墩柱模板計(jì)算

1、墩柱模板計(jì)算一、 計(jì)算依據(jù)1、鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范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(GB500172003)二、設(shè)計(jì)參數(shù)取值及要求混凝土容重：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：1618cm；5、混凝土外加劑影響系數(shù)取;6

2、、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、 ？鳳荷載計(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)向壓力分布見圖1。Pncix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：12u72x2 s,=40kPau + 1.6 2+1.6在鋼筋混凝土工程施

3、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= y toKiK2V故Pmax =yh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/m3to-一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一一混凝土澆筑層(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)??；K2 混凝土塌落度影響系數(shù)，當(dāng)塌落度小于30mm時(shí)，取；5090mm 時(shí)，取1； 110150mm時(shí)，取。Pmax=vt0KlK2Vl/2=

4、 X25X8X X X21/2= kN/m2h= Pmax/y=25 =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=K1K2K3WOW-一風(fēng)荷載強(qiáng)度（PH；W0基本風(fēng)壓值（Pa）, wo = 7-7'/2 , 8級(jí)風(fēng)風(fēng)速v二20.7m/s；1 yJK1風(fēng)載體形系數(shù)，取K1二；K2風(fēng)壓高度變化系數(shù)，取K2=l；K3-一地形、地理?xiàng)l件系數(shù)，取K3=l；= -V2 = x20.72 =267.8Pa1.61.6W= K1K2K3W0二 X 二橋墩受風(fēng)面積按橋墩實(shí)際輪廓而積計(jì)算。3、傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載取4kN/m2。

5、五、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）計(jì)算模型及結(jié)果采用有限元軟件midas6.7.1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25mm精扎螺紋鋼豎肋910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

6、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(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)力見圖4。MIDASfOulPNi-g：xr;sc 租 皿，。由Btno4卻務(wù)L(»13Ksi2 必2.lW»e«lJ JI &?：<DI 215S1E0I 38221X01 -*.«W7e*00l8,，AMCCK，；4 : 3 XX : 275r<i>««a2<n9用;on irjfSz

7、，assg圖4大背楞應(yīng)力圖4皿=71MPa<<T = 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100義10mm鋼板，其在荷載組合一作用下應(yīng)力見圖5oMOAS忙引BEAM STRESSC.7701G00J 4.71433003 3都給ZS01 2 網(wǎng) 02so0, 應(yīng)TOE00-5AIS08.KCG石2"103*EI-3.72734KOI7.R2G2*JX45S378%iKOi<B： 2f«1A< I 2CQQM】”：詢4Ifli：6t2> “a，m、2B明； 03網(wǎng)2>XCg2: 0JK9圖5縱、橫肋應(yīng)力圖區(qū)皿=5

8、8MPavb = 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)力見圖6oMlDASKlvlPO" KOQXCPLN 圻階LT STBS£1<5"XX rwj2&KrMX) 2ZH9B3e4C01 i.nzascoi 1J：?SeK0)UX«*C01 7X)17404 COO 344?27L8。3Q9R3,9X6的切*O蒐 -9S4«d*O：C 132D36CKKH8:1m 穌：304MW ： 25Srfti 9M 102MG： Ngsaw： oapaptxBR力也2： 0N9圖6面板

9、應(yīng)力圖9皿=24MPavb = 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)位移見圖70圖10墩帽模板三維有限元模型Mir»a.?>avipo?r moqxcDISR.ACKKENF2,必KFOI.T13Z3*CCO加I.SSEKre聚C力 XrO.39力一 I 箕457W。 8.919U81保12電81 8R0XT8O 3川區(qū)反eOS 7507L58W "l.I6M92C -r-l 52Gft*O：。 i .，eus*<KO -23«3He*O：C毋：a»MIh ：爾Z«i «O2長(zhǎng)：mm 日0

10、 03/28日心2： 0N9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6 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。：JS4Vn«W2比4力3皿 ；Z4yjJ*»CC2 zo<xn»*au ?axn«，c<u H4冰g2、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圖9圖10o墩帽模板中間流水槽處設(shè)一道水平拉筋，頂部高出混

