墩柱模板设计方案.doc

兰新铁路第二双线（新疆段）

风区16mT梁双柱墩模板设计

兰新铁路新疆有限公司
2010年6月

目 录

1． 编制说明
2． 编制依据
3． 桥墩模板设计方案
4． 设计图纸
5． 桥墩模板计算书

新建兰新铁路二线（新疆段）
风区16mT梁模板设计

1． 编制说明
目前，尚未收到非风区16mT梁桥墩参考图，T梁桥墩高度4m到16.5m不等，桥墩形式为双柱门式墩（如图1 所示），风区断面尚不能完全确定，现根据已到图纸和以往项目的桥墩模板施工经验，进行初步设计，仅供参考。

图1 16mT梁桥墩示意图

2． 设计依据
（1）暂按非风区16mT梁桥墩参考图；
（2）防风施工等相关要求；
（3）《路桥施工计算手册》；
（4）《桥梁施工工程手册》；
（5）《混凝土结构工程施工及验收规范》
（6）《钢结构设计规范》
3． 模板设计方案
本方案以10m桥墩为例，进行相关的设计说明。
3.1墩柱模板分节
总体分：墩身2米高三节、1米高一节，墩身总高7米；墩帽高度3米。
该墩柱截面为2.2×1.6米的门式墩柱（详见总组拼图），截面为2.2×2.0米的门式墩柱配模形式同此。
3.2设计原则
从结构特点出发，充分考虑结构施工要求，在满足砼施工质量要求，并保证施工安全的前提下，做到模板最大限度通用，尽可能的减少模板数量和规格，使模板设计制造更符合施工实际要求，达到适用、经济、合理、安全。
3.3材料运用：
桁架式墩柱模板：所有模板面板采用6mm厚热轧钢板，纵肋采用单根[10#槽钢和10mm厚钢板，间距为300mm～400mm；筋板采用10mm厚扁钢，间距为400mm～450mm；墩身背楞采用双[16#槽钢；墩帽正面背楞采用双[40#槽钢，侧面背楞采用双[28#槽钢，竖背楞采用双[32#槽钢。详见细部及总装图。
墩帽背楞采用钩栓与模板活连接，采用四角斜对拉形式，竖背楞采用上下对拉形式；墩身背楞与模板焊接为一体，采用四角斜对拉形式对拉杆均为体外对拉以满足要求。
模板在截面方向分为4件，正面平板为一件，侧面带圆弧为一件（见图2 所示）。

图2 模板组装示意图
组装时，先将橡胶条紧固在边框上，再将设计的定位销上紧调平模板控制平整度及拼缝后，最后将其余连接螺栓紧固。我方独特的橡胶条及定位销装置能保证模板的拼缝及错台，是保证墩柱外观的关键措施。
模板接缝处理：所有模板采用平口对接的方式，为保证平口对接严密、不漏浆，边框与面板4公分处打Φ6mm的漏焊孔，标准件连接特制橡胶海绵条加紧。
3.4加工工艺
所有面板采用9m单边铣床铣边，墩身采用折弯机对角部R100mm圆弧处进行点部折弯；墩帽则采用315吨单点压力机分一次压制成型；纵肋、背楞和角钢采用G4028金属带锯床段节加工，所有圆弧边框仿型火焰切割机或等离子火焰切割机加工；组焊全部为NB-350KR二保焊机焊接。其中在大连湾特大桥工程中，通过此项工艺对我们产品的技术和质量保证得到了验证。

4． 设计图纸
兰新铁路第二双线16mT梁风区桥墩模板图
5． 模板设计计算书
附件116mT梁桥墩模板设计计算书

附件1
16mT梁桥墩模板设计计算书
已知条件：
墩柱高度10m（设计为6小时浇筑完毕），墩身截面为：2.2*1.6m，墩帽截面为：11.4*2.1m。设计模板的面板采用6㎜厚度Q235钢板，墩身纵肋采用10号槽钢，间距350mm左右； 墩帽采用10mm纵横筋板，纵筋间距为350mm、横筋为400mm。考虑墩柱浇筑的外观质量，该批墩柱墩帽部分采用四道通长背楞，并且四道背楞之间用竖向连接背楞连接。浇注时采用泵送混凝土进行浇筑，浇注速度为：1.74m/h。
模板简图（图1）如下图：

