墩柱模板計(jì)算書

1、墩柱模板計(jì)算書 、計(jì)算依據(jù) 1、鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范仃B10002.1-2005) 2、客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南(TZ213-2005) 3、鐵路混凝土與砌體工程施工規(guī)范仃B10210-2001) 4、鋼筋混凝土工程施工及驗(yàn)收規(guī)范(GBJ204-83) 5、鐵路組合鋼模板技術(shù)規(guī)則(TBJ211-86) 6、鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(TB10002.2-2005) 7、鐵路橋涵施工規(guī)范(TB10203-2002) 8、京滬高速鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定(鐵建設(shè)2004) 9、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017 - 2003) 二、設(shè)計(jì)參數(shù)取值及要求 1 混凝土容重：25kN/m3 ； 2、混凝土澆注速度

2、：2m/h ； 3、澆注溫度：15C; 4、混凝土塌落度：1618cm ; 5、混凝土外加劑影響系數(shù)取1.2 ; 6、最大墩高17.5m ； 7、設(shè)計(jì)風(fēng)力：8級(jí)風(fēng)；8、模板整體安裝完成后， 混凝土泵送一次性澆注。 三、荷載計(jì)算 1新澆混凝土對(duì)模板側(cè)向壓力計(jì)算混凝土作用于模板的側(cè)壓力，根據(jù)測定， 隨混凝土的澆筑高度而增加，當(dāng)澆筑高度達(dá)到某一臨界時(shí)，側(cè)壓力就不再增 加，此時(shí)的側(cè)壓力即為新澆筑混凝土的最大側(cè)壓力。側(cè)壓力達(dá)到最大值的澆筑 高度稱為混凝土的有效壓頭。新澆混凝土對(duì)模板側(cè)向壓力分布見圖1。 圖1新澆混凝土對(duì)模板側(cè)向壓力分布圖 在鐵路混凝土與砌體工程施工規(guī)范（TB10210-2001）中規(guī)定，

3、新澆 混凝土對(duì)模板側(cè)向壓力按下式計(jì)算： pmax 空 2=40kPa .1.6 2 1.6 在鋼筋混凝土工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（GBJ204-83）中規(guī)定，新澆混 凝土對(duì)模板側(cè)向壓力按下式計(jì)算： 新澆混凝土對(duì)模板側(cè)向壓力按下式計(jì)算： Pmax=0.22 Y0K1K2V1/2 Pmax = Y 式中： Pmax新澆筑混凝土對(duì)模板的最大側(cè)壓力（kN/m2） Y混凝土的重力密度（kN/m3 ）取25kN/m3 to-新澆混凝土的初凝時(shí)間（h）； V-混凝土的澆灌速度（m/h）2m/h h有效壓頭高度； H混凝土澆筑層（在水泥初凝時(shí)間以內(nèi)）的厚度（m）； K1 外加劑影響修正系數(shù)，摻外加劑時(shí)取1.2; K

4、2混凝土塌落度影響系數(shù)，當(dāng)塌落度小于30mm時(shí)，取0.85 ;50 - 90mm 時(shí)，取 1; 110 150mm 時(shí)，取 1.15。 Pmax=0.22 YK1 K2V1/2=0.22 X25 X8X1.2 X1.15 21/2=85.87 kN/m2 h= Pmax/ Y87.87/25=3.43m 由計(jì)算比較可知：以上兩種規(guī)范差別較大，為安全起見，取大值作為 設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù) 2、風(fēng)荷載計(jì)算 風(fēng)荷載強(qiáng)度按下式計(jì)算： W 二 K1K2K3W0 W風(fēng)荷載強(qiáng)度（Pa）; 1 2 WO基本風(fēng)壓值（Pa） , WO=16V, 8級(jí)風(fēng)風(fēng)速v=17.220.7m/s ; K1風(fēng)載體形系數(shù)，取K仁0.8

5、; K2-風(fēng)壓高度變化系數(shù)，取K2=1 ; K3 地形、地理?xiàng)l件系數(shù)，取K3=1 ; Wo 二丄 V2 = x 20.72 = 267.8Pa 1.6 1.6 W=K1K2K3W0=0.8 X267.8=214.2Pa 橋墩受風(fēng)面積按橋墩實(shí)際輪廓面積計(jì)算。 3、傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載取4kN/ m2。 四、荷載組合 墩身模板設(shè)計(jì)考慮了以下荷載； 新澆注混凝土對(duì)側(cè)面模板的壓力 傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載 風(fēng)荷載 荷載組合1 :+（用于模板強(qiáng)度計(jì)算） 荷載組合2：（用于模板剛度計(jì)算） 五、計(jì)算模型及結(jié)果 采用有限元軟件midas6.7.1進(jìn)行建模分析，其中模板面板采用4節(jié)點(diǎn)薄 板單元模擬，橫肋、豎肋及

