铁路墩墩身模板计算书.docx

连镇铁路五峰山大桥南引线S21铁路墩

墩
身
模
板
计
算
书

一、墩身模板总体说明
S21墩身模板采用6mm钢板作面板，用槽钢[10作纵肋，外模圆弧段后横肋采用钢板组合箱形截面：腹板高200mm,间距70mm,厚度10mm。翼缘板宽180mm,厚度10mm；外模直线段后横肋采用双［20a组合；内模圆弧段后横肋采用钢板组合箱形截面：腹板高160mm,间距70mm，厚度10mm。翼缘板宽160mm,厚度10mm；内模直线段后横肋采用双［20a组合，腹板净间距50mm。箱形截面形式如下图：

图1 圆弧段横肋截面（单位：mm）
外模：钢面板与纵横肋共同受力，直面段设置精轧螺纹拉杆与内模对拉，圆弧段不设置拉杆；墩身模板标准段配置成3m段，非标准段底部设置调整节，以便倒用到其他墩身。
内模：钢面板与纵横肋共同受力，直面段设置精轧螺纹拉杆与外模对拉，圆弧段不设置拉杆，内模灌注砼时不平衡侧压力由墩身内部的钢筋绑扎脚手架钢管对撑平衡；墩身模板标准段配置成3m段，底部非标准段设置木模。
墩身模板截面图如下：

图2 墩身模板横截面图（单位：mm）

二、模板设计依据
（1）模板的计算参照《建筑施工手册》第四版、《简明施工计算手册》第三版、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等规范、《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》。
（2）在建公安长江大桥中铁大桥局二公司项目项目、在建沪通长江大桥中铁大桥局四公司项目、沪通长江大桥中交二航局项目等。
三、计算依据
（1）模板支撑体系尺寸
模板纵肋间距: 300(mm)
后横肋间距: 300(mm),1200(mm), 1200(mm), 300(mm)
（2）混凝土参数
混凝土每次分节浇筑高度: 6(m)
混凝土浇筑速度:≤6m/小时（控制值）
（3）材料参数
钢材，Q235。
① 面板：δ=6mm钢板
②模板纵肋: [10a
③后横肋:外模圆弧段模板为组合箱形截面，H=210mm,B=180mm；内模圆弧段模板为组合箱形截面，H=170mm,B=160mm；直线段模板为双［20a组合，腹板净间距50mm。
④法兰螺栓: M20，8.8级普栓。
⑤对拉螺杆: Ø25精轧螺纹，PSB1080级。
四、模板荷载标准值计算
（1）混凝土侧压力值：
新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列公式计算，并取其中的较小值:

F1=0.22×25×6×1.2×1.15×=111.54kN/m2
F2=25×6=150kN/m2
备注：初凝时间选取6小时。
取较小值111.54kN/m2。
（2）荷载标准值：
1）考虑混凝土振捣时对侧面模板的荷载4kPa，倾倒混凝土时产生的荷载混凝土2kPa,荷载标准值为:F设=111.54×1.2+6×1.4=142.25kN/m2
2）有效压头高度：h=142.25/25=5.68m
综合，模板荷载标准值取：142.25kN/m2最不利计算。
五、模板荷载标准值计算
（1）面板计算：
1）强度验算
跨度/板厚=300/6=50<100，属小挠度连续板。
M=系数×ql2
W=(1/6)bh2
σ=M/W=(0.1×1.4225×3002)/[(1/6)×10×62]
=213.38MPa<215 MPa，符合要求。
2）挠度验算
I=(1/12)bh3=(1/12)×10×63=180
ωmax=系数×[(ql4)/(100EI)]
=0.677×[(1.4225×3004)/(100×2.06×105×180)]
=2.71mm<1200/400=3mm，符合要求。
（2）纵肋计算：
纵肋无悬挑，近似按三跨连续梁计算。
计算荷载为：q=0.14225×300=42.68N/mm
1）强度验算
M=系数×ql2=0.1×42.68×10042=614.59×104N.mm
槽钢[10的截面抵抗矩和惯心矩为：
W=39.7×103mm3；I=198×104mm4
σ=M/W=614.59×104/(39.7×103)=154.81MPa<215 MPa，符合要求。
2) 挠度验算
ωmax=系数×[(ql4)/(100EI)]
=0.677×[(42.68×12004)/(100×2.06×105×198×104)]
=1.47mm<1200/400=3mm，符合要求。
（3）后横肋计算：
因为纵肋较密，所以后横肋近似按承受均布荷载计算。
计算荷载为：q=0.14225×1200=170.7N/mm。
1）外模圆弧段π/2处横肋拉应力：

说明：选取最底端B10处圆弧模板作为计算参考，该圆弧模板半径为：2556mm。

说明：外模组合横肋截面面积为（180×10+200×10×2）mm2。
2）外模圆弧段特殊情况：横肋加工时，出现旁弯，即横肋弱轴上出现弯矩，

，符合要求。
说明：1）组合截面：
2）现场加工严格控制旁弯。
3）内模圆弧段π/2处横肋压应力：

说明：选取最底端B7处圆弧模板作为计算参考，该圆弧模板半径为：1700mm。
，符合要求。
4）内模圆弧段特殊情况：横肋加工时，出现旁弯，即横肋弱轴上出现弯矩，

，
符合要求。
说明：1）组合截面：
2）现场加工严格控制旁弯。

5）内外模直线段横肋弯曲强度：

，符合要求。
（4）连接螺栓计算：外模受力最大，以外模考虑。
1）直模与圆弧段模板连接螺栓抗拉应力:
合力与（3）之 1）相同:
1.法兰连接螺栓：
1200mm范围内法兰布置有为8个20普栓，考虑实际施工时30%失效，破断力: ,符合要求。
2．横肋连接螺栓：
1200mm范围内法兰连接螺栓全部失效后，仅靠横肋4个螺栓受力，破断力：
，符合要求
说明：普栓8.8级，破断应力784MPa。
2）直线段与圆弧段模板连接螺栓剪应力：
该处传递直模反力为：
法兰螺栓抗剪：,符合要求。
（5)精轧螺纹钢筋计算：
精轧螺纹钢筋选用，PSB1080级，最低抗拉强度：1230MPa。
直面模板中心拉杆受力较大：
,符合要求。
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