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大壩鋼模板承載力測算方法

在大壩施工中，鋼模板的承載力測算至關(guān)重要，它直接關(guān)系到施工安全和混凝土成型質(zhì)量。以下將詳細(xì)介紹大壩鋼模板承載力測算的關(guān)鍵內(nèi)容和步驟。

荷載計算

荷載是承載力測算的基礎(chǔ)，大壩鋼模板所受荷載主要包括以下幾類：

混凝土側(cè)壓力

這是鋼模板承受的最主要荷載，其大小與混凝土澆筑速度、溫度、坍落度等因素相關(guān)。根據(jù)相關(guān)規(guī)范，混凝土側(cè)壓力可按以下兩個公式計算，并取其中的較小值：

F=γcH，其中 γc 為混凝土重度（一般取 24kN/m3），H 為混凝土澆筑高度。

F=0.22γc t0 β1 β2 v^0.5，式中 t0 為混凝土初凝時間（t0=200/(T+15)，T 為混凝土溫度），β1 為外加劑影響系數(shù)（普通混凝土取 1），β2 為坍落度影響系數(shù)（坍落度小于 100mm 取 1），v 為混凝土澆筑速度。

例如，假設(shè)澆筑高度 H=3m，混凝土溫度 T=20℃，澆筑速度 v=1m/h，那么 t0=200/(20+15)=5.71h，代入第二個公式可得 F=0.22×24×5.71×1×1×1^0.5≈30.4kN/m2，而按第一個公式計算 F=24×3=72kN/m2，此時取較小值 30.4kN/m2 作為混凝土側(cè)壓力。

傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的水平荷載

該荷載根據(jù)施工方法不同而有所區(qū)別，使用溜槽、串筒時取 2kN/m2，使用振動溜管時取 4kN/m2。

其他荷載

包括模板自重、施工人員和設(shè)備荷載等垂直荷載。模板自重可根據(jù)鋼模板的規(guī)格和尺寸計算；施工人員和設(shè)備荷載通常取 2.5kN/m2。

荷載設(shè)計值計算

在進(jìn)行承載力驗(yàn)算時，需考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)，永久荷載（如模板自重）取 1.2，可變荷載（如混凝土側(cè)壓力、施工人員和設(shè)備荷載等）取 1.4。將各項(xiàng)荷載乘以相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)后相加，得到荷載設(shè)計值。

例如，上述例子中混凝土側(cè)壓力設(shè)計值為 1.2×30.4=36.48kN/m2，傾倒混凝土產(chǎn)生的水平荷載設(shè)計值為 1.4×4=5.6kN/m2，總水平荷載設(shè)計值為 36.48+5.6=42.08kN/m2。

模板構(gòu)件驗(yàn)算

大壩鋼模板由面板、次楞、主楞、對拉螺栓等構(gòu)件組成，每個構(gòu)件都需要進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性驗(yàn)算。

面板驗(yàn)算

面板主要承受混凝土側(cè)壓力產(chǎn)生的彎矩，需驗(yàn)算其抗彎強(qiáng)度和撓度。面板可視為受彎構(gòu)件，根據(jù)其跨度（次楞間距）和所受荷載計算彎矩，再結(jié)合鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計值（如 Q235 鋼為 215N/mm2）進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。撓度驗(yàn)算需滿足規(guī)范要求，一般不超過構(gòu)件跨度的 1/400 或 5mm。

次楞驗(yàn)算

次楞作為面板的支撐，承受面板傳遞的荷載，同樣按受彎構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度驗(yàn)算。其跨度為主楞間距，根據(jù)所受荷載計算內(nèi)力，與鋼材性能參數(shù)對比，判斷是否滿足要求。

主楞驗(yàn)算

主楞支撐次楞，受力情況與次楞類似，需根據(jù)其跨度（對拉螺栓間距）和荷載進(jìn)行強(qiáng)度、剛度驗(yàn)算，確保在荷載作用下不發(fā)生破壞和過大變形。

對拉螺栓驗(yàn)算

對拉螺栓承受水平方向的拉力，需驗(yàn)算其抗拉強(qiáng)度。根據(jù)總水平荷載和螺栓布置情況，計算單個螺栓所受拉力，與螺栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值對比，保證螺栓不被拉斷。

穩(wěn)定性驗(yàn)算

除了強(qiáng)度和剛度，還需考慮模板支撐體系的穩(wěn)定性。要檢查支撐的間距、掃地桿的設(shè)置等是否合理，確保在荷載作用下模板體系不發(fā)生整體失穩(wěn)。對于高度較大的大壩模板，還需驗(yàn)算風(fēng)荷載對穩(wěn)定性的影響。

注意事項(xiàng)

荷載取值要準(zhǔn)確，不能忽略任何可能的荷載，如傾倒混凝土的荷載，同時要正確應(yīng)用荷載分項(xiàng)系數(shù)。

鋼材的力學(xué)性能參數(shù)要根據(jù)實(shí)際選用的鋼材牌號確定，不同牌號的鋼材強(qiáng)度設(shè)計值不同，會影響驗(yàn)算結(jié)果。

支撐間距設(shè)置要合理，避免因間距過大導(dǎo)致構(gòu)件跨度增大，彎矩增加，超過強(qiáng)度限值。

通過以上步驟對大壩鋼模板的承載力進(jìn)行測算，可確保模板在施工過程中安全可靠，滿足大壩施工的要求。