大坝钢模板承载力测算方法

在大坝施工中，钢模板的承载力测算至关重要，它直接关系到施工安全和混凝土成型质量。以下将详细介绍大坝钢模板承载力测算的关键内容和步骤。

荷载计算

荷载是承载力测算的基础，大坝钢模板所受荷载主要包括以下几类：

混凝土侧压力

这是钢模板承受的最主要荷载，其大小与混凝土浇筑速度、温度、坍落度等因素相关。根据相关规范，混凝土侧压力可按以下两个公式计算，并取其中的较小值：

F=γcH，其中 γc 为混凝土重度（一般取 24kN/m³），H 为混凝土浇筑高度。

F=0.22γc t0 β1 β2 v^0.5，式中 t0 为混凝土初凝时间（t0=200/(T+15)，T 为混凝土温度），β1 为外加剂影响系数（普通混凝土取 1），β2 为坍落度影响系数（坍落度小于 100mm 取 1），v 为混凝土浇筑速度。

例如，假设浇筑高度 H=3m，混凝土温度 T=20℃，浇筑速度 v=1m/h，那么 t0=200/(20+15)=5.71h，代入第二个公式可得 F=0.22×24×5.71×1×1×1^0.5≈30.4kN/m²，而按第一个公式计算 F=24×3=72kN/m²，此时取较小值 30.4kN/m² 作为混凝土侧压力。

倾倒混凝土时产生的水平荷载

该荷载根据施工方法不同而有所区别，使用溜槽、串筒时取 2kN/m²，使用振动溜管时取 4kN/m²。

其他荷载

包括模板自重、施工人员和设备荷载等垂直荷载。模板自重可根据钢模板的规格和尺寸计算；施工人员和设备荷载通常取 2.5kN/m²。

荷载设计值计算

在进行承载力验算时，需考虑荷载分项系数，永久荷载（如模板自重）取 1.2，可变荷载（如混凝土侧压力、施工人员和设备荷载等）取 1.4。将各项荷载乘以相应的分项系数后相加，得到荷载设计值。

例如，上述例子中混凝土侧压力设计值为 1.2×30.4=36.48kN/m²，倾倒混凝土产生的水平荷载设计值为 1.4×4=5.6kN/m²，总水平荷载设计值为 36.48+5.6=42.08kN/m²。

模板构件验算

大坝钢模板由面板、次楞、主楞、对拉螺栓等构件组成，每个构件都需要进行强度、刚度和稳定性验算。

面板验算

面板主要承受混凝土侧压力产生的弯矩，需验算其抗弯强度和挠度。面板可视为受弯构件，根据其跨度（次楞间距）和所受荷载计算弯矩，再结合钢材的抗弯强度设计值（如 Q235 钢为 215N/mm²）进行强度验算。挠度验算需满足规范要求，一般不超过构件跨度的 1/400 或 5mm。

次楞验算

次楞作为面板的支撑，承受面板传递的荷载，同样按受弯构件进行强度和刚度验算。其跨度为主楞间距，根据所受荷载计算内力，与钢材性能参数对比，判断是否满足要求。

主楞验算

主楞支撑次楞，受力情况与次楞类似，需根据其跨度（对拉螺栓间距）和荷载进行强度、刚度验算，确保在荷载作用下不发生破坏和过大变形。

对拉螺栓验算

对拉螺栓承受水平方向的拉力，需验算其抗拉强度。根据总水平荷载和螺栓布置情况，计算单个螺栓所受拉力，与螺栓的抗拉强度设计值对比，保证螺栓不被拉断。

稳定性验算

除了强度和刚度，还需考虑模板支撑体系的稳定性。要检查支撑的间距、扫地杆的设置等是否合理，确保在荷载作用下模板体系不发生整体失稳。对于高度较大的大坝模板，还需验算风荷载对稳定性的影响。

注意事项

荷载取值要准确，不能忽略任何可能的荷载，如倾倒混凝土的荷载，同时要正确应用荷载分项系数。

钢材的力学性能参数要根据实际选用的钢材牌号确定，不同牌号的钢材强度设计值不同，会影响验算结果。

支撑间距设置要合理，避免因间距过大导致构件跨度增大，弯矩增加，超过强度限值。

通过以上步骤对大坝钢模板的承载力进行测算，可确保模板在施工过程中安全可靠，满足大坝施工的要求。