1、附件四墩柱模板計算書一、計算依據(jù)1 、鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范 (TB10002.1-2005)2 、客運專線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南 (TZ213-2005)3 、鐵路混凝土與砌體工程施工規(guī)范 (TB10210-2001)4 、鋼筋混凝土工程施工及驗收規(guī)范 (GBJ204-83)5 、鐵路組合鋼模板技術(shù)規(guī)則 (TBJ211-86)6 、鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 (TB10002.2-2005)7 、鐵路橋涵施工規(guī)范 (TB10203-2002)8、京滬高速鐵路設(shè)計暫行規(guī)定 (鐵建設(shè) 2004)9、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 (GB50017 2003)二、設(shè)計參數(shù)取值及要求1 、混凝土容重： 25kN/m3

2、；2 、混凝土澆注速度： 2m/h ；3、澆注溫度： 15 ；4、混凝土塌落度： 16 18cm ；5 、混凝土外加劑影響系數(shù)取 1.2 ；6 、最大墩高 17.5m ；7、設(shè)計風(fēng)力： 8 級風(fēng)；8、模板整體安裝完成后，混凝土泵送一次性澆注。三、荷載計算1、新澆混凝土對模板側(cè)向壓力計算 混凝土作用于模板的側(cè)壓力，根據(jù)測定，隨混凝土的澆筑高度而增加， 當(dāng)澆筑高度達(dá)到某一臨界時，側(cè)壓力就不再增加，此時的側(cè)壓力即為新澆 筑混凝土的最大側(cè)壓力。側(cè)壓力達(dá)到最大值的澆筑高度稱為混凝土的有效 壓頭。新澆混凝土對模板側(cè)向壓力分布見圖 1。圖 1 新澆混凝土對模板側(cè)向壓力分布圖在鐵路混凝土與砌體工程施工規(guī)范 （

3、TB10210-2001） 中規(guī)定，新澆 混凝土對模板側(cè)向壓力按下式計算：Pmax721.672 22 1.640kPa在鋼筋混凝土工程施工及驗收規(guī)范 （GBJ204-83） 中規(guī)定，新澆混 凝土對模板側(cè)向壓力按下式計算：新澆混凝土對模板側(cè)向壓力按下式計算：Pmax=0.22 t0K1K2V1/2Pmax = h式中：Pmax 新澆筑混凝土對模板的最大側(cè)壓力（ kN/m2 ） 混凝土的重力密度（ kN/m3 ）取 25kN/m3t0 新澆混凝土的初凝時間（ h ）；V 混凝土的澆灌速度（ m/h ） ;取 2m/hh 有效壓頭高度；H 混凝土澆筑層 （在水泥初凝時間以內(nèi)）的厚度 （m）；K1

4、外加劑影響修正系數(shù)，摻外加劑時取 1.2 ；K2 混凝土塌落度影響系數(shù)，當(dāng)塌落度小于 30mm 時，取 0.85 ；50 90mm 時，取 1；110 150mm 時，取 1.15 。Pmax=0.22 t0K1K2V1/2=0.22 ×25 ×8 ×1.2 ×1.15 ×21/2=85.87 kN/m2h= Pmax/ =87.87/25=3.43m由計算比較可知：以上兩種規(guī)范差別較大，為安全起見，取大值作為 設(shè)計計算的依據(jù)。2、風(fēng)荷載計算 風(fēng)荷載強(qiáng)度按下式計算： W=K1K2K3W0 W 風(fēng)荷載強(qiáng)度 (Pa)； 12W0 基本風(fēng)壓值 (Pa

5、)，W0 1.6V 2，8 級風(fēng)風(fēng)速 v=17.2 20.7m/s ；K1 風(fēng)載體形系數(shù)，取 K1=0.8 ；K2 風(fēng)壓高度變化系數(shù)，取 K2=1 ；K3 地形、地理條件系數(shù)，取 K3=1 ；W0 1 V 2 1 20.72 267.8Pa 0 1.6 1.6 W=K1K2K3W0=0.8 ×267.8=214.2Pa 橋墩受風(fēng)面積按橋墩實際輪廓面積計算。3、傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載取 4kN/ m2 。四、荷載組合墩身模板設(shè)計考慮了以下荷載； 新澆注混凝土對側(cè)面模板的壓力 傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載 風(fēng)荷載 荷載組合 1：+ (用于模板強(qiáng)度計算) 荷載組合 2 ： (用于模板剛度計算)五

