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1、仁怀至赤水高速公路 RCTJ-9 合同段 液压爬架翻模计算书第 1 页/共 11 页目目 录录一、计算说明.2二、计算依据.2三、力学性能计算.23.1 荷载分析.23.2 工况分析.33.3 结构分析.3四、结论.8仁怀至赤水高速公路 RCTJ-9 合同段 液压爬架翻模计算书第 2 页/共 11 页液压爬架翻模计算书液压爬架翻模计算书一、一、计算说明计算说明液压爬架翻模施工工艺，是将原来的翻模工艺结合液压提升设备将模板施工平台进行提升的一种新工艺。由于提升设备采用在墩柱预埋反拔盘、安装滑轨，利用液压系统将爬架进行提升，模板系统采用电动葫芦进行提升，此两项均依靠机械设备进行工作，可不用进行力学
2、计算。故液压爬架翻模只需要计算预埋系统、爬架系统、横榀梁系统进行验算。二、二、计算依据计算依据1.1液压爬架翻模设计图 ；1.2路桥施工计算手册 ；1.3钢结构设计手册 （第三版） ；1.4钢结构连接节点设计手册 （第二版） ；1.5钢结构设计规范 （GB50017-2003） ；1.6建筑结构荷载规范 （GB50009-2001） ；1.7公路桥涵施工技术规范(JTG/TF50-2011） ；1.8公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004） ；三、三、力学性能计算力学性能计算3.1 荷载分析荷载分析1、液压爬架系统荷载液压爬架系统荷载主要为-2#、-1#平台、0#平
3、台荷载以及横榀梁仁怀至赤水高速公路 RCTJ-9 合同段 液压爬架翻模计算书第 3 页/共 11 页荷载组成。在模板进行施工时，此项荷载主要由预埋在墩柱内的反拔盘上的 M42 高强螺栓承受。此处根据实际计算，液压爬架翻模系统每套重量取为 120T。安全系数取为 1.25 倍，即每套荷载取为1500kN。2、施工人员机具荷载施工人员荷载取 2.5kN/m2，施工机具荷载取 2 kN/m2。3、施工材料荷载由于顶面横榀梁上堆放钢材，根据每模的钢筋数量，近似的取为3.5 kN/m2。考虑冲击荷载，取 1.4 的系数，即为 4.9 kN/m2。4、混凝土振捣荷载新浇筑的混凝土振捣竖向荷载取为 2.0
4、kN/m2，水平向荷载取为4.0 kN/m2。5、混凝土侧压力新浇混凝土对模板侧面压力取 pm=4.6v0.25，v 是混凝土的浇筑速度，此处取 v=1m/h。6、风荷载考虑此处的墩高较高，最大墩高为 163.4 米，迎风面的风荷载按照荷载取值规范取值为 1.0kN/m2。3.23.2 工况分析工况分析计算内容爬模在浇筑混凝土时的强度和位移，具体是模板和埋件。荷载组合采用标准组合。模板系统材料均为 Q235，其强度取值受拉和受压均为f=145Mpa,考虑到新钢模板取 1.25 的提高系数，取仁怀至赤水高速公路 RCTJ-9 合同段 液压爬架翻模计算书第 4 页/共 11 页用f=181Mpa，
5、钢模板容许挠度值 0.15cm。预埋件采用 M42 的螺栓，材料为 40Cr，其抗剪强度取值为。= 320施工中由于存在风荷载，在考虑系统稳定性时，将风荷载进行考虑。3.33.3 结构分析结构分析1、预埋装置结构验算图 1 预埋装置示意图预埋装置为挂座体与预埋反拔盘，通过 M42 高强度螺栓进行连接。整个装置主要承重构件为 M42 螺栓，故计算时只需验算 M42 螺栓的结构即可。仁怀至赤水高速公路 RCTJ-9 合同段 液压爬架翻模计算书第 5 页/共 11 页图 2 预埋装置受力图根据总装图可知爬轨的最大间距为 375cm，故取一榀支架来进行计算，荷载按 375cm 范围考虑。此处承受的荷载
6、除系统自重外，主要为施工人员及机具荷载，根据分析得：q1 =4.53.75=16.875kN/m；（0#平台施工机具荷载）q2=4.52.5=11.25kN/m；（-1#平台施工机具荷载）q3=2.52.5=6.25 kN/m。 （-2#修饰平台人员施工荷载）考虑构件的自重后容易计算出，整套系统总重为 1500kN，由18 套预埋装置承重，则每套装置承重为：1=1500 18= 83.33仁怀至赤水高速公路 RCTJ-9 合同段 液压爬架翻模计算书第 6 页/共 11 页考虑到施工材料的冲击荷载时，按照面荷载进行考虑，墩柱的截面尺寸为 83.5 米，其中中间空箱没有堆积荷载，施工材料的荷载主要
