《兴化杭州路大桥液压自动化爬升模板系统结构设计复核计算报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《兴化杭州路大桥液压自动化爬升模板系统结构设计复核计算报告（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、兴化杭州路大桥主塔 液压自动爬模板系统结构设计复核计算报告江都中润模板技术部二一二年十一月目 录1 工程概况及爬模施工方法11.1 工程概况1自爬模组成及工作步骤11.3 结构计算复核的主要内容22 液压自爬升模板系统架体结构计算的相关参数3液压自爬升模板系统基本参数3液压自爬升模板系统关键计算参数33 液压自爬升模板系统架体结构计算43.1 结构计算基本数据的确定43.1.1 恒载计算5活载计算6风荷载计算7混凝土压力83.2 计算工况及计算简图94斜爬的空间有限元仿真分析144.1 工况一：静止状态计算154.2 工况二：非工作状态214.3 工况三：浇筑状态26单个埋件的抗拔力计算283
2、.3.2 锚板处砼的局部受压抗压力计算29锚杆抗拉力计算30受力螺栓扭矩计算303.3.4 受力螺栓的抗剪力和抗弯拉力的计算313.3.5 导轨梯档的抗剪力计算32承重楔的抗剪力计算335 结论331 工程概况及爬模施工方法1.1 工程概况略1.2自爬模组成及工作步骤液压自动化爬模系统的组成如图1-3所示，其基本组成可以分为上平台、中平台和下平台三个部分。主要部件有：主梁，立杆，可调斜撑，中平台，下平台，上平台架体，液压顶升装置等。自爬模的顶升运动通过液压油缸对导轨和爬架交替顶升来实现。导轨和爬模架互不关联，二者之间可进行相对运动。当爬模架工作时，导轨和爬模架都支撑在埋件支座上，两者之间无相对
3、运动。退模后立即在退模留下的爬锥上安装受力螺栓、挂座体、及埋件支座，调整上下轭棘爪方向来顶升导轨，待导轨顶升到位，就位于该埋件支座上后，操作人员立即转到下平台拆除导轨提升后露出的位于下平台处的埋件支座、爬锥等。在解除爬模架上所有拉结之后就可以开始顶升爬模架，这时候导轨保持不动，调整上下棘爪方向后启动油缸，爬模架就相对于导轨运动，通过导轨和爬模架这种交替附墙，互为提升对方，爬模架即可沿着墙体上预留爬锥逐层提升。液压自爬模的主要工作步骤如下：（1）在已经浇筑好的混凝土结构上安装预埋件（2）安装上、中、下平台及模板（3）固定模板（4）浇筑混凝土（5）退模、安装预埋件（6）顶升并固定导轨（7）顶升爬架
4、（8）重复步骤（3），如此往复针对中塔肢构造形式，爬模布置平面图如下：图1-4中塔肢爬模布置平面图1.3 结构计算复核的主要内容本计算复核报告的主要内容包括以下七点内容：（1）计算混凝土按照1：倾斜(中塔肢内侧仰爬面)角度倾斜后，混凝土的自重作用在架体上，架体各部件的强度、刚度，预埋件的强度是否足够；（2）主平台架稳定性验算；（3）主三角架稳定性验算；（4）主纵梁变形计算；（5）架体在风载下的抗风稳定性验算；（6）模板受力计算（不考虑混凝土初凝）；（7）对于计算结果不满足规范要求的杆件提出优化建议。本次计算采用有限元方法计算模式。有限元计算方法计算模式按照1：倾斜角斜爬，面宽米，分层高度米进行
5、计算。编制计算书遵守的规范和规程：建筑结构荷载规范 （GB 50009-2001）钢结构设计规范 （GB50017-2003）混凝土结构设计规范 （GB 50010-2002）混凝土结构工程施工质量验收规范（GB 50204-2011）建筑施工计算手册 江正荣 编著 钢结构工程施工质量验收规范 （GB 50205-2001）公路桥涵设计通用规范（JTG D06-2004）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004钢结构用高强度大六角头螺栓 （GB/T 1228-2006）2 液压自爬升模板系统架体结构计算的相关参数液压自爬升模板系统基本参数（1）架体系统：架体支承跨度：
6、6米（相邻埋件点之间水平距离）；外架体高度： 约13.5米；外架体宽度： 主平台2.70m，上平台1.20米、中、下平台1.20米； （2）液压升降系统额定工作压力： 25MPa；油缸行程： 400mm；伸出速度： 外墙油缸380mm/min； (依配用的控制台型号和顶升油缸的数量的多少其值略有所差别)顶升油缸额定推力： 100kN；串联双油缸不同步差: 20mm.（3）爬升机构爬升机构有自动导向、液压升降、自动复位的锁定机构，能实现架体与导轨互爬的功能。液压自爬升模板系统关键计算参数（1）塔肢内侧外墙液压自爬模各操作平台的设计施工荷载为:模板，浇筑，钢筋绑扎工作平台最大允许承载 3kN/m2
7、kN/m2kN/m2kN/m2kN/m2（2）爬模整体提升，同一榀爬架提升机位间同步差控制在20mm以内。（3）爬模的每根液压缸的推力为100kN (即10t)。（4）自爬模爬升时，结构砼抗压强度不低于15MPa。3 液压自爬升模板系统架体结构计算3.1 结构计算基本数据的确定核算部位的确定：按塔肢倾斜形状，塔身内侧爬模工作状态最为恶劣，如塔身内侧爬模满足要求，其它面的爬模也必满足要求，故只需计算外侧爬模是否满足要求：而内侧爬模系统是由两个对称的二个爬升机位组成，按浇筑施工程序，标准层浇筑高度4500mm， 要求相应削减因倾斜向上而收缩的模板宽度，最大的一块模板为5500mm，高度为4950m