6、、計算模型及結(jié)果采用有限元軟件 midas6.7.1 進(jìn)行建模分析， 其中模板面板采用 4 節(jié)點 薄板單元模擬，橫肋、豎肋及大背楞采用空間梁單元模擬，拉筋采用只受 拉的桿單元模擬。模板桿件規(guī)格見下表：j 精選附件四表 1 模板桿件規(guī)格桿件型號材質(zhì)面板6mm 厚鋼板Q235法蘭14mm 厚鋼板Q235拉筋直徑 25mm 精扎螺紋 鋼豎肋10 號槽鋼Q235橫肋10mm 厚鋼板Q235大背楞25 號雙拼槽鋼Q2351 、墩帽模板計算（墩身厚 2.8m ）1 ）有限元模型100mm墩帽模板有限元模型見圖 2 圖 3墩帽模板中間流水槽處設(shè)一道水平拉筋，頂部高出混凝土面處順橋長方向設(shè) 4 道水平拉筋立面

7、側(cè)面圖 2 墩帽模板有限元網(wǎng)格模型圖 3 墩帽模板三維有限元模型2）大背楞強(qiáng)度計算大背楞采用 3 槽 25a ，在荷載組合 1 作用下應(yīng)力見圖 4圖 4 大背楞應(yīng)力圖max 71MPa< 140MPa ，強(qiáng)度滿足。3）縱、橫肋強(qiáng)度計算墩帽模板縱橫肋采用 100 ×10mm 鋼板，其在荷載組合一作用下應(yīng)力見圖 5 max 58MPa< 140MPa ，強(qiáng)度滿足。圖 5 縱、橫肋應(yīng)力圖4）面板強(qiáng)度計算墩帽模板面板采用 6mm 鋼板，其在荷載組合一作用下應(yīng)力見圖 6圖 6 面板應(yīng)力圖 max 24MPa<140MPa ，強(qiáng)度滿足。j 精選5）頂帽模板剛度計算 在荷載組合

8、2 作用下各節(jié)點位移見圖 7 。圖 7 節(jié)點位移圖 從圖中看出，模板在荷載組合 2 作用下最大位移為 2mm ，為順橋方向6）拉桿強(qiáng)度計算拉桿采用 25 精扎螺紋鋼筋，在模板中間流水槽位置水平設(shè)一道，高 度方向設(shè) 3 層。通過計算可知，如只設(shè)一道拉桿，其最大拉應(yīng)力為 284MPa ，只能采 用精扎螺紋鋼。如設(shè)二道拉桿，其最大拉應(yīng)力為 177MPa 。2 、墩帽模板計算（墩身厚 2m ）1 ）有限元模型 墩帽模板有限元模型見圖 9圖 10 。墩帽模板中間流水槽處設(shè)一道水平拉筋，頂部高出混凝土面 100mm 處順橋長方向設(shè) 4 道水平拉筋。立面附件四平面圖 9 墩帽模板有限元網(wǎng)格模型圖 10 墩帽

9、模板三維有限元模型2）大背楞強(qiáng)度計算大背楞采用 2 槽 16a ，在荷載組合 1 作用下應(yīng)力見圖 11max圖 11 大背楞應(yīng)力圖75MPa<140MPa ，強(qiáng)度滿足j 精選3）縱、橫肋強(qiáng)度計算墩帽模板縱橫肋采用 100 ×10mm 鋼板，其在荷載組合一作用下應(yīng)力見圖 12圖 12 縱、橫肋應(yīng)力圖max 89MPa< 140MPa ，強(qiáng)度滿足。4）面板強(qiáng)度計算墩帽模板面板采用 6mm 鋼板，其在荷載組合一作用下應(yīng)力見圖 13圖 13 面板應(yīng)力圖 max 59MPa<140MPa ，強(qiáng)度滿足。5）頂帽模板剛度計算 在荷載組合 2 作用下各節(jié)點位移見圖 14圖 14 節(jié)

