作者：李连生
出版社：中国铁道出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
施工临时结构检算试读：
前言
本教材是国家骨干高等职业院校建设成果教材，是根据高等职业教育铁道工程技术专业、高速铁道技术专业教学的基本要求并结合目前教学改革发展的需要编写而成。
本教材是基于铁路施工临时结构检算工作过程的课程开发思路编写的，编写中引入了相关行业规范与技术指南，将教学内容构建为工程模板检算、支架常备式构件检算、预应力混凝土构件预制台座检算、悬浇挂篮墩梁临时固结检算4个项目，紧紧围绕典型工作任务选择教学内容。通过该系列项目的学习，让学生掌握工作岗位临时结构检算所需要的专业知识与专业技能。
本教材结合高等职业技术教育的特点，力求体现高职铁路院校的教学培养特色，并邀请铁路企业单位技术人员参与编写。教材编写坚持必需够用的原则，注重实用性和针对性，努力做到理论联系实际。注重铁路工程施工临时结构专业知识的学习，注重计算软件的使用技能。
本教材编写中采用的主要规范有：《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设〔2010〕241号）、《高速铁路桥涵工程施工技术指南》（铁建设〔2010〕241号）、《铁路预应力混凝土连续梁（刚构）悬臂浇筑施工技术指南》（TZ 324—2010）、《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ 162—2008）、《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ 166—2008）和《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）。
本教材由陕西铁路工程职业技术学院李连生主编，中铁航空港建设集团有限公司教授级高级工程师祝西文主审。编写分工如下：项目1、2、3由李连生执笔，项目4由陕西铁路工程职业技术学院袁光英、祝西文、杨宏刚执笔，计算软件的操作由李连生执笔，附录由陕西铁路工程职业技术学院王龙、金花执笔。全书由李连生统稿。感谢中铁一局第三工程公司总工程师杨宏刚和中铁九局高级工程师刘东跃对编写工作的大力支持。
限于编者的理论水平和实践经验，书中疏漏及不足之处在所难免，恳请读者批评指正。编者2013年7月项目1工程模板检算
项目描述
本项目介绍了模板体系的定义、基本要求及类型，组合钢模板（55型组合钢模板）的结构组成。
在工程检算案例中，对模板面板、纵肋与横肋进行了强度、刚度检算；对角钢支架进行了强度、刚度与稳定性的检算。
学习目标
1.能力目标（1）能够检算模板面板、横肋与纵肋强度与刚度；（2）能够检算模板支架的强度、刚度与稳定性；（3）能够初步使用计算软件；（4）能够编制检算书。
2.知识目标（1）掌握模板的一般技术要求；（2）掌握模板的种类、一般构造要求；（3）掌握模板的构造及其检算项目。任务1模板面板检算1.1 工作任务
学生通过本任务的学习，能够进行以下内容的检算：（1）支架现浇面板的强度与刚度检算；（2）支架现浇纵肋、横肋的强度与刚度检算。1.2 相关配套知识1.2.1 模板体系的定义《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ 162—2008）指出：模板体系，简称模板，是指由面板、支架和连接件三部分系统组成的体系。（1）面板：直接接触新浇混凝土的承力板，包括拼装的板和加肋楞带板。面板的种类有钢、木、胶合板、塑料板等。（2）支架：支撑面板用的楞梁、立柱、连接件、斜撑、剪刀撑和水平拉条等构件的总称。（3）连接件：面板与楞梁的连接、面板自身的拼接、支架结构自身的连接和其中二者相互间连接所用的零配件。包括卡销、螺栓、扣件、卡具、拉杆等。
