160cm墩柱模板計(jì)算書(shū)

直徑為160cm墩柱模板計(jì)算書(shū)1、編制依據(jù)1.1、《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60-2004)。1.2、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/TF50-2011)。1.3、《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》人民交通出版社,2001。1.4、《重要用途鋼絲繩》GB8918-2006。1.5、《灌陽(yáng)(永安關(guān))至全州(鳳凰)(K0+000?K47+977.265)兩階段施工圖設(shè)計(jì)》。2、工程概況水澄高架橋位于桂林市灌陽(yáng)縣水澄村北側(cè)約300m，跨越兩山之間的山麓平原地帶。橋位區(qū)屬巖溶峰林地貌，橋梁跨越兩山之間的山麓平原，兩山之間多為水稻田，并有一條鄉(xiāng)村道路貫通。地表由第四系沖積層覆蓋，兩端橋臺(tái)為巖質(zhì)邊坡，中間地形平坦開(kāi)闊。橋型結(jié)構(gòu)：全橋共6聯(lián):左幅6X(4X25)m,右幅5X(4X25)+5X25m；上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力砼(后張)T梁，先簡(jiǎn)支后連續(xù)；交角90度，下部結(jié)構(gòu)橋臺(tái)均采用U臺(tái)，橋墩采用柱式墩，橋臺(tái)與1、2、3、22(左幅)號(hào)墩采用明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)，其余橋墩采用挖孔嵌巖樁基礎(chǔ)。水澄高架橋墩柱共計(jì)94個(gè)，累積墩高2067.09m，最高墩墩高29.80m；水澄高架橋墩柱直徑有160cm、140cm兩種，其中直徑為160cm有80根，直徑為140cm有14根。墩模模板型號(hào)：直徑為160cm模板有高度為3m及1m兩種模板，每節(jié)分兩塊制作。直徑為160cm墩柱模板材料選用：面板：采用厚度6=5mm鋼板。豎肋：采用6.3#槽鋼，每塊平模共9根，呈倒扣“[”型焊于面板上，間距為26.44cm。橫肋：采用8#槽鋼，呈倒扣“[”型外焊于豎肋上，1m高模板共計(jì)兩根，3m高模板共計(jì)6根。

法蘭及豎連接板：均采用鋼板厚度5=12mm鋼板。具體見(jiàn)圖2-1及圖2-2。5mm公榫3、設(shè)計(jì)參數(shù)3.1、設(shè)計(jì)荷載5mm公榫計(jì)算墩柱模板時(shí)，外力主要有新澆混凝土產(chǎn)生的側(cè)壓力、振搗混凝土?xí)r對(duì)模板產(chǎn)生的側(cè)壓力及風(fēng)荷載。3.1.1、新澆混凝土側(cè)壓力計(jì)算根據(jù)路橋施工計(jì)算手冊(cè)，對(duì)于豎直模板來(lái)說(shuō)，新澆注混凝土的側(cè)壓力是它的主要荷載。當(dāng)砼澆筑速度在6m/h以下時(shí)作用在模板上的最大側(cè)壓力可按以下計(jì)算:P=K?y?h

m當(dāng)v/T<0.035時(shí)：h=0.22+24.9v/T當(dāng)v/T>0.035時(shí)：h=1.53+3.8v/T式中：Pm一新澆筑混凝土對(duì)模板的側(cè)壓力，kPa；h有效壓頭高度，m；T——砼入模時(shí)的溫度，綜合考慮實(shí)際與最不利情況，取10°C；K——外加劑影響修正系數(shù)，取K=1.2；V混凝土的澆筑速度，取5m/h；Y——混凝土的重力密度，取26kN/m3；H——混凝土澆筑層（在水泥初凝時(shí)間以內(nèi)）的高度，取15m；圖3-1混凝土側(cè)壓力計(jì)算分布圖V/T=5/10=0.50>0.035h=1.53+3.8v/T=1.53+3.8X5/10=3.43mP=K?y?h=1.2X26X3.43=107.02KN/m2,取混凝土側(cè)壓力為107.02KN/m2。m3.1.2、振搗混凝土?xí)r對(duì)側(cè)面模板的側(cè)壓力計(jì)算根據(jù)路橋施工計(jì)算手冊(cè)，查表得振搗混凝土?xí)r對(duì)垂直面模板側(cè)壓力采用4.0KPa。3.1.3、風(fēng)荷載計(jì)算根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》JTGD60-2004第4.3.7條規(guī)定，橫橋向風(fēng)荷載假定水平地垂直作用于橋梁各部分迎風(fēng)面積的形心上，其標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)F=kkkWA

