墩柱模板计算书midascivil.docx

1、墩柱模板计算书midascivil墩柱模板计算书一、 计算依据1、 铁路桥涵设计基本规范(TB10002.1-2005)2、 客运专线铁路桥涵工程施工技术指南(TZ213-2005)3、 铁路混凝土与砌体工程施工规范(TB10210-2001)4、 钢筋混凝土工程施工及验收规范(GBJ204-83)5、 铁路组合钢模板技术规则(TBJ211-86)6、 铁路桥梁钢结构设计规范(TB10002.2-2005)7、 铁路桥涵施工规范(TB10203-2002)8、 京沪高速铁路设计暂行规定(铁建设2004)9、 钢结构设计规范(GB50017 2003)二、 设计参数取值及要求1、 混凝土容重：2

2、5kN/m3 ；2、 混凝土浇注速度：2m/h ;3、 浇注温度：15 C；4、 混凝土塌落度：1618cm ;5、 混凝土外加剂影响系数取1.2 ;6、 最大墩高17.5m ;7、 设计风力：8级风；8、 模板整体安装完成后，混凝土泵送一次性浇注。三、 荷载计算1、新浇混凝土对模板侧向压力计算混凝土作用于模板的侧压力，根据测定，随混凝土的浇筑高度而增加, 当浇筑高度达到某一临界时，侧压力就不再增加，此时的侧压力即为新浇 筑混凝土的最大侧压力。侧压力达到最大值的浇筑高度称为混凝土的有效 压头。新浇混凝土对模板侧向压力分布见图 1。图1新浇混凝土对模板侧向压力分布图在铁路混凝土与砌体工程施工规范

3、（TB10210-2001）中规定，新浇 混凝土对模板侧向压力按下式计算：在钢筋混凝土工程施工及验收规范（GBJ204-83）中规定，新浇混 凝土对模板侧向压力按下式计算：新浇混凝土对模板侧向压力按下式计算：Pmax=0.22 Y0K1K2V1/2Pmax = Y式中：Pmax 新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（kN/m2 ）Y-混凝土的重力密度（kN/m3 ）取25kN/m3t0 新浇混凝土的初凝时间（h）;V 混凝土的浇灌速度（m/h ）;取2m/hh 有效压头高度；H-混凝土浇筑层（在水泥初凝时间以内）的厚度（m）;K1 外加剂影响修正系数，掺外加剂时取 1.2;K2-混凝土塌落度影响系数

4、，当塌落度小于 30mm时，取0.85 ;50 90mm 时，取 1 ; 110 150mm 时，取 1.15。Pmax=0.22 YK1K2V1/2=0.22 X25 x 8 X1.2 X1.15 x 21/2=85.87 kN/m2h= Pmax/ Y=87.87/25=3.43m由计算比较可知：以上两种规范差别较大，为安全起见，取大值作为 设计计算的依据。2、 风荷载计算风荷载强度按下式计算：W二K1K2K3W0W-风荷载强度（Pa）；1 2W0 基本风压值（Pa） , 8级风风速 v=17.220.7m/s ;K1-风载体形系数，取K1=0.8 ;K2-风压高度变化系数，取 K2=1

5、;K3地形、地理条件系数，取 K3=1 ;W0 V2 20.72 267.8Pa1.6 1.6W=K1K2K3W0=0.8 X267.8=214.2Pa桥墩受风面积按桥墩实际轮廓面积计算。3、 倾倒混凝土时产生的荷载取4kN/ m2。四、 荷载组合墩身模板设计考虑了以下荷载；1新浇注混凝土对侧面模板的压力2倾倒混凝土时产生的荷载3风荷载荷载组合1:+（用于模板强度计算）荷载组合2 :（用于模板刚度计算）五、 计算模型及结果采用有限元软件midas6.7.1进行建模分析，其中模板面板采用4节点 薄板单元模拟，横肋、竖肋及大背楞采用空间梁单元模拟，拉筋采用只受 拉的杆单元模拟。模板杆件规格见下表：

6、表1模板杆件规格杆件型号材质面板6mm厚钢板Q235法兰14mm厚钢板Q235拉筋直径25mm精扎螺纹 钢竖肋10号槽钢Q235横肋10mm厚钢板Q235大背楞25号双拼槽钢Q2351、墩帽模板计算（墩身厚2.8m ）1）有限元模型100mm墩帽模板有限元模型见图2图3墩帽模板中间流水槽处设一道水平拉筋，顶部高出混凝土面 处顺桥长方向设4道水平拉筋立面侧面图2墩帽模板有限元网格模型图3墩帽模板三维有限元模型2 ）大背楞强度计算大背楞采用3槽25a，在荷载组合1作用下应力见图44 二岳 1 #；士:衬A-ZTISIfe-DaK.L9i53tKli OjDU： Ulfe-IH口.沖為皿| ”心射卫

7、 叶OBI.HWuHIM*rr*t:II r -图4大背楞应力图max 71MPaD3EMaD二 tbrn-Jin1 EflTO-KiQ mnfratn1L暫亠皿THE-5.337 = %-fjCrt0：2M l 3EQE Mlv !* IzaZ知*El韵卫狛吟羞-H 早-max 58MPa 140MPa，强度满足。4）面板强度计算墩帽模板面板采用6mm钢板，其在荷载组合一作用下应力见图 6A:-Mr K工竺立5.耳4引討仇冒匚TOjgrn2轴 己* L.fllS-l-EEiJ一 7KL74E4CCDnravg占 fh -3n 沖gagzn -isji3-.3+ILfl-L ilgB&e+om

