墩柱模板计算书计算依据1、《铁路桥涵设计基本规范》(TB10002.1-2005)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》(TB10002.2-2005)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》(GB50017 —2003)二、设计参数取值及要求1、混凝土容重:25kN/m3 ;2、混凝土浇注速度:2m/h ;3、浇注温度:15C;4、混凝土塌落度:16〜18cm ;5 、混凝土外加剂影响系数取1.2 ;6 、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、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 。
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:72。
72x2 ““Pmax 4°kPa.1.6 2 1.6在《钢筋混凝土工程施工及验收规范》(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=°.22 Y0K1K2V1/2Pmax = Y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/m3t° ----- 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------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,当塌落度小于30mm时,取0.85 ;5°90mm 时,取1; 11°〜150mm 时,取1.15。
Pmax=0.22 Y°K1K2V1/2=0.22 X25 X8X1.2 X1.15 >21/2=85.87 kN/m2 h= Pmax/ f=87.87/25=3.43m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二K1K2K3W0W------风荷载强度(Pa);1 2W0——基本风压值(Pa), W0 =16V, 8级风风速v=17.2〜20.7m/s ;K1------风载体形系数,取K仁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 ;W0=丄V2 = —x 20.72 = 267.8Pa1.6 1.6W=K1K2K3W0=0.8 X267.8=214.2Pa桥墩受风面积按桥墩实际轮廓面积计算。
3、倾倒混凝土时产生的荷载取4kN/ m2。
四、荷载组合墩身模板设计考虑了以下荷载;①新浇注混凝土对侧面模板的压力②倾倒混凝土时产生的荷载③风荷载荷载组合1:①+②+③(用于模板强度计算)荷载组合2:①(用于模板刚度计算)五、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10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图2〜图3墩帽模板中间流水槽处设一道水平拉筋, 顺桥长方向设4道水平拉筋。
顶部高出混凝土面100mm处立面平面图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3 )纵、横肋强度计算墩帽模板纵横肋采用100 x iomm钢板,其在荷载组合一作用下应力见MiDA5Kl^POST-PfiCCESSCiR.5.77015a+0014.73430H-KOJ2£O433a-K»]停林■呻8】0XXKWk-KX»-1 ^1679^+0(11-38?2734*+001C3i 2MA^ : 2^20M3N :; 2^44 云岸:■ fl:且知] gSBJZO&SK:-O.4^3Tl-OSO?Z= 0255图5纵、横肋应力图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62 )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4SE*** STRESS -max= 71MPavL「l-140MPa图4大背楞应力图,强度满足。
S.KS5Jt+«iJ5^M073*+MI3424L®fr+ffl)j九申阿2 1$&35*+<WJEJ4G*]*+H11ODOCKK4*<M»•UniEDBgXl -1^^73**001.-a.^zsh+ooi.Hwt : sg!芒芮#tt:NJhM A Sm聊花]罰raws 二max二58MPav L「丨-l40MPa,强度满足。
PQ5T-PR<:H^55OP.rqP J M磁ar+OQiL37E7?*+OCIJ和E5*+CK»3J M727*+™DjOOlXtarrtKH-3OTWSt+-™-J ■SSIM+DO LCB: 1袖胡::)04咖:3TO■H: NAftrh^J 口軒03尼BfZ«W厦fr卉規图6面板应力图fx =24MPav I - MOMPa,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7。
MEDhS/CIHillPQST-PR<»JESS::>RDI5FLACEMETMTT-#HZLZ389fl-HKML.7L3Z3*+<™L302E7eHXB e^L^L&fiWL 对JBL257400L 0XBW0»+™ -3.+K57*-00fi -7i50715ft-00fi -1.3ta37**ODQ -iszaajkft*-iMM-23933W+-(MM3*e?9E*QQQ咖I 7»■H:tti m 凶柯;03尼BfTOH■: B: j^1-04^3Tl-OiSQ?J=巾图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©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ooonei立面 r;用精扎螺纹钢。
如设二道拉杆,其最大拉应力为 177MPa 图9墩帽模板有限元网格模型图8拉杆应力图2、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10平面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21 f :ESI-侧面i^?W*+WK----- Smn>a+D022^?W *+WESA4R9«*DG2图10墩帽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11KM图11大背楞应力图二max = 75MPav I - 140MPa,强度满足。
3 )纵、横肋强度计算墩帽模板纵横肋采用100 x10mm钢板,其在荷载组合一作用下应力见图12MT: PdlPC5T-PRCHZESSWSTRESSSSW3S«*0Ci|533154*-* DO!!I.TIH-na-Dai□J MHOO H'HKO]JQ?L9]«4-O£l2<B I iMAK s 237flMW;畑酣帀丽lBE>!来】L ¥■&:X -O^B3Zi 0.2SS1图12纵、横肋应力图。