wh013dwhyv2W=-^d2gyv2W=J02gu=kkud2510y=0.012017e-0.0001Z式中Fwh——橫橋向風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（KN）；W0——基本風(fēng)壓（KN/m2），按100年一遇進(jìn)行查表取值，W0=0.35；Wd——設(shè)計(jì)基準(zhǔn)風(fēng)壓（KN/m2）；Ah橫向迎風(fēng)面積（m2），模板高15m，故Ah=15X1.6=24m2；V10——橋梁所在地區(qū)的設(shè)計(jì)基本風(fēng)速（m/s），按100年一遇進(jìn)行查表取值，V=24.1m/s；10V高度Z處的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)風(fēng)速（m/s），u=kku=1.19x1.38x24.1=39.577m/sd2510；Z——距地面或水面的高度（m），Z=30m；Y—空氣重力密度（KN/m3），丫=0.012017次.00?！?0=0.012；k0——設(shè)計(jì)風(fēng)速重現(xiàn)期換算系數(shù)，對(duì)于單孔跨徑指標(biāo)為特大橋和大橋的橋梁，嗎=1.0，對(duì)其他橋梁，k0=0.90；對(duì)施工架設(shè)期橋梁，匕=0.75；當(dāng)橋梁位于臺(tái)風(fēng)多發(fā)地區(qū)時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況適度提高k。值，故取匕=0.75；k3——地形、地理?xiàng)l件系數(shù)，查表取匕二1.0；k5——陣風(fēng)風(fēng)速系數(shù)，查表取k「1.38；k2——考慮地面粗糙度類別和梯度風(fēng)的風(fēng)速變化修正系數(shù)，查表取匕二1.19；ki——風(fēng)載阻力系數(shù)，因?yàn)镈W00.5=1.6X（3.14X1.64/64）0.5=0.91<5.8,查表取k=1.0；1g重力加速度，g=9.81m/s2。求得：W工=0.012x39.5772、。脈d2g2x9.81F=kkkWA=0.75X1.0X1.0X0.958X24=17.24KNwh013dwh3.2、材料性能Q235鋼材屈服強(qiáng)度為235MPa。3.3、符號(hào)規(guī)定軸力：拉力為正，壓力為負(fù)；應(yīng)力：拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負(fù)；其它內(nèi)力規(guī)定同結(jié)構(gòu)力學(xué)的規(guī)定。3.4、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)面模板的壓力振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載風(fēng)荷載根據(jù)《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》表8-4規(guī)定，計(jì)算模板的荷載設(shè)計(jì)值，應(yīng)采用荷載標(biāo)準(zhǔn)乘以相應(yīng)荷載分項(xiàng)系數(shù)，具體如下：荷載組合1：1.2X①+1.4X②（用于模板承載力計(jì)算）;荷載組合2：1.2X①（用于模板剛度計(jì)算）；荷載組合3：③（用于模板穩(wěn)定性分析）。

4、模型建立及分析4.1、模型建立模板受力采用有限元軟件midas進(jìn)行建模分析，其中模板面板、法蘭及豎向連接板均采用板單元模擬，橫肋、豎肋采用空間梁?jiǎn)卧M。由于墩柱澆筑時(shí)一次澆筑高度均不超過(guò)15m，為安全起見(jiàn)，故按15m計(jì)算，采用5節(jié)3m高模板拼裝而成。一節(jié)模板有限元模型具體如圖4-1所示。圖4-1圖4-13m高墩柱模板有限元模型三維效果圖圖4-3新澆混凝土側(cè)壓力平面示意圖4.2、荷載加載圖4-3新澆混凝土側(cè)壓力平面示意圖新澆混凝土產(chǎn)生對(duì)模板的側(cè)壓力在midas中采用壓力荷載進(jìn)行模擬，模板高度在0~11.57m段，壓力荷載均勻分布；在11.57~15m段，壓力荷載線性變化，具體如圖4-2與4-3所示。圖4-2新澆混凝土側(cè)壓力豎直方向示意圖

振搗混凝土產(chǎn)生對(duì)模板的側(cè)壓力在midas中采用壓力荷載進(jìn)行模擬，具體如圖4-4與4-5所示。圖4-5振搗側(cè)壓力平面示意圖I::L圖4-4振搗側(cè)壓力豎直方向示意圖4.3、邊界約束圖4-5振搗側(cè)壓力平面示意圖I::L在實(shí)際施工中，模板底端在荷載作用下產(chǎn)生水平方向與豎直方向產(chǎn)生的位移均可以忽略不計(jì)，故在midas中采用固定約束進(jìn)行模擬。如圖4-6所示。圖4-6邊界約束示意圖4.4、結(jié)果分析4.2.1、面板強(qiáng)度驗(yàn)算墩柱模板面板采用5mm鋼板，其在荷載組合1作用下應(yīng)力見(jiàn)圖4-7。

