个孔，此孔的作用就是为了让对拉丝杆 把中梁边梁模板连接到一起，并且保证使浇注混凝土时，模板受力均匀，保证侧 模的设计要求和整体性。一般采用22的圆钢最为丝杆的下料基础，下面是受力 分析：对拉丝杆

21、应该按照下列公式计算：N = abFsN：= Anf,bN； > N上述式子中 N对拉丝杆最大轴力设计值；对拉丝杆轴力拉力设计值a对拉丝杆横向间距；b对拉丝杆纵向间距；Fs现浇混凝土对侧模板的上的侧压力设计值；An对拉丝杆静截面面积；f,b一一丝杆抗拉强度设计值，上面我们已经计算过混凝土对侧模板的压力设计值，为了讣算方便我们取 60KN/m:.N二 1.80X0. 5X60二54000NAnf 二 1520X 170二25840054000N丝杆直径（mm）净截面面积重量（N/m）轴向拉力设计值1676015.824.51816536.736.7221520120.676.3十、振动器的

22、使用振动器是利用激振装置产生振动，并将振动通过预制模板传给混凝土使其密 实的设备。混凝土振动器工作时，使混凝土内部颗粒之间的内摩擦力和黏着力急剧 减小，混凝土呈重质液体状态，骨料相互滑动并重新排列，骨料之间的空隙被砂浆 填充，气泡被挤出，从而达到密实的效果。最早出现的振动器是风动柱塞式,继之生 产电动偏心式。20世纪30年代有了行星滚锥高频振动原理；20世纪50年代末， 电动行星滚锥型高频插入式振动器得到普及。振动器按工作方式分为插入式（内部）、附着式（外部）和平板式（表面）；按动 力分为电动式、风动式、气动式、内燃式和液压式;按振动频率分为中频、高频和 复频式;按激振原理分为偏心式、行星式、

23、往复式和电磁式等。振动器的基本技术 参数是:振动频率、振幅、激振力和结构尺寸。近年来，为了适应混凝土材料和施工方法变化的需要，新型结构的振动器不断问世。选用振动器时，必须针对混凝土的性质和施匚条件，合理选择振动器的振动参 数和结构尺寸，才会达到理想的振动的效果。L1前，我国大跨度预应力混凝土 T型梁和箱梁预制生产过程中，使用电动振动 器的企业远比使用气动振动器的企业多，大跨度预应力混凝土 T梁和箱梁生产过程 中为保证模板组合安装后，打混凝土时没有气泡，除用振动棒在模板里面振捣外, 在模板外面每两个支架之间安装一个振动器底座，振动器底座形状尺寸如下：5.05-.0£00.0-300io

24、ao-A5.0315.0iqxJ lo.it-J J io&J L_十一、封锚端在所有侧模完成组装以后，需要对模板两端进行封锚，在模板结构体系中叫 做端头板，端头板和箱梁一样也有2%的斜坡，在搭配使用的时候与侧模间隙的配 合不能超过1mm,端头板封板两侧各有四个空，每个空的直径为80mm,这是预留 孔，里面是钢绞线，钢束直接从箱梁两端露出，在浇注完混凝土后，施工人员用 千斤顶对里面的钢束进行张拉，所以我们在图中看到的一定角度的封锚底板，就 是为了容易张拉。使用的设备为“预应力张拉锚固自动控制综合测试仪”和预应 力张拉装置，将至少两台以上的综合测试仪的讣算机处理系统相互联接；分别用 预应

25、力张拉千斤顶夹持一片梁体一端的每一束钢绞线中的一根钢绞线，设定张拉 17力控制数据，即可进行张拉施工；按照以上方法依次对梁体一端的每束的其余钢 绞线进行张拉施工；按张拉先后次序检测每根钢绞线的预应力，确定先后张拉影 响系数；修正张拉力设定值，然后，对同批梁体线进行张拉施工。具有以下优点: 预应力损失小而且传递充分，梁体变形均匀；能减小有害性变形和避免微裂纹的 产生，对梁体的伤害小，延长梁体的使用寿命；多顶同步、分级逐一施工，可避 免突发性事故发生。这就是端头板的作用；下面就是端头板的简图，尺寸在手绘 图纸上显示：十二、模板的安装与拆除质量检验要求1、一般规定模板及其支架应根据工程结构形式、载荷

26、大小、地基土类别、施 工设备和材料供应等条件进行设计。模板及其支架应该具有足够的承载能力、刚 度和稳定性，能可靠地承受浇注混凝土的重量、侧压力及其施工载荷。2、在浇筑混凝土之前，应该对模板工程进行验收。模板安装和浇注混凝土时，应对模板及其支架进行观察和维护。发生异常 情况时，应该按施工技术方案及时进行处理。3、模板及其支架拆除的顺序及安全措施应该按施工技术方案执行。下面介绍一下模板的安装1、安装现浇结构的上层模板及其支架时，下层楼板应具有上层荷载的承 受能力，或架设支架；上下层支架的立柱应该对准并铺设垫板。2、检查数量：全数检查3、检验方法：肉眼观察4、模板安装应该满足一下要求：（1）、模板的接缝不应该漏浆；浇注混凝土前，模板表面适当的刷一层润滑 油/,保证没有积水。（2）、模板与混凝土的接触面应该清理干