7、集中于两侧，按照 1.58 米进行计算。由分析知，施工材料的冲击荷载为 4.9kN/m2，则冲击荷载为：2= 4.9 1.5 8 = 58.8每面的施工冲击荷载主要为 8.0 面 3 套预埋装置承受荷载，则每套承受荷载为：3=58.8 3= 19.6每套预埋装置由上下两个预埋件组成，M42 的螺栓为 2 颗，为保证安全，取 2.0 系数进行计算，则每颗受直接剪力荷载为： =83.33 + 19.6 2= 51.465 51.5则螺栓的剪力为：Vmax=51.5+16.8753.75+11.252.5+6.252.5=158.53kNM42 螺栓受剪承载力设计值：Vmax=158.53k= =
8、320 (3.14 42 424)/1000 = 443.1N（满足）即 M42 的螺栓满足抗剪结构需求。由于预埋的反拔盘通过钢筋焊接与主筋或者箍筋焊接在一起，混凝土浇筑后，不会出现受不均匀力的作用将预埋件装置拉出混凝土的情况。故此处不再进行此类型的验算。仁怀至赤水高速公路 RCTJ-9 合同段 液压爬架翻模计算书第 7 页/共 11 页2、模板部分验算图 3 模板受力图（图中尺寸单位：mm）混凝土作用于模板的侧压力随着混凝土浇筑高度的增加而增加，但当浇筑高度达到一定临界时，当侧压力达到 50kN/m2时侧压力并不再随着高度而增加只是一个固定值。侧压力按以下公式进行计算：2121022. 0V
9、trFcHrFc新浇混凝土对模板的最大侧压力（kN/m2） ；F新浇混凝土的密度（kN/m3） ，取 25kN/m3；cr新浇混凝土的初凝时间，根据实际取 6.5h；0t外加剂影响修正系数，本计算取掺外加剂，按 1.12 取值；1坍落度影响系数，取坍落度为 1115cm，则取 1.152浇筑速度(m/h),取 1m/h；V侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（m） ，本式H取 4.5m。仁怀至赤水高速公路 RCTJ-9 合同段 液压爬架翻模计算书第 8 页/共 11 页=2121022. 0VtrFc=221 /04.46115. 112. 15 . 62522. 0mkN=2/5 .11
10、25 . 425mkNHrFc=根据计算，即模板的侧压力按照 50KN/m2来进行计算控制。侧面板肋间的最大高度是 1235mm，宽度是 500mm，两者之比 1235/500=2.472。故按单向板计算。作用在侧面板上的水平荷载共有两项，即新浇混凝土对模板侧面压力和混凝土振捣水平向荷载。取宽度是 1000mm 的板宽计算：q=4.6v0.25+4.0=4.6+4.0=8.6 KN/m考虑到板的连续性，则其强度和刚度可按下式计算跨中弯矩 M=1/10ql2=0.18.60.52=0.215KNmW=1/6bh2=1/61.00.0042=2.6710-6m3max=M/W=0.215/2.67
11、10-6=80.6Mpaf=181Mpa0.02cm0.15cm（容许值）124 . 0100101 . 2128506 . 4 1283 644maxEIqlf强度计算结果表明，拉应力最大值 max =80.6Mpaf=181Mpa，满足要求；挠度最大值 =0.02cm0.15cm（容许值） ，maxf满足要求。3、横榀梁结构验算横榀梁的材料为 Q235 的矩形钢管，横榀梁通过螺栓与 0#施工平台连接为整体，横榀梁间通过螺栓进行连接。横榀梁上的荷载主要为堆放的钢筋和提升模板时的动荷载。根据每模的钢筋数量，由分析知，钢筋的荷载为 3.5kN/m。模板荷载为 80kg/m2进行计算，最仁怀至赤水
12、高速公路 RCTJ-9 合同段 液压爬架翻模计算书第 9 页/共 11 页大面的模板为 8*4.5 米，则荷载为 N=80*8*4.5=2880kg=28.8kN。1234567891011121314151617181920-7.2-7.2-7.2-7.2-3.5-3.5-3.5-3.5-3.5-3.5-3.5-3.5-3.5-3.5-3.5-3.5-3.5-3.5-3.5-3.5-3.5-3.5-3.5-3.5-3.5-3.5-3.5-3.5图 4 横榀梁受力图（单位：kN、kN/m）利用 MIDAS 进行算后，知：应力图 5 所示：仁怀至赤水高速公路 RCTJ-9 合同段 液压爬架翻模计
13、算书第 10 页/共 11 页图 5 横榀梁应力图（单位： kN/m2）通过计算知，最大的应力为（满 = 40.5 = 215足）通过强度计算表明，横榀梁结构满足结构设计要求。3.43.4 系统稳定性分析系统稳定性分析从爬轨的顶端至施工作业平面的最大高度为 10.5 米，考虑到风荷载的作用下，以及系统自身的稳定性。每隔 1.5 米，将整个系统利用钢筋操作平台焊接在一起，保证整个支架系统的整体安全性。即减小整个支架的长细比，保证竖向稳定性。四、四、 结论结论经过对液压爬架翻模方案的强度、位移计算，模板和埋件、横榀梁均满足设计和规范要求，结构体系安全可靠。由于支架系统承受的荷载相对较小，相比同类产品尺寸、材料均合理，故本次未以仁怀至赤水高速公路 RCTJ-9 合同段
