1、 墩柱模板計(jì)算書一、 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(GB500172003)二、 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

2、度：15；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。新澆混凝土對模板側(cè)向壓力分布見圖1。圖1新澆混凝土對模板側(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，新澆混凝土對模板側(cè)向壓力按下式計(jì)算：在鋼筋混凝土工程施

3、工及驗(yàn)收規(guī)范(GBJ204-83) 中規(guī)定，新澆混凝土對模板側(cè)向壓力按下式計(jì)算：新澆混凝土對模板側(cè)向壓力按下式計(jì)算：Pmax=0.22t0K1K2V1/2Pmax =h式中： Pmax -新澆筑混凝土對模板的最大側(cè)壓力（kN/m2）-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；5090mm時(shí)，取1；110150mm時(shí)，取1.15。Pmax

4、=0.22t0K1K2V1/2=0.22×25×8×1.2×1.15×21/2=85.87 kN/m2h= Pmax/=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級風(fēng)風(fēng)速v=17.220.7m/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

5、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號槽鋼Q235橫肋10mm厚鋼板Q235大

6、背楞25號雙拼槽鋼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 側(cè)面 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。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

7、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。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 側(cè)面 平面圖9 墩帽模板有限元網(wǎng)格模型圖10 墩帽模板三維有

8、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1.7mm，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層。通過計(jì)算可知，其

9、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2.8m）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處順橋長方向設(shè)4道水平拉筋。 立面 側(cè)面 平面圖16 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

10、，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。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圖23圖24。墩身模板中間流水槽處設(shè)一道水平拉筋。 立面 側(cè)面 平面圖23 墩身模板有限

11、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25精扎螺紋鋼，豎向設(shè)3層，頂部高出混凝土面10