墩柱模板計(jì)算書(shū)-midas-civil

1、墩柱模板計(jì)算書(shū)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 (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

2、凝土澆注速度： 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(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)，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(jiàn)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

3、澆混 凝土對(duì)模板側(cè)向壓力按下式計(jì)算：Pmax721.672 22 1.640kPa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=0.22Y°KiK2V1/2Pmax = 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/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

4、影響系數(shù)，當(dāng)塌落度小于30mm時(shí)，取0.85; 5090mm 時(shí)，取 1; 11CH 150mm 時(shí)，取 1.15bPmax=0.22Y0K1K2V1/2=0.22 x 25X 8X 1.2X 1.15X 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(jiàn)，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K1K2K3W0W-風(fēng)荷載強(qiáng)度（Pa）;1 2W0基本風(fēng)壓值（Pa）,W0 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;K2-風(fēng)壓高度變化系數(shù)，取K2=1 ;

5、K3地形、地理?xiàng)l件系數(shù)，取 K3=1 ;W0 丄 V2 20.72 267.8Pa1.6 1.6W=K1K2K3W0=0.8 X 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(jiàn)下表：表1模板桿件規(guī)格桿件型號(hào)

6、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(jiàn)圖2圖3100mm 處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 順橋長(zhǎng)方向設(shè)4道水平拉筋。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在荷載組合1作用下應(yīng)力見(jiàn)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'I! ' I吠耶"£=廠俶士;

7、襯£2T!5lvKllS uLW刑常L期£,LWMe*IMiI.LU4IM491£jjC<KEHiir-HDS.?LT5Db-CM1J JL«7>v "qyL3射4昭<|血斗側(cè)離iUbLMAM UMX : JMC t葉+H厚.ft：州mH景中弔R墩帽模板縱橫肋采用100X 10mm鋼板，其在荷載組合一作用下應(yīng)力見(jiàn)M-PEC 1 -C<i.噩軸1 :何：丁E T?D3E*-D二4h 34亠U:円叭心1口1:皿 pymi., a amflrDED-5.337=<0：SI ZD»Mi'W IXR： fl

8、：* Iza Z知*El韻衛(wèi)狛吟羞H-H 早-圖5縱、橫肋應(yīng)力圖max 58MPa<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(jiàn)圖6posr 口.0二三三中匚fi.耳引汕百ci*THR2JH#KiQJ 己 ag+Ej 丄.fi.H-1-EEJ 2耳 WHXU r lOMTSe+COI F 7J9174Cfl-l-CE1D“I；冷 S nravg占 fh -3n 巧dgm -isji3£-.3+<ILfl 吋 inwm -L 3203fi+,OOI<B> tMAJ : 3M-韻 lh S5KfH!e iff a

9、h±*&: N|*hm -jEl盹m矗購(gòu)旳6 -?詩(shī)耳圖6面板應(yīng)力圖max 24MPav140MPa，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(jiàn)圖7。g =- =pf. scessotDK<.a-dtk»rT-WI1I.TL£3«-*C<l>=Lll5*-X1L總說(shuō) MirXiL WlK味iQlO”寸沖MFTCn JsLlixhirOUj1 訶 j| 初 a -rare:41 5,:TO34*WM叮號(hào)皿冃-燈工_ _ - -1-1->*-l-SEE-HTEPiMS -B3& 憐 I (!F*4in

10、3.?-*3： eeEl* 誡曲2血-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，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(guò)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(jiàn)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(zhǎng)方向設(shè)4道水平拉筋立面歲*U.側(cè)面平面圖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

11、16a在荷載組合1作用下應(yīng)力見(jiàn)圖11也薊屮HI* pm* Eta+J8 IN3*阿平i jj圖11大背楞應(yīng)力圖max75MPa<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100X 10mm鋼板，其在荷載組合一作用下應(yīng)力見(jiàn)圖12圖12縱、橫肋應(yīng)力圖P im -FR Z-Z u E>=43Hr-frUV4）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(jiàn)圖13si w mnaALLuv-pmij a mE 294 IIQ TUE+OJIle兀0.巧HmmG ?=；施 A l'-lMK4 : MEh 1 理7岸冃1隋1 L削玉：Fi'm

12、 n -2口0竝0盤(pán)血嚇FFTBUrW! rwjsz 価巧* Ml -TSmiMhJ-I 1OH4rrIW I PIZErrD®皿圖13面板應(yīng)力圖max 59MPa<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(jiàn)圖14Hl -ifc-iMI 軾召T 仰 GCXEtcai：向。從圖中看出，模板在荷載組合2作用下最大位移為1.7m m,為順橋方圖14節(jié)點(diǎn)位移圖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(guò)計(jì)算可知，其最大拉應(yīng)力為142MP&拉桿應(yīng)力見(jiàn)下圖圖15拉桿應(yīng)力圖3、墩身模板計(jì)算（墩身厚2

13、.8m）1）有限元模型墩身模板有限元模型見(jiàn)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(zhǎng)方向設(shè)4道水平拉筋。立面平面圖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(jiàn)圖1&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100X 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(jiàn)圖19JASM* ' IW4Mlft iJL1 f ” Ji E W ",嗆 rqpMng-圖19縱、橫肋應(yīng)力圖I ru* :Tnr:tkeuawpH

14、iL-J mr仃"iKri-I4）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(jiàn)圖 20。Pl冠爲(wèi)hP止軸 b *4.wiW|-Hv*W|llil*WJU|iJhCUfrMIXiL4«4v««DIJ.i/KFEHMSGTMXUWiDVJ圖20面板應(yīng)力圖max35MPa<210MPa，強(qiáng)度滿足。5）墩身模板剛度計(jì)算圖21節(jié)點(diǎn)位移圖在荷載組合2作用下各節(jié)點(diǎn)位移見(jiàn)圖21。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

15、。通過(guò)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)力為271MPa須采用©25精扎螺紋鋼。如設(shè)2道，其應(yīng)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(jiàn)圖23圖24。 墩身模板中間流水槽處設(shè)一道水平拉筋。側(cè)面平面圖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(jiàn)圖25。JfiUE + IK：Er 醫(yī)了_nn mketim.1-ih+ilUfl gEHKhs 亠 C£U! .-t»Sv4<nt asm+ExMAh : ：i-I amA

16、*| UK« 聞"Jtg.珅鼻.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100X 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(jiàn)圖26。rKK ElPii 代 * + T.I WlM-WI BIWw-.rp i.p* !*i.n>覽.rY r.-1 口.(i蘇確*圖26縱、橫肋應(yīng)力圖max 200MPao4）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(jiàn)圖 27。 ：" IP !：-*LjUU&Uri54?*Wrr«>J 虹 1£

17、;312*1* 113S»v+M ajS&vJrM-ia9 I WIrHWlT 汕riF !- ill? b >WIH U«W.V<F-*圖27面板應(yīng)力圖max 46MPav 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(jiàn)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(guò)計(jì)算可知，其最大拉應(yīng)力為 124MP&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