砂筒验算书

1、方形砂筒的一般构造

方形砂筒由顶心和外筒组成，施工时在外筒内装一定高度的砂子，在将外筒套在顶心上做好外筒、顶心与各自施工构件的连接就可以使用。

图1砂筒一般构造图

2、顶心计算

2.1、顶心顶板的强度验算

上部的作用力通过工字钢传到顶心顶板，为了不让雨水进入外筒，将顶板四边外挑，工字钢采用两片I56a，顶心顶板采用3cm厚钢板 h351.172按双向板进行计算。 b30式中：h——长边长度； b——短边长度。

由系梁传到砂筒上的力按230kN进行计算。

2301032.31MPa 传到顶心顶板上的作用力为p332300Eh32101090.033K519231 2212(1)12(10.3)式中：K——单位板宽的刚度； E——钢板的弹性模量；

h——钢板的厚度；

——泊松比，对于钢板取0.3。

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允许挠度为fl3000.375mm 800800

图2顶心顶板内力计算说明图

由

lx1660.553查阅《路桥施工计算手册》附表2-20按均匀荷载作用下四边固定板ly300进行计算。

计算跨内最大挠度

查得挠度系数为0.002452，则挠度为

ql42.311060.1664f所查系数0.0024520.008mmf（满足）

K519231式中：f——板中心点的挠度；

l——lx、ly中较小的；

计算跨内最大弯矩

查得平行于lx方向板中心点的弯矩系数为0.038356，查得平行于ly方向板中心点的弯矩系数为0.005668

Mx所查系数ql20.0383562.311060.16622442N.m

My所查系数ql20.0056682.311060.1662361N.m 计入0.3的影响时，得

MxMxMy24420.33612550N.m MyMyMx36124420.31094N.m 式中：Mx——平行于lx方向板中心点的弯矩； My——平行于ly方向板中心点的弯矩；

Mx——计入的影响时平行于lx方向板中心点的弯矩；

My——计入的影响时平行于ly方向板中心点的弯矩；

2

计算固定边中点的最大弯矩

查得固定边中点沿lx方向的弯矩系数为-0.081232，查得固定边中点沿ly方向的弯矩系数为-0.0571

0Mx所查系数ql20.0812322.311060.16625171N.m 262M0所查系数ql0.05712.31100.1663635N.m y 式中：Mx0——固定边中点沿lx方向的弯矩； M0——固定边中点沿ly方向的弯矩。 y强度检算：

05171N.m 取最大弯矩进行验算，Mxh2b302166W24900mm3

66M5171103208MPa205MPa（满足）

W24900考虑到砂筒的通用性顶心顶板用4cm厚钢板

2.2、顶心底板的强度验算

顶心底板与外筒内的砂子接触，顶心底板采用4cm厚钢板。

2301034.17MPa 传到顶心底板上的力为p190290h191.312按双向板进行计算。 b14.5Eh32101090.043K1230769 2212(1)12(10.3)允许挠度为fl1450.18mm 800800

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图3顶心底板计算说明图

lx1450.763查阅《路桥施工计算手册》附表2-20按均匀荷载作用下四边固定板进ly190行计算。

计算跨内最大挠度

查得挠度系数为0.001931，则挠度为

ql44.171060.1454f所查系数0.0019310.0029mmf（满足）

K1230769计算跨内最大弯矩

查得平行于lx方向板中心点的弯矩系数为0.02895，查得平行于ly方向板中心点的弯矩系数为0.013364

Mx所查系数ql20.028954.171060.14522538N.m

My所查ql20.0133644.171060.14521172N.m 计入0.3的影响时，得

MxMxMy25380.311722889.6N.m MyMyMx11720.325381933.4N.m 计算固定边中点的最大弯矩

查得固定边中点沿lx方向的弯矩系数为-0.069138，查得固定边中点沿ly方向的弯矩系数为-0.056344。

0Mx所查系数ql20.0691384.171060.14526061N.m

262M0所查系数ql0.0563444.17100.1454940N.m y强度检算：

06061N.m 取最大弯矩进行验算，Mx 4

h2b402145W38667mm3

66M6061103156.7MPa205MPa（满足）

W386672.3、顶心立板的抗压承载力验算

所有的压力由顶心横向的三片竖板均匀承受，顶心横向立板所受压力为

F230/377kN，顶心立板采用1cm厚钢板，按轴心受力构件进行计算。

10319015833mm4； A190101900mm；I122ilI158332402.887mm；083150(满足)； A1900i2.887查《钢结构设计原理》附表4.2截面属于b类截面， 稳定系数有0.668

N7710360.7MPaf310MPa（满足） A0.6681900式中：A——截面面积； I——截面惯性钜；

图4顶心立板计算简图

i——回转半径；

l0——计算长度；

——允许长细比；

——稳定性系数；

——长细比。

3外筒计算

3.1、砂筒的筒壁拉应力验算

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图5砂筒筒壁应力计算说明图

上部结构传到砂筒底部的力由砂筒的侧壁承受，砂筒侧壁承受的最大拉力为

TFd1H230320150169.6kN h0d0210310砂筒壁所受到的最大拉应力为

T169.610340.4MPa170MPa（满足）

(Hhd2)2(1508020)102式中：F——砂筒所受外力；

——钢板厚度；

——外筒筒壁应力；

——钢材的允许应力。 其余符号见图5

3.2、外筒底板承载力验算

外筒底板与下部穿心棒接触处只有一个点，外筒底板采用4cm厚钢板，按悬臂板进行计算。

320403W85333mm3；

1220q2303267kN/m

0.320.2232670.112M19.77kN.m

2M19.77106232MPa205MPa，

W85333

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图6外筒底板计算简图

不满足要求需要在外筒下底板处进行加强，在外筒底板下进行加强。

3.3、外筒焊缝强度验算

为安全起见假设上部传下来的力通过顶心挤压砂子而产生的侧压力，全部由侧板两侧的角焊缝来承受，焊条采用E50型，焊脚尺寸hf8mm 砂筒侧壁承受的最大拉力由3.1计算得T169.6kN

A220.782305152mm2

F169.610333MPaff160MPa（满足）

A5152总结：

在盖梁和中系梁等现浇结构构件施工中，需要有落架设备将底模版拆掉，常用的落架设备有油顶、钢木楔、砂筒等，由于砂筒具有稳定性好、加工方便、可现场自行加工、承载力高、高度可调控等特点，应在桥梁施工中广泛应用。以往的砂筒都以圆形为主，为了提高沙筒的稳定性和加大与工字钢的接触面积，将砂筒设计成方形，在本文中根据西商项目部中系梁的施工施工条件及荷载，对砂筒进行了计算，主要包括：顶心顶板的强度验算，顶心底板的强度验算，顶心立板的抗压承载力验算，砂筒的筒壁拉应力验算，外筒底板承载力验算，外筒焊缝强度验算。

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