8、B= tFH2 3D4Hlh MEi IflOaMe-fCBiFfli ora id? 41 fiL： N|*hivi -j 叶o wii砂：j-密冠耳图6面板应力图max 24MPaA.!1*-ID5 -F-r. :-ZESI-Zrr-wn2 個I.7L2E3C-MXDI gLHS*-XlL -jLi?C7ieL 呻甘 WjJTUi d -t SiQhWM I JMEr-S CTFP-E!f-l&etee-hig 2MM : -D3O- 怜I Ta f4i ski a?-*3： EE El* 诫曲2血-25M图7节点位移图从图中看出，模板在荷载组合2作用下最大位移为2mm，为顺桥方向6）拉杆

9、强度计算拉杆采用 25精扎螺纹钢筋，在模板中间流水槽位置水平设一道，高 度方向设3层。通过计算可知，如只设一道拉杆，其最大拉应力为 284MPa，只能采用精扎螺纹钢。如设二道拉杆，其最大拉应力为 177MPa。扫SJT屮两i-SHyrai+cGi rJ+JTta-rDE二94歼丄晅2HQ押I时卿2、墩帽模板计算（墩身厚2m）1）有限元模型墩帽模板有限元模型见图9图10。墩帽模板中间流水槽处设一道水平拉筋，顶部高出混凝土面 100mm处顺桥长方向设4道水平拉筋。立面平面图9墩帽模板有限元网格模型图10墩帽模板三维有限元模型2 ）大背楞强度计算大背楞采用2槽16a，在荷载组合1作用下应力见图11，

10、吐声 丐廷试|曾_ PtsSMSMH i ： ： rrt. 1013-1 u fel ES R|U图11大背楞应力图3 ）纵、横肋强度计算墩帽模板纵横肋米用100 x10mm钢板，其在荷载组合一作用下应力见图12idL*m*0J鼻 ISeTOi1丹.J ECi-lEtKHlfe-MXLL5$懈剧 Z37V rrn : jizibT*! !H 尼= L iEl旳恕它血FCm-PRrDiZU&I4J图12纵、横肋应力图max 89MPaS47JF-li二議|空訐I L 咗：mn n -3 llU城価血图13面板应力图max 59MPa 140MPa，强度满足。5）顶帽模板刚度计算TfiiI jti

11、-MnD如Q !* 441U 吓于冃hr黄m -71f!； iMhj-I lUHrrm -I TIZTWrn$-. a：M：r*i i 限* !-* 3在荷载组合2作用下各节点位移见图14图14节点位移图从图中看出，模板在荷载组合2作用下最大位移为1.7mm，为顺桥方 向。6）拉杆强度计算拉杆采用 25钢筋，在模板中间流水槽位置水平设一道，高度方向设 3层。通过计算可知，其最大拉应力为 142MPa。拉杆应力见下图。fc41IL!lvMZE 4IIL!rWI -HIIIh-IKL Ihl冋MW1i,i IE K i*ia二*5-临*电尸”2 柏图15拉杆应力图3、墩身模板计算（墩身厚2.8m）

12、1）有限元模型墩身模板有限元模型见图16图17墩身模板中间流水槽处设一道水平拉筋，顶部高出混凝土面 100mm处顺桥长方向设4道水平拉筋。平面图16墩身模板有限元网格模型图17墩身模板三维有限元模型2 ）大背楞强度计算大背楞采用2槽25a，在荷载组合1作用下应力见图18图18大背楞应力图max 91MPa E HXe 呛4）面板强度计算图19纵、横肋应力图H毎訂旨HI f*IR* - I flt#MIR. “ IU4rn- wvZIITWI Ln-MMrMlFl 1 khHNJU IJfi| iJMatoMEd L4VMVM7DI l.b%BMOdMtinvWUSr-Wl图20面板应力图max

13、 35MPa! AfH aQQT E- Hi* - St屮鼻甜图25大背楞应力图max104MPa140MPa，强度满足。3 ）竖、横肋强度计算墩身模板横肋采用100 x1Qmm钢板，竖肋采用10号槽钢，其在荷载组合一作用下应力见图26.rp tp* 便.苗*TiTir图26纵、横肋应力图4）面板强度计算墩身模板面板采用6mm钢板，其在荷载组合一作用下应力见图 27图27面板应力图讪46MPaJULMCfIti i3Mhevj11 wiv*.err5）墩身模板刚度计算在荷载组合2作用下各节点位移见图28图28节点位移图从图中看出，模板在荷载组合2作用下最大位移为2mm，为顺桥方向6）拉杆强度计

14、算拉杆采用 25钢筋，在模板中间流水槽位置水平设一道，高度方向设3层。通过计算可知，其最大拉应力为 124MPa图29拉杆应力图六、结论计算模型中选取了 2m及2.8m厚桥墩模板进行了计算，均满足强度及 刚度要求，因此在2m及2.8m范围内的模板易满足要求。墩身模板中间流水槽位置水平设一道拉筋，为统一规格，均采用 25 精扎螺纹钢；3m高的模板竖向设3层，2m及1.5m高的模板竖向设2层, 间距1m , 1m及0.5m高的模板竖向设1层。墩帽模板中间流水槽位置水平设一道拉筋，采用 25精扎螺纹钢，竖 向设3层，顶部高出混凝土面100mm处顺桥长方向设4道水平拉筋，水 平间距0.5m。经计算，2m及1.5m高桥墩模板横肋采用10mm厚钢板，其它可采 用8mm厚钢板。按投标文件的要求在墩身模板中间流水槽位置水平设一道拉筋，经计 算得知拉杆的最大拉应力达到 284MPa，超过Q345钢材的容许拉应力， 故拉杆采用精扎螺纹钢。经有限元分析及构造要求，环肋应采用断横不断纵的方式。具体尺寸及构造详见桥墩模板方案图。