墩柱模板计算

1、墩柱模板计算一、 计算依据1、铁路桥涵设计基本规范2、客运专线铁路桥涵工程施工技术指南(TZ213-2005)3、铁路混凝土与砌体工程施工规范(TB10210-2001)4、钢筋混凝土工程施工及验收规范(GBJ204-83)5、铁路组合钢模板技术规则(TBJ211-86)6、铁路桥梁钢结构设计规范7、铁路桥涵施工规范(TB10203-2002)8、京沪高速铁路设计暂行规定(铁建设2004) 9、钢结构设计规范(GB500172003)二、设计参数取值及要求混凝土容重：25kN/m3；2、混凝土浇注速度：2m/h；3、浇注温度：15；4、混凝土塌落度：1618cm；5、混凝土外加剂影响系数取;6

2、、最大墩高17.5m；7、设计风力：8级风；8、模板整体安装完成后，混凝土泵送一次性浇注。三、 ？凤荷载计算1、新浇混凝土对模板侧向压力计算混凝土作用于模板的侧压力，根据测定，随混凝土的浇筑高度而增加, 当浇筑高度达到某一临界时，侧压力就不再增加，此时的侧压力即为新浇 筑混凝土的最大侧压力。侧压力达到最大值的浇筑高度称为混凝土的有效压头。新浇混凝土对模板侧向压力分布见图1。Pncix图1新浇混凝土对模板侧向压力分布图在铁路混凝土与砌体工程施工规范(TB10210-2001)中规定，新浇混 凝土对模板侧向压力按下式计算：12u72x2 s,=40kPau + 1.6 2+1.6在钢筋混凝土工程施

3、工及验收规范(GBJ204-83)中规定，新浇混凝 土对模板侧向压力按下式计算：新浇混凝土对模板侧向压力按下式计算：Pmax= y toKiK2V故Pmax =yh式中：Pmax新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(kN/m2)Y混凝土的重力密度(kN/m3)取25kN/m3to-一新浇混凝土的初凝时间(h)；V-混凝土的浇灌速度(m/h);取2m/hh-有效压头高度；H一一混凝土浇筑层(在水泥初凝时间以内)的厚度(m)；K1-外加剂影响修正系数，掺外加剂时取；K2 混凝土塌落度影响系数，当塌落度小于30mm时，取；5090mm 时，取1； 110150mm时，取。Pmax=vt0KlK2Vl/2=

4、 X25X8X X X21/2= kN/m2h= Pmax/y=25 =由计算比较可知：以上两种规范差别较大，为安全起见，取大值作为 设计计算的依据。2、风荷载计算风荷载强度按下式计算：W=K1K2K3WOW-一风荷载强度（PH；W0基本风压值（Pa）, wo = 7-7'/2 , 8级风风速v二20.7m/s；1 yJK1风载体形系数，取K1二；K2风压高度变化系数，取K2=l；K3-一地形、地理条件系数，取K3=l；= -V2 = x20.72 =267.8Pa1.61.6W= K1K2K3W0二 X 二桥墩受风面积按桥墩实际轮廓而积计算。3、倾倒混凝土时产生的荷载取4kN/m2。

5、五、荷载组合墩身模板设计考虑了以下荷载；新浇注混凝土对侧面模板的压力倾倒混凝土时产生的荷载风荷载荷载组合1：+（用于模板强度计算）荷载组合2：（用于模板刚度计算）计算模型及结果采用有限元软件midas6.7.1进行建模分析，其中模板面板采用4节点 薄板单元模拟，横肋、竖肋及大背楞采用空间梁单元模拟，拉筋采用只受 拉的杆单元模拟。模板杆件规格见下表：表1模板杆件规格杆件型号材质面板6mm厚钢板Q235法兰14mm厚钢板Q235拉筋直径25mm精扎螺纹钢竖肋910号槽钢Q235横肋10mm厚钢板Q235大背楞25号双拼槽钢Q2351、墩帽模板计算（墩身厚2.8m）1）有限元模型墩帽模板有限元模型见

