涵洞模板支架及計算培訓(xùn)資料

1、一、適用范圍本作業(yè)隊轄區(qū)8個框架涵、4個框構(gòu)橋。二、作業(yè)準(zhǔn)備2.1內(nèi)業(yè)技術(shù)準(zhǔn)備開工前各工點(diǎn)技術(shù)員必須熟悉規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)真學(xué)習(xí)實(shí) 施性施工組織設(shè)計，圖紙一到必須立即組織圖紙會審，澄清有關(guān) 技術(shù)問題，涵洞支架搭設(shè)前完成支架、模板的計算，并繪制出圖 紙，不得由作業(yè)隊工人憑經(jīng)驗施工支架及模板。原則上使用鋼模板，當(dāng)使用竹膠模板時應(yīng)報項目部同意。對施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，對參加技術(shù)員及操作工人進(jìn)行技 術(shù)培訓(xùn)，培訓(xùn)工作由各工點(diǎn)技術(shù)負(fù)責(zé)人主持。2.2人工、材料、機(jī)具準(zhǔn)備督促涵洞工班長落實(shí)支架模板情況，檢查工班人員數(shù)量是否 滿足工期要求，核實(shí)鋼筋加工機(jī)械、模板加工機(jī)械、吊機(jī)、水泵 養(yǎng)護(hù)材料等是否進(jìn)場，數(shù)量是否

2、滿足要求，以免誤工。3、技術(shù)要求滿足業(yè)主及驗標(biāo)的要求，特別是站場內(nèi)涵洞及框架橋外觀必須要保證。4、施工程序基坑開挖-地質(zhì)核查-基底處理-底板施工-支架、模板-澆筑 前請安質(zhì)部組織，工程部、青安崗相關(guān)人員參加驗收支架及模板T澆筑邊墻及頂板T養(yǎng)護(hù)T拆模修補(bǔ)5、施工要求技術(shù)員要有責(zé)任感及使命感，你們的決定將影響到施工過程 中的安全和工程的質(zhì)量。 因此技術(shù)人員一定要嚴(yán)謹(jǐn)，懶惰、馬虎、浮躁都是技術(shù)人員要擯棄的壞習(xí)慣。技術(shù)要用數(shù)據(jù)說話，所以作 為技術(shù)員一定要懂得結(jié)構(gòu)分析，最好學(xué)會一門有限元軟件。對于支架模板是技術(shù)員最常見的問題，也是容易出問題的地 方。支架出問題輕則爆模，重則死人，下面是幾個支架問題的事

3、故案例，希望大家引以為戒。云南機(jī)場引橋支架垮塌涵洞支架垮塌一死一傷5.1模板支架設(shè)計5.1.1荷載荷載有水平荷載及豎直荷載，側(cè)模承受的主要是水平壓力荷 載，底模及其支架主要承受豎向荷載。荷載主要有：1、模板支架自重木材比重8kN/m3;鋼材比重為78.5 kN/m 3;定型鋼模根據(jù)實(shí)際估算，一般輕型鋼模約75kg/m2,較高的墩身模板也可以能達(dá)到2近 200 kg/m。2、澆筑混凝土的豎向重量根據(jù)標(biāo)號不同，一般來說含筋率小于 2%的鋼筋混凝土容重可 取25 kN/m3,本工程涵洞混凝土為C40，配筋率也比較高，我們計算時候取 26 kN/m3;素混凝土根據(jù)標(biāo)號不同一般為2425kN/m3；3、

4、施工荷載主要是人員，材料堆放等荷載，可以取2.5kPa ;4、傾倒混凝土的豎向沖擊荷載本工程可以取2kPa5、振搗產(chǎn)生的豎向荷載振搗棒產(chǎn)生的激振力，取2kPa;6、其它豎向荷載，如大雪荷載，本工程不計；7、新澆筑混凝土對側(cè)模板的壓力；混凝土側(cè)壓力與水壓力類似，計算公式為Pm=K0.035 時：h=1.53+3.8 Xv/t（公式 5-2 ）本工程涵洞澆筑速度 V按照1.5m/h計算（實(shí)際澆筑速度控制在 1.1m/h 以內(nèi)），h=1.53+3.8 xi.5/30=1.72m ; K取 1 ,Y=26kNm, 側(cè)壓力 Pm=44.72kPa。&傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的水平荷載按照4kPa計算；9、振搗產(chǎn)

5、生的水平力忽略；10、風(fēng)水平荷載忽略；11、流水壓力、船、漂浮物撞擊力。忽略。在設(shè)計時計算承載力的時候底模荷載組合為上述荷載的1、2、3、4、5、6項，驗算剛度時候只要 1、2、6項即可。側(cè)模承 載力計算7、8項，剛度驗算急招第 7項即可。5.1.2材料力學(xué)特性A3鋼材楊氏模量E=2.1e11Pa,抗拉力司按照170Mpa純彎 曲正應(yīng)力ow可適當(dāng)提高到181MPa剪應(yīng)力T=100MPa。優(yōu)質(zhì)木材制成的木方順紋抗拉力0按照13Mpa計算，較差的木材順紋抗拉力0=8Mpa。我們涵洞所用的拉桿為粗制螺栓，由于螺栓削弱了鋼材的界面所以藥按照削弱后的凈面積算螺桿的力學(xué)性能，如下：表5.1-1粗制螺栓的力

