橋墩模板實(shí)心墩設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、橋墩模型計(jì)算書2011年11月目 錄1、編制依據(jù)及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)22、工程概況23、方案綜述34 設(shè)計(jì)參數(shù)取值及要求35.荷載計(jì)算46.荷載組合67.計(jì)算模型及結(jié)果68.結(jié)論14橋墩模板計(jì)算書1、編制依據(jù)及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)11、編制依據(jù)（1）、現(xiàn)行施工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（2）、現(xiàn)行施工安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（3）、公路施工手冊(cè)橋涵（人民交通出版社2000.10）（4）、資陽(yáng)河特大橋施工圖1.2、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)（1）、公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTGD60-2004）（2）、鐵路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ024-85）（3）、鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ 025-86）（4）、鐵路橋涵施工術(shù)規(guī)范（TB10203-2002）2、工程概

2、況3、方案綜述橋墩模型均為工廠加工定型模板，分塊制作，現(xiàn)場(chǎng)拼裝，設(shè)圓鋼對(duì)拉桿及斜拉桿。模板采用分塊吊裝組拼就位的方法施工。根據(jù)模板重量選擇合適的起吊設(shè)備立模、拆模。4 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：40/h；3、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32.9m；7、設(shè)計(jì)風(fēng)力：8級(jí)風(fēng)；8、模板圍成的最小底面面積S=41.559、模板整體安裝完成后，混凝土泵送多次完成澆注。5.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(cè)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)，

3、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，新澆混凝土對(duì)模板側(cè)向壓力按下式計(jì)算：其中：u為混凝土澆筑上升高度的速度，根據(jù)混凝土施工每小時(shí)40，按照最小底面面積S=41.55,此時(shí) u=40/41.55=0.96M/h, =27KN/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：/2=h式中： :新澆筑混凝土對(duì)模

4、板的最大側(cè)壓力（kN/m2）:混凝土的重力密度（kN/m3）取25kN/m3:新澆混凝土的初凝時(shí)間（h），取5h；u:混凝土的澆灌速度（m/h）;取0.96m/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),H=u*=0.96*5=4.8(m)；K1:外加劑影響修正系數(shù)，摻外加劑時(shí)取1.1； K2:混凝土塌落度影響系數(shù)，當(dāng)塌落度1618cm時(shí)，取1.15。故=0.22*25*5*1.1*1.15*0.96=5*33.4 kN/m2h= /=33.4/25=1.336m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),即取=33.4 kN/m2，

5、h=1.336m,H=4.8m。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)；W0-基本風(fēng)壓值(Pa)， ，8級(jí)風(fēng)風(fēng)速v=17.220.7m/s； K1-風(fēng)載體形系數(shù)，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；W=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。6.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

6、剛度計(jì)算）7.計(jì)算模型及結(jié)果整體受力模型平面模板受力模型采用有限元軟件ansys進(jìn)行建模分析，其中模板面板采用板單元模擬，橫肋、豎肋及大背楞采用空間梁?jiǎn)卧M，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16mm厚鋼板Q235拉筋直徑32mm精扎螺紋鋼豎肋10號(hào)槽鋼Q235橫肋10號(hào)槽鋼Q235大背楞14號(hào)雙拼槽鋼Q2351、墩帽模板計(jì)算1）有限元模型墩帽模板有限元模型見圖2圖3。結(jié)合模板桁架結(jié)構(gòu)，將墩帽模板模型簡(jiǎn)化成中間流水槽處設(shè)四道水平拉筋，頂部順橋長(zhǎng)方向設(shè)一道水平拉筋。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

7、）大背楞強(qiáng)度計(jì)算大背楞采用14號(hào)雙槽鋼，在荷載組合1作用下應(yīng)力見圖4。圖4 大背楞應(yīng)力圖，強(qiáng)度滿足。3）縱、橫肋強(qiáng)度計(jì)算墩帽模板縱橫肋采用槽鋼，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，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。圖6 面板應(yīng)力圖，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作用下最大位移小于2mm，為順橋方向。6）拉桿強(qiáng)度計(jì)算拉桿采用32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)2層。通過計(jì)算可知，設(shè)二道拉桿，其最大拉應(yīng)力為40MPa。圖8 拉

8、桿應(yīng)力圖2、墩身模板計(jì)算1）有限元模型墩身模板有限元模型見圖9圖10。結(jié)合模板桁架結(jié)構(gòu)，將墩身模板簡(jiǎn)化成中間流水槽處設(shè)一道水平拉筋，頂部順橋長(zhǎng)方向設(shè)4道水平拉筋。圖9 墩身模板有限元網(wǎng)格模型圖10 墩身模板三維有限元模型2）大背楞強(qiáng)度計(jì)算大背楞采用雙槽鋼，在荷載組合1作用下應(yīng)力見圖11。圖11 大背楞應(yīng)力圖，強(qiáng)度滿足。3）豎、橫肋強(qiáng)度計(jì)算墩身模板橫肋、豎肋采用10號(hào)槽鋼，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13。圖13 面板應(yīng)力圖，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作用下最大位移小于3mm，為順橋方向。6）拉桿強(qiáng)度計(jì)算拉桿采用32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)2層。通過計(jì)算可知，在模板中間流水槽位置水平設(shè)四道拉桿其最大拉應(yīng)力為134MPa，須采用3