实心桥墩模力学计算

京