花瓶型橋墩驗(yàn)算

花瓶型橋墩定型鋼模板計(jì)算內(nèi)容提要：對(duì)花瓶型橋墩采用的定型鋼模板進(jìn)行受力驗(yàn)算，以確保墩柱施工的安全。關(guān)鍵詞：花瓶型橋墩、定型鋼模板、計(jì)算參數(shù)、模板計(jì)算、豎肋計(jì)算、小橫肋計(jì)算、橫向大肋計(jì)算1、工程概況本工程為跨越鐵路設(shè)置立交橋路線，路線總長773.867m。包含跨線橋主體結(jié)構(gòu)及引道。引道共分三段，總長度342.867m。橋梁部分共15排架，總長431m。最小平曲線半徑60m，橋上平曲線半徑280m。受路線設(shè)計(jì)限制，本路線設(shè)計(jì)最大縱坡8.5%。路肩擋土墻墻高低于5.5m時(shí)采用懸臂式擋墻，頂寬均采用50cm，底寬根據(jù)墻高不同而不同，高于3m擋墻采用整體筏板基礎(chǔ)。擋墻高度高于5.5m時(shí)采用扶壁式擋土墻，墻寬0.6m，扶壁厚度采用0.6m，擋墻混凝土均采用C35混凝土。擋土墻下路基采用水泥攪拌樁處理軟土地基，加固后復(fù)合地基承載力滿足路基和擋土墻要求，低于4.5m的路基及擋墻地基承載力要求不低于150kpa；高于4.5m擋土墻及路基地基承載力要求不低于200kpa。水泥攪拌樁上設(shè)不小于50cm砂礫墊層，墊層要充分壓實(shí)，擋土墻基底摩擦系數(shù)不小于0.4，墊層寬出最外側(cè)樁體邊緣50cm，砂礫墊層下層均設(shè)置雙向土工格柵。路面結(jié)構(gòu)采用3cm細(xì)粒式瀝青混凝土（AC-10C）+4cm細(xì)粒式瀝青混凝土（AC-13C）+16cm水泥穩(wěn)定碎石(3.0Mpa)+16cm水泥穩(wěn)定碎石(2.0Mpa)。橋梁上部結(jié)構(gòu)采用（4×25m+4×25m）裝配式預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁（3×40m）連續(xù)鋼箱梁+4×25m裝配式預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)；橋墩除9、10#墩采用花瓶橋墩，其余均采用樁柱接蓋梁橋墩，基礎(chǔ)采用摩擦樁基礎(chǔ)。橋臺(tái)采用鋼筋混凝土U型橋臺(tái)，基礎(chǔ)采用摩擦樁基礎(chǔ)。橋梁跨越鐵路的中間主跨兩側(cè)防撞護(hù)欄上安裝防拋?zhàn)o(hù)網(wǎng)。2、模板計(jì)算書2.1、計(jì)算參數(shù)、模板采用厚6mm的定型鋼模板。鋼模板的力學(xué)參數(shù)：極限強(qiáng)度[σ]=215Mpa，抗剪極限[T]=125Mpa,彈性模量E＝206000Mpa，容許撓度[v]＝1.5mm。、模板小橫肋采用h=80mm，厚度為b=6mm的鋼板，間距均為40cm,彈性模量E＝206000Mpa，極限強(qiáng)度[σ]=215Mpa。、模板大橫肋短邊橫肋采用雙拼100mm槽鋼，極限強(qiáng)度[σ]=215Mpa。、模板豎肋采用80mm槽鋼，間距400mm，彈性模量E＝210000Mpa，極限強(qiáng)度[σ]=215Mpa。、螺栓的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fv=140Mpa。