桥墩力学检算书

海德路桥墩柱模板检算书

一、计算依据

1、《结构力学》、《材料力学》高教版

2、《施工图设计》、《钻孔桩桥墩、桥台》江苏交通科学研究设计院

3、《桥梁博士点算系统》同济大学

二、工程概况

本套墩身模板为跨威乌高速大桥Φ4.0mx4.0mx9.0m变坡实心墩柱模板，墩柱截面为400cmx900cm,圆端为Φ.04mx4.0m的半圆模板，平板为5.0mx5.0m.。

三、材料主要参数及截面特征

1、A3钢弹性模量E=2.1x10¹¹Pa ,剪切模量G=0.81x10³MPa，密度

ρ=7850kg/m ³;

2、Q235钢板≤20mm的拉、压、弯应力[σ]=215 MPa,,剪应力[στ]=125 MPa；

3、Φ35mm圆柱的拉、压应力[σ]=310MPa；

4、容许挠度[f]=L/500;

5、[10，Wx=39.7cm³,Ix=198.3cm³,A=12.74cm²;

6、[16，Wx=87.1cm³,Ix=609cmτ³,A=21.3 cm²;

四、计算

4.1墩身模板侧压力计算

新筑浇混凝土对模板的侧压力；

γc=25kN/ m³（新浇混凝土容量），t0=5h, β1=1.2(外加剂影响修正系数)，

β2=1.15（砼塌落度影响修正系数），V=2m/h（砼浇筑速度），H=2m(有效压头高度)，pmax1=0.22γc t0β1β2 V½

pmax2=γcH=50 kN/ mm²

根据公路桥涵技术规范（TJT041-2000）,设计载荷由振捣砼时产生的载荷及新浇筑砼对模板的侧压力两项组成。侧压力取上面两式中的最小值。

P1=Min[pmax1, pmax2]=50 kN/ mm².

振捣混凝土对模板的侧压力：当采用泵送混凝土浇筑时，侧压力取6kN/ m²并乘以荷载系数1.4，P2=1.4x6=8.4 kN/ m.

模板侧压力：P= P1+ P2=68.4 k.Pa。因此模板产生的最大设计荷载p=K1xK2xP=1.2x0.85x68.4=69.77。K1为荷载安全系数，取1.2，K2为临时结构荷载折减系数。

4.2模板钢面板计算

模板最大方框尺寸400x400。面板与肋采用断续焊焊接成整体后，取最不利因素，按双向板计算，两边嵌固两边简支，按均布载荷计算。

一、6mm钢板

1、强度验算（钢板以6mm）

lx/ ly=30/50=0.6,查《静力计算手册》，得：Kw=0.0219, Kx=0.0331, Ky=0.0109,

Kxº=-0.0750, Kºy=-0.0572,

钢板的单位宽度b=1mm,、均布力：f=69.77 kN/ m²,q=69.77x1=0.06977 N/ mm

钢板的截面抵抗矩：W=1/6bh²=6mm³,

求支座弯矩：Mxº= Kxºq lx²=-471N.mm

应力为：σmax=Mmax/W=78.5 M.Pa<[σ]=215 M.Pa,满足要求。

求跨中两个方向的弯矩：Mx= Kx q lx²=207.8 N.mm, My= Ky q ly²=190.12 N.mm, 一般钢材v=0.3,对跨中弯矩进行修正，即：

Mx= Mx +vMy=264.8mm, My= My +vMx=252.46mm,

应力为:：σmax=Mmax/W=44.133M.Pa<[σ]=215 M.Pa,满足要求。

2、挠度验算：

板的刚度：B0=Eh³/12(1-v²)=4153800 N.mm,

最大挠度：ωmax =Kw p( lx+4 lx) / B0=0.297mm

综上所述，5mm与6mm钢板均能满足要求，结合现场实际情况，保证质量，选用6mm板。

4.3竖肋计算：

强度验算：

竖肋间距30cm的[10，竖肋是支承在横向主梁上的连续梁，可视为简支梁。

q=0.06977x300=20.931N/mm

验算公式：σmax=Mmax/rxWx≤f,式中rx为截面塑性发展系数=1.0，[10净截面抵抗矩为39700mm³.

最大弯矩为Mmax=M中=1/8ql²=2354620N.mm

σ=Mmax/Wx=59.3 M.Pa<[σ]=215 M.Pa，满足要求。

跨中部分挠度验算：

Vmax=(5-24λ²)q2l³l/(384E lx)=0.133mm

2.1.3横向主梁计算

（1）强度：

衍架杆件内力表如下：（单位：N---mm制）

名称下弦杆上弦杆竖杆斜杆杆件材料[16 [16 [12 [12 轴力Pmax 2384 25407 13595 28822 弯矩Mmax 4939545 610489 1062307 2202349 主应力σmax 124.441 35.321 55.265 78.098 公式：σmax=Pmax/A+Mmax/W

均小于强度设计值[σ],所以，强度满足要求。

（2）刚度：

衍架最大挠度为0.99mm,fmax/l=0.99/2512=1/2500<1/500,所以，刚度满足要。

4.4拉杆验算

模板荷载：F=2.8x1x69.7=195.16KN

拉杆布置为4根Φ30mm圆钢，单根拉杆应力：

σ=F/A=(195.16x1000)/(4x962)=50.7 M.Pa<[σ]=310 M.Pa，满足要求。

五、结论

综合以上检算，墩柱模板设计满足结构稳定及安全需要。