桥墩柱模板支架专项方案.docx

1、桥墩柱模板支架专项方案 桥墩施工方案计算书一、墩柱模板墩柱模板采用钢模，模板由钢板冷弯成圆形,圆外面加焊圆箍,圆箍尺寸由计算决定,钢模2米一节,用螺栓连接,每节段由两个半圆构成,亦用螺栓连接.拟桥墩柱每7.78米为一种施工单元,因而每次浇注墩高为7.78米.1、模板计算墩柱模板重要承受混凝土侧压力，按如下两式计算取用：1pmax=h；式中：为混凝土(含钢筋)重2600/m3； h为混凝土有效压头高度，由下式计算：当浇注速度v同混凝土入模温度之比：V/T0.035时.h=0.22+24.9 V/T； V/T0.035时. h=1.53+3.8 V/T;普通状况下,v取6米/小时，T为25度（），

2、则V/T=6/25=0.24； h=1.53+3.80.24=1.53+0.912=2.442m.pmax=26002.442=6349/m2=0.635/cm2;2pmax=0.22t0k1k2v；式中：t0为新浇混凝土初凝时间，取5小时；k1为外加剂影响修正系数，掺缓凝剂取1.2；k2为坍落度影响修正系数.坍落度不大于30mm时，取0.85;v同上式意义。取v=6米/小时，v=6=2.449米；代入上式pmax=0.22260051.20.852.449=7144.2/m2=0.714/cm2;普通取两式中较小者,但此处仍用大值pmax=0.714/cm2;考虑施工荷载:振捣混凝土时对侧模

3、产生压力0.04/cm2； 下注混凝土时对外侧模产生压力0.02/cm2；共计：pmax=0.714+0.04+0.02=0.774/cm2;模板模板拟用厚为8毫米钢板，冷弯卷成圆形，外侧面亦用厚8毫米钢板焊成水平加劲箍及竖向加劲肋，其高度100毫米。加劲箍间距400毫米，竖向加劲肋间距300毫米。侧面板应力及挠度检算，按四边简支板计算，lX/ly=300/400=0.75;W=1/6400.82=4.267cm3;I=1/12400.83=1.71cm4;Mmax=0.062ql 2=0.0620.77440302=1727.57cm;=1727.57/4.267=404.87/cm2;f=

4、0.00663ql4/k k=Eh3/12(1-2)=2.11060.8340/12(1-0.32)=3938462f=0.006630.77440304/3938462=0.0422cm=0.4mm1.5mm;从计算可知，侧模重要受挠度控制，加劲箍间距应在40 cm以内为好。竖肋竖肋在加劲箍之间承受侧面板压应力，按均布荷载简支梁计算。加劲肋板厚度8mm，高100mm.截面特性：W=1/60.8102=13.33cm3;I=1/120.8103=66.67cm4;弯矩=0.125ql 2,q=0.77430=23.22cm，l=40cm;=0.12523.2402=4644cm.应力=4644

5、/13.33=348.39/cm21450/cm2（可）;挠度f=523.2402/3842.110666.67=0.0055 cm=0.055mm（可）;(3) 加劲箍加劲箍承受侧面板产生拉应力，计算图式如图1： 加劲箍间距40cm时，半圆模板水平侧压力： t=0.774402000.5=3100kg=3.1t加劲箍截面：0.810=8cm;=3100/8=387.5/cm21400/cm2(可）;(4)连接螺栓柱模连接螺栓拟用粗制普通螺栓，螺栓孔中心距150毫米，选用M16螺栓，容许拉力为2.45t，螺栓数量：n=3.1/2.45=1.272个。柱模竖向连接每加劲箍内有3个螺栓，能承受拉力