2.2、模板計(jì)算、荷載由于墩身外觀為花瓶式，混凝土澆筑速度不宜過快，每次混凝土澆筑時(shí)間不少于4小時(shí)進(jìn)行計(jì)算，施工溫度為T=20℃，最大澆筑高度為10m，澆筑速度為v=10/4=2.5m/h即砼澆筑速度在2.5m/h以下，新澆筑的普通砼作用于模板的側(cè)壓力按照如下公式計(jì)算Pm=0.22γ×t0×K1×K2×v1/2γ----鋼筋砼的容重，取24KN/m3K1----外加劑影響系數(shù),取1.2K2----砼坍落度影響修正系數(shù),取1.15v----砼的澆筑速度m/h按經(jīng)驗(yàn)值，t0=200/(T+15)=200/35=5.714h則Pm=0.22×24×5.714×1.2×1.15×2.51/2=65.83KN/㎡澆筑過程中的混凝土傾倒荷載取6.0KN/㎡，振搗混凝土?xí)r對(duì)側(cè)模板的荷載取2.0KN/㎡，兩者不同時(shí)存在，取大值6.0KN/㎡。模板承受的最大側(cè)壓力p＝1.2×65.83+1.4×6=87.396KN/㎡2.2.2、面板計(jì)算選用板中三面固定一面簡支的最不利受力情況進(jìn)行計(jì)算。1.強(qiáng)度驗(yàn)算根1據(jù),查路橋施工計(jì)算手冊(cè)得，Kx=0.0227,Ky=0.0168,Kx0=-0.06,Ky0=-0.055。取10mm寬面板條為計(jì)算單元荷載為q=87.396×0.001×10=0.874N/mm截面抵抗矩：2.撓度驗(yàn)算根據(jù)，從建筑設(shè)計(jì)手冊(cè)“常用結(jié)構(gòu)計(jì)算”表2-20中查得而符合要求！、豎肋計(jì)算豎肋間距400mm，采用80mm槽鋼，荷載q=Fh=87.396×400=34.96N/mm，80mm槽鋼的截面系數(shù)W=25.3×103mm3，慣性矩I=101×104mm4，豎肋按三跨連續(xù)梁，利用彎矩分配法計(jì)算得彎矩。1．強(qiáng)度驗(yàn)算邊跨中：M1=0.08ql2=0.08×30.59×12中跨中：M2=0.025ql2=0.025×30.59×12支點(diǎn)：M3=0.1ql2=0.1×30.59×12σmax===120.9N/mm2<215N/mm2滿足要求。2.撓度驗(yàn)算w===1.1mm<2mm滿足要求！、小橫肋的受力計(jì)算模板小橫肋采用h=80mm，厚度為b=6mm的鋼板，間距均為40cm。底肋、頂肋連接處采用M22螺栓進(jìn)行連接，螺孔的間距為0.25m。橫肋承受的線荷載：q=87.396×0.4=26.219KN/m1.彎矩計(jì)算跨中最大彎矩：Mmax=q×l2/8=26.219×0.4×0.4÷截面應(yīng)力σ=Mmax/W=0.524×1000000÷6400=81.9Mpa<[σ]=215Mpa滿足要求！2.剪力計(jì)算T=3Q/2bh<[T]其中最大剪力Q=0.5ql=0.5×26.219×0.4=5.24kN截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算值T=3×5.24×1000/(2×6×80)=16.38N/mm2截面抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[T]=125.00N/mm2滿足要求!3.撓度計(jì)算V=5q×l4÷(384EI)V=5×26.219×4004÷(384×206000×256000)=0.17mm<[v]=400/500=0.8mm滿足要求！、橫向大肋計(jì)算荷載q=Fh=87.396×1=87.396kN/m，采用拉桿Φ20鋼筋，間距1000，采用雙拼100mm槽鋼，槽鋼的截面系數(shù)W=39.7×103mm3，慣性矩I=198×104mm41.強(qiáng)度驗(yàn)算邊跨中：M1=0.08ql2=0.08×87.396×1×中跨中：M2=0.025ql2=0.025×87.396×1×支點(diǎn)：M3=0.1ql2=0.1×87.396×1×σmax===110.1N/mm