6、大背楞采用空間梁單元模擬，拉筋采用只受拉的桿 單元模擬。 模板桿件規(guī)格見下表： 表1模板桿件規(guī)格 桿件 型號(hào) 材質(zhì) 面板 6mm厚鋼板 Q235 法蘭 14mm厚鋼板 Q235 拉筋 直徑25mm精扎螺紋鋼 豎肋 10號(hào)槽鋼 Q235 橫肋 10mm厚鋼板 Q235 大背楞 25號(hào)雙拼槽鋼 Q235 1、墩帽模板計(jì)算（墩身厚2.8m ） 1 ）有限元模型 墩帽模板有限元模型見圖2圖3 頂部高出混凝土面100mm處 墩帽模板中間流水槽處設(shè)一道水平拉筋, 順橋長方向設(shè)4道水平拉筋。 立面 平面 圖2墩帽模板有限元網(wǎng)格模型 圖3墩帽模板三維有限元模型 2）大背楞強(qiáng)度計(jì)算 大背楞采用3槽25a 在荷載

7、組合1作用下應(yīng)力見圖4 SESTRESS 5F073山 13 24L8 仏 ffl)j 2 1S中 82 SJHMUJUQ: ZJWUh.-DOZ 沖 wzxje CP:L MM： : 31JS MlV f SJU 2tri甲電 a 9虬悴SRH Mtw- 2 墩帽模板計(jì)算（墩身厚2m） 1）有限元模型 頂部高出混凝土面100mm處 墩帽模板有限元模型見圖9圖10 墩帽模板中間流水槽處設(shè)一道水平拉筋, 順橋長方向設(shè)4道水平拉筋 圖9墩帽模板有限元網(wǎng)格模型 圖10墩帽模板三維有限元模型 2）大背楞強(qiáng)度計(jì)算 大背楞采用2槽16a，在荷載組合1作用下應(yīng)力見圖11 fnmsx MIM lit rn J

8、xr1 t ，I * 0 和 圖11大背楞應(yīng)力圖 max= 75MPav卜i140MP強(qiáng)度滿足。 3 ）縱、橫肋強(qiáng)度計(jì)算 墩帽模板縱橫肋采用100 x10mm鋼板，其在荷載組合一作用下應(yīng)力見 圖12 SSW3S“0Ci| 5331DO! I.TIH-na-Dai jMHOOh*HKO JQ?L9o4-0I2 Bii MAK s 237fl yw； ，、 MTi Pdl PC5T-PRCHZESSW STRESS 圖12縱、橫肋應(yīng)力圖 max 89MPav - 140MPa,強(qiáng)度滿足。 4）面板強(qiáng)度計(jì)算 墩帽模板面板采用6mm鋼板，其在荷載組合一作用下應(yīng)力見圖13 龜 EDASSII 皿3T訴I

9、T心5 S13-FF Aft 3423l5frHX)l 3.11734*031 2SC672H1 2.1 滯 L583Oe*091 9.74e3e*oa) 6.?0675*+0 S92S001 MAX ： *3 ?4noa (JDWii. m TmjJrilCl CBiE MAX lt2K HHi : LKfl I W:TH :LiZK-1 2MNBH】 magm EDiCT 圖14節(jié)點(diǎn)位移圖 從圖中看出，模板在荷載組合 2作用下最大位移為1.7mm ，為順橋方 6）拉桿強(qiáng)度計(jì)算 拉桿采用25鋼筋，在模板中間流水槽位置水平設(shè)一道，高度方向設(shè)3 層。 通過計(jì)算可知，其最大拉應(yīng)力為 142MPa。

10、拉桿應(yīng)力見下圖 圖15拉桿應(yīng)力圖 3、墩身模板計(jì)算（墩身厚2.8m） 1）有限元模型 墩身模板有限元模型見圖16圖17 墩身模板中間流水槽處設(shè)一道水平拉筋, 順橋長方向設(shè)4道水平拉筋 頂部高出混凝土面100mm處 平面 圖16墩身模板有限元網(wǎng)格模型 圖17墩身模板三維有限元模型 2）大背楞強(qiáng)度計(jì)算 大背楞采用2槽25a，在荷載組合1作用下應(yīng)力見圖18 T*hs / L 一 F-VBX mi vrwe 圖18大背楞應(yīng)力圖 Umax = 91MPav I； 1UOMP牛強(qiáng)度滿足。 3 ）豎、橫肋強(qiáng)度計(jì)算 墩身模板橫肋采用100 x10mm鋼板，豎肋采用 10號(hào)槽鋼，其在荷載 組合一作用下應(yīng)力見圖1

