承台抱箍法施工模板设计方案

承台模板设计方案编制人：审核：批准：上海建工四建集团2013年4月HYPERLINK\l"_Toc355357499"1、概况3HYPERLINK\l"_Toc355357500"2、设计依据3HYPERLINK\l"_Toc355357503"3、承台结构设计3HYPERLINK\l"_Toc355357504"3.1EN8、9号承台3HYPERLINK\l"_Toc355357505"3.1.1竹胶板5HYPERLINK\l"_Toc355357506"3.1.2纵向分配梁5HYPERLINK\l"_Toc355357507"3.1.3横向分配梁6HYPERLINK\l"_Toc355357508"3.1.4抱箍上纵向梁7HYPERLINK\l"_Toc355357509"3.1.5备用方案9HYPERLINK\l"_Toc355357510"3.2EN4、5号承台9HYPERLINK\l"_Toc355357511"3.2.1竹胶板10HYPERLINK\l"_Toc355357512"3.2.2纵向分配梁11HYPERLINK\l"_Toc355357513"3.2.3横向分配梁12HYPERLINK\l"_Toc355357514"3.2.425a工字钢12HYPERLINK\l"_Toc355357515"3.2.5抱箍上纵向梁13HYPERLINK\l"_Toc355357516"3.3承台侧模验算14HYPERLINK\l"_Toc355357517"3.3.1新浇混凝土对模板侧面压力14HYPERLINK\l"_Toc355357518"3.3.2、组合件、支撑系统计算161、概况xx路-XX互通匝道工程第三工区施工内容主要是XX左右拼宽桥及NE、NW、EN、ES四座匝道桥中的10联箱梁。施工跨越xx河，xx河为五级航道标准（通航净宽38米，净高5米，最高通航水位2.271米）。XX拼宽桥和NE0-4为预制梁（小板梁及小箱梁）；NE4-5是钢砼叠合梁，位于南侧主航道之上；EN7-10跨北侧主航道，为挂篮悬浇箱梁；其余7联为现浇连续梁，主要位于河中，局部与河滩相连。根据设计变更资料，EN8~9、NE4~5水中承台施工：采用9m钢板桩围堰降水、抱箍支撑、侧模采用竹夹板加方木的模板体系施工方案。（EN8、9号承台尺寸见承台施工方案，其面积为45.06m2，厚度为2.5m，采用钢筋砼结构。NE4、5承台面积为39.78m2，厚度为2.5m。）2、设计依据（1）交通部行业标准，公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）（2）汪国荣、朱国梁编著施工计算手册（3）公路施工手册，桥涵（上、下册）交通部第一公路工程总公司。（4）路桥施工计算手册人民交通出版社（6）国家、交通部等有关部委和江苏省交通厅的规范和标准。3、承台结构设计3.1EN8、9号承台根据现场实际情况，本钻孔桩直径为1.2m，在钻孔桩施工时钢护筒以标高为-0.26m为界面上端为130cm，下端为160cm，待桩头-0.26m以上护筒割除后为抱箍提供每边15cm的支撑平台，抱箍采用16mm钢板制作，沿横桥向除中间两排钻孔桩抱箍两边各设置双拼50a工字外，其余均设一排50a工字钢作为纵梁，顺桥向在工字钢上布置[14槽钢作为横向分配梁（净距60cm），在槽钢上设置分配梁上再铺设10×10cm方木做为纵向分配梁（净距20cm），底模采用15mm的竹胶板。简图如下：模板支撑系统平面布置图荷载组合自重荷载(砼和模板)：P自重=2.5×26=65KN/m2施工荷载：P施=2.5KN/m2振捣荷载：P振=2.0KN/m2∑P=∑Piγi=65*1.2+2.5*1.4+2.0*1.4=84.3KN/m2说明：分项系数γ取值：分项系数自重荷载取值为1.2，施工荷载取值为1.4。