墩柱模板计算.doc

目录
一、编制说明 2
1.1 设计依据 2
1.2 工程概况 2
1.3 设计说明 2
1.3.1 模板构造 2
1.3.2 材料容许应力 3
1.3.3 内力符号规定 3
1.3.4 基本假设 3
二 、混凝土侧压力计算 3
三、钢模板设计计算 4
3.1 面板计算 4
3.2 竖肋计算 5
3.2.1柱身竖肋 5
3.2.2 柱帽竖肋 6
3.3 背楞计算 8
3.3.1长背楞计算 8
3.3.2短边背楞计算 12
3.4 拉杆计算： 13
3.5 模板结构说明 14
后附 模板的结构图 14

郑徐客运专线ZXZQ5标段一分部
桥墩模板计算书
一、编制说明
1.1 设计依据
（1）设定的施工参数：
浇筑速度2m/h；
混凝土添加具有缓凝作用的外加剂，取β1=1.20；
混凝土坍落度暂定：180～220mm；取β2=1.20；
模板使用有拉筋模式设计；
面板采用δ=6mm热轧钢板；
刚度要求：搭接（包括边墙基础）部分变形不超过2mm，其他部分变形不超过1mm；
标准段分节高度2m，调整节按1m、0.5m配节；
所有模板接缝按平口加工。
（2）《铁路混凝土工程施工技术指南》 铁建设（2010）241号；
（3）《钢结构设计规范》
（4）《混凝土结构工程施工及验收规范》
（5）《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB10002.2-2005）
（6）《郑徐客运专线施工图 商丘特大桥 郑徐客专施图（桥）-9-Ⅰ》；
（7）郑徐客运专线施工图 桥梁综合参考图一（桥参）-2 郑徐客专施图（桥参）-4；铁路综合接地系统、沉降观测以及郑西公司下发其他的图纸文件等；
1.2 工程概况
本工程为郑徐铁路桥梁工程，涉及到的有墩柱规格有2×6m（直墩）及3.2×9，本计算书为2×6（直墩）的设计计算。
1.3 设计说明
1.3.1 模板构造
模板采用Q235B钢材加工，各断面由4块模板组拼而成，接缝为平口，加固方式按有对拉筋及无对拉筋两种分别验算。
1.3.2 材料容许应力
板材根据《钢结构设计规范》（GB50017-2003）规定
Q235钢材（t≤16mm）：
型钢按《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB10002.2-2005）规定

1.3.3 内力符号规定
轴力：拉力为正，压力为负；
应力：拉应力为正，压应力为负；
其它内力规定同结构力学的规定。
1.3.4 基本假设
1）混凝土作用在面板上的侧压力为连续均布荷载
2）横竖肋所受的力均为连续均布荷载，且每两道竖肋间的荷载均由单根竖肋承担。
3）背楞承担由竖肋传递的集中荷载，为了便于计算，按照均布荷载计算。
4）背楞按1m间距设置。
二 、混凝土侧压力计算
混凝土侧压力标准值：按《施工手册》，混凝土侧压力，按下列公式计算:

其中 γ -- 混凝土的重力密度，取25kN/m3；
t -- 新浇混凝土的初凝时间；
V -- 混凝土的浇筑速度，取4m/h；
H -- 模板计算高度，取10m；
β1-- 外加剂影响修正系数，取1.20；
β2-- 混凝土坍落度影响修正系数，取1.20。

取两者的较小值，既取
三、钢模板设计计算
3.1 面板计算
面板采用6mm钢板，被肋板按1：1比例分隔成若干受力单元，面板简化为三边固定一边简支计算。
1）强度验算
面板的截面系数W=bh2/6=1*62/6=6mm3

应力为：
σmax=Mmax/W= Mmax/6≤215N/mm2
Mmax≤1290N·mm
查表得-0.0600，-0.0550， 0.0227 0.0168 ，0.00160。
取1mm宽的板条作为计算单元，荷载为：
q=0.095×1=0.095 N/mm
求支座弯距：
·q·=-0.06×0.095×=-5.7×10-3N·mm
·q·=-0.055×0.1×
Mmax=Mx
5.7×10-3≤1290N·mm
lx≤467mm
取l=400mm。
求跨中弯距：
·q·=0.0227×0.095×4002=345.04N·mm
·q·=0.0168×0.095×4002=255.36N·mm
钢板的泊松比ν=0.3，故需换算
+v=345.04+0.3×255.36=421.65N·mm
+v=255.36+0.3×345.04=358.87N·mm
应力为：
σmax===70.28N/mm2<215 N/mm2
满足要求。
2）挠度验算
B0===41.5×105 N·mm
wmax==0.0016×≤mm
l≤379mm
应对面板跨度进行调整，考虑模板变形尚应满足整体变形要求，跨度取400mm。
wmax==0.0016×＝0.94mm
3.2 竖肋计算
3.2.1柱身竖肋
根据面板跨度确定竖肋间距为400mm，采用[ 10#槽钢，
荷载q=Fh=0.095×400=38N/mm
[10#槽钢的截面系数W=39660mm3，惯性矩I=1.98×106mm4
竖肋按三跨跨度1000mm的连续梁计算。
查表可知：
（图2）
Mmax=0.1*ql2=0.1*38*10002=3.8×106N·mm
VA=0.4*ql=0.4*38*1=15.2KN
VB=(0.6+0.5)ql=1.1*38*1=41.8KN
1）强度验算
σmax===95.81N/mm2<140 N/mm2

