桥梁墩台模板计算方案

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1、新建沪昆客专贵州段CKGZTJ6标段桥梁工程墩台模板检算方案 中铁二十三局集团有限公司沪昆客专贵州段工程指挥部二一年十一月目 录1计算依据- 1 -2 模板受力分析- 1 -2.1 设计荷载- 1 -2.2 容许应力- 3 -2.3 容许挠度- 3 -2.4 模板的弯矩和挠度计算- 3 -2.5 混凝土与模板的粘结力- 4 -3 模板检算- 4 -3.1 侧面模板检算- 4 -3.2 竖肋受力分析- 5 -3.3 背楞验算- 6 -桥梁工程墩台模板检算方案1 计算依据路桥施工计算手册。桥梁墩台混凝土浇筑采用的机械、设备及混凝土原材料等。桥梁墩台实施性施工组织设计。其它相关规定。2 模板受力分析

2、2.1 设计荷载2.1.1 竖向荷载桥梁墩台模板竖向荷载规定见表1。表1 墩台模板承受竖向荷载序号项目材料容重或荷载大小备注1模板容重组合钢模、连接件及钢楞0.75KN/m22钢筋混凝土容重以体积计算的含筋率按2%考虑26KN/m33施工人员、施工料具运输、堆放荷载计算模板及直接支撑模板的小棱，均布荷载取值2.5 KPa4倾倒混凝土时产生的冲击荷载采用串筒或导管倾倒时2 KPa5振捣混凝土时产生的荷载2 KPa6其它可能产生的荷载雪荷载、冬季保暖设施荷载等02.1.2 水平荷载墩台模板水平荷载规定见表2。表2 墩台模板承受水平荷载序号项目荷 载 计 算1新浇混凝土对模板侧面压力采用内部振捣器对

3、竖直模板来说，新浇筑的混凝土的侧压力是它的主要荷载。当混凝土浇筑速度在6m/h以下时，作用于侧面模板的最大压力Pm可按下式计算：(1)空心墩台Pm=Kh=126(1.53+3.83/8 =76.83KPa（其中：当V/T0.035时，h=0.22+24.9V/T；当V/T0.035时，h=1.53+3.8V/T）(2)实体墩Pm=Kh=126(1.53+3.82/8 =64.48KPa（其中：当V/T0.035时，h=0.22+24.9V/T；当V/T0.035时，h=1.53+3.8V/T）式中: Pm为新浇混凝土对侧面模板的最大压力，KPa； h为有效压头高度，m； T为混凝土入模时的温度

4、，冬季取T=8，夏季取T=30； K为外加剂影响系数，不加时，K=1；掺缓凝外加剂时，K=1.2； V为混凝土的浇筑速度，空心墩台取V=3m/h，实体墩取V=2m/h； H为混凝土浇筑层（在水泥初凝时间以内）的高度，m； 为混凝土的容重，KN/m3。泵送砼浇筑施工时泵送混凝土入模温度在10以上时，模板侧压力Pm=4.6V0.25=6.05KPa。2振捣砼时对侧面模板的压力按4.0KPa计3倾倒砼时对侧面模板产生的水平荷载竖直模板由于本工程墩身模板向内、外倾斜角度较大，可认为与倾倒混凝土时产生的冲击荷载相同，即为2KPa。2.1.3 模板、拱架及支架的荷载效应组合墩台只考虑新浇混凝土时对侧面模板

5、的压力和倾倒混凝土时产生的水平荷载，荷载效应组合为：(1)空心墩台76.831.2+21.4=94.996 KPa=0.095N/mm2(2)实体墩 64.481.2+21.4=80.176 KPa=0.08N/mm22.2 容许应力模板属于临时结构，其强度设计采用容许应力法。组合钢模板钢材采用A3号普通碳素钢，其容许应力见表3。表3 钢模板及配件的容许应力（MPa）材种应力种类符号规范规定新钢模板及配件提高系数计算采用A3钢材抗拉、抗压轴向力1401.25175弯曲应力w1451.25181剪应力851.25106注：钢材弹性模量E取2.06105MPa。当钢模板等构件及配件较旧时，提高系数

6、应降低，但不小于1。2.3 容许挠度验算模板刚度时，其容许挠度不得超过表4的规定值。表4 钢模板及配件的容许挠度值序号模板类型容许挠度值符号意义1结构表面外露的模板L/400L-模板构件计算跨度2结构表面隐蔽的模板L/2503钢模板的面板或单块钢模板1.5mm4钢模板的钢楞3mm2.4 模板的弯矩和挠度计算考虑到模板的连续性，在均布荷载下其弯矩及挠度可按表5近似计算。表5 模板弯矩及挠度计算名称均布荷载跨中的集中荷载符号意义弯矩qL2/10PL/6q-沿模板长度的均布荷载；P-集中荷载；L-计算跨径；I-模板截面的惯性矩；E-模板弹性模量。挠度qL4/(128EI)PL3/(77EI)2.5

7、混凝土与模板的粘结力实际施工中，钢模板采用涂刷隔离剂进行脱模。墩台混凝土设计标号为35MPa，涂刷隔离剂时，混凝土与钢模板的法向粘结力平均值为4.1KPa，最大值为9.6KPa；混凝土与钢模板的切向粘结力平均值为3.4KPa，最大值为4.9KPa。3 模板检算本标段墩台模板拟采用如下设计参数：模板材料采用A3号普通碳素钢；单块模板的高度设计为2m，模板间连接采用用螺栓连结；竖肋采用10槽钢，最大间距30cm，间焊于面板上；背楞为25b槽钢,最大间距为100cm；面板采用6mm钢板。3.1侧模面板验算根据附图面板的跨径 Lx=30 Ly=1000，可知 Ly/ Lx=100/30=3.32 面板