3.1.1竹胶板（取1mm板条为计算单元）竹胶板弹性模量E竹=5×103MPa竹胶板允许应力[σ]竹=80MPa惯性矩I=bh3=×1×153=281mm4截面抵抗矩W=bh2=×1×152=37.5mm31mm宽板条所受荷载q=P×0.001=84.3×0.001=84.3×10-3KN/m竹胶板下10×10cm方木净距为20cm时：M=ql2=×84.3×10-3×0.202=4.2×10-4KN.mσ==4.2×10-4×106/37.5=11.2Mpa<［σ竹］=80Mpaδ=ql4/150EI=84.3*10-3*2004/（150*5*103*281）=0.64mm满足3.1.2纵向分配梁10×10cm方木其中心间距为300mm，跨度按L=0.60m计算顺纹弯应力弹性模量E=,按三等跨连续梁体系q=84.3×0.3=25.29KN/mM=KMql2=0.1×25.29×0.62=0.91KN.mI=W=σ==0.91×106/166.7×103=5.46MPa<δ=Kwql4/100EI=0.677×25.29×6004/100×9×103×833.3×104=0.296mm<δ木=600/400=1.5mm满足。3.1.3横向分配梁为[14槽钢其中心间距为800mm，跨度按L=0.66+1.34+0.66m(钻孔桩处两根工字钢距离)计算弯应力弹性模量E=2.1×105MPa抗弯模量W=80.5cm3惯性距I=563.7cm4以三不等跨连续梁计算q=84.3×0.8=67.44KN/m(n=2.03)Mmax=KMql2=0.2813×67.44×0.662=8.26KN.mσ==8.26×106/80.5×103=102.6MPa<δ=5ql4/384EI=5×67.44×13404/384×2.1×105×563.4×104=2.42mm<δ钢=1340/400=3.35mm满足。(按最不利情况考虑)3.1.4抱箍上置纵向梁7.5m跨采用双拼50a工字钢,3m跨采用单单拼50a工字钢受力主梁a、3m跨：单拼50a工字钢主梁受力验算弯应力弹性模量E=2.1×105MPa抗弯模量W=1858.9cm3惯性距I=46472cm4荷载按一跨简支两端悬臂体系考虑跨径组合为:2.3m+3m+2.3mq悬=84.3×(0.2+0.4)+1.4×2.5×(0.2+0.4)=52.68KN/mM悬=0.5qa2=0.5×52.68×1.92=95.08KN.m（考虑抱箍的支撑，悬臂端取1.9mM跨中=EQ\F(1,8)ql2(1-4)=EQ\F(1,8)×87.8×3.82×(1-4×1.92/3.82)=0KN.mσ==232.23×106/1858.9×103=124.9MPa<δ悬===3.9mm<δ钢=1900/400=4.75mm满足。δ跨中==0.48mm<δ钢=3000/400=7.5mm满足。b、7.5m跨双拼50a工字钢受力体系验算弯应力弹性模量E=2.1×105MPa抗弯模量W=3717.8cm3惯性距I=92944cm4荷载按一跨简支两端悬臂体系考虑跨径组合为:1.1m+7.5m+1.1mMmax=EQ\F(1,8)ql2(1-4)=EQ\F(1,8)×87.8×7.52×(1-4×1.12/7.52)=564.25KN.mσ==564.25×106/3717.8×103=151.7MPa<δ跨中==3.7mm<δ钢=7500/400=18.75mm满足。横桥向最外侧两两根钻孔桩桩上抱箍承承受最大剪剪力，单个个抱箍支反反力计算：：=(87.8×7++61.446×0..6×2++9.3661×2××12)×2=18255.9KNN3.1.5备选选方案：从下至上布置形形式为：单单拼50号工字钢钢，36#单拼工字字钢，14号槽钢（净净距60cm），10*110方木（净净距20cm），15mm竹胶板。推荐方案与备选选方案各有有优势：推荐方案：优点点，施工简简单、拆模模方便；缺缺点，用钢钢梁较大、抱抱箍要求高高。备选方案：优点点，用钢量量少、抱箍箍小；缺点点，降水至至淤泥层、两两层受力主主梁拆除施施工难度大大。3.2EN44、5号承台根据现场实际情情况，本钻钻孔桩直径径为1.2m，在钻孔孔桩施工时时钢护筒以以标高为-0.226m为界面上上端为130ccm，下端为160ccm，待桩头-0.226m以上护筒筒割除后为为抱箍提供供每边15cm的支撑平平台，抱箍箍采用16mm钢板制作，沿沿横桥向除除抱箍最外外侧设单拼拼50号工字钢钢外其余均均设双拼50a工字钢，从从下至上依依次为50号工字钢钢，25号工字钢钢间距1m，[14槽钢（净净距60cm），在槽槽钢上设置置分配梁上上再铺设10×100cm方木做做为纵向分分配梁（净净距20cm），底模模采用15mm的竹胶板板。