6、图2图3。墩帽模板中间流水槽处设一道水平拉筋，顶部高出混凝土面100mm处 顺桥长方向设4道水平拉筋。平面图2墩帽模板有限元网格模型图3墩帽模板三维有限元模型2）大背楞强度计算大背楞采用3槽25a,在荷载组合1作用下应力见图4。MIDASfOulPNi-g：xr;sc 租 皿，。由Btno4却务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图4大背楞应力图4皿=71MPa<<T = 140MPa ,强度满足。3）纵、横肋强度计算墩帽模板纵横肋采用100义10mm钢板，其在荷载组合一作用下应力见图5oMOAS忙引BEAM STRESSC.7701G00J 4.71433003 3都给ZS01 2 网 02so0, 应TOE00-5AIS08.KCG石2"103*EI-3.72734KOI7.R2G2*JX45S378%iKOi<B： 2f«1A< I 2CQQM】”：询4Ifli：6t2> “a，m、2B明； 03网2>XCg2: 0JK9图5纵、横肋应力图区皿=5

8、8MPavb = 140MPa ,强度满足。4）面板强度计算墩帽模板面板采用6mm钢板，其在荷载组合一作用下应力见图6oMlDASKlvlPO" KOQXCPLN 圻阶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 稣：304MW ： 25Srfti 9M 102MG： Ngsaw： oapaptxBR力也2： 0N9图6面板

9、应力图9皿=24MPavb = 140Mpa ,强度满足。5）顶帽模板刚度计算在荷载组合2作用下各节点位移见图70图10墩帽模板三维有限元模型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电81 8R0XT8O 3川区反eOS 7507L58W "l.I6M92C -r-l 52Gft*O：。 i .，eus*<KO -23«3He*O：C毋：a»MIh ：尔Z«i «O2长：mm 日0

10、 03/28日心2： 0N9图7节点位移图从图中看出，模板在荷载组合2作用下最大位移为2mm,为顺桥方向。6）拉杆强度计算拉杆采用6 25精扎螺纹钢筋，在模板中间流水槽位置水平设一道，高 度方向设3层。通过计算可知，如只设一道拉杆，其最大拉应力为284MPa,只能采用 精扎螺纹钢。如设二道拉杆，其最大拉应力为177MPa。：JS4Vn«W2比4力3皿 ；Z4yjJ*»CC2 zo<xn»*au ?axn«，c<u H4冰g2、墩帽模板计算（墩身厚2m）1）有限元模型墩帽模板有限元模型见图9图10o墩帽模板中间流水槽处设一道水平拉筋，顶部高出混

11、凝土面100mm处 顺桥长方向设4道水平拉筋。平面图9墩帽模板有限元网格模型2）大背楞强度计算大背楞采用2槽16a,在荷载组合1作用下应力见图11。如H 6X43H 的H "SDa|I XCOMAV 31al 出 2141图11大背楞应力图bg、= 75MPa<cr = 140MPa，强度满足。3）纵、横肋强度计算墩帽模板纵横肋采用100X 10mm钢板，其在荷载组合一作用下应力见图12oMIDAEJCMIS88383 幺 Y01 71lf3YYS S. 53154* KOI M54 见 “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图12纵、横肋应力图ba=89MPa（司= 140MPa,强度满足。4）面板强度计算墩帽模板面板采用6mm钢板，其在荷载组合一作用下应力见图13oPCM SrSlT STRCS1G-6FF R国3 心 ISiF 2Q113A*8】2偿 92eK(M-i.的 120nlS3Ai81 g.TMQMCOO图13面板应力图ba = 59MPa<&

13、lt;T = 140MPa ,强度满足。5）顶帽模板刚度计算。工欠修8，、1I575«-CW.7KMU>i WR««8I tO?«*CCO K87：«O i 7wn»*ccoB，2在荷载组合2作用下各节点位移见图14。XA4 ; 9247XM ,】CCTtn. «Q 1收.nn 口 .。必*i:，OR图14节点位移图从图中看出，模板在荷载组合2作用下最大位移为1.7mm,为顺桥方 向。6）拉杆强度计算拉杆采用625钢筋，在模板中间流水槽位置水平设一道，高度方向设图16墩身模板有限元网格模型3层。通过计算可知，其最大拉应

