明挖隧道主体模板支架施工计算书资料.docx

明挖隧道主体模板支架施工计算书资料.docx

《明挖隧道主体模板支架施工计算书资料.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《明挖隧道主体模板支架施工计算书资料.docx（30页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

明挖隧道主体模板支架施工计算书资料

郑州市市民公共服务中心核心区等9条道路等

建设工程项目3标段

明挖隧道主体模板支架

施工计算书

编制：

审核：

审批：

中国建筑第七工程局有限公司

郑州市民公共服务中心道路工程3标项目部

二零一四年十一月五日

一、工程概况-1-

二、计算依据-1-

三、参数选取及荷载组合-2-

3.1部分荷载系数（荷载）取值-2-

3.2荷载组合-2-

3.3材料力学性能参数-2-

四、支架计算分析-5-

4.1箱涵截面形式-5-

4.3底板侧模检算-7-

4.3.1模板的侧压力-7-

4.3.2侧模模板检算-7-

4.3.3侧模方木小楞检算-8-

4.3.4侧模双钢管背带检算-9-

4.3.5拉筋强度验算-10-

4.4侧板钢模板验算-10-

441侧压力的标准值-10-

4.4.2面板验算-11-

4.4.3横肋强度、刚度验算-12-

4.4.4背杠的验算-13-

4.4.5穿墙拉杆验算-14-

4.4.6吊杆螺栓及销子强度校核-14-

4.5侧板钢模板行走装置验算-16-

4.5.1门架强度、刚度、稳定性验算-17-

4.5.2行走底梁校核-20-

4.6顶板内顶模检算-22-

4.6.1内顶模模板检算-22-

4.6.2内顶模方木小楞检算-22-

4.6.3内顶模方木大楞检算-24-

4.7顶板内模支架检算-25-

五、结论-26-

一、工程概况

郑州市兴国路隧道工程（龙门路〜鱼跃路），位于郑州市市民公共文化服务区核心区内，沿规划兴国路道路布置，隧道西起龙门路路东，东至鱼跃路路西。

兴国路隧道工程施工范围（K0+40〜K1+690）,全长1.65km,其中隧道封闭段长1260m。

隧道标准段采用双孔矩形钢筋栓整体箱涵结构，隧道为双向四车道布置，单孔净宽为&7m,单孔横断而布置为：

0.125m（余宽）+0.5m（检修通道）+0.5m（路缘带）+7m（机动车道）+0.5m（路缘带）+0.325m（防撞侧石）。

木隧道为钢筋万仝闭合框架结构，顶板最大覆土厚度约5m。

隧道暗埋段中隔墙厚度0.6m,顶板厚度有lm、1.1m两种规格，底板厚度有1.1m、1.2m两种规格，侧墙厚度Imo

为满足结构不均匀沉降变形的需要，隧道结构以25m、30m、50m为一个节段，相邻节段间设20mm变形缝。

二、计算依据

⑴郑州市市政工程勘测设计研究院：

郑州市民公共文化服务区兴国路隧道工程（龙门路〜鱼跃路）隧道主体工程施工图设计；《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）

（2）《木结构设计规范》（GB50005-2003）

（3）《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）

（4）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

（5）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）

⑹《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2011）

（7）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）

（8）《混凝土结构设计原理》高等教育出版社

⑼《路桥施工计算手册》周水兴等著人民交通岀版社

（10）《建筑工程大模板技术规程》JGJ74-2003三、参数选取及荷载组合

3.1部分荷载系数（荷载）取值

1碗扣式钢管支架自重（立柱、纵向水平杆、横向水平杆、支承杆件、

等）：

3&4KN/m。

2新浇碗容重：

26kN/m3

3模板自重（含内模、侧模及方木）以栓自重的5%计

4施工人员、施工料具堆放、运输荷载:

2.5kPa

5倾倒混凝土时产生的冲击荷载：

2.0kPa

6振捣混凝土产生的荷载：

2.0kPa（竖向荷载），4.0（水平荷载）

3.2荷载组合

计算模板强度、刚度:

q=l.2X（②+③）+1.4X（④+⑤+⑥）

计算脚手架强度、刚度:

q=1.2X（②+（§））+1.4X（④+⑤+⑥）

计算脚手架稳定:

q=l.2X（①+②+③）+1.4X（④+⑤+⑥）

计算脚手架单肢立杆承载力：

q=1.2X（①+②+③）+1.4X（④+⑤+⑥）

3.3材料力学性能参数

1）竹编胶合模板的强度设计值及弹性模量

竹编胶合模板的强度设计值及弹性模量可按《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）中附录A.5.1规定选用。