11、凝土面100mm處 順橋長(zhǎng)方向設(shè)4道水平拉筋。平面圖9墩帽模板有限元網(wǎng)格模型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。如H 6X43H 的H "SDa|I XCOMAV 31al 出 2141圖11大背楞應(yīng)力圖bg、= 75MPa<cr = 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)力見圖12oMIDAEJCMIS88383 幺 Y01 71lf3YYS S. 53154* KOI M54 見 “y。，_ 5 物 Y01 - OlCMMCU*«»“qgsi8i-S

12、XCCtOODI 七"。9381 1元。181Q.QX7218I “Q八 9I1KQCBTMAX ： 2370N« ： 4Z3Dt«：I" £i "Jem” 口903麻8Rr-nH21 0259圖12縱、橫肋應(yīng)力圖ba=89MPa（司= 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)力見圖13oPCM SrSlT STRCS1G-6FF R國(guó)3 心 ISiF 2Q113A*8】2償 92eK(M-i.的 120nlS3Ai81 g.TMQMCOO圖13面板應(yīng)力圖ba = 59MPa<&

13、lt;T = 140MPa ,強(qiáng)度滿足。5）頂帽模板剛度計(jì)算。工欠修8，、1I575«-CW.7KMU>i WR««8I tO?«*CCO K87：«O i 7wn»*ccoB，2在荷載組合2作用下各節(jié)點(diǎn)位移見圖14。XA4 ; 9247XM ,】CCTtn. «Q 1收.nn 口 .。必*i:，OR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1.7mm,為順橋方 向。6）拉桿強(qiáng)度計(jì)算拉桿采用625鋼筋，在模板中間流水槽位置水平設(shè)一道，高度方向設(shè)圖16墩身模板有限元網(wǎng)格模型3層。通過計(jì)算可知，其最大拉應(yīng)

14、力為142Mpa。拉桿應(yīng)力見下圖。9WA1，W5=YM r、071，“ X彳 gc 2 a. oxc.客,夕3!141 八川“ wyu力 C 2Q7圖15拉桿應(yīng)力圖3、墩身模板計(jì)算（墩身厚2.8m）1）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(zhǎng)方向設(shè)4道水平拉筋。立面?zhèn)让嫫矫鎴D17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ba=91MPavb = 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

15、號(hào)槽鋼，其在荷載組合一作用下應(yīng)力見圖19。NK?ACKiWMS安II IC24冗4.X9l3«*COtCBil*vt< ! IW4>WI ；2lOt#.l®2-d.: CO；初73一力U4I»1圖19縱、橫肋應(yīng)力圖=112MPa4）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。y 4r snb *X»»«3A.CCU 離 MZITSWl T Z?CCClIgJS l.7lOU»*«»»n 1.際81 >2Uy»C>U) MtlWr&#

16、187;CWza< ,， r<lM . !<*<e- xfz q. ayaaaaam*w-圖20面板應(yīng)力圖criiux=35MPa<o- = 210MPa> 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21o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6 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625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2

17、m）1）有限元模型墩身模板有限元模型見圖23圖24o墩身模板中間流水槽處設(shè)一道水平拉筋。平面圖23墩身模板有限元網(wǎng)格模型= 104MPa<cr = 140MPa強(qiáng)度滿足。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。獷 NF-Bl MeWJtwCOt0QCCQ)««CO3CDWlwOOl -1XQ2M»KO IX2XXQ ISCMCX心.9"him - mtir- 1MR i«Wl包：H(nn2I*，q冽匕圖25大背楞應(yīng)力圖2. 02S>3）豎、橫肋強(qiáng)度計(jì)算墩身模板橫肋采用100

18、X 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。Si.wi-wa* l«3«XCCC tZJl>5«»CCCua»fM<0>'：1CW<*OJ2?'wwrnsjj *<m m“ 13) 2 M3r ta.,圖26縱、橫肋應(yīng)力圖max=200MPa4）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27o=46MPavb = 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625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)力圖八、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6 25 精