墩柱模板计算.doc

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墩柱模板计算
一、计算依照
1、《铁路桥涵设计基本规范》(-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查收规范》(GBJ204-83)
5、《铁路组合钢模板技术规则》(TBJ211-86)
6、《铁路桥梁钢构造设计规范》(-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、《钢构造设计规范》(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:15℃;
4、混凝土塌落度:16~18cm;
5、;
6、;
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,依据测定,随混凝土的浇筑高度而增添,当浇筑高度达到某一临界时,侧压力就不再增添,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。
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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
72
2
Pmax
2
40kPa


在《钢筋混凝土工程施工及查收规范》(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=
Pmax=γh
式中:
Pmax------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/m3
t0------新浇混凝土的初凝时间(h);
V------混凝土的浇灌速度(m/h);取2m/h
h------有效压头高度;
H------混凝土浇筑层(在水泥初凝时间之内)的厚度(m);
K1------外加剂影响修正系数,;
K2------混凝土塌落度影响系数,当塌落度小于30mm时,;
50~90mm时,取1;110~150mm时,。
Pmax==×25×8×××21/2=
kN/m2
h=Pmax/γ==
由计算比较可知:以上两种规范差异较大,为安全起见,取大值作为
设计计算的依照。
2、风荷载计算
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风荷载强度按下式计算:
W=K1K2K3W0
W------
风荷载强度(Pa);
1
基本风压值(Pa),W0
2
W0------

,8
级风风速
v=~
;
K1------
风载体形系数,取K1=;
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
1V2
1




W=K1K2K3W0=
×=
桥墩受风面积按桥墩实质轮廓面积计算。
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
,此中模板面板采纳4节点薄板单元模拟,横肋、竖肋及大背楞采纳空间梁单元模拟,拉筋采纳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
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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
Q235
1、墩帽模板计算()
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
2)大背楞强度计算
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大背楞采纳3槽25a,在荷载组合1作用下应力见图4。
图4大背楞应力争
max71MPa<140MPa,强度满足。
3)纵、横肋强度计算
墩帽模板纵横肋采纳100×10mm钢板,其在荷载组合一作用下应力
见图5。
图5纵、横肋应力争
max58MPa<140MPa,强度满足。
4)面板强度计算
墩帽模板面板采纳6mm钢板,其在荷载组合一作用下应力见图6。
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图6面板应力争
max
24MPa<140MPa
,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。
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
拉杆采纳φ25精扎螺纹钢筋,在模板中间流水槽地址水平设一道,高度方向设3层。
经过计算可知,如只设一道拉杆,其最大拉应力为284MPa,只好采纳精扎螺纹钢。如设二道拉杆,其最大拉应力为177MPa。
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图8拉杆应力争
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
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图10墩帽模板三维有限元模型
2)大背楞强度计算
大背楞采纳2槽16a,在荷载组合1作用下应力见图11。
图11大背楞应力争
max75MPa<140MPa,强度满足。
3)纵、横肋强度计算
墩帽模板纵横肋采纳100×10mm钢板,其在荷载组合一作用下应力
见图12。
图12纵、横肋应力争
max89MPa<140MPa,强度满足。
4)面板强度计算
墩帽模板面板采纳6mm钢板,其在荷载组合一作用下应力见图13。
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图13面板应力争
max59MPa<140MPa,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14。
图14节点位移图
从图中看出,,为顺桥方向。
6)拉杆强度计算
拉杆采纳φ25钢筋,在模板中间流水槽地址水平设一道,高度方向
设3层。
经过计算可知,其最大拉应力为142MPa。拉杆应力见以下图。
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图15拉杆应力争
3、墩身模板计算()
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
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