简图如下：模板支撑系统平平面布置图图荷载组合自重荷载载(砼和模板)：P自重=2..5×266=65KKN/m2施工荷载：P施施=2.55KN/mm2振捣荷载：P振振=2.00KN/mm2∑P=∑Piγi=65*1..2+2..5*1..4+2..0*1..4=844.3KKN/m2说明：分项系系数γ取值：分分项系数自自重荷载取取值为1..2，施工荷荷载取值为为1.4。3.2.1竹胶胶板（取11mm板条条为计算单单元）竹胶胶板弹性模模量E竹=5×1103MPaa竹胶胶板允许应应力[σ]竹=80MPa惯性性矩I=bh3=×1×153=281mmm4截面抵抵抗矩W==bh2=×1×152=37.55mm31mmm宽板条条所受荷载载q=P×00.0011=84..3×0..001==84.33×10-3KN/mm竹胶板板下10×100cm方木净净距为200cm时：：M=ql2=××84.33×10-3×0..202=4.2××10-44KN.mσ===4.2××10-44×106/37..5=111.2MMpa<［σ竹］=80Mpaδ==ql4/1550EI==84.33*10--3*22004/（150**5*1003*281）=0.644mm满足3.2.2纵向向分配梁10×100cm方木其中心间间距为3000mm，跨跨度按L=0.660m计算算顺纹弯应应力弹性模量量E=,按三等跨跨连续梁体体系q==84.33×0.33=25..29KNN/mM==KMql2=0.11×25..29×00.62=0.911KN.mmI=W==σ==0.911×1066/1666.7×1103=5.446MPaa<δ==Kwqll4/1000EI=00.6777×25..29×66004/1000×9×1103×8333.3×1104=0.2996mm<<δ木=6000/4000=1.55mm满足足。3.2.3横向向分配梁为为[14槽钢其中心间距为8800mmm，跨度按L=1+1.334+1m(钻孔桩处处两根工字字钢距离)计算弯应力弹性模量量E=2..1×1005MPa抗弯模量量W=80..5cm33惯性距II=5633.7ccm4以三不等跨连续续梁计算q=884.3××0.8==67.444KN//m(n=11.34)Mmaax=KMql2=0.1338×677.44××12=9.3KN.mmσ===9.3×106/80..5×1003=115.5MPa<<δ=5qql4/3884EI==5×667.444×134404/3844×2.11×1055×5633.4×1104=2.422mm<δ钢=13440/4000=3..35mmm满足。(按最不利利情况考虑虑)3.2.425a工字字钢（间距距1m）弯应力弹性模量量E=2..1×1005MPa抗弯模量量W=4011.4cmm3惯性距II=50117cmm4以三不等跨连续续梁计算跨径为1.344m+2mm+1.334mq=84.3××1=844.3KNN/m(n==1.499)Mmaax=KMql2=0.1168×884.3××22=56.64KN..mσ===56.64×1006/401.4×103=141.1MPa<<δ=5qql4/3884EI==5×844.3×20004/3844×2.11×1055×50177×104=1.7mmm<δ钢=20000/4000=5mm满足。(按最不利利情况考虑虑)3.2.5抱抱箍上纵向向梁5.33m跨内侧采用双双拼50aa工字钢,外侧采用用采用单拼拼50a工字字钢，a、外侧侧弯应力弹性模量量E=2..1×1005MPa抗弯模量量W=18558.9ccm3惯性距II=464472ccm4荷载按一跨简支支两端悬臂臂体系考虑虑跨径径组合为:1.1m+5.3m++1.11mq悬=84.3×((0.3+0.5)+1..4×2..5×(00.3+0.5)=70.24KN//mM悬=0.5qa22=0.55×70.24×0.82=22.47KNN.m（考虑抱箍箍的支撑，悬悬臂端取00.8mM跨中=EQ\F(1,8)ql22(1-4)==EQ\F(1,8)×87..8×5.02×(11-4×11.12/5.02)=221..14KNN.m(q=844.3*((0.5++0.5))+1.44*2.55*(0..5+0..5)=887.8KN)（考虑抱箍箍的支撑，L取5m）σσ==221..14×1106/18558.9××103=118.9MMPa<δ悬===1.57mm<δ钢钢=1100/4400=22.75mmm满足。