墩柱模板計(jì)算書-midas-civil

1、.墩柱模板計(jì)算書一、計(jì)算依據(jù)1、鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范(TB10002.1-2005)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(TB10210-2001)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 (GB500172003)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： 2m/h ；3

2、、澆注溫度： 15；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。精選文檔.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，新澆混凝土對(duì)模板側(cè)向

3、壓力按下式計(jì)算：Pmax727221.6240kPa1.6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=0.22t0K 1K2V1/2Pmax =h式中：Pmax -新澆筑混凝土對(duì)模板的最大側(cè)壓力（kN/m2 ）-混凝土的重力密度（ kN/m3 ）取 25kN/m3t0-新澆混凝土的初凝時(shí)間（h）；V-混凝土的澆灌速度（ m/h ）;取 2m/hh-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；K2- 混凝土塌落度影響系

4、數(shù)， 當(dāng)塌落度小于 30mm 時(shí)，取 0.85；5090mm 時(shí)，取 1；110150mm 時(shí)，取 1.15。Pmax=0.22t0K1K2V1/2=0.22 ×25×8×1.2×1.15×21/2=85.87 kN/m2h= Pmax/ =87.87/25=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，取大值作為精選文檔.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=K1K2K3W0W-風(fēng)荷載強(qiáng)度 (Pa)；1 V 2，8 級(jí)風(fēng)風(fēng)速 v=17.220.7m/s；W0-基本風(fēng)壓值 (Pa)，W01.6K1- 風(fēng)載體形系數(shù)

5、，取 K1=0.8；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 ；W0 1V2120.72267.8Pa1.61.6W=K1K2K3W0=0.8 ×267.8=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、豎肋及大背楞采用空間

6、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：精選文檔.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Q2351、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。墩帽模板中間流水槽處設(shè)一道水平拉筋，頂部高出混凝土面100mm 處順橋長方向設(shè) 4 道水平拉筋。立面?zhèn)让嫫矫鎴D 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精選文檔.2）大背楞強(qiáng)度計(jì)算大背楞采用 3 槽 25a，在荷載組合 1 作用下應(yīng)力見

7、圖4。圖 4 大背楞應(yīng)力圖max71MPa<140MPa ，強(qiáng)度滿足。3）縱、橫肋強(qiáng)度計(jì)算墩帽模板縱橫肋采用100×10mm 鋼板，其在荷載組合一作用下應(yīng)力見圖 5。圖 5 縱、橫肋應(yīng)力圖max58MPa<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6。精選文檔.圖 6 面板應(yīng)力圖max24MPa<140MPa ，強(qiáng)度滿足。5）頂帽模板剛度計(jì)算在荷載組合 2 作用下各節(jié)點(diǎn)位移見圖7。圖 7 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精扎螺紋鋼筋，

8、 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，如只設(shè)一道拉桿，其最大拉應(yīng)力為284MPa，只能采用精選文檔.精扎螺紋鋼。如設(shè)二道拉桿，其最大拉應(yīng)力為177MPa。圖 8拉桿應(yīng)力圖2、墩帽模板計(jì)算（墩身厚2m）1）有限元模型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，頂部高出混凝土面100mm 處順橋長方向設(shè) 4 道水平拉筋。立面?zhèn)让嫫矫鎴D 9墩帽模板有限元網(wǎng)格模型精選文檔.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。圖 11 大背楞應(yīng)力圖max75MPa<140MPa ，

9、強(qiáng)度滿足。3）縱、橫肋強(qiáng)度計(jì)算墩帽模板縱橫肋采用100×10mm 鋼板，其在荷載組合一作用下應(yīng)力見圖 12。圖 12 縱、橫肋應(yīng)力圖精選文檔.max89MPa<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。圖 13 面板應(yīng)力圖max59MPa<140MPa ，強(qiáng)度滿足。5）頂帽模板剛度計(jì)算在荷載組合 2 作用下各節(jié)點(diǎn)位移見圖14。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，為順橋方向。精選文檔.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

10、計(jì)算可知，其最大拉應(yīng)力為142MPa。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，頂部高出混凝土面100mm 處順橋長方向設(shè) 4 道水平拉筋。立面?zhèn)让嫫矫鎴D 16 墩身模板有限元網(wǎng)格模型精選文檔.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。圖 18 大背楞應(yīng)力圖max91MPa<140MPa ，強(qiáng)度滿足。3）豎、橫肋強(qiáng)度計(jì)算墩身模板橫肋采用100×10mm 鋼板，豎肋采用 10 號(hào)槽鋼，其在荷載組合

11、一作用下應(yīng)力見圖19。圖 19 縱、橫肋應(yīng)力圖精選文檔.max112MPa4）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。圖 20 面板應(yīng)力圖max35MPa<210MPa ，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21。圖 21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 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)力精選文檔.為 271MPa，須采用25 精扎螺紋鋼。如設(shè)2 道，其應(yīng)

12、力為 165 MPa。圖 22拉桿應(yīng)力圖4、墩身模板計(jì)算（墩身厚2m）1）有限元模型墩身模板有限元模型見圖23圖 24。墩身模板中間流水槽處設(shè)一道水平拉筋。立面?zhèn)让嫫矫鎴D 23墩身模板有限元網(wǎng)格模型圖 24墩身模板三維有限元模型精選文檔.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。圖 25 大背楞應(yīng)力圖max104MPa<140MPa ，強(qiáng)度滿足。3）豎、橫肋強(qiáng)度計(jì)算墩身模板橫肋采用100×10mm 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26。圖 26 縱、橫肋應(yīng)力圖max200MPa 。4）面板強(qiáng)度計(jì)算墩身模板面板采用

13、6mm 鋼板，其在荷載組合一作用下應(yīng)力見圖27。精選文檔.圖 27 面板應(yīng)力圖max46MPa<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層。通過計(jì)算可知，其最大拉應(yīng)力為124MPa。精選文檔.圖 29拉桿應(yīng)力圖六、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，1m 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)一道拉筋， 采用25 精扎螺紋鋼，豎向設(shè) 3 層，