6、。（5）柱模节段间连接法兰板厚12mm，竖向接缝连接板厚度亦为12mm，板宽均为100mm，在螺栓孔附近要设三角形加劲板，加劲板厚10mm,同连接板等高。二、帽（系）梁模板及支架桥墩施工程序先浇底节墩柱，随后浇底层系梁(含同系梁等高一段墩柱),然后浇第二节墩柱、第二层系梁，以及第三节墩柱，最后浇帽梁。墩柱逐节段施工不需支架,但脚手架从底至顶约30米高，系、帽梁除了脚手架外还需要支架。现以右幅桥3号墩为例，对帽、系梁模板及支架进行计算。1、帽（系）梁模板（1）底模板1）荷载混凝土钢筋重 111.62600=4160/m2 ；底模自重 110.02600=12/m2；混凝土振捣影响 400/m2；

7、施工荷载 250/m2；混凝土导管入模 200 /m2；荷载组合 1.2(4160+12)+1.4(200+250+400)=6196.4/m2=0.62/cm2；不考虑分项系数 4160+12+400+250+200=5022/m2=0.502/cm2；底板每米宽线荷载 51.0/cm2；底板下带木用方木，间距按20cm设立。2）应力 Mmax=1/1051.0202=2040cm; =2040/54=37.8/cm295/cm2(可）;3）挠度f=0.63251204/100910448.6=0.0118cm=0.118mm;带木间距改为25cm时：应力 Mmax=0.151.0252=3

8、187.5cm; =3187.5/54=59.03/cm295/cm2 (可) 挠度f=0.63251254/100910448.6=0.0288cm=0.288mm;带木间距改为30cm时：应力 Mmax=0.151.0302=4590cm; =4590/54=85/cm295/cm2 (可) 挠度f=0.63251304/100910448.6=0.0597cm=0.597mm; f/l=0.0597/30=1/50295/cm2 (不可)截面改为1515cm时。W=1/615152=562.5 cm3;=89745.5/562.5=159.55/cm295/cm2 (不可)截面改为181

9、8cm时。W=1/618182=972 cm3;=89745.5/972 =92.33/cm295/cm2 带木截面改为2016cm时:W=1/616202=1066.67cm3;I=1/1216203=10666.67cm4;1)应力M= 1/8ql2q=0.5130=15.3/cm;带木自重 0.20.161600/100=0.192/cm;共计： 15.5/cm;Mmax=0.12515.5216.22=90563cm;=90563/1066.67=84.9/cm295/cm2 (可)2)挠度 f=515.5216.24/384910410666.67=0.459cm=4.59mm;f/

10、l=0.459/216.2=1/4711/500 (可)帽梁底模带木应力及挠度检算帽梁带木跨度为160+16.2=176.2cm带木线荷载：15.5kg/cm.Mmax=(0.12515.5176.22)=60152.5cm;应力=60152.5/1066.67=56.4/cm295/cm2；挠度f=(515.5176.24)/(384910410666.67)=0.20cm.f/l=0.2/176.2=1/8811/500. (可)小结：将帽（系）梁底模板下带木直接设立在大工字梁上，经上述计算，当间距30cm时，其截面尺寸宽16cm，高20cm，是由3号墩底层系梁控制（跨度216.2cm）,

11、用在帽梁上则应力及挠度都不大。此底模系统省去型钢横梁，但带木需4米长，单件重近80kg,在高空施工搬运较困难，因间距小，安楔木亦难。（3）带木(带木放置于横梁上)带木纵向设立，带木设在型钢横梁上，横梁设在大工字梁上。带木采用1010cm方木，间距为30cm，跨度拟90cm.带木线荷载0.5130=15.3kg/cm,带木自重0.10.11600=6kg/m=0.06kg/cm.线荷载共计 15.3+0.06=15.36kg/cm.截面特性：W=1/610102=166.67cm3;I=(1/12)10103=833.33cm4;M=0.115.36902=12441.6cm;应力=12441.