8、m。取最大面积为x4.95=平方米的模板来进行验算。这块模板重量最大，若它满足设计要求，其它就都能满足要求。以下按二个机位一起顶升这块大模板来验算其支撑能力。为确保液压爬模架体的受力状态充分满足本工程的需要，塔肢的倾斜度按照1：的斜度计算。该计算结果如能通过复核，在实际施工中液压爬模安全系数将大幅提高。 图3-1顺桥向内侧面爬模架体简图3.1.1 恒载计算外爬架的横载包括脚手板自重、模板自重、外架自重。a.脚手板自重W1：由图纸可知脚手板共分五层，上层1-2层长米，宽1.6米，面积为：A=1.6=m2主平台宽度长米，宽2.7米, 面积为：A=2.7=m2-1层平台宽度长米，宽, 面积为：A=2
9、.2=m2-2层平台宽度长米，宽, 面积为：A=1.5=m2所以整个单面架子脚手板总平方数：A1= +=44平方查木材比重木板选用厚度为4cm的板材木板总重量为440.57=1.003吨=10kN W1=分摊到每个机位的木板重量为10kN/2=5kN2：模板标准重量为：72kg/m2，面积A= m2 (每平方模板含木梁四根共计kg，14a背楞两根共计kg，WISA面板kg，小配件计kg，以上合计72kg/m2)模板自重为72kN此处设有二个后移装置，间距近似相等，所以每个后移装置承重:W2 =(72/2)4.9594t/m自重由程序自动加载3：由图纸可查得每个机位爬模架自重(不含导轨和埋件支座
10、及埋件总成) 18kN，机位间联系机构(栏杆，剪刀撑，跳板支承等)kN(见下表)，所以：W3=18+/2 =(kN) 每个机位的永久荷载总重：W0=W1+ W2+ W3=5+= kN则设计恒荷载为：W=W0 1.2= kN荷载分项系数。横桥向联系结构重量统计表名称材料长度数量重量上平台护栏48米6根kg中平台护栏48米4根kg下平台护栏48米4根kg上平台剪刀撑486米4根kg中平台剪刀撑488根kg跳板支撑米8根440kg合计kg=kN3.1.2活载计算施工期间，主要使用的平台为钢筋绑扎工作平台，该平台要承受钢筋的临时荷载及施工人员活载。主要施工层为两层:浇筑、钢筋绑扎工作平台(面积：1.6
11、)最大承载3kN/m2，模板后移及倾斜操作主平台(面积kN/m2。工况一：在非工作状态下使用工况下(钢筋施工阶段)，顶层平台承受临时施工荷载，其它平台均无施工荷载，施工荷载计算如下：浇筑、钢筋绑扎工作平台：K1=3=(kN)上平台架体横桥向面共二榀，每榀有2个节点与上平台联接。因此K1节点=/4=kN工况二：模板后移，架体处于待爬升状态。主平台承受受施工荷载。在升降工况下，施工荷载按1.5 kN/m2计算。模板后移及倾斜操作主平台施工荷载：K2=1.52.7= (kN)主平台下的下架体横桥向共二榀，二道底梁，共可视为4个节点。每个节点受力为K2节点=kN/4=kN工况三：浇筑砼期间，模板承受砼
12、侧压力，架体各层平台均无施工荷载载作用。3.1.3风荷载计算风载计算可以按建筑施工荷载规范进行计算：szO式中，k-风荷载标准值s-风荷载的体形系数；背靠的桥墩全封闭，爬架自主平台以下外挂密目网，主平台以上外挂大眼网。挡风系数=1，因而风荷载的体形系数为1z-风荷载的高度变化系数；地面按D类80m高空 z=1.05O-基本风压(kN/m2)；按国家公布的全国基本风压分布图，取兴化市100年一遇风压 即O=0.45 kN/风荷载标准值：szO=0.7*1*1.05*0.45=0.33 kN/上架体承受风载标准值：Fwh上=0.33 *= kN横桥向面上架体共2榀，每榀上围护钢管连接节点共5个，上
13、架体部分分配到每个节点上的风载为上节点Q1=/10=kN下架体部分高度为6米，宽度为米，下架体承受风载标准值Fwh下=0.33 *6= kN横桥向面下架体共2榀，每榀上围护钢管连接节点共8个。下架体部分分配到每个节点上的风载为Q2下节点=/16= kN风荷载加载如下： 图3-3 风载在架体上的加载图3.1.4混凝土压力由于模板倾斜，新浇筑的混凝土对模板有竖向压力，其值与混凝土的有效高度有关。对于本工程来说，二榀桁架间最大承压宽度为m，因此：W=Fb=26/2*4.95=kN/m加载如下: 图3-4 砼浇筑对主背楞的加载图3.2 计算工况及计算简图本报告共进行三种工况的验算，同时每种工况又分为有风和无风情况，分别为：工况一：绑筋状态验算工况一（1）：绑筋无风状态（1.2结构钢筋绑扎荷载模板自重）图3-5 绑筋无风状态的加载图工况一（2）：绑筋状态+风荷载（1.2风荷载）式中1.2为结构自重放大系数。在工况一状态下风载及施工荷载在架体上的分配简图如下：图3-6 绑筋有风状态的加载图工况二：静止状态验算工况二（1）：非工作状态结构自重主平台荷载模板自重）图3-7 静止无风状态的加载图工况二（2）：非工作状态+结构自重主平台荷载风荷载）式中1.2为结构自重放大系数。在工况二状态下风载及施工荷载在架体上的分配简图如下：图3-8 静止有风状态的加载图工况三：浇筑