11、9 I224T2DCC PKKffiSt 八VM 4-JK71. n X fM, Ji U4KCOOL -I .WU4WFW D3rsaftxe 圖19縱、橫肋應(yīng)力圖 4）面板強(qiáng)度計(jì)算 墩身模板面板采用6mm鋼板，其在荷載組合一作用下應(yīng)力見圖20。 SY/nAn3 ?.-4WIOAHX13 圖20面板應(yīng)力圖 nmax=35MpaVb 1=21 OMPa ,強(qiáng)度滿足。 :Bi) 7 I.LKTGHKL UM7DHl.X-C 即 ECEBD zgLUT HIM : 2 麗 L- teHiMbin RV.OO4 n*i if 5）墩身模板剛度計(jì)算 在荷載組合2作用下各節(jié)點(diǎn)位移見圖21 圖21節(jié)點(diǎn)位移

12、圖 從圖中看出，模板在荷載組合2作用下最大位移為3mm，為順橋方向 6）拉桿強(qiáng)度計(jì)算 拉桿采用25精扎螺紋鋼筋，在模板中間流水槽位置水平設(shè)一道，高度 方向設(shè)3層。 通過計(jì)算可知，在模板中間流水槽位置水平設(shè)一道拉桿其最大拉應(yīng)力 2）大背楞強(qiáng)度計(jì)算 大背楞采用2槽16a 在荷載組合1作用下應(yīng)力見圖25 UMEMOnZ a.mcTinn OHTTHId*DO1 .354-004 I AZfMta*OOQ GaDDXUrMX .3ABU3A-.-OOI 卅 NTOi 圖25大背楞 應(yīng)力圖 3 t vv: m Mmi. 3 ）豎、橫肋強(qiáng)度計(jì)算 墩身模栢満眈采用Q0 XQ豐霍驚電學(xué)肋采用10號(hào)槽鋼，其在荷

13、載 組合一作用下應(yīng)力見圖26 PiTWTmni mVJWT 4.13-1 hrOC-l FJM57 MH I MM汗M! M9E -ilr/i ? Milnra *A HO. 2X4* 圖26縱、橫肋應(yīng)力 圖 二 maJFOOMPa 4）面板強(qiáng)度計(jì)算 墩身模板面板采用6mm鋼板，其在荷載組合一作用下應(yīng)力見圖27。 .4*WrtMd3 JMT0rHM3 -（仁 JWSutin Uhiib-fisaa LJ 仍2攻11 （上8皈網(wǎng)6 l-ITVmMS MfTTz-ma ! 丄汕 NHXSO :PI vrm : g p 4Hfnnr 0V.g8.Q0W STF HrijA*,i 乂 a FIN5rF

14、E IkS-EFF nq 圖27面板應(yīng)力圖 二 maM6MPavl； r|-140MPa，強(qiáng)度滿足。 5）墩身模板剛度計(jì)算 在荷載組合2作用下各節(jié)點(diǎn)位移見圖28。 圖28節(jié)點(diǎn)位移圖 從圖中看出，模板在荷載組合2作用下最大位移為2mm，為順橋方向。 6）拉桿強(qiáng)度計(jì)算 拉桿采用25鋼筋，在模板中間流水槽位置水平設(shè)一道，高度方向設(shè)3 通過計(jì)算可知，其最大拉應(yīng)力為124MPa 圖29拉桿應(yīng)力圖 I MM r 六、結(jié)論 計(jì)算模型中選取了 2m及2.8m厚橋墩模板進(jìn)行了計(jì)算，均滿足強(qiáng)度及剛 度要求，因此在2m及2.8m范圍內(nèi)的模板易滿足要求。 墩身模板中間流水槽位置水平設(shè)一道拉筋，為統(tǒng)一規(guī)格，均采用 25精扎 螺紋鋼；3m高的模板豎向設(shè)3層，2m及1.5m高的模板豎向設(shè)2層，間距 1m , 1 m及0.5m高的模板豎向設(shè)1層。 墩帽模板中間流水槽位置水平設(shè)一道拉