δ跨中==1.85mm<<δ钢=5300//400==13.25mm满足。b、双拼50a工字钢弯应力弹性模量量E=2..1×1005MPa抗弯模量量W=37117.8ccm3惯性距II=929944ccm4荷载按一跨简支支两端悬臂臂体系考虑虑跨径组合合为:1.11m+5.3m+1..1mMmax=EQ\F(1,8)qll2(1-4)==EQ\F(1,8)×122.9×5.32×(11-4×11.12/5.32)=353.85KN.mm(qq=84..3*(00.5+00.9)++1.4**2.5**(0.55+0.99)=1222.9KKN)σσ==353.85×1006/37117.8××103=95.17MPaa<δ跨中==5.0mm<δ钢=55300//400==13.25mm满足。单个抱箍支反力力计算：支支反力=[1.2*（7.5**5.4--3.14415*11.22*2.55）*26**2.5++1.4**2.5**（7.5**5.4--3.14415*11.22*2.55）+9.3361*110.2**3]/22=13332.7KKN为保证施工质量量，根据受受力情况抱抱箍将委托托专业厂家家生产，届届时将出具具受力计算算书。3.3承台侧模模验算3.3.1新浇浇混凝土对对模板侧面面压力采用内部振捣器器时，新浇浇筑的混凝凝土的侧压压力是它的的主要荷载载。当混凝凝土浇筑速速度在6m/h以下时，作作用于侧面面模板的最最大压力可可按下式计计算：当时，当时，式中：—新浇筑筑混凝土对对侧面模板板的最大压压力，kPa;;h—有效压头头高度，m；T—混凝土入入模时的温温度，℃；K—外加剂影影响修正系系数，不佳佳时，K=1；掺缓凝凝外加剂时时，K=1..2;—混凝土的的浇筑速度度，m/h;;H—混凝土浇浇筑层（在在水泥初凝凝时间以内内）的高度度，m；—混凝土的的容重，kN/mm³混凝土侧压力计计算分布图图据混凝土承台浇浇筑经验，浇浇筑速度V=3mm/h，T=20℃，有外加加缓凝剂，，K=1.2，kg/m³，内部振捣，所以=1.53+33.8*00.15==2.1mm=1.2*233.7*22.1=559.7224kPaa采用内部振捣，振振动荷载2kN/㎡，浇筑筑时冲击荷荷载为2kN/㎡，所以以总侧压力力：P=59.7244+4=663.7224kPaa3.3.2、组组合件、支支撑系统计计算本承台模板支撑撑系统拟采采用18mm厚胶合板板模板（平平均尺寸为为24400*12220mm），外楞楞为双拼脚脚手管，内内楞为方木木，方木支支撑配合对对拉螺纹钢钢筋支撑。脚脚手管直径径为4.8mmm，方木10×110cm。3.3.2.11模板验算算本木模板支护方方式为典型型的单向板板受力方式式，可按三三跨连续梁梁计算，作作用于模板板的线荷载载：=633.7244×2.444=1555.5kkN/m按强度要求：==331..6mm<<350mmm按刚度要求：内楞木方间距335cm取值过大大，应取三三者间的最最小值，现现取值30cm。式中：M—计算算最大弯矩矩，N·mm；——作用在模模板上的侧侧压力，N/mm；——计算跨度度，mm；bb—侧板宽度度，mm；——容许挠度度值，本模模板为结构构外露的模模板，容许许挠度值不不得超过l/4000;EE—弹性模量量，木材取取；II—模板截面面惯性距，；——木材抗弯弯强度设计计值，采用用胶合板时时取15MPPa3.3.2.22内楞验算算内楞方木受到的的侧压力P=633.7244kPa，内楞尺尺寸为100××100mmm，间距为300mmm，线布荷荷载=633.7244×0.33=19..12kNN/m。内楞受受模板作用用的荷载，按按多跨连续续梁计算，其其容许跨度度按下式计计算：按强度度要求方木抵抗抗弯矩=11666666按刚度度要求方木的惯惯性距方木的弹弹性模量MMPa==804..32mmm两者取较小值，即即外楞间距距最小值小小于等于804..