12、6/166.67=74.65/cm295/cm2；(可)挠度f=(0.67715.36904)/(1009104833.33)=0.09cm.f/l=0.09/90=1/10001/500. (可)带木跨度改为100cm时：=(0.115.361002)/166.67=92.16/cm295/cm2；(可) f=(0.67715.361004)/(1009104833.33)=0.14cm. f/ l =0.14/100=1/7141/500. (可)将带木间距改为25cm时:带木线荷载:0.51250.06=12.81/cm；=(0.112.811002)/166.67=76.86/cm29

13、5/cm2；(可) f=(0.67712.811004)/(1009104833.33)=0.116cm. f/ l =0.116/100=1/7141/500. (可)（4）横梁横梁拟用220a，间距100cm，跨度216.2cm(176.2cm);截面特性：W=1782=356 cm3；I=17802=3560cm4;1)荷载 横梁承受带木集中荷载，计算图示如图2： 带木集中力P= 26.67900.51+0.10.10.9600=1229.6kg;依照以上计算图及荷载，计算得最大弯矩及剪力见图3、图4，最大弯矩： Mmax=268600cm;应力=268600/356=754.5/cm2

14、1450/cm2；(可)挠度f=(5n2-4)/384nEI(1.23103216.23)=(582-4)1230216.23/(38482.11063560)=0.171cm.f/ l =0.171/216.2=1/12641/500. (可)小结：底模板下带木设立两种做法均可行，采用哪一种依照经济比较选定，若有旧工字钢可取后者，从施工简便考虑可取前者。（5）侧模帽系梁侧模按普通构造用厚1.8cm夹板做侧模板，采用510方木做竖肋，横带普通用两根并列48钢管，在两钢管间穿拉杆承受混凝土侧压力，靠斜撑稳定侧模板。1）侧板1荷载 帽系梁高度只有1.6米，混凝土侧压力按P=h计算，h采用1.6米：

15、 P=26001.6=4160/m2 混凝土振捣产生侧压力 400/m2下注混凝土产生侧压力 200/m2共计 4760/m2=0.47/cm2;2模板应力竖肋间距按30cm计算，取模板单宽100cm，则最大弯距： Mmax=0.147302=4230cm;=4230/54=78.33/cm295/cm2 (可)；挠度f=(0.67747304)/(100910448)=0.0597cm.f/ l =0.0597/30=1/5031/500. (可)2)竖带竖向肋木间距30cm，在梁高范畴设三道拉杆，将竖肋提成两跨持续梁，每跨按60cm计算。竖肋截面特性：W=1/65102=83.33cm3;

16、I=(1/12)5103=416.67cm4;1荷载竖肋线荷载q=470.3=14.1 /cm； Mmax=0.12514.1602=6345cm;应力 =6345/83.33=76.14/cm295/cm2 ； (可) 挠度f=(0.52114.1604)/(1009104416.67)=0.025cm.f/ l =0.025/60=1/24001/500 ;3)横带横带用48钢管，钢管之间穿拉杆螺栓，螺栓间距拟用60cm。横带承受竖肋集中力：P=14.160=846弯矩Mmax按多跨承受集中力持续梁计算：Mmax=0.17584660=8883cm;248钢管W=5.092=10.18 c

17、m3;I=12.192=24.38cm4;应力 =888.3/10.18=872.6/cm21500/cm2 ； (可) 挠度f=(1.146846603)/(1002.110624.38)=0.041cm.f/ l =0.041/60=1/14631692 (可) 2支架 如前所述，所谓帽（系）梁模板支架，是指支撑于墩柱圆钢轴上两片大工字梁，圆钢轴设立在墩柱预留孔内，大工字钢对称放置在墩柱两侧，用拉杆螺栓等联结件将两片大工字钢联结牢固，形成帽（系）梁模板支架平台。此平台沿桥墩帽（系）梁全长一次搭成，每道帽（系）梁一次浇注混凝土。（1）工字钢梁工字钢梁拟用I50a,重93.654kg/m,截面