10、點位移圖從圖中看出，模板在荷載組合 2 作用下最大位移為 1.7mm ，為順橋方 向。6）拉桿強(qiáng)度計算拉桿采用 25 鋼筋，在模板中間流水槽位置水平設(shè)一道，高度方向設(shè) 3 層。通過計算可知，其最大拉應(yīng)力為 142MPa 。拉桿應(yīng)力見下圖。圖 15 拉桿應(yīng)力圖3、墩身模板計算（墩身厚 2.8m）1 ）有限元模型墩身模板有限元模型見圖 16 圖 17墩身模板中間流水槽處設(shè)一道水平拉筋，頂部高出混凝土面 100mm 處順橋長方向設(shè) 4 道水平拉筋。附件四平面圖 16 墩身模板有限元網(wǎng)格模型圖 17 墩身模板三維有限元模型2）大背楞強(qiáng)度計算大背楞采用 2 槽 25a ，在荷載組合 1 作用下應(yīng)力見圖

11、18圖 18 大背楞應(yīng)力圖max 91MPa< 140MPa ，強(qiáng)度滿足。j 精選3）豎、橫肋強(qiáng)度計算墩身模板橫肋采用 100 ×10mm 鋼板，豎肋采用 10 號槽鋼，其在荷載組合一作用下應(yīng)力見圖 19max112MPa圖 19 縱、橫肋應(yīng)力圖4）面板強(qiáng)度計算墩身模板面板采用 6mm 鋼板，其在荷載組合一作用下應(yīng)力見圖 20圖 20 面板應(yīng)力圖 max 35MPa< 210MPa ，強(qiáng)度滿足。 5）墩身模板剛度計算 在荷載組合 2 作用下各節(jié)點位移見圖 21圖 21 節(jié)點位移圖 從圖中看出，模板在荷載組合 2 作用下最大位移為 3mm ，為順橋方向 6）拉桿強(qiáng)度計算拉桿

12、采用 25 精扎螺紋鋼筋，在模板中間流水槽位置水平設(shè)一道，高 度方向設(shè) 3 層。通過計算可知，在模板中間流水槽位置水平設(shè)一道拉桿其最大拉應(yīng)力 為 271MPa ，須采用 25 精扎螺紋鋼。如設(shè) 2 道，其應(yīng)力為 165 MPa圖 22 拉桿應(yīng)力圖4、墩身模板計算（墩身厚 2m）1 ）有限元模型 墩身模板有限元模型見圖 23圖 24 。 墩身模板中間流水槽處設(shè)一道水平拉筋。平面圖 23 墩身模板有限元網(wǎng)格模型圖 24 墩身模板三維有限元模型2）大背楞強(qiáng)度計算大背楞采用 2 槽 16a ，在荷載組合 1 作用下應(yīng)力見圖 25。max圖 25 大背楞應(yīng)力圖104MPa<140MPa，強(qiáng)度滿足。

13、3）豎、橫肋強(qiáng)度計算墩身模板橫肋采用 100 ×10mm 鋼板，豎肋采用 10 號槽鋼，其在荷載組合一作用下應(yīng)力見圖 26圖 26 縱、橫肋應(yīng)力圖max200MPa。4）面板強(qiáng)度計算墩身模板面板采用 6mm 鋼板，其在荷載組合一作用下應(yīng)力見圖 27圖 27 面板應(yīng)力圖 max 46MPa<140MPa ，強(qiáng)度滿足。5）墩身模板剛度計算 在荷載組合 2 作用下各節(jié)點位移見圖 28圖 28 節(jié)點位移圖從圖中看出，模板在荷載組合 2 作用下最大位移為 2mm ，為順橋方向6）拉桿強(qiáng)度計算拉桿采用 25 鋼筋，在模板中間流水槽位置水平設(shè)一道，高度方向設(shè) 3 層。通過計算可知，其最大拉應(yīng)力為 124MPa圖 29 拉桿應(yīng)力圖六、 結(jié)論計算模型中選取了 2m 及 2.8m 厚橋墩模板進(jìn)行了計算， 均滿足強(qiáng)度及 剛度要求，因此在 2m 及 2.8m 范圍內(nèi)的模板易滿足要求。墩身模板中間流水槽位置水平設(shè)一道拉筋，為統(tǒng)一規(guī)格，均采用 25 精扎螺紋鋼；3m 高的模板豎向設(shè) 3 層，2m 及 1.5m 高的模板豎向設(shè) 2 層， 間距 1m ，1m 及 0.5m 高的模板豎向設(shè) 1 層。墩帽模板中間流水槽位置水平設(shè)一道拉筋，采用 25 精扎螺紋鋼，豎 向設(shè) 3 層，