6、學(xué)性能螺栓直徑(mm螺紋直徑(mm)凈面積(mm2)谷許拉力(N)(kgf)129.8576.21295412901411.55104.81781217801613.55144.22451424501814.93175.12976229702016.93225.13826938202218.93281.44784547855.1.3剛度要求外漏模板容許撓度為L/400 ,隱蔽工程模板為L/250。另外還要求鋼面板撓度不大于1.5mm,背帶不大于3mm5.2結(jié)構(gòu)計算單跨簡支梁的均布荷載.2彎矩M = q L8公式5-3撓度3 =曲384EI公式5-4如果背帶大于5跨，可按照連續(xù)梁來計算：.2 彎

7、矩M = q L 10公式5-5.4撓度3 =鳥150EI公式5-6可以對比，多跨連續(xù)梁比簡支梁計算彎矩小了20%而撓度則幾乎小了 1倍。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以大大減小結(jié)構(gòu)內(nèi)力。希望 大家在現(xiàn)場中把現(xiàn)場情況用理論來解釋，并通過理論知識來解決 現(xiàn)場實(shí)際問題。本工程考慮到目前幾個涵洞工人的操作水平，施工中出于安 全考慮，還是按照簡支梁來計算。背帶和拉桿對于模板剛度的提高起著很大作用。為了保證穩(wěn) 定，一般來說每塊鋼模上最好有 2處支撐。計算時，假定背帶承 擔(dān)為改背帶兩側(cè)格子各一半的力。背帶按照簡支梁計算m二吁，其中q=Pm冷，計算見圖如下：a/2 . ft/2a圖5.2-1背帶最大間距簡圖而 a=M.P

8、m a L ,fW 8W以涵11為例：豎直背帶為/ 63X5和248X2.5建筑鋼管， Pm=44.72kPa,考慮4kPa傾倒沖擊力，P=48.72KPa,其水平背帶 上拉桿間距為1m則水平背帶間距 LO.6m，實(shí)際為0.5m。事實(shí)上，本工程模板拉桿選用的為$16車絲鋼筋，每根拉桿的許用拉力為2.45t （蝶形扣手拉力為 2.6t ）,混凝土加上混凝土 傾倒的沖擊力對模板的側(cè)壓力在50kPa左右，因此水平及豎直背帶組成的格子面積應(yīng)該不大于24500/50000=0.49m，也就是說拉桿水平間距與豎直間距的乘積要小于0.5以內(nèi)才能保證拉桿不拉斷。水平背帶的受力計算：2 2M=Pm a L 二

9、48.72 0.5 1 =3.045kN.m。8 8水平背帶為2J63W,截面模量 W=X6cm3=12cnio水平背帶的應(yīng)力c =M/W=253.8Mpa遠(yuǎn)大于H=170MPa?？梢?水平拉桿間距過大?？梢酝ㄟ^幾個方面的措施來改善：放慢澆 筑速度以減小混凝土壓力，當(dāng)速度放慢到1.1m/h時候，應(yīng)力降低到原來的67%為169.3MPa基本可滿足強(qiáng)度要求。減小混凝土 初凝時間，減小塌落度。拉桿間距調(diào)整到75cm,若拉桿間距不調(diào)整，通過加強(qiáng)支撐來減小水平背帶的計算跨度或者是加塞木方8 xiOcm厚木方。面板模板的長寬比大于 2時可視為單向簡支板，其跨中最大彎矩2M 丄,L取較短的邊長。8若長寬比小

10、于2,應(yīng)視為四面簡支板，可查手冊計算。以涵11為例，其面板厚度為5mm面板長寬為0.5m,查彎矩Mf0.0368 M8720X0.5 X0.5 2=224.112N m W=500.5 2弋=2.08cm3。盧224.112吃.08=107.7MPa ,撓度查表計算后為 3.5mm,為計 算跨度的1/143，超過了允許L/400的要求。其它支架豎向受力主要是計算鋼管是否失穩(wěn)，木方、底模受力計 算，與上類似，施工時注意支架的間距除了滿足受力要求外還應(yīng) 結(jié)合模板的支撐。由于支架垮塌的后果是災(zāi)難性的，一根鋼管失 穩(wěn)后，力立刻轉(zhuǎn)移到周圍的鋼管上，若周圍鋼管不能承受，整個 支架就會垮塌，昆明某工地就是因

