墩模模板计算书.

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晋中市城区外环道快速化墩柱模板 计算书


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一、基本条件 1、桥墩模板材料 桥墩施工采用全钢模板，由平面模板和圆弧模板栓接组成，根据施 工方提供的桥墩施工图模板，设计高度 H=15m，包括墩身和变截面部分，面 板为δ =6mm 厚钢板， 模板的竖肋均为[10#， 间距为 （上下差异） L1=35～39cm； 模板的上下法兰为δ 12×100，背楞为双根[16#，间距为 100cm。

2、村料的性能参数 模板全部采用国家大钢厂国标合格钢材。

根据《公路桥函施工技术 规范 JTJ041-89》和《公路桥涵钢结构设计规范》的规定，取： 砼的重力密度：25kN/m3；砼浇筑速度：按 10m3/h 浇筑，桥墩横截面 面积取 2.72m2；算出浇筑速度为 3.6m/h，计算取 1m/h；掺外加剂；砼浇筑 时的温度取 25℃。

钢材用 Q235 钢， 重力密度： 78.5kN/m3； 弹性模量为 206Gpa， 根据《路桥施工计算手册》177 页表 8-7，容许弯曲应力取 181MPa，容许拉 压应力 165MPa。

3、计算荷载 对模板产生侧压力的荷载主要有： 1) 振动器产生的荷载：4.0kN/m2；泵送混凝土产生的冲击荷载： 4.0km/m2；二者不同时计算。

2) 新浇混凝土对模板的侧压力； 荷载组合为：强度检算：1+2；刚度检算：2（不乘荷载分项系数） 当采用内部振捣器，混凝土的浇筑速度在 6m/h 以下时，新浇的普通混凝土


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作用于模板的最大侧压力可按下式计算（路桥施工计算手册）P173；
P  kyh
(1)
当 v/T<0.035 时，h=0.22+24.9v/T； 当 v/T>0.035 时，h=1.53+3.8v/T； 式中：P—新浇混凝土对模板产生的最大侧压力（kPa） ； h--有效压头高度（m） ； v--混凝土浇筑速度（m/h） ； T--混凝土入模时的温度（℃） ； y--混凝土的容重（kN/m3） ； k--外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取 k=1.0，掺缓凝作用的外 加剂时 k=1.2； 根据前述已知条件： 因为： 所以 v/T=2.0/25=0.08 >0.035， h=1.53+3.8v/T=1.53+3.8×0.08=1.83m，
最大侧压力为： P  kyh =1.2×25×1.83=55kN/m2， 因此：荷载设计值为： q 1=1.2×55+1.4×4.0=71.6kN/m2； （检算强度时用） 荷载标准值为： q 2=55kN/m2；(检算刚度时用) 4、检算标准 1) 强度要求满足钢结构设计规范； 2) 结构表面外露的模板，挠度为模板结构跨度的 1/400；


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3) 钢模板面板的变形为 1.5mm； 4) 钢面板的钢楞、肋的变形为 3.0mm； 二、面板的检算 计算简图如下：
图3
面板计算简图
墩模中 2×5.9m 平板模板受力为最大，因此只计算平板模即可。

平板 模面板支承于横肋之间，竖肋间距为 40cm，横肋间距为 50cm，取横竖肋间 的面板为一个计算单元，此处简化为三面固结，一面简支的不利受力状况 进行计算。

区格单元内的板受均布荷载 q；
LX 40   0.8 LY 50
由《路桥施工计算手册》中（P744 页）附表 2—18 可查得：
KMXO  0.0722
Kf  0.00208
KM YO  0.0570
KM X  0.031
KM Y  0.0124
1、强度计算：


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取 1mm 宽面板条作为计算单元，荷载 q 为：
q  0.072 1  0.072 N / mm
求支座弯矩：
0 2 MX  KMXo .q.lX  0.0722  0.072  4002  831.74N.mm
0 2 My  KM yo .q.ly  0.0570  0.072  5002  1026N.mm
面板的载面系数：
1 1 W  bh 2  1 62  6mm3 6 6
弯曲应力为：
 max 
M max 1026   171MPa  181MPa W 6
求跨中弯矩：
2 M X  KMX .q.lX  0.031 0.072  4002  357.12N.mm
2 M y  KMY.q.lY  0.0124  0.072  5002  223.2N.mm
钢板的泊松比 u=0.3，故需换算为：
M x(v)  MX  uMY  357.12  0.3 223.2  424.08N.mm
M y (v)  My  uMx  223.2  0.3 357.12  330.34N.mm
其弯曲应力为：
 max 
M max 424   70.7 MPa  181MPa W 6
面板强度满足要求。

