怎样计算桥墩钢模板

一、基本资料：

1. 基本尺寸

全钢模板，面板为h=5mm厚钢板；内模竖肋6.3号槽钢，背楞为10号双槽钢，横边框100×8mm钢板；外模竖肋10号槽钢，背楞为14号双槽钢，横边框100×12mm钢板模板；内外模之间对拉螺栓及外模角部斜螺栓直径30mm。模板平面图如图1所示。

图1 模板平面图

2. 材料的性能

根据《建筑结构荷载规范GB 50009-2001》和《建筑工程大模板技术规程JGJ 74-2003》的规定，暂取：

砼的重力密度：26 kN/m3；砼浇筑时温度：20℃；砼浇筑速度：2m/h；掺外加剂。

钢材取Q235钢，重力密度：78.5kN/m3；容许应力为215MPa，不考虑提高系数；弹性模量为206GPa。

根据《混凝土施工技术指南050729》D.0.1之规定，人员机具荷载取2.5kPa。风荷载取1kN/m2。

3. 计算荷载

对模板产生侧压力的荷载主要有三种：

1) 振动器产生的荷载：4.0 kN/m2；或倾倒混凝土产生的冲击荷载：4.0km/m2；二者不同时计算。

2) 新浇混凝土对模板的侧压力；

荷载组合为：强度检算：1+2；刚度检算：2 (不乘荷载分项系数)

当采用内部振捣器，混凝土的浇筑速度在6m/h以下时，新浇的普通混凝土作用于模板的最大侧压力可按下式计算（《桥梁施工工程师手册》P171杨文渊）：

（1）

当v/T<0.035时，h=0.22+24.9v/T;

当v/T>0.035时，h=1.53+3.8v/T;

式中：P——新浇混凝土对模板产生的最大侧压力（kPa）；

H——有效压头高度（m）；

V——混凝土浇筑速度（m/h）；

T——混凝土入模时的温度（℃）；

——混凝土的容重（kN/m3）；

K——外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取k=1.0，掺缓凝作用的外加剂时k=1.2；

根据前述已知条件：

因为

v/T=2.0/20=0.1>0.035，

所以

h＝1.53+3.8v/T=1.53+3.8×0.1＝1.91m

最大侧压力为：

＝1.2×26×1.91＝59.59kN/m2

检算强度时最大荷载设计值为：

1.2×59.59+1.4×4.0＝77.91 kN/m2；

检算刚度时最大荷载标准值为：

59.59 kN/m2；

4. 检算标准

1) 强度要求满足钢结构设计规范；

2) 结构表面外露的模板，挠度为模板结构跨度的1/500；

3) 钢模板面板的变形为1.5mm；

4) 钢面板的钢楞、柱箍的变形为3.0mm；

二、模板整体检算

（一）计算模型

建立整体模型，进行检算，模型示意图如下：

图2 模型平面图

图3 模型立体图

（二）计算荷载

1. 外模荷载

图4 外模荷载

2. 内模荷载

图5 内模荷载

（三）计算结果

1、内模应力

图6 内模整体应力

内模最大应力为192MPa，小于215Mpa，满足要求，下面给出各部分构件应力：图7 内模背楞应力

图8 内模竖肋应力

图9 内模横边框应力

由以上各图看出，内模最大应力192MPa发生在竖肋处，另一方向较大应力190Mpa发生在内模横边框处，但均满足要求。

2、外模应力

图10 外模整体应力

外模最大应力为113MPa，小于215Mpa，满足要求，不再给出各部分构件应力。

3、对拉螺栓应力

图11 对拉螺栓应力

对拉螺栓最大应力为209MPa，小于215Mpa，满足要求。

4、板应力

图12 钢板应力

钢板最大应力为10.5MPa，小于215Mpa，满足要求。

5、整体变形

图13 整体变形示意图

图14 平面变形示意图

内外模板整体最大变形为3.251mm，满足要求。

结论：当混凝土浇注速度在2.0m/h以下时，空心墩的强度和刚度均满足要求