8、为单向板，按三等跨连续梁计。 A、实体墩、强度验算:取10mm宽的板条作为计算单元，荷载为： q=0.0810=0.8N/mm 查表可知三等跨连续梁支座处负弯矩最大,其弯矩系数为 k=0.1 M=kqL2 =0.10.83002=7200N.mm 其截面抵抗矩：W=bh2/6=1062/6=60mm3 支座弯矩最大处截面应力：=M/W=7200/60=120N/mm2 =175N/mm2，故其强度可满足要求。、挠度验算：查表可知三等跨连续梁边跨中挠度最大，其挠度系数Kf=0.677， 10mm板的截面惯性矩： I=bh3/12=1063/12=180mm4 则面板挠度：f=Kf.qL4/100

9、EI=0.6770.830041002.06105180 =1.18mm1.5mm 本工程桥规要求面板变形不大于1.5mm，故其刚度可满足要求。B、空心墩、强度验算:取10mm宽的板条作为计算单元，荷载为： q=0.09510=0.95N/mm 查表可知三等跨连续梁支座处负弯矩最大,其弯矩系数为 k=0.1 M=kqL2 =0.10.953002=8550N.mm 其截面抵抗矩：W=bh2/6=1062/6=60mm3 支座弯矩最大处截面应力：=M/W=8550/60=142.5N/mm2 =175N/mm2，故其强度可满足要求。、挠度验算：查表可知三等跨连续梁边跨中挠度最大，其挠度系数Kf=

10、0.677， 10mm板的截面惯性矩： I=bh3/12=1063/12=180mm4 则面板挠度：f=Kf.qL4/100EI=0.6770.9530041002.06105180 =1.4mm1.5mm 本工程桥规要求面板变形不大于1.5mm，故其刚度可满足要求。3.2竖肋受力分析 侧模在2m高度内设有四道横肋，横肋用2根10槽钢焊接成一道横肋，其刚度较大，故进行竖肋受力分析时，简化为三等跨连续梁计算。 A、实体墩每道竖肋10槽钢承受均布线荷载为 q=800.3=24KN/m。 、竖肋强度计算 三等跨连续梁其最大弯矩产生在支座处，查表可知支座负弯矩系数K=0.1，其支座负弯矩值为Mmax=

11、Kql2=0.12412=2.4KNm， 则支座处截面应力=Mmax/W=2.410639.4103=60.9N/mm2=235 N/mm2，故其强度可满足要求。 、竖肋刚度计算 三等跨连续梁的挠度最大产生在边跨跨中位置，查表可得挠度系数f1=0.677，则竖肋的最大挠度为 amax=f1(qlx4/100EI) =0.677（8010004）（1002.06105198.3104） =1.33mm L/500=1000500=2mm，故其刚度可满足要求。B、空心墩每道竖肋10槽钢承受均布线荷载为 q=950.3=28.5KN/m。 、竖肋强度计算 三等跨连续梁其最大弯矩产生在支座处，查表可知

12、支座负弯矩系数K=0.1，其支座负弯矩值为Mmax=Kql2=0.128.512=2.85KNm， 则支座处截面应力=Mmax/W=2.8510639.4103=72.3N/mm2=235 N/mm2，故其强度可满足要求。 、竖肋刚度计算 三等跨连续梁的挠度最大产生在边跨跨中位置，查表可得挠度系数f1=0.677，则竖肋的最大挠度为 amax=f1(qlx4/100EI) =0.677（9510004）（1002.06105198.3104） =1.57mm L/500=1000500=2mm，故其刚度可满足要求。3.3背楞验算A、实体墩、背楞强度计算三等跨连续梁其最大弯矩产生在支座处，查表可

13、知支座负弯矩系数K=0.1，其支座负弯矩值为Mmax=Kql2=0.1801000=8000000Nmm则支座处截面应力= Mmax/2W=8000000/579.210=13.8N/mm=235 N/mm2，故其强度可满足要求。 查表知2W25b=579.210mm 2I25b=7239103mm3 、背楞刚度计算 三等跨连续梁的挠度最大产生在边跨跨中位置，查表可得挠度系数f1=0.677，则竖肋的最大挠度为 amax=f1(qlx4/100EI) =0.677ql4/100EI=0.677（8010004）/(1002.061057239103）=0.36mm L/500=1000500=

14、2mm，故其刚度可满足要求。B、空心墩、背楞强度计算三等跨连续梁其最大弯矩产生在支座处，查表可知支座负弯矩系数K=0.1，其支座负弯矩值为Mmax=Kql2=0.1951000=9500000Nmm则支座处截面应力= Mmax/2W=9500000/579.210=16.4N/mm=235 N/mm2，故其强度可满足要求。 查表知2W25b=579.210mm 2I25b=7239103mm3 、背楞刚度计算 三等跨连续梁的挠度最大产生在边跨跨中位置，查表可得挠度系数f1=0.677，则竖肋的最大挠度为 amax=f1(qlx4/100EI) =0.677ql4/100EI=0.677（9510004）/(1002.061057239103）=0.43mm L/500=1000500=2mm，故其刚度可满足要求。