大沙沟墩柱模板验算书

中铁十三局神华准池铁路工程
墩柱模板设计说明书
一、适用范围
本图适用于中铁十三局神华准池铁路工程墩身模板.
二、设计依据
（一）《钢结构设计规范》(GBJ 17)；
（二）《建筑工程模板施工手册》，杨嗣信，中国建筑出版社；
（三）《组合钢模板技术规范》（GB50214-2001）；
(四）《建筑结构荷载规范》（GBJ9-87）；
(五）《混凝土结构工程及验收规范》（GBJ5024-92）；
（六）《预应力混凝土梁圆端形实体桥墩直、曲线L=32m+32m简支梁桥墩结构图》。

三、设计原则
（一）施工概况
①采用泵车匀速浇筑；
②设混凝土浇筑速度ν≤3m/h;
③设混凝土坍落度50~90mm，则
β取1.0；
2
④混凝土施工温度取15℃（按春季施工温度考虑），由此得混凝土初凝时间t0=200/(15+15)=6.67h；
⑤混凝土重力密度
γ取25 KN/m3；
⑥混凝土一次性浇注最大高度H=6m；
（二）模板概况
①模板所用材料材质均为Q235钢，拉杆使用φ25圆钢；
②外模面板使用用δ6mm 钢板制作，竖向使用[10#加强，背楞[12#加强。

内模面板使用用δ5mm 钢板制作，竖向使用[10#加强，背楞[10#加强，由于内模纵向加支撑，故不验算内模的受力。

③模板按2。

0m 一节配置，配调节块，可满足所需高度，每节采用￠20螺栓连接。

④主要对面板强度及挠度、竖肋强度及挠度、背楞强度及挠度、拉杆抗拉强度进行验算。

四、结构验算
（一）模板侧压力计算 侧模所受砼侧压力位：
F 1=νββγ2100
22.0t -----------①
F 1=H 0
γ -----------②
1β——外加剂影响修正系数，不掺外加剂取1.0，掺外加剂取1.2；
2β——砼坍落度影响修正系数，当坍落度小于30mm 时取0.85，
50~90mm 时取1.0，110~150mm 时取1.15
F 1=0.22×25 KN/m 3×6.67h ×1×1×3 m/h =63.54KN/㎡-----------① F 2=25 KN/m 3×6m=150KN/㎡ -----------②
根据《模板施工手册》规定取其中较小值，即取①：F 1=63.54KN/㎡。

由振捣产生的荷载F 按6KN/㎡计算，倾倒混凝土时产生的水平荷载值F 按2KN/㎡计算（振捣产生的荷载与倾倒混凝土冲击荷载不同时计算），恒载分项系数取1.2，活载分项系数取1.4，折减调整系数取0.85，则 混凝土侧压力设计值为：F 2=63.54KN/㎡×1.2×0.85=64.81 KN/㎡
振捣力 F 3=6 KN/㎡×1.4×0.85=7.14KN/㎡。

总荷载 F=F 2+F 3 =64.81KN/㎡+7.14 KN/㎡=71.95KN/㎡=0.07195N/mm 2
（二）强度及挠度验算
按面板为两边简支、两边固定验算面板最大正应力，跨度为： 横向肋间距L x =300mm 竖向背楞间距Ly=700mm 板厚h=6mm
1. 面板的强度验算：
取1mm 宽的板条为计算单元， q=0.07195 N/mm 2×1 mm=0.07195 N /mm
由于L x /L y ≈0.5,则取最大弯曲系数为0x m K 约为-0.0843，挠度计算系数K f =0.00261
面板所受弯矩最大值：
M max =0x
m K ·q ·L x 2=0.0843×0.07195N /mm ×（300 mm ）2
=545.88N ·mm 截面抵抗矩：
W x =6
1
×1 mm ×（6 mm ）2=6.0㎜3
面板所受最大正应力为：
δmax=
n
max γx W M =1688.5453⨯∙mm mm N =90.98N/㎜2＜[δ]=215N/㎜
2
γn ------截面塑性发展系数，1.0；
[δ]------许用应力，N/㎜2，Q235钢板许用应力为215N/㎜2。

