墩柱模板计算书2012.7.18

'龙口-青岛公路莱西（沈海高速）至城阳13标段中铁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沧州天龙模板制造有限公司8/8 龙口-青岛公路莱西（沈海高速）至城阳13标段墩柱模板计算书一、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》(GB50017—2003)6、《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）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。沧州天龙模板制造有限公司8/8 龙口-青岛公路莱西（沈海高速）至城阳13标段图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=γK1K2h当V/T=5/15=0.333>0.035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）γ------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=γK1K2h=25×1.2×1.15×2.795=96.427KN/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=K1K2K3W0沧州天龙模板制造有限公司8/8 龙口-青岛公路莱西（沈海高速）至城阳13标段W------风荷载强度(Pa)；W0------基本风压值(Pa)，，8级风风速v=17.2～20.7m/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=0.214KN/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下荷载；①新浇注混凝土对侧面模板的压力(96.427KN/m2)②风荷载(0.214KN/m2)③倾倒混凝土时产生的荷载(4kN/m2)④振捣砼所产生的荷载（2kN/m2）荷载组合1：①+②+③+④=102.641KN/m2一、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沧州天龙模板制造有限公司8/8 龙口-青岛公路莱西（沈海高速）至城阳13标段斜拉杆ф30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ωι/400ι---模板构件计算跨度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σω181MPa6抗拉、抗压轴向力σ175Mpa7跨中挠度≤ι/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ι/100；本钢模板横楞最大间距500mm,故δ=ι/100=500/100=5mm所以面板选用5mm厚钢板；2）计算简图：侧面板的计算沧州天龙模板制造有限公司8/8 龙口-青岛公路莱西（沈海高速）至城阳13标段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102.641KN/m24）面板的强度和刚度验算在横楞间距为ι1=500mm=50cm、竖楞间距ι2=250mm=25cm、面板厚度5mmι1/ι2=500/250=2≤2(按单向板计算)计算夸径ι=ι2=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=65.1m3σ=Mmax/W=0.642/65.1×10-3=9.854MPa<[σw]=185MPaƒmax=(qι4)/(128EI)=(51.32×254)/(128×2.1×106×((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σ=M/W=4276.667÷39.7×10-6=108MPa＜181MPa挠度ƒ=PL3/77EI=(51.32×0.53)/(77×2.1×106×12.7×198.3×10-8)=0.00031m=0.155mm＜500/400=1.25mm沧州天龙模板制造有限公司8/8 龙口-青岛公路莱西（沈海高速）至城阳13标段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=934×10-8mm4，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σ=M/W=4276.667÷（2×117×10-6）=18.276MPa＜215MPa挠度ƒ=PL3/77EI=51.32×0.53÷（77×2×2.1×106×25.1×934×10-8）=0.000846m=0.846mm≤3㎜背楞的强度、刚度均满足要求。一、组合变形：面板和竖楞组合：W=0.172+0.155=0.327mm＜3mm满足要求。面板和竖楞和背楞组合：W=0.172+0.155+0.846=1.173mm＜3mm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=1/2qι=1/2×51.32×0.5=12.82knA=N/ƒ=12820/215=59.6mm2 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=33.81knM20螺栓(N=33.81kn)>M12螺栓(N=11.59kn)沧州天龙模板制造有限公司8/8 龙口-青岛公路莱西（沈海高速）至城阳13标段故满足要求。2、模板斜拉杆螺栓采用4-Φ30圆钢，其截面积7.069cm2N=1/2qι=1/2(102.641×0.5)=25.66knA=N/ƒ=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Φ30圆钢做斜拉杆N=Aσ=7.069×175=1237.07kn>21.67kn所以斜拉杆满足要求。八、吊钩计算：吊钩采用Φ20圆钢，截面面积Ａ＝314.22mm2，每块柱模板上设2个吊钩，按吊装模板自重计算，模板自重荷载设计值取系数1.3，即Ｐx＝1.3×0.75=0.975T.σ=Ｐx/Ａ=9750/(2×314.2)=15.51N/mm2<[σ]=215N/mm2均满足要求。具体尺寸及构造详见桥墩模板方案图。沧州天龙模板制造有限公司2012-5-21沧州天龙模板制造有限公司8/8'