A.5.1覆面竹胶合板的抗弯强度设计值和弹性模量应按表A.5.1采用或根据试验所得的可靠数据采用。

项目

板厚度（mm）

板的层数

3层

5层

抗弯强度设计值＜N/mm2）

15

37

35

弹性模量（N/mm2）

15

10584

9898

冲击强度（J/cn?

）

15

8.3

7.9

胶合强匣（N/mm2）

15

3.5

5.0

握钉力（N/mm）

15

120

120

2）木结构的强度设计值及弹性模量

木结构中木材的强度设计值.弹性模量及调整系数可按《木结构设计

规范》（GB50005-2003）中第421条和第4.2.3条规定选用。

4.2.1普通木结构用木材的设计指标应按下列规定采用:

1普通木结构用木材，其树种的强度等级应按表4.2.4-1和表4.2.1-2采用;

2在正常情况下，木材的强度设计值及弹性模量，应按表4.2.1-3采用；在不同的

使用条件下，木材的强度设计值和弹性

«4.2.1-3木豺的强度设计值和弹性模■（N/mm1}

»n

1

A

fc

■蚊抗拉

r.

/r

1

鼻性■量£

tn拓

独力■下

TTY*tT

A

n

16

10

1.7

2.3

3.5

4.&

10000

1V-1/

B

15

9.5

l.C

TCI5

A

15

13

9.0

l.t

2.1

3.1

4.2

imw

B

12

9.0

1.5

TC13

A

13

12

8.5

l.S

l.»

X9

3上

10000

B

10

8.0*

1.4

9000

TC11

A

11

It

7.5

1.4

2.7

3.«

WMM>

B

11

lfr

7.0

1.2

1

TBM

—

L8

12

2.8

4.2

6.3

8.4

12MK

TB17

—

17

16

IL

2.4

3.8

5.7

7.6

ilOM

TH15

—

15

14

14

2.0

3.1

4.7

6.2

TH13

—

13

12

9.0

1.4

2.4

3.6

4.A

HMO

TB11

—

11

10

1

8.0

1.3

2<1

>--•——■

3.2

4A

7000

连r计算木杭件缁那（如*头处）的拉力■桂检板时.木材at峨承压強度段计

值虫按•离邮寰茴和齿3ET—芒的Stflt采用。

模■尚应乘以X4.2.14規定的对子不阎的设计便用年限，木材的强度设计值和弹性模■尚应策以4t4・2・b5燥定的调整系数。

H4.2.15不同设计使用年阪时木材强度谟计值和奔性«!

■的调整崇威

91KKtt

计fll

・

1.1

i.i

25年

l.W

1.05

50年

1.0

1.0

100年/减上

0.9

0.9

4.2.3下列情况，本規范表42J-3中的设计指标，尚应按下列规定进行调聲：

1当采用原木时，若验算部位未经切削，其顺纹抗压、抗

弯强度设计值和弹性模呈可提髙15%；

2当构件矩形毆面的短边尺寸不小T150mm时，杖强度设计值可提商10%;

3当采川湿材时，各种木材的横纹承斥强度设计值和弹性模联以及落叶松木材的抗弯强度设汁值宜降低10%。

3）钢管脚手架的强度设计及弹性模量

钢管脚手架的有关设计参数可按《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技

术规范》（JGJ166-2008）中附录B规定选用。

附录B：

有关设计参数"

表B1钢材的强度和弹性模星（Nmm2）“

P235A钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值“

205・、

弹性模量，

2.05x10^

表B2钢管截面特性"

