墩柱模板計(jì)算書-midascivil

./墩柱模板計(jì)算書計(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>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：2m/h；3、澆注溫度：15℃4、混凝土塌落度：16～18cm；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。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：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=0.22γt0K1K2V1/2Pmax=γh式中：Pmax新澆筑混凝土對(duì)模板的最大側(cè)壓力〔kN/m2γ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混凝土塌落度影響系數(shù),當(dāng)塌落度小于30mm時(shí),取0.85；50～90mm時(shí),取1；110～150mm時(shí),取1.15。Pmax=0.22γt0K1K2V1/2=0.22×25×8×1.2×1.15×21/2=85.87kN/m2h=Pmax/γ=87.87/25=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,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=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=17.2～20.7m/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。荷載組合墩身模板設(shè)計(jì)考慮了以下荷載；=1\*GB3①新澆注混凝土對(duì)側(cè)面模板的壓力=2\*GB3②傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載=3\*GB3③風(fēng)荷載荷載組合1：=1\*GB3①+=2\*GB3②+=3\*GB3③〔用于模板強(qiáng)度計(jì)算荷載組合2：=1\*GB3①〔用于模板剛度計(jì)算計(jì)算模型及結(jié)果采用有限元軟件midas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單元模擬,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14mm厚鋼板Q235拉筋直徑25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2.8m1有限元模型墩帽模板有限元模型見圖2～圖3。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處順橋長方向設(shè)4道水平拉筋。立面?zhèn)让嫫矫鎴D2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100×10mm鋼板,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作用下最大位移為2mm,為順橋方向。6拉桿強(qiáng)度計(jì)算拉桿采用φ25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2m1有限元模型墩帽模板有限元模型見圖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處順橋長方向設(shè)4道水平拉筋。立面?zhèn)让嫫矫鎴D9墩帽模板有限元網(wǎng)格模型圖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16a,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縱、橫肋強(qiáng)度計(jì)算墩帽模板縱橫肋采用100×10mm鋼板,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,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13。圖13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作用下最大位移為1.7mm6拉桿強(qiáng)度計(jì)算拉桿采用φ25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。通過計(jì)算可知,其最大拉應(yīng)力為142MPa。拉桿應(yīng)力見下圖。圖15拉桿應(yīng)力圖3、墩身模板計(jì)算〔墩身厚2.8m1有限元模型墩身模板有限元模型見圖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處順橋長方向設(shè)4道水平拉筋。立面?zhèn)让嫫矫鎴D16墩身模板有限元網(wǎng)格模型圖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)力見圖18。圖18大背楞應(yīng)力圖,強(qiáng)度滿足。3豎、橫肋強(qiáng)度計(jì)算墩身模板橫肋采用100×10mm鋼板,豎肋采用10號(hào)槽鋼,其在荷載組合一作用下應(yīng)力見圖19。圖19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20。圖20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21。圖21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3mm6拉桿強(qiáng)度計(jì)算拉桿采用φ25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φ25精扎螺紋鋼。如設(shè)2道,其應(yīng)力為165MPa。圖22拉桿應(yīng)力圖4、墩身模板計(jì)算〔墩身厚2m1有限元模型墩身模板有限元模型見圖23～圖24。墩身模板中間流水槽處設(shè)一道水平拉筋。立面?zhèn)让嫫矫鎴D23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)力見圖25。圖25大背楞應(yīng)力圖,強(qiáng)度滿足。3豎、橫肋強(qiáng)度計(jì)算墩身模板橫肋采用100×10mm鋼板,豎肋采用10號(hào)槽鋼,其在荷載組合一作用下應(yīng)力見圖26。圖26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27。圖27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2mm6拉桿強(qiáng)度計(jì)算拉桿采用φ25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。通過計(jì)算可知,其最大拉應(yīng)力為124MPa。圖29拉桿應(yīng)力圖結(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φ25精扎螺紋鋼；3m高的模板豎向設(shè)3層,2m及1.5m高的模板豎向設(shè)2層,間距1m,1m及0.5m高的模板豎向設(shè)1層。墩帽模板中間流水槽位置水平設(shè)一道拉筋,采用φ25精扎螺紋鋼,豎向設(shè)3層,