直接支承面板的小型楞梁称为次楞、次梁或小梁。直接支承小楞的结构构件称主楞或主梁，一般采用钢、木梁或钢桁架。直接支承主楞的受压结构构件称为支架立柱，又叫支撑柱、立柱。
建筑模板是一种临时结构，是混凝土结构工程施工的重要工具。在现浇混凝土结构工程中，模板工程一般占混凝土结构工程造价的20％～30％，占工程用工量的30％～40％，占工期的50％左右。模板技术直接影响着工程建设的质量、造价和效益，因此它是推动我国建筑技术进步的一个重要内容。1.2.2 模板体系的基本要求《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设〔2010〕241号）指出：模板及支（拱）架应根据设计文件、施工技术方案和施工工艺等要求进行施工设计。模板及支（拱）架应优先采用钢材制作，也可因地制宜，选用其他材料制作。模板及支（拱）架应符合下列规定：（1）应保证混凝土结构和构件各部分设计形状、尺寸和相互间位置正确。（2）应具有足够的强度、刚度和稳定性，连接牢固，能承受新浇筑混凝土的重力、侧压力及施工中可能产生的各项荷载。（3）接缝不漏浆，制作简单，安装方便，便于拆卸和多次使用。（4）能与混凝土结构和构件的特征、施工条件和浇筑方法相适应。
模板及支（拱）架的钢材应按国家现行标准《钢结构设计规范》（GB50017）的规定选用，宜优先采用Q235钢。1.2.3 模板体系的类型
1.按制作材料分
有木模板、钢模板、竹（木）胶合板模板、钢框竹（木）胶板模板、铝合金模板、塑料模壳、玻璃钢模板、土模、砖模、充气囊内胎模等。
2.按模板的用途分
按用途分有制梁模板、塔柱爬升模板、墩台模板、承台模板、柱桩离心转动模板等。
3.按模板施工方法分（1）拆移式模板
在施工前将预制模板按要求的形状组拼成模型，施工后分块进行拆卸，稍加清理和整修之后，即可周转使用。
拆移式模板又有以下形式：
①拼装式模板：在施工现场根据混凝土结构的特点制作的木模或钢模，使用时拼接成为整体。一般为某种结构专用模板，拆除后可周转使用，也可改制成其他模板。
②整体吊装模板：将面板、肋在制模车间内制成，并拼成面积或重量较大的模板，工地拼装工作量小，模板质量高。采用吊机吊装就位，机械化程度高。现场应根据起吊能力来选定模块的大小及重量。
③组合式模板：是工具式模板的一种，由专门厂家生产，通常为一定规格的散件。它由面板、连接件、固定件及支承件组成，可根据需要组拼成大小不同的模板。其特点是通用性强，周转使用次数多，既适用于大型混凝土工程，也适用于小型零散工程的施工。（2）活动式模板
它由模板、支架和提升机械组成。活动式模板施工连续、快捷、质量可靠，可节省劳力，大大减少支架工程量。主要有滑升式模板、爬升式模板和移动式模板。1.2.4 竹胶合板模板
竹胶合板模板是指由竹席、竹帘、竹片等多种组坯结构，及与木单板等其他材料复合，专用于混凝土施工的竹胶合板。它是利用竹材加工余料——竹黄篾，经过中黄起篾、内黄帘吊、经纬纺织、席穴交错、高温高压（130℃，3～4MPa）、热固胶合等工艺层压而成。
我国竹材资源丰富，且竹材具有生长快、生产周期短（一般2～23年成材）的特点。另外，一般竹材顺纹抗拉强度为18N/mm，为松2木的2.5倍，红松的1.5倍；横纹抗压强度为6～8N/mm，是杉木的1.52倍，红松的2.5倍；静弯曲强度为15～16N/mm。因此，在我国木材资源短缺的情况下，以竹材为原料，制作混凝土模板用竹胶合板，具有收缩率小、膨胀率和吸水率低，以及承载能力大的特点，是一种具有发展前途的新型建筑模板。
1.组成和构造
混凝土模板所用竹胶合板，其面板可采用薄木胶合板，也可采用竹编席作面板。薄木胶合板作面板时，其表面平整度好，竹编席作面板时，其表面平整度较差，且胶黏剂用量较多。竹胶合板断面构造，见图1.1。图1.1 竹胶合板断面示意1—竹席或薄木片面板；2—竹帘芯板；3—胶黏剂
为了提高竹胶合板的耐水性、耐磨性和耐碱性，经试验证明，竹胶合板表面用环氧树脂涂面的耐碱性较好，采用瓷釉涂料涂面的综合效果最佳。
2.规格和性能（1）规格