14、力为142Mpa。拉杆应力见下图。9WA1，W5=YM r、071，“ X彳 gc 2 a. oxc.客,夕3!141 八川“ wyu力 C 2Q7图15拉杆应力图3、墩身模板计算（墩身厚2.8m）1）有限元模型墩身模板有限元模型见图16图17«墩身模板中间流水槽处设一道水平拉筋，顶部高出混凝土面100mm处 顺桥长方向设4道水平拉筋。立面侧面平面图17墩身模板三维有限元模型2）大背楞强度计算大背楞采用2槽25a,在荷载组合1作用下应力见图18。图18大背楞应力图ba=91MPavb = 140MPa,强度满足。3）竖、横肋强度计算墩身模板横肋采用100X 10mm钢板，竖肋采用10

15、号槽钢，其在荷载组合一作用下应力见图19。NK?ACKiWMS安II IC24冗4.X9l3«*COtCBil*vt< ! IW4>WI ；2lOt#.l®2-d.: CO；初73一力U4I»1图19纵、横肋应力图=112MPa4）面板强度计算墩身模板面板采用6mm钢板，其在荷载组合一作用下应力见图20。y 4r snb *X»»«3A.CCU 离 MZITSWl T Z?CCClIgJS l.7lOU»*«»»n 1.际81 >2Uy»C>U) MtlWr&#

16、187;CWza< ,， r<lM . !<*<e- xfz q. ayaaaaam*w-图20面板应力图criiux=35MPa<o- = 210MPa> 强度满足。5）墩身模板刚度计算在荷载组合2作用下各节点位移见图21o从图中看出，模板在荷载组合2作用下最大位移为3mm,为顺桥方向。6）拉杆强度计算拉杆采用6 25精扎螺纹钢筋，在模板中间流水槽位置水平设一道，高 度方向设3层。通过计算可知，在模板中间流水槽位置水平设一道拉杆其最大拉应力 为271MPa,须采用625精扎螺纹钢。如设2道，其应力为165 MPa。图22拉杆应力图4、墩身模板计算（墩身厚2

17、m）1）有限元模型墩身模板有限元模型见图23图24o墩身模板中间流水槽处设一道水平拉筋。平面图23墩身模板有限元网格模型= 104MPa<cr = 140MPa强度满足。图24墩身模板三维有限元模型2）大背楞强度计算大背楞采用2槽16a,在荷载组合1作用下应力见图25。犷 NF-Bl MeWJtwCOt0QCCQ)««CO3CDWlwOOl -1XQ2M»KO IX2XXQ ISCMCX心.9"him - mtir- 1MR i«Wl包：H(nn2I*，q冽匕图25大背楞应力图2. 02S>3）竖、横肋强度计算墩身模板横肋采用100

18、X 10mm钢板，竖肋采用10号槽钢，其在荷载组合一作用下应力见图26。Si.wi-wa* l«3«XCCC tZJl>5«»CCCua»fM<0>'：1CW<*OJ2?'wwrnsjj *<m m“ 13) 2 M3r ta.,图26纵、横肋应力图max=200MPa4）面板强度计算墩身模板面板采用6mm钢板，其在荷载组合一作用下应力见图27o=46MPavb = 140MPa ,强度满足。5）墩身模板刚度计算在荷载组合2作用下各节点位移见图28。图28节点位移图从图中看出，模板在荷载组合2作用下最大位移为2mm,为顺桥方向。6）拉杆强度计算拉杆采用625钢筋，在模板中间流水槽位置水平设一道，高度方向设 3层。通过计算可知，其最大拉应力为124Mpa。图29拉杆应力图八、结论计算模型中选取了 2m及2.8m厚桥墩模板进行了计算，均满足强度及 刚度要求，因此在2m及2.8m范围内的模板易满足要求。墩身模板中间流水槽位置水平设一道拉筋，为统一规格，均采用6 25 精