外径“

F（mm）

壁厚心t（mm）•

截面积“

A（cm2）<

截面惯性矩门I（cm」）・

截面模壬“W（cm；）‘

回转半径妙I（cm厂

49

4・89门

12.1S

5・0&

1・5&

4）钢材的强度设计值

钢结构中钢材的强度设计值可按《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

-4-

中第341条规定选用。

3.4.1钢材的强度设计值，应根据钢材厚度或直径按表3.4.17采用。

表3.4.1-1钢材的强度设计值（N/mm2）

钢材

抗拉、抗压和抗弯

/

抗剪

A

端面承压

（囲平顶屢）人

牌号

厚度或宣径

（mm）

Q235钢

<16

215

125

325

>16-40

205

120

>40-60

200

115

>60-100•

190

110

Q345钢

Q6

310

180

400

>16〜35

295

170

>35〜50

265

155

>50〜100

250

145

四、支架计算分析

4.1箱涵截面形式

4.2支架布置

箱涵内模采用钢管支架，支架立杆及水平杆采用外径为4>48碗扣式钢管

支架，壁厚3.5mm,立杆步距120cm,1.1、1.2m厚顶板纵横向水平杆间距均-5-

为60cm,lm厚顶板纵横向水平杆间距为60X90cmo剪刀撑及斜横杆采用外径为©48扣件式钢管支架，壁厚3.5mm。

横桥向剪刀撑及纵桥向剪刀撑每隔4排（列）立杆设置一道，必要时根据现场施工情况，对剪刀撑进行加密。

箱涵底板外模均米用S=15mm的竹编胶合模板，小楞米用50X100mm方木，背带采用双钢管对拉。

侧墙模板采用全钢模板，面板66mm厚钢板;横肋［10,间距为373mm,法兰为带钢12mmX100mm,背杠为］［14槽钢，间距700mm。

確最大浇筑高度4.7m。

拉杆用016三段式止水拉杆，拉杆水平间距70mm,垂直间距650mm,每块模板

用2件Tr36X6丝杠吊在行走架子上，以利于模板整体移动。

模板见下图。

don

-650-

-1

/1300/

箱涵顶板内模和外模均采用6=15mm的竹编胶合模板,内模小楞采用50

X100mm方木，大楞采用100X100mm方木，外模小楞采用50X100mm方木,背带采用双钢管对拉。

4.3底板侧模检算

4.3.1模板的侧压力

新浇筑的混凝土作用于模板的最大侧压力标准值，可按下列公式计算，

并取其中的较小值：

1

—0.22讪02，

P=人H

其中，yc=25KN/m3；t0=6；卩1=1.2；卩2=1.0；v=0.6；因此,

P=0.22x25x6xl.2xl.0x0.61/2=30.7KPa

P=25x1.7=42.5KPa>30.7KPa

所以，取P=30.7KPa

有效压头高度：

h=F/yc=30.7/25=1.23

4.3.2侧模模板检算

内侧模模板采用§=15mm的竹编胶合模板，直接搁置于方木小楞上，方

木小按间距L=0.25米布置，按3跨连续梁考虑，取lm宽进行验算。

竹编胶合模板的力学性能指标按《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ

162-2008）中的5层15mm厚考虑，贝（jm=35MPa,E=9898MPa0

按3跨连续梁验算，其计算模型如下：

11

1'

