墩柱模板计算书2012.7.18

1、中 铁 17 局 集 团 第 一 工 程 公 司龙口至青岛高速13标项目墩柱钢模板计算书沧州天龙模板制造有限公司二0一二年七月墩柱模板计算书一、 设计计算依据1、路桥涵设计基本规范(TB10002.1-2005)2、混凝土与砌体工程施工规范(TB10210-2001)3、钢筋混凝土工程施工及验收规范(GBJ204-83)4、路桥施工计算手册(TB10002.2-2005)5、钢结构设计规范(GB500172003)6、公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）二、 设计参数取值及要求1、混凝土容重：25kN/m3；2、混凝土浇筑速度：5m/h；3、混凝土浇筑温度：15；4、混凝土外加

2、剂影响系数取1.2；5、最高墩柱高：15.62m；6、设计风力：8级风；7、模板整体安装完成后，混凝土浇筑使用吊车、料斗及串通工艺一次性浇筑。三、 荷载计算1、新砼对模板侧向压力计算砼作用于模板的侧压力，根据测定，随砼的浇筑高度而增加，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砼的最大侧压力。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。图1:新浇混凝土对模板侧向压力分布图在路桥施工计算手册(2001版)表8-2中规定，当砼浇筑速度在6m/h时，新浇砼对模板侧向压力按下式计算：P=K1K2h当V/T=5/15=0.333>0.

3、035时，h=1.53+3.8V/T式中： P -新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（kN/m2）-混凝土的重力密度（kN/m3）取25kN/m3T-混凝土入模时的温度0C，本工程取150C。V-混凝土的浇灌速度（m/h）;本工程取5m/h。h-有效压头高度；H-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1.2； K2-混凝土塌落度影响系数，取1.15。把以上已知条件代入式中：h= 1.53+3.8V/T =1.53+3.8×0.333=2.795mP=K1K2h= 25×1.2×1.15×2.795= 96.42

4、7KN/m2所以本工程侧压力按P=96.427KN/m2计算（P1）2、风荷载计算风荷载强度按下式计算：W=K1K2K3W0W-风荷载强度(Pa)；W0-基本风压值(Pa)， ，8级风风速v=17.220.7m/s； K1-风载体形系数，取K1=0.8；K2-风压高度变化系数，取K2=1；K3-地形、地理条件系数，取K3=1；W=K1K2K3W0=0.8×267.8=214.2Pa=0.214 KN/m2桥墩受风面积按桥墩实际轮廓面积计算（本项目取墩柱截面2米*2米计算）。3、倾倒混凝土时产生的荷载取4kN/ m2。4、振捣混凝土所产生的荷载2kN/ m2荷载组合墩身模板设计考虑了以

5、下荷载； 新浇注混凝土对侧面模板的压力(96.427KN/m2) 风荷载(0.214 KN/m2) 倾倒混凝土时产生的荷载(4kN/ m2) 振捣砼所产生的荷载（2 kN/ m2）荷载组合1：+ +=102.641 KN/m2四、 模板结构理论计算1、模板杆件规格见下表：表1 模板杆件规格杆件名称型 号材质面板5mm厚钢板Q235法兰100×14mm厚钢板Q235斜拉杆30 圆钢Q235竖肋10#槽钢Q235背楞16双拼槽钢Q2352、检算标准（查路桥施工计算手册表8-11、表8-7）序号类 型范围值符号意义1强度要求满足钢结构设计规范2结构表面外露的模板容许挠度值/400-模板构件

6、计算跨度3钢模板面板的变形<1.5mm4钢模板钢棱、柱箍的变形3.0mm5弯曲应力181MPa6抗拉、抗压轴向力175Mpa7跨中挠度/5003、面板的计算：1）模板厚度的选用:钢结构对钢模板的要求，一般厚度为其跨径的/100；本钢模板横楞最大间距500mm,故=/100=500/100=5mm 所以面板选用5mm厚钢板；2）计算简图：侧面板的计算图示为支承于相邻两横楞和竖肋之上受均匀荷载的板（见a图），3）面板荷载：面板的荷载按102.641 KN/m24）面板的强度和刚度验算在横楞间距为1=500mm=50cm、竖楞间距2=250mm=25cm、面板厚度5mm1/2=500/250=

7、22(按单向板计算)计算夸径=2=250mm=25cm板宽b取500mm=0.5m计；即q=Pb=102.641×0.5=51.32kN·m弯矩Mmax=1/10×q×L2=1/10×51.32×252×10-4=0.32kN·mW=1/6×b×h2=1/6×50×2.7952=65.1m3= Mmax/ W=0.642/65.1×10-3=9.854MPa<w=185 MPamax=(q4)/(128EI)=( 51.32×254)/(128

8、15;2.1×106×(100×0.53)/12) =0.0172cm=0.172mm<1.5mm(容许)面板强度和刚度满足要求。4、竖肋的计算：竖肋用10槽钢，支撑水平间距最大为250mm其I=198.3×10-8m4，W=39.7×10-6m3（I和W值查“型钢截面特征软件”）弯矩M=PL/6=51.32×0.5/6=4276.667N.m弯曲应力=M/W=4276.667÷39.7×10-6=108MPa181 MPa挠度 =PL3 /77EI=(51.32×0.53) /(77×2

9、.1×106×12.7×198.3×10-8)=0.00031m=0.155mm500/400=1.25mm竖肋的强度和刚度满足要求。5、 背楞(柱箍)的计算：采用双拼16，支撑水平间距最大为500mm其单16B槽钢 I=934×10-8 mm4，W=117×10-6mm3（I和W值查“型钢截面特征软件”），则弯矩M = PL/6=51.32×0.5÷6=4276.667N.m弯曲应力=M/W=4276.667÷（2×117×10-6）= 18.276MPa215 MPa挠度 =PL3

10、 /77EI =51.32×0.53÷（77×2×2.1×106×25.1×934×10-8）= 0.000846m=0.846mm3背楞的强度、刚度均满足要求。五、 组合变形：面板和竖楞组合：W=0.172+0.155=0.327mm3mm满足要求。面板和竖楞和背楞组合：W=0.172+0.155+0.846=1.173mm3mm满足要求。六、连接螺栓及斜拉杆的计算：1、模板连接螺栓计算：N=1/2q=1/2×51.32×0.5=12.82knA=N/=12820/215=59.6mm2

11、60;查路桥施工计算手册表8-39得用M12（84mm2、容许拉力N=11.59kn）本模板中选用M20螺栓截面面积A=245mm2 、容许拉力N=33.81 kn M20螺栓(N=33.81 kn)>M12螺栓(N=11.59kn)故满足要求。2、模板斜拉杆螺栓采用4-30圆钢，其截面积7.069cm2N=1/2q=1/2(102.641×0.5)=25.66knA= N/=25660/215=119.35mm2 查路桥施工计算手册表8-39得用M16（157mm2、容许拉力N=21.67kn）就能满足要求本模板选用30圆钢做斜拉杆N=A=7.069×175=1237.07kn>21.67kn所以斜拉杆满足要求。八、吊钩计算：吊钩