图1 模板简图
一、荷载
根据《建筑施工手册》第四版规定,新浇混凝土作用于模板最大侧压力F按下列二式计算，并取二式的较小值
F=0.22rtββ (1)
F=rH (2)
式中F——新浇混凝土对侧板的压力(KN/m)
r——混凝土的重力密度(KN/m)取26
t——混凝土的初凝时间, T为混凝土的温度,考虑施工温度相对较低可取10℃
t=200/(T+15)＝200/(10+15)=8
V——混凝土的浇注速度1.74m/h
β——外加剂影响修正系数1.2(不掺外加剂取1,掺具有缓凝作用的外加剂取1.2)
β——混凝土坍落度影响修正系数取1.15
当坍落度小于30mm时，取0.85，当坍落度为50-90mm时，取1.0，当坍落度为110-150mm时，取1.15。
H——混凝土计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度(m)
式(1)：F0.22×26×8×1.2×1.15×1.74=83.3(KN/㎡)
式(2)：F=26×5.8=150.8(KN/㎡)
取二式中的小值,故取混凝土的侧压力F=83.3(KN/㎡)
倾倒混凝土时荷载标准值查表得6 KN/m2其设计值为F2=6×1.4=8.4 KN/m2
F3= F1 +F2=83.3+8.4=92KN/m2。

二、 面板验算
墩柱面板为单项板，墩帽面板为双向板，取最不利的进行计算：
(1)选面板小方格中最不利情况计算:即三面固定一面简支（双向板）
(2)强度验算
取10mm宽面板条为计算单元荷载为
q=92×0.010=0.92N/mm
根据,查建筑设计手册“常用结构计算”中“荷载与结构静力计算表”（表2-20）
得截面抵抗矩：

故，面板强度满足要求！
挠度验算
根据，从建筑设计手册“常用结构计算”表2-20中查得
而

三、 纵肋计算
纵肋在工作时承受外力，纵肋的材料规格为10号槽钢，其截面积，，ω＝39660
根据背楞的布置，荷载为
纵肋按简支梁计算可知：
σ＝M/w＝1/8*92*0.4*（800^2）/39660＝74N/＜215 N/，满足要求！
ω＝6*92*0.4*（800^4）/384/210000/ ＝0.6mm＜L/500＝800/500＝1.6mm，满足要求！

四、背楞计算
1、通长背楞采用双【40b#，由于竖向连接背楞的作用，通长背楞上最大的跨度为4330mm：

通长背楞强度及挠度计算：
σ＝M/w＝1/8*92*0.8*（4330^2）/ 1833924.01＝94.06N/＜215 N/，满足要求！
ω＝5*92*0.8*（4330^4）/（384*210000* 366784803.25）＝4.3mm＜L/500＝4600/500＝8.8mm，满足要求！
2、侧面墩帽背楞的计算
采用双【28a#槽钢，跨度为2000mm：
侧面背楞强度及挠度计算：
σ＝M/w＝1/8*92*0.8*（2000^2）/ 668274.63=55.07N/＜215 N/，满足要求！
ω＝5*92*0.8*（2000^4）/（384*210000* 93558448.875）＝0.78mm＜L/500＝2000/500＝4mm，满足要求！
3、墩身背楞计算
采用双【16#槽钢，跨度为1900mm：
强度及挠度计算：
σ＝M/w＝1/8*92*0.8*（1900^2）/ 230561.86=144.05N/＜215 N/，满足要求！
ω＝5*92*0.8*（1900^4）/（384*210000* 18444948.83）＝3.23mm＜L/500＝1900/500＝3.8mm，满足要求！

5771001803090012095 579036822859633082
5771001803090012386 576137399735760696
5771001803090013594 578077579902515512
5771001803090012387 577164982601818051
5771001803090012138 572131192158918326
5771001803090012359 579036822361076053
5771001803090012356 576135286143791742
5771001803090012355 575087869704693279

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17088100343355275 101866732938832008
17088100343356107 101581152501500522
17088100343356108 101000180059871732
17088100343354295 101074194142687017
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17088100343356185 101775831174086674
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