2、刚度验算：


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BO 
Eh3 2.1105  63   41.5 105 N .mm 12(1  u 2 ) 12(1  0.32 ) ql 4 0.072  4004  0.00208   0.92mm BO 41.5 105
W 0.92 1 1    L 400 435 400
W max  Kf .
面板刚度满足要求。

三.竖筋的检算 计算简图如下：
竖肋采用[10#槽钢，简化为去承在背楞上的多跨连续梁， （背楞间距 为 80cm） ，连续承受 40cm 宽的均匀布荷载 q3,则：
q3  0.4q  0.4  71.6  28.64kN / m q4  0.4q  0.4  55  22kN / m
1、 强度计算 实际竖肋是跨度 0.8m 的多跨简支梁，为查手册方便，近似按 3 跨连 续梁计算， （ 《路桥施工计算手册》P763 附表 2-9） ，查表得最大弯矩系数为 0.100，最大剪刀系数 0.600。

跨中最大弯矩为：
M  0.100q3l 2  0.100  28.64  0.82  1.83kN.m
[10#槽钢的截面特性：


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Wx  39.7 102 mm3 Ix  198 104 mm4
 
M 1.83 106   46.1MPa     145MPa wx 39.7 103
竖肋强度满足要求。

2、刚度计算 竖肋的挠度：
' 4 q3 l 22  4004 f    0.4mm  l 400  1mm 384EI x 384 2.06  105  198 104
竖肋刚度满足要求。

四、背楞检算 计算简图如下：
背楞采用两根[16a 的槽钢，背楞的支撑点圆钢拉杆。

拉杆承担平面模 板的所有侧压力，同时还承担半圆弧受到垂直于平模方向的部分侧压力， 这些压力都是由竖向法兰和竖肋传递至背楞，再由背楞传递至拉杆的。

设 背楞所受的集中力大小相同，则: q1 = F3 L（N/mm）
式中: q1 —作用在背楞上的侧压力荷载；


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L — 背楞的间距（mm） F3 — 新浇混凝土对模板产生的最大侧压力(N/㎜ 2) q1 =F3 L=0.04075×850=34.64 N/mm 1、强度计算 [16a#的截面特性：wx=80.5×103mm3 Ix=564×104mm4
 max 
M max  f rx wx
Mmax—背楞最大计算弯矩设计值(N.mm)； rx —截面塑性发展系数, rx=1.0 Wx —背楞在弯矩平面内净截面抵抗矩(㎜ 3) 查表《二跨等跨连续梁》取弯矩系数 Km=-0.105 Mmax= KmqL2 = 0.222×42.75×7502=5.338×106 N.mm Δ max=5.338×106/80.5×103=66.3 N/mm2＜f=235 N/mm2 背楞的强度满足要求。

2、 刚度检算 换算为承受均布载荷的简支梁计算绕度，换算后的均布载荷为 30.56kN/m, q5’=2×0.606ql=2×0.606×30.56×0.75=27.8kN
f 
'' 4 5 q4 l 5 27.8 103  0.754    0.22mm  l 400  2mm 384 EI x 384 2.061011  564108
背楞刚度满足要求。

五、对拉螺栓的检算 经分析，混凝土对模板的最大侧压力为 55kN，拉杆的纵.横向间距各取


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0.8m×0.85m,现选用φ 25 圆钢， 端部加工 M20 螺纹， 其截面积 A=254.47mm2。

则： a. 拉杆所应承受的拉力设计值： N=0.8×0.85×55=37.4KN=37400N b. 计算模板对拉杆强度公式： An—拉杆的净截面积（mm2） f — 拉杆的抗拉强度设计值(f 取 170N/mm2) An.f=254.47×170=43259.9N＞N=37400N 拉杆的强度满足要求。

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