某特大桥桥墩专用定型钢模板计算书

某特大桥桥墩专用定型钢模板计算书

1、工程概况

本桥墩柱（身）共计91根（包括C、D匝道和楼梯），薄壁墩4个，其中φ0.8m 8根，φ1.2m 16根，φ1.3m 2根，φ1.5m 59根，φ1.8m 6根。薄壁墩施工采用翻模施工，每次浇筑高度为4.5m，墩柱采用整根一次浇筑到顶。

2、墩柱钢模板检算

墩柱模板采用两块半圆形钢模拼制连接使用，每块高度按2.5m设计。圆弧钢模板面板均采用δ＝6mm厚钢板，φ0.8m、φ1.2m 、φ1.3m的钢模板竖肋（内楞）采用［6.3槽钢，间距40cm，半圆形水平肋（外楞）采用［6.3槽钢，间距40cm。φ1.5m的钢模板竖肋（内楞）采用［8槽钢，间距40cm，半圆形水平肋（外楞）采用［10槽钢，间距40cm。φ1.8m的钢模板竖肋（内楞）采用［6.3槽钢，间距27cm，半圆形水平肋（外楞）采用［6.3槽钢，间距40cm。连接螺栓采用一端带帽一端带螺纹的三号圆钢拉杆。

由于模板属于临时结构，故强度验算时采用容许应力法进行（不考虑荷载分项系数）。 2.3圆柱钢模板验算

2.3.1 直径φ1.8m墩柱钢模板

对于φ1.8m最高墩柱为14#墩，高度为14.452m。 ⑴水平荷载计算

①混凝土对模板的最大侧压力：F＝0.22γt0β1β2v1/2 式中：γ—混凝土的自重密度，取26kN/m3；

t0—新浇混凝土的初凝时间，可采用t0＝200/(T＋15）,T为砼入模温度(℃)，取25,则t0＝5.0；

β1—外加剂影响修正系数,因掺缓凝剂取1.2；

β2—砼坍落度影响修正系数,坍落度控制在50mm～9mm，取1.0； v—混凝土浇筑速度（m/h）,取3.0；

所以 F＝0.22×26×5×1.2×1.0×3＝59.44kN/m

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②振捣砼对侧面模板的压力：按4.0kPa计算,荷载分项系数1.4。 ③倾倒砼时冲击产生的水平荷载：按4.0kPa计算，荷载分项系数1.4。 水平压力为：Fm＝59.44＋（4.0＋4.0）＝67.44kN/m2

④考虑到模板的连续性，按连续梁计算（计算跨径l＝27cm，竖向上宽度b取100cm），将侧压力化为线布荷载：

q＝67.44kN/m2×1.0m＝67.44kN/m ⑵钢面板验算

钢材容许弯曲应力 [σw]＝145MPa，[τ]＝85MPa， E ＝2.1×105MPa， 截面抵抗矩：W ＝bh2/6＝1.0×0.0062/6＝6×10-6m3 截面惯性矩：I ＝bh3/12＝1.0×0.0063/12＝1.8×10-8m4 ①强度验算：

弯矩计算：Mmax＝ ql 2/10＝67.44×0.272/10＝0.49kN〃m

则σ＝Mmax/W＝0.49×106N〃mm/6×103mm3＝81.7＜[σw]＝145MPa 满足要求。 ②刚度验算：

f ＝ql 4/( 150EI )＝67.44×2704/(150×2.1×105×1.8×104) ＝0.63mm＜[f0]＝l/400 ＝270/400 ＝0.675mm 满足要求。 ⑶竖肋（内楞）验算

竖肋（内楞）间距为27cm，半圆形水平肋（外楞）间距为40cm，考虑到槽钢的连续性，按三等跨连续梁计算，计算跨径为l＝40cm。

①荷载计算：q＝67.44kN/m2×0.27×0.4/0.27＝26.98 kN/m ②强度验算：

钢材容许弯曲应力 [σw]＝145MPa，[τ]＝85MPa， E ＝2.1×105MPa， 截面抵抗矩：Wy ＝8.5cm3 截面惯性矩：Iy ＝11.9cm4 A＝8.45cm2 ③弯矩计算：Mmax＝ ql 2/10＝26.98×0.42/10＝0.43kN〃m

则σ＝Mmax/W＝0.43×106N〃mm/8.5×103mm3＝50.5 MPa＜[σw]＝145 满足要求。 ④剪力验算：

Q＝0.607ql＝0.607×26.98×0.4＝6.55 kN

τ＝Q/A＝6.55×103N/8.45×102mm2＝7.75 MPa＜[τ]＝85MPa 满足要求。 ⑤刚度验算：

f ＝ql 4/( 150EI )＝26.98×4004/(150×2.1×105×11.9×104) ＝0.184mm＜[f0]＝l/400 ＝400/400 ＝1mm 满足要求。 ⑷两半圆形模板对接连接螺栓验算 ①荷载计算：

对拉螺栓的受力T=qD/2=26.98kN/m×1.8m/2=24.28kN ②验算：

查《路桥施工计算手册》表8-39： φ16螺栓容许拉力[N ]=21.67kN φ18螺栓容许拉力[N ]=26.5kN φ20螺栓容许拉力[N ]=33.81kN

所以，采用φ18螺栓（一端带帽一端带螺纹的三号圆钢）即可满足要求，实际采用φ20螺栓，完全满足要求。

⑸由于半圆形模板连接螺栓能满足要求，半圆形水平肋（外楞）采用的是槽钢，其拉应力为[σ]＝140MPa，远远满足要求。

2.3.2 直径φ0.8m、φ1.2m 、φ1.3m、φ1.5m墩柱的钢模板

对于φ0.8m、φ1.2m 、φ1.3m、φ1.5m的钢模板验算，由以上φ1.8m钢模验算可得，其钢板、竖肋（内楞）、半圆形水平肋（外楞）亦是完全满足要求，对拉连接螺栓所受的拉应力反而会更小些，所以，螺栓也完全满足要求。