合格,可以使用。
2）挠度验算
边跨部分挠度
w===0.64mm
=<
满足要求。
跨中部分挠度
w===0.05mm
=<
满足要求。
3.2.2 柱帽竖肋
竖肋间距400mm，受力情况如图3

竖肋采用12mm板，宽120mm

根据受力简图，用力学求解器可得：
（图3）

（弯矩图） （剪力）
最大弯矩M=2.7KN·m
最大剪力V=16.9KN
1）强度验算
σmax===93.75N/mm2<140 N/mm2

合格,可以使用。
2）挠度验算
用力学求解器计算可知，竖肋的最大变形发生在最下一段，挠度值

合格

（变形图）
3.3 背楞计算
3.3.1长背楞计算
背楞间距1000mm，采用双拼20a槽钢贴一块钢板，设一道对拉杆。
钢板厚10mm，宽190mm
计算后可知组合后的形心x’轴距离x轴26mm。

W=404762mm3 A=7666mm2
荷载q=Fh=0.095×1000=95N/mm
1）柱身
长背楞两端由斜拉杆连接，中间设对拉杆，按两跨连续梁计算。
（图4）
用力学求解器计算：

（弯矩图）

（剪力图）
①强度验算
σmax==

满足强度要求
②挠度验算
用力学计算器求解可得最大变形：

变形图

变形检验：
和承台相接处面板和竖肋组合：合格
其他位置面板和竖肋组合：
面板和背楞组合： 合格
2）柱帽的计算
柱帽的受力简图如图5，根据柱帽受力情况计算柱帽各横向背楞的受力
q1=5.6KN/m2
q2=25×3.5+5.6=93.1KN/m2
该处只需计算各支点反力即可知道各横向背楞的受力情况。
由图可知各道背楞受力为：
q1=9.8+13.7=23.5KN/m

q2=16.56+17.09=33.65KN/m

q3=45.57+32.3=77.87KN/m

（支点反力图）
第一道背楞的受力

（弯矩图）

（剪力图）
Mmax=16.02KN·m
Vmax=34.23KN
最大变形：0.4mm
第二道背楞的受力

（弯矩图）

（剪力图）
Mmax=20.64KN·m
Vmax=46.3KN
最大变形：0.37mm
第三道背楞

（弯矩图）

（剪力图）
Mmax=45.79KN·m
Vmax=104.49KN
最大变形：0.88mm
①强度验算
取3道背楞的最大弯矩及最大剪力检算
σmax==

满足强度要求
②挠度验算
面板和背楞组合： 合格
3.3.2短边背楞计算
结构短边为圆端型，结构可以做到自稳，故背楞模型为：支撑在模板上的梁，承受斜拉杆传递的斜向拉力。
短边背楞按最宽的模板进行设计，按简支梁计算，跨度为700mm。
圆端与平板选用同型号的背楞，即选用25a槽钢。
（图三）
由长背楞的受力简图可以算出F=46.64/cos45°=65.96KN

①强度验算
σmax==

合格
②挠度验算

3.4 拉杆计算：
模板所受的侧压力通过横向大肋传递到对拉杆，最终被对拉杆承受，对拉杆所承受的力即为各支点的支点反力。对拉及斜拉均取柱身及柱帽的最大级。
长边大肋受力如图3及柱帽各道背楞受力图所示，
对如图形式分析计算可得最大支点反力为
RB=258.82 KN
对拉杆受力F1=258.82KN
拉杆均为轴心受拉构件，计算公式为：
σ= Rn /An＜[σ]
An—构件净截面面积；
[σ]—钢材容许应力，采用Φ25圆钢，按动荷载1.4系数取值。
[σ]/1.4=785/1.4=560Mpa
对拉杆所需要的最小断面面积为
A=F1/560=258820/560=463mm2
Φ25圆钢的有效面积A=490 mm2
选用Φ25圆钢可满足受力要求。
斜拉杆受力F2=65.96KN <258.82KN，和对拉选用同等规格拉筋。
实际最高墩12m，采用Φ32圆钢拉杆。
3.5 模板结构说明
经过上述计算可以确定模板各构件为：
有对拉筋：
面板：δ6
竖肋：[ 10#槽钢，间距400mm
背楞：双拼25b槽钢贴一断面δ10×190的钢板
对拉筋：Φ32圆钢

后附 模板的结构图