所以面板强度符合设计要求。

面板挠度 V max =0
4
βx
f
FL K , 取F=0.07195N/㎜2
β0=)
1(1223γ-⨯Eh = ）（23253.01126N/mm 1006.2-⨯⨯⨯mm =4.07×106
N ·㎜
E-------钢板弹性模量，2.06×105 N/㎜2 ； h-------高度（板厚度），mm ； γ------钢板泊松系数，0.3；
则V max =0.00261×mm
N mm mm N ∙⨯⨯64
21007.4)300(/07195.0=0.26㎜
V max =0.26㎜＜300/500=0.6㎜ 所以面板的挠度满足设计要求。

经计算验证5mm 厚面板的挠度为0.64mm,大于6mm,所以面板必须用6mm 厚钢板设计。

2. 竖肋的验算：以背楞为支点 a.竖肋的荷载为;
q=F ·L x =0.07195N/㎜2×300mm=21.59N/㎜ b.竖肋强度的验算：
竖肋设计为10#槽钢
截面抵抗矩 W x =39.7×103㎜3 截面惯性矩 I x =198×104㎜4 竖肋所受正应力为：
δmax =x
x W M γmax =332107.390.1)1000(/59.21125.0mm mm mm N ⨯⨯⨯⨯=67.96N/㎜2＜[δ]=215 N/㎜
2
γx ------截面塑性发展系数，1.0； [δ]------许用应力，N/㎜2； 所以面板竖肋的强度满足设计要求。

a. 竖肋跨中部分挠度验算： V max =
EI
ql 38454=
4
4254
10198/1006.2384)1000(/59.215mm mm N mm mm N ⨯⨯⨯⨯⨯⨯=0.69mm ＜
500l =500
1000=2mm 所以竖肋的挠度（最大）符合设计要求。

如采用8#槽钢，经计算δ
max =106.64N/㎜
2
＜[δ]=215 N/㎜2
所以可满足强度设计要求；V max=1.35＜
500l =500
1000=2mm ，所以竖肋的挠度（最大）符合设计要求。

因此可以采用8#槽钢作竖肋。

3.背楞的验算：（以拉杆为支点的简支梁）
a.荷载 q=F ·L=0.07195N/mm 2×975mm=70.15N/mm F------总荷载，N/mm 2;
L-------相邻背楞间距，mm 。

b.强度验算
背楞所受最大弯矩 M max =
2
8
1ql =1/8×70.15N/mm ×(975mm )2=8.34×106N ·mm 查表得2[12#槽钢
截面惯性矩 Ix=2×391×104 mm 4 截面抵抗矩 W x =2×62.1×103 mm 3
则背楞所受最大应力：
δmax =x x W M γmax =3
36101.6220.11034.8mm
mm N ⨯⨯⨯∙⨯=67.15N/mm 2
δ
max =67.15N/mm 2
＜[δ]=215 N/mm 2
所以背楞挠度符合设计要求 c.背楞挠度验算
则跨中最大挠度为：
V max =
EI
ql 38454
=
4
4254
103912/1006.2384)975(/15.705mm mm N mm mm N ⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=0.51mm ＜
1000l =1000
900=0.9mm 所以背楞挠度满足设计要求。

经验算如使用10#槽钢作背楞，背楞挠度不符合设计要求，应采用12#槽钢作模板背楞。

(三) 对拉杆抗拉强度验算：
F=F ·A=71.95KN/m 2×（0.975m ×1.0m ）=70.15KN F------总荷载，KN/m 2；
A------拉杆作用面积，A=拉杆横向间距×拉杆竖向间距，m 2。

φ25普通圆钢的最大抗拉强度设计值为：
[f]=215 KN/m 2×3.14×(0.0125mm)2×106=105.48KN F=70.15KN ＜[f]
所以φ25普通圆钢的抗拉强度满足设计要求。

考虑到φ22普通圆钢最大抗拉强度设计值为81.6KN ，与实际值太接近，螺栓连接也有一定影响，所以建议采用φ22普通圆钢作对拉杆。

文水县天正安防设备有限公司
2011年11月25日。