我国行业标准《竹胶合板模板》（JGT 156—2004）中竹胶合板的幅面尺寸见表1.1。混凝土模板用竹胶合板的厚度常为9mm、12mm、15mm、18mm。表1.1 竹胶合板长、宽规格（2）性能
由于各地所产竹材不同，同时又与胶粘剂的胶种、胶层厚度、涂胶均匀程度以及热固化压力等生产工艺有关，因此，竹胶合板的物理32力学性能差异较大，其弹性模量变化范围为2～10×10N/mm。一般认为，密度大的竹胶合板，其相应的静弯曲强度和弹性模量值也高。1.3 工程检算案例1.3.1 工程概况
某特大桥16号连续梁（60＋100＋60）m采用支架现浇施工。梁体为单箱单室、变高度、变截面结构，箱梁顶宽12m，底宽6.7m，顶板厚度除梁端为65cm以外，其余均为40cm，底板厚度40～120cm，腹板厚度60～100cm，中心梁高由4.85m渐变到7.85m。
0号段现浇段节段长14m，中心梁高7.85m，梁底宽为7.9m，梁顶板宽12m，顶板厚40cm，腹板厚100cm，底板厚120cm。1.3.2 支架方案
16号连续梁315号、316号、317号、318号墩身在8～10m之间，小于20m，采用满堂碗扣支架现浇方案。碗扣式支架采用ф48mm×3.5mm钢管，纵向立杆间距60cm；横向立杆间距在腹板下为30cm，在底板下为90cm，在翼缘板下为120cm；钢管顶托上纵桥向设20cm×14cm方木。
底模、外模及内模均采用18mm厚优质胶合板，胶合板下为10cm×10cm加劲肋木，间距20cm；底板肋木下为20cm×14cm方木，跨距60cm；侧模加劲肋木为10cm×10cm方木，肋木间距30cm，背楞采用2［10槽钢，背楞间距90cm，拉杆采用ф20圆钢，间距90cm。
碗扣ф48mm×3.5mm钢管立柱通过地托支承在14cm×20cm方木上，地托尺寸10cm×10cm，地基采用C20混凝土硬化处理，厚20cm。施工基础前先对原地面进行整平、夯实。夯实后，碗扣支架下地基承载力为200kPa以上。
支架具体形式见图1.2。1.3.3 材料参数（1）竹胶合板：［σ］＝18MPa，E＝9000MPa；（2）油松、新疆落叶松、云南松、马尾松：［σ］＝12MPa（顺纹抗压、抗弯），［τ］＝2.4MPa（横纹抗剪），E＝9000MPa；2（3）ф48mm×3.5mm钢管：面积489mm；－53－64（4）［10槽钢：W＝3.97×10m，I＝1.98×10m，d＝55.3mm，E＝2×10MPa；c（5）C20混凝土：［σ］＝6.1MPa。3（6）钢筋混凝土容重26kN/m。1.3.4 面板与纵横肋检算
1.荷载计算
箱梁混凝土一次浇筑成型，荷载计算梁高取7.85m（支点处），顶板厚度0.40m，底板厚度1.2m，腹板宽1.0m，翼缘板厚0.65m（取根部）。（1）永久荷载1
腹板处钢筋混凝土荷载： p＝26×7.85＝204.1（kPa）2
底板处钢筋混凝土荷载： p＝26×（0.4＋1.2）＝41.6（kPa）图1.2 支架示意图（单位：cm）3
翼缘板处钢筋混凝土荷载： p＝26×0.65＝16.9（kPa）4
腹板处内、外模板荷载： p＝5kPa5
底板处内、外模板荷载： p＝5kPa6
翼缘板处模板荷载： p＝1kPa（2）可变荷载7
施工人员及设备荷载： p＝2.5kPa8
振捣混凝土产生荷载： p＝2kPa（底板2kPa，侧模4kPa）9
泵送混凝土冲击荷载： p＝3.5kPa（3）荷载组合
采用容许应力法时不需要分项系数，各处荷载如下：
①腹板处作用在底模上的荷载14789
p＝（p＋p）＋（p＋p＋p）＝（204.1＋5）＋（2.5＋2＋3.5）＝217.1（kPa）
②底板处作用在底模上的荷载25789
p＝（p＋p）＋（p＋p＋p）＝（41.6＋5）＋（2.5＋2＋3.5）＝54.6（kPa）
③翼缘板处作用在底模上的荷载36789
p＝（p＋p）＋（p＋p＋p）＝（16.9＋1）＋（2.5＋2＋3.5）＝25.9（kPa）