墩柱模板面板采用5mm鋼板，其在荷載組合1作用下應(yīng)力見(jiàn)圖4-7。圖4-7面板應(yīng)力圖由圖4-7可知，面板在荷載組合1作用下最大應(yīng)力為31.11MPa。。max=31.11MPa<[。]=235MPa，故知面板強(qiáng)度滿足要求。4.2.2、面板剛度驗(yàn)算面板在荷載組合2作用下各節(jié)點(diǎn)位移見(jiàn)圖4-8。圖4-8面板位移圖由圖4-8可知，面板在荷載組合2作用下最大位移為0.47mm<1.5mm，根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/TF50-2011)第5.2.7規(guī)定，可知面板剛度滿足要求。4.2.3、豎、橫肋強(qiáng)度驗(yàn)算由圖4-9可知，豎、橫肋在荷載組合1作用下最大應(yīng)力為47.11MPa。omax=47.11MPa<[o]=235MPa，故知縱、橫肋強(qiáng)度滿足要求。4.2.4、豎、橫肋剛度驗(yàn)算豎、橫肋在荷載組合2作用下各節(jié)點(diǎn)位移見(jiàn)圖4-10。

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POST1-ffl-CCESCH.w*Hce=of=.r-ia>shapeiiI!IMK-D：Fta1*15E^Cm!!■F^CCE-53：ji|普DC』2.F4O3E-4D|^Ra產(chǎn)EXR^LfiG亍NCDE-%■tssE-ngF4CCG-1ME1.617E+O03■豈?±j￡圖4-10豎、橫肋位移圖由圖中看出，豎、橫肋在荷載組合2作用下最大位移為0.46mm<B/500mm=1600/500=3.2mm,根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/TF50-2011)第5.2.7規(guī)定，可知縱、橫肋剛度滿足要求。4.2.5、豎向連接板連接螺栓抗拉驗(yàn)算取一節(jié)3m高模板的一半進(jìn)行受力分析，模板受到螺栓的拉力T，以及新澆混凝土與振搗產(chǎn)生的壓力荷載，根據(jù)模板外荷載在X方向存在力學(xué)平衡可得:+2DI2^-decose?h-2T=0n22積分后得T=pDh/2。其中:T為一側(cè)模板的螺栓拉力;P為新澆混凝土與振搗產(chǎn)生的壓力荷載P為新澆混凝土與振搗產(chǎn)生的壓力荷載P=107.02+4=111.02KPa;D為模板直徑，D=1.6m；h為模板高度，h=3m。螺栓拉力T螺栓拉力T

4-11螺栓拉力T螺栓拉力T求得：T=111.02X1.6X3/2=266.45KN由圖2-1可知，半圓形模板一側(cè)共計(jì)14個(gè)B22螺栓，可求得單個(gè)螺栓所受的拉力t=1.2XT/14=1.2X266.45/14=22.83KN<47.9KN,根據(jù)《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》表8-28可知，對(duì)拉螺栓受力滿足要求。4.2.6、穩(wěn)定性驗(yàn)算四荷at圖4-12風(fēng)纜設(shè)置圖（立面）圖4-13風(fēng)纜設(shè)置圖（平面）四荷at圖4-12風(fēng)纜設(shè)置圖（立面）a、風(fēng)纜驗(yàn)算沿線路縱向在墩身兩側(cè)各設(shè)置兩根纜風(fēng)繩，纜風(fēng)繩與墩身的夾角為45°,具體見(jiàn)圖4-12與圖4-13；根據(jù)風(fēng)向方向的力學(xué)平衡，可得：N?cos45°?cos0+N?cos45?sin0=Fwh冗N=F"sin（a+0）式中N為單根鋼絲繩的拉力；Fwh為風(fēng)荷載合力，F(xiàn)wh=17.24KN；9在0°到90°范圍內(nèi)變化。故知，當(dāng)9=0°或90°時(shí)，單根鋼絲繩的拉力最大Nmax=V2，F(xiàn)wh=V2x17.24=24.38KN，根據(jù)《重要用途鋼絲繩》GB8918-2006，選用直徑為12mm，結(jié)構(gòu)為6X19W+IWR的鋼絲繩，每延米重1.77kg，最小破斷力90.7KN>3.5X24.38=85.33KN，滿足要求。b、地錨穩(wěn)定性驗(yàn)算地錨采用重力式錨碇，采用C30圓柱體鋼筋砼塊，直徑為1.6m,高為0.8m,重約41.80KN；并在上面壓沙袋，重約40KN。為安全考慮，不計(jì)土壓力，其計(jì)算示意圖如圖4-14所示。圖4-14圖4-14重力式錨碇計(jì)算示意圖M穩(wěn)——穩(wěn)定力矩：M穩(wěn)=P?b=81.80X0.8=65.44KN；M傾——傾覆力矩：M傾二T?L=24.38X(0.8+0.4)/^2=20.69KN；P——錨碇自重，P=41.80+40=81.80KN；T——拉索拉力，T=24.38KN；Vt——拉索拉力T的豎直分力，VT=T?sina；Ht——拉索拉力T的水平分為，%=T?cosa；Hf——基底摩阻力，Hf=(P-Vt)f；f——錨碇與基底的摩擦系數(shù)，根據(jù)《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD63-2007)表4.4.2查表得，取f=0.40。傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算20.69K=虬=6544=3.16>1.4mM傾20.69故知其抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求。上拔力安全系數(shù)VVT?VVT?cos45°V80.80

=4.69>224.38x￡2故知其上拔力安全系數(shù)取值滿足要求。抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算2一（80.80