'1v

125f25j

⑴截而参数及材料力学性能指标

W=bh2/6=1000X152/6=37500mm3

I=bh3/12=1000XI53/12=281250mm4

⑵荷载组合

q=1.2X30.7+1.4X4.0=42.4KN.m

⑶强度检算

Mmax=ql2/10=42.4X0.252/10=0.27KN.m

omax=Mmax/W=0.27X106/37500=7.2MPa<35MPa（满足要求）

⑷刚度检算

f=ql4/（l50EI）=42.4X2504/（150X9898X281250）

=0.4mmv250/400=0.63mm（满足要求）

4.3.3侧模方木小楞检算

方木小楞搁置于竹胶板上，小楞方木规格为50X100mm,背带按间距L=0.6米布置，小楞亦按连续梁考虑。

方木的力学性能指标按《木结构设计规范》（GB50005-2003）中的TC-13类木材并考虑露天条件、设计使用年限、湿材等条件进行调整，贝'J：

fm=13

X0.9X1.1X0.9=11.6MPa,E=10X103X0.85X1.1X0.9=8.4X103MPa。

按三跨连续梁来计算，模型如下：

1-1

AI

22

L&丄60丄60

⑴截而参数及材料力学性能指标

W=bh2/6=50X1002/6=83333.3mm3

I=bh3/12=50X1003/12=4166666.6mm4

⑵荷载组合

q=（1.2X30.7+1.4X4.0）X0.25=10.6kN/m

⑶强度检算

Mmax=ql2/10=10.6X0.62/10=0.38KN.m

omax=Mmax/W=0.38X106/83333.3=4.56MPavll.6MPa（满足要求）

⑷刚度检算

f=ql4/（l50EI）=10.6X6004/（150X8400X4166666.6）

=0.26mm<600/400=1.5mm（满足要求）

4.3.4侧模双钢管背带检算

背带搁置于方木小楞上，背带规格为2048mm钢管，壁厚3.5mm,按照2.8mm计算，拉筋按间距L=0.6米布置，小楞亦按连续梁考虑。

fm=205MPa,E=2.05X105MPao

按三跨连续梁来计算，模型如下：

1卩1

LJ

60

（22

60I60

⑴截而参数及材料力学性能指标

W=5080X2=10160mm3

1=121900X2=241800mm4

⑵荷载组合

q=（1.2X30.7+1.4X4.0）X0.6=25.4kN/m

⑶强度检算

Mmax=ql2/10=25.4X0.62/10=0.91KN.m

omax=Mmax/W=0.91X106/10160=89.6MPa<205MPa（满足要求）

⑷刚度检算

f=ql4/（l50EI）=25.4X600^（150X205000X241800）

=0.44mm<600/400=1.5mm（满足要求）

4.3.5拉筋强度验算

拉杆水平距离600mm,垂直距离600mm,现以1个拉杆为例计算其强度。

拉杆由014圆钢车制作成M13螺纹净面积为133mm2o

单个拉杆受力F=PA=30.7KN/m2X0.6mX0.6m=11」kN

拉杆应力o=F/133=83.5

故拉杆满足使用要求。

4.4侧板钢模板验算

4.4.1侧压力的标准值

当采用内部振捣器，混凝土的浇筑速度在6m/h以下时，新浇的普通混凝土作用于模板的最大侧压力可按下式计算（《桥梁施工工程师手册》P171杨文渊）:

P=kyh

当v/T<0.035时，h=0.22+24.9v/T;

当v/T>0.035时，h=l.53+3.8v/T;

式中：

P—新浇混凝土对模板产生的最大侧压压力（KP）;

h—有效压头高度（m）；

v—混凝土浇筑速度（m/h）；

T—混凝土入模时的温度（°C）；

卩一混凝土的容重（kN/m‘）；

k一外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取21.0,掺缓凝作用的外加剂

时21.2；

根据前述己知条件：

因为：

v/T二2/30二0.067>0.035,

所以h=l.53+3.8v/T二1.53+3.8X0.067=1.785m

最大侧压力标准值为：

P二KYh=l.2X26X1.785=55.7kN/m2

木工程中新浇筑混凝土侧压力取1.2分项系数

振捣混凝土产生的荷载分项系数取1.4

检算强度时荷载设计值为：

P'二1.2X55.7+1.4X4.0=72.44kN/m2；

检算刚度时荷载标准值为：

P"二55.7kN/m:

4.4.2面板验算

（1）而板强度验算

而板支承于横肋和法兰之间，横肋净间距均为325mm,法兰净间距1980mm,新浇注碗侧压力值取F=72.44KN/m2=0.0724N/mm2,面板按单向受力计算，按两跨连续计算，取10mm宽板带为计算单元，计算板单位面积上的均布荷载的设计值故q二0.724N/mm,计算简图如图所示

<1=0./2zIN/rnm

325［一325

按静荷载最大查得弯矩系数忆二0.1Mmax=KEqr=0.1X0.724X325乙7648N・mm

Wx=bh2/6=10X676=60mm2

故而板最大内力值为：

o=Mmax/（r.X）=7648/（1X60）=127N/mm2

（2）面板刚度验算:

查表得挠度系数KfO.521刚度验算时取荷载标准值55.7KX/m2

fM=K£ql7（100EI）

其中钢材弹性模量E二2.06X103N/mm:

I=bh5/12=10X6712=180mm4

故20.521X0.557X3257（100X2.06X105X180）=0.87mm满足施工要求。

4.4.3横肋强度、刚度验算

横肋采用［10槽钢，间距325mm,在模板使用过程中模板的连续性，可以简化支撑在背杠（间距700mm）上的为2跨连续梁计算。

⑴查得其截面力学特性为：

Wx=39.71X03mm3Ix=198X04mm4

求其线荷载

q=PL=72.444KN/m23X25mm=23.5N/mm

（2）强度验算

查表得弯矩系数Km=-0.225

故Mmax=Kmql2=O.155X23.5X7002=1.785X106N・mm

故肋最大内力值omax=Mmax/W=1.7851X06/（39.7X103）=50N/mm2

（3）刚度验算

查表得挠度系数K尸0.912

f^K£ql7（100EI）

故20.912X23.5X1300'/（100X2.06XIO5X198X104）=l.5mm

挠度满足要求。

4.4.4背杠的验算

背杠采用2根［14热轧槽钢作为钢模板的支撐、支撐在竖肋上。

受竖肋传递的集中荷载p,可简化为受集中荷载的三跨梁计算（穿墙拉杆水平最大间距0.7m,垂直方向最大间距1.3m）。

查得［14a截而力学特征为：

WX=39.7X103mm3IX=391.5X103mm4

（1）背杠强度验算q=0.0724N/m2X1300mm=94.2N/mm

q=94.2N/irm

JHUJHHJJH1JJH1JHH

JJH1JJHIJJJ1HJJHJ

JJ

L;..IUDDI:

300I1300:

f1

背杠上下下端为悬臂结构，验算下端支座A处强度：

MA=qL12/2=94.2X6502/2=19.9X106N・mm

2根［14槽钢截面特征：

W=161X103mm3,I=783X103mm4o

oa=Ma/W=X10°/仃61X103）=123N/mm：

验算支座B处强度：

MB按不等跨连续梁在均布荷载作用下的最大内力系数查表得：

MB=-0.245qL22=0.245X94.2X13002=3.9X107N・mm

oB=MB/W=3.9X107/（783X103）=50N/mm2

（2）背杠刚度验算

如上图为一不等跨连续梁，BC=1300mm,跨度最大，故主要验算BC跨的挠度。

根据《建筑结构静力计算手册》，梁在均布荷载作用下的最大挠度fmax二系数XqL4/24EI,而系数与Kl=4Mc/qL32及K2=4MB/qL32有关。

Ma=qL12/2=94.2X65002/2=19.9X106N・mm

”8=由以上计算所得结果，即MB=3.9X107N・mm

故Kl=4Ma/qL32=4X19.9X106/（94.2X13002）二0.5

K2=4MB/qL32=4X3.9X106/（94.2X13002）=0.1

根据KI、K2查表得系数为：

0.115

故fmax=0.115XqL4/24EI=0.115X94.2X13004/（24X2.06X105X783X104）=0.8mm

背杠强度及刚度均满足施工要求

4.4.5穿墙拉杆验算

拉杆水平距离700mm,垂直距离650mm,现以1个拉杆为例计算其强度。

拉杆由016圆钢车制作成M14螺纹净而积为201mm2o

单个拉杆受力F=PA=72.44KN/m2X0.65mX0.7m=32.9kN

拉杆应力o=F/201=164

故拉杆满足使用要求。

4.4.6吊杆螺栓及销子强度校核

（1）吊杆丝杠强度校核

a、丝杠强度

每块模板上有2个吊装位置，每根吊杆承载1块钢模板重量，考虑到丝

□60*5

杠构造要求，•丝杠吊杆定为Tr36X6,每块钢模板重量约为12KN。

T「36*6

丝杠Tr36X6有效截面积为A=432mm

使用中只承受模板重量12KN

丝杠强度o=F/A=28N/mm2

丝杠强度满足施工要求

b、中间钢管强度校核

中间钢管为方钢60X5其横截面积A=1100mm2

方管所受拉应力o=F/A=llN/mm2

C、焊缝强度计算

丝杠丝母厚度50mm,以角焊缝焊接于钢管，焊脚高度5mm,焊缝为周边满焊，焊缝有效面积1125mm2,焊缝受拉强度设计值查钢结构设计

规范ft=160N/mm2

焊缝承受应力o=F/A=llN/mm2<160N/mm2

焊缝满足施工要