11、為支架拆除過早，混凝土還未完全凝固，有個工人拆除了鋼管，結(jié)果引發(fā)整個支架垮塌，造成 了數(shù)人死傷，因此支架應(yīng)該偏于保守，不能受力太大，應(yīng)該以穩(wěn) 定控制。本工程涵洞不高，抗傾覆可以不驗算。5.3模板檢查要點(diǎn)1、模板安裝前要涂模板漆， 安裝后復(fù)核模板尺寸， 檢查有無影響混凝土外觀的縫隙（縫隙的危害在于澆筑時會漏漿，影響混 凝土強(qiáng)度和抗?jié)B性能，并且拆模后會產(chǎn)生錯臺，影響外觀。）2、鋼筋保護(hù)層，客專對耐久性要求很高， 保護(hù)層的厚度要求 是一定不能馬虎，將來會有超聲波檢查。3、模板交界處、背帶懸臂處應(yīng)特別留意，錯臺，漲模多是發(fā) 生在這些位置。特別是竹膠模板，交界處一定要有通長的木方。4、 拉桿間距、拉桿直

12、徑是否正確。有無和$16和$12混用的 情況，拉桿螺栓是否上緊、擰死。蝶形扣有無裂紋。根據(jù)上面計算，我們知道，水平1m的拉桿間距偏大，基本上用到了材料允許 應(yīng)力的極限，所以要著重檢查是不是每個拉桿都上緊了，薄弱處 有無支撐。5、涵洞要充分利用鋼管支撐， 在支架設(shè)計時，要有意識的把支架的水平桿與模板水平背帶設(shè)在一個高度，以利于用支架支撐。6、 模板支撐本身要穩(wěn)定，比如一根木方上的支撐不少于2個。在外側(cè)的支架支撐模板后，支架本身要加斜撐， 撐到地面上。7、 由于混凝土的側(cè)壓力是最重要的荷載，因此澆筑中應(yīng)特別留意混凝土塌落度，并控制好澆注速度。澆筑過程中應(yīng)有專人檢 查模板變形情況，如有異常應(yīng)立即停止

13、澆筑及時加固。&承重支架模板拆除時混凝土強(qiáng)度應(yīng)該達(dá)到75%以上6、附錄：常用鋼結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)力學(xué)知識常見簡支梁懸臂梁的彎矩及撓度受力簡圖彎矩簡圖撓度簡圖PLE=l B I -I-J I I R-I I-11 I I I -395qU384ETPL1TH圖6-1常見梁計算見圖利用虛功原理及位移互等原理求解位移這幾個基本的計算見圖可以合成復(fù)雜結(jié)構(gòu)的位移。一般靜定結(jié)構(gòu)利用虛功原理求解。虛功原理對于變形體系表述為：對于變形體系，外力所做虛功等于變形虛功。變形體內(nèi)力虛功為 WMm ds FFdsJkF；FsdsElEAGA后面兩項為軸力及剪力影響，非常小，對于梁來說可忽略即變形虛功EI，根據(jù)虛功原理F=Wi

14、當(dāng)需要計算某點(diǎn)位移時，只需要在該點(diǎn)施加單位為1的力，則 1“WU MMds。當(dāng)EII EI為常數(shù)、梁為直線且 m或M至少有一個是直線時，可利用圖乘法代替積分運(yùn)算三角函數(shù)sin( a+ B)=sin acos B+cos o(sin B cos( a+ B)=cos a cos Bsin osin Bsin2 a=2sin (xcos acos a=2cos a-1=1-2sina材料力學(xué)任意截面正應(yīng)力及切應(yīng)力(T xb y (T x-b ybacos2 匚-sin 2-：s2 2b X - b y . ccsin 2 - cos2：2(ba T )r(bx Ty)(b Txy)圖6-2應(yīng)力圓隹

15、導(dǎo)：彷玄=圓心坐標(biāo)+ycos( $+2 a)rcos(2：$ )2_(y r (cos $ cos2： - sin $ sin 2 ) 2er x - - ycos2：-TSin 2 )同理可推導(dǎo)Ta 根據(jù)圖6-2可以看出，在同一個受力狀態(tài)下：某點(diǎn)的受力-x+（5y是個常數(shù)主應(yīng)力公式-ma - x - - y-minx - y 22丫(一壯最大、最小主應(yīng)力公式6-1maxmin二 $()2 +t2切應(yīng)力公式6-2折算應(yīng)力第一強(qiáng)度理論：材料最大拉應(yīng)力達(dá)到某個極限時就會斷裂，用公式表示-rl珂。主要適用于脆性材料拉伸。第二強(qiáng)度理論：材料最大拉應(yīng)變達(dá)到某個極限時就會斷裂， 用公式表示-r2= -1- 丫（ 2+ -3）珂。主要適用于脆性材料的壓縮， 如混凝土、石頭，當(dāng)鑄鐵在拉壓二向應(yīng)力狀態(tài)下，且壓應(yīng)力較大 時候，結(jié)果比較接近。這個強(qiáng)度理論較少用。第三強(qiáng)度理論：材料最切應(yīng)力達(dá)到某個極限時就會斷裂，用 公式表示-r3= -1- -3珂-I。主要適用于塑性材料的屈服。第四強(qiáng)度理論：材料最大畸變能密度達(dá)到某個極限時就會斷 裂，用公式表示b r4=J （忍-胡2 （找-胡2 （昭-啟）2兒。主要適用于 2塑性材料。第一、第二強(qiáng)度理論主要適用于鑄鐵、石料、混凝土、玻璃 等脆性材料的脆性斷裂。第