采用极限状态法时需考虑分项系数，各处荷载相应如下：14789p＝1.2×（p＋p）＋1.4×（p＋p＋p）＝1.2×（204.1＋5）＋1.4×（2.5＋2＋3.5）＝262.12（kPa）25789p＝1.2×（p＋p）＋1.4×（p＋p＋p）＝1.2×（41.6＋5）＋1.4×（2.5＋2＋3.5）＝67.12（kPa）36789p＝1.2×（p＋p）＋1.4×（p＋p＋p）＝1.2×（16.9＋1）＋1.4×（2.5＋2＋3.5）＝32.68（kPa）
2.腹板处受力检算（1）底模面板
腹板处作用在底模面板上的荷载最大，其值为：p＝217.1kPa。
底模面板采用的竹胶合板厚h＝1.8cm，在其下横桥向垫置10cm×10cm的肋木，间距20cm，则竹胶合板顺桥向净跨距l＝10cm（取两肋木边到边的距离），横桥向取单位宽b＝1m的竹胶合板，按一跨简支梁检算，底模面板计算简图见图1.3。图1.3 腹板处底模面板计算简图
顺桥向线荷载：q＝p·b＝217.1×1＝217.1（kN/m）
故跨中最大弯曲应力：
跨中最大挠度：
可见强度、刚度均满足要求。（2）底模肋木
腹板处底模下采用10cm×10cm的横桥向肋木，间距20cm，其下为20cm×14cm的顺桥向承重方木，间距30cm，故10cm×10cm肋木横桥向跨距l＝30cm，对其按两跨连续梁检算，底模横桥向肋木计算简图见图1.4。图1.4 底模肋木计算简图
作用在横桥向肋木上的线荷载：q＝p·b＝217.1×0.2＝43.42（kN/m）
查取本书附录表7.a可知：
中间支座最大负弯矩：22M＝0.125ql＝0.125×43.42×0.3＝0.488（kN·m）
故最大弯曲应力：
最大剪力： V＝0.625ql＝0.625×43.42×0.3＝8.14（kN）
最大挠度：
可见强度、刚度均满足要求。（3）底模肋木下承重方木
20cm×14cm承重方木承受来自10cm×10cm横桥向肋木传来的集中力F的作用，其间距为横桥向肋木的间距，即l＝20cm。集中力F的大小取10cm×10cm方木检算中的最大支反力R＝2V＝16.28kN。20cm×14cm承重方木支点距取3l＝60cm。按简支梁对20cm×14cm方木进行检算，计算简图见图1.5。图1.5 20cm×14cm方木计算简图
集中荷载： F＝R＝2V＝2×8.14kN＝16.28（kN）
最大弯矩： M＝Fl＝16.28×0.2＝3.26（kN·m）
故跨中最大弯曲应力：
最大剪力： F＝16.28kN
最大挠度：
强度、刚度均满足要求。
3.底板处受力检算（1）底模面板
底板处作用在底模面板上的荷载：p＝54.6kPa。
底模面板采用的竹胶合板厚h＝1.8cm，在其下横桥向垫置10cm×10cm的肋木，间距20cm，则竹胶合板顺桥向净跨距l＝10cm（取两肋木边缘到边缘的距离），横桥向取单位宽b＝1m的竹胶合板，按一跨简支梁检算，底模面板计算简图见图1.6。图1.6 底板处底模面板计算简图
顺桥向线荷载： q＝p·b＝54.6×1＝54.6（kN/m）
故跨中最大弯曲应力：
跨中最大挠度：
强度、刚度均满足要求。（2）底模肋木
底板处底模下采用10cm×10cm的横桥向肋木，间距20cm，其下为20cm×14cm的顺桥向承重方木，间距90cm，故10cm×10cm肋木横桥向跨距l＝90cm，对其按两跨连续梁检算，底模横桥向肋木计算简图见图1.7。图1.7 底模肋木计算简图
作用在横桥向肋木上的线荷载：q＝p·b＝54.6×0.2＝10.92（kN/m）
中间支座最大负弯矩：22M＝0.125ql＝0.125×10.92×0.9＝1.106（kN·m）
故跨中最大弯曲应力：
最大剪力： V＝0.625ql＝0.625×10.92×0.9＝6.14（kN）
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]