1、附件四墩柱模板计算书一、 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(GB500172003)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、
2、浇注温度：15；4、混凝土塌落度：1618cm；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。附件四图 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
3、计算：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=0.22t0K1K2V1/2Pmax =h式中： Pmax -新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（kN/m2）-混凝土的重力密度（kN/m3）取 25kN/m3t0-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；5090mm 时，取 1
4、；110150mm 时，取 1.15。Pmax=0.22t0K1K2V1/2=0.222581.21.1521/2=85.87 kN/m2h= Pmax/=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max7240kPa1.6.P附件四计计算的依据。2、风荷载计算风荷载强度按下式计算：W=K1K2K3W0W-风荷载强度(Pa)；W0-基本风压值(Pa)， ，8 级风风 速 v=17.220.7m/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=0.826
5、7.8=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； 新 浇注混凝土对侧面模板的压力 倾 倒混凝土时产生的荷载 风 荷载荷载组合 1：+ （用于模板强度计算）荷载组合 2： （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：201W.6V22010.76.8Pa.6V附件四表 1 模板杆件规格杆件 型号 材质面板 6mm 厚钢板 Q2
6、35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，顶部高出混凝土面 100mm 处顺桥长方向设 4 道水平拉筋。立面 侧面平面图 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附件四2）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 4。图 4 大背楞应力图，强度满足。max71MP40Pa3）纵、横肋强度计算墩帽模板纵横肋采用
7、10010mm 钢板，其在荷载组合一作用下应力见图 5。图 5 纵、横肋应力图，强度满足。max58MP140Pa4）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 6。附件四图 6 面板应力图，强度满足。max24MP140Pa5）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。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，只能采用附件四精扎螺纹钢。如设二道拉
8、杆，其最大拉应力为 177MPa。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。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。立面 侧面平面图 9 墩帽模板有限元网格模型附件四图 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 11。图 11 大背楞应力图，强度满足。max75MP140Pa3）纵、横肋强度计算墩帽模板纵横肋采用 10010mm 钢板，其在荷载组合一作用下应力见图 12。图 12 纵、横肋应力图附件四，强度满足。ma
9、x89MP140Pa4）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 13。图 13 面板应力图，强度满足。max59MP140Pa5）顶帽模板刚度计算在荷载组合 2 作用下各节点位移见图 14。图 14 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 1.7mm，为顺桥方向。附件四6）拉杆强度计算拉杆采用 25 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，其最大拉应力为 142MPa。拉杆应力见下图。图 15 拉杆应力图3、墩身模板计算（墩身厚 2.8m）1）有限元模型墩身模板有限元模型见图 16图 17。墩身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。立面 侧面平面图 16 墩身模板有限元网格模型