18、积119.3cm2，W=1860 cm3;I=46500cm4;1)荷载以右幅桥3号墩帽梁为例，帽梁跨度大，自重亦大。底模带木直接支承在工字梁上，带木之间净距15cm,故带木集中力可视为工字梁上均布荷载，工字梁按带悬臂两跨持续梁计算，如图5示。均布荷载混凝土重 1.60.912400)=3456kg/m.底模板 0.0180.91600=9.72 kg/m;带木 0.160.22.16003.54=142.73 kg/m；钢筋重 (14920.7/50)0.91.61=429.72 kg/m;(按设计数量)侧模 (0.0181.81+0.050.123.54) 600+3.84123+0.10

19、.1212.5600+1.5826=112.68 kg/m.防护设施 30 kg/m；工字钢自重（含联结件）94+15=109 kg/m；共计 4289.89 kg/m施工荷载 振捣混凝土影响2000.92/10=36 kg/m； 下注混凝土 2000.91/10=18 kg/m； 施工人员及设备（805+303）/10=49 kg/m;共计：4289.85+36+18+49=4393 kg/m.依照以上计算，工字梁上线荷载为4393kg/m，考虑到尚有也许发生某些施工荷载，工字梁上线荷载按4500kg/m计算。由于墩柱上帽梁荷载由墩柱自身承受，故工字钢梁上线荷载在墩柱位置中断，因此工字梁计算

20、图式如图5所示。为了比较弯矩变化状况，亦计算了均布荷载持续弯矩，见图6。从图6看出，工字钢梁上荷载持续最大弯矩为17445.5m,荷载不持续弯矩为17107.99m,后者比前者小337.51m，后者不持续计算图式接近实际状况，按此弯矩检算工字钢梁应力。此外,按横梁集中荷载作用在工字梁上,计算了工字梁上弯矩、剪力，见图7，可以看出，此种受力体系，工字钢梁上弯矩、剪力比以上两种状况要小。2）应力 =1710799/1860=919.78/cm21450/m2 ； (可) 按荷载持续时弯矩： =1744550/1860=937.93/cm21450/cm2 ； (可) 按单跨均布荷载时弯矩（先浇注完

21、一跨状况）M=(1/8)q l 2=(1/8) 45006.42=23040m;=2304000/1860=1238.71/cm21450/cm2 ； (可)2)挠度计算挠度时，施工荷载可以不考虑，减少100kg/m,按4400kg/m=44 kg/cm计算；按单跨均布荷载:f=(5/384EI) q l 4= (5446404)/(3842.110646500)=0.98cm.f/ l =0.98/640=1/6531/500 ；(可)按两跨均布荷载:f=0.521(446404)/(1002.110646500)=0.394cm.f/ l =0.394/640=1/16241450 /cm

22、2 ,(不可)在工字梁上翼加设横向支撑，即将220a槽钢同I50a工字梁用电焊连接，按距支点1.2米及跨中各设一道支撑考虑，则支撑间距2米，查得b为2.6,代入则2304000 /(2.61860)=476.43/cm2 1450 /cm 2 ,(可)若不设跨中支撑时,工字梁上翼两支撑之间距4米,查表得为0.97,代入则2304000 /(0.971860)=1277.02/cm2 1450 /cm2 ,(可)小结:依照整体稳定计算,工字梁上翼需设横向支撑以约束自由长度,决定采用以220a作横梁底模系统，将跨中及两端三根横梁兼作横向支撑，并在梁下翼相应于横向支撑设三根20拉杆螺栓，保证梁整体稳

23、定。4）支座板、加劲板支座板工字梁设立在圆钢轴上，若无支座板则梁底同圆钢是一条线接触，这样承力是危险，必要在梁底设座板，座板底面同圆钢面采用弧面接触，弧面半径同圆钢半径相似，支座板顶面为水平板，同梁下翼相接，其顶、底板之间为竖向劲板，构造见图8。 加劲板工字梁承受巨大荷载，支点反力很大，因而，梁端支点处腹板两侧设加劲板，加劲板同工字钢翼缘等宽，详细布置施工中另详。 小结：经以上计算，决定选用I50b工字钢作大梁，其应力及挠度均不大于容许值。 （2）圆钢轴圆钢轴安设在墩柱预留孔中,悬出柱壁以外,工字钢梁支承在钢轴上,承受其传来竖向力。由于工字钢梁翼宽160mm,虽然紧靠墩柱，但复板仍距放置工字钢

24、梁洞口约80mm,使圆钢轴受弯曲，需检算钢轴剪切及弯曲应力。支点反力V=15377.572=30755.14kg=30.755t设圆钢轴直径为120mm，采用3号钢，=1450kg/cm2，=850 kg/cm2，Fa=R2=3.1462=113.04 cm2，W=(1/32) 3.14123=169.56 cm3， 剪应力=30755/113.04=272.07 kg/cm2850 kg/cm2 弯矩M=307558=246040cm 弯曲应力=246040/169.56=1451.05 kg/cm21450 kg/cm2圆钢轴直径为130mm时：Fa= 3.146.52=132.665 c

25、m2，W=(1/32) 3.14133=215.58 cm3，剪应力=30755/132.665=231.82 kg/cm2850 kg/cm2;弯曲应力=246040/215.58=1141.29 kg/cm21450 kg/cm2圆钢轴直径为140mm时：Fa= 3.1472=153.86 cm2，W=(1/32) 3.14143=269.255 cm3，剪应力=30755/153.86=199.89 kg/cm2850 kg/cm2;弯曲应力=246040/269.255=913.78 kg/cm21450 kg/cm2;圆钢轴直径为150mm时：Fa= 3.147.52=176.625

26、 cm2，W=(1/32) 3.14153=269.255 cm3，剪应力=30755/176.25=174.13 kg/cm2850 kg/cm2;弯曲应力=246040/331.17=742.94 kg/cm21450 kg/cm2;通过以上计算，圆钢轴采用45号钢时，可选用直径120mm圆钢。 三脚手架 沙西河桥有6个桥墩高度均超过17米，其中2个墩高约28米，因而墩柱施工脚手架较为重要，现简介3号高墩脚手架构造及其计算。1脚手架构造 3号墩脚手架按9至9.6米节段逐阶段由底向上拼装，桥墩施工完毕后，再由上往下拆除。 脚手架采用碗扣式钢管架，依照墩柱直径及施工需要，脚手架平面呈正方形，

27、对称墩柱中心。拟用两排钢管构成双排框架，外排框架为4.2 4.2米，钢管纵横向间距除四角两排钢管为600mm外，别的为900或1200mm;内排框架为3.03.0米，钢管间距900或1200mm;两排钢管步距均为1200mm。脚手架构造示意见图9，为保证脚手架总体稳定，在框架外侧每5步布置一道剪刀撑，斜杆同水平横杆夹角约55。在竖向通过卡箍将脚手架同已浇墩柱联结，卡箍由钢板或型钢弯成，每节段墩柱中间及顶部设一道；或者在设卡箍相应高度设立缆风绳；在施工中节段，脚手架在顶部四角设缆风绳，缆风绳锚固在地面锚点上。2立杆计算本墩脚手架为构造性脚手架，为框架构造，独立承受施工荷载。现对脚手架立杆进行应力检算。（1）立杆轴心压力计算1底层立杆构造自重产生轴心压力 脚手架柱距600、900及1200mm,步距1200mm,外排剪刀撑按64.2米布置，剪刀撑同横杆交角约55，现计算立杆、纵横向水平杆及剪刀撑自重: 立杆：查表，1.2米立杆设计重量7.05kg,每米重：7.05/1.2=5.88kg;30米高重：5.8830=176.4kg=1.764KN 横纵水平杆:按600、900、1200mm三种长度查表，重量为 2.47、3.63、4.78kg ，每步重量：（2.47+3.63+4.78）0.5=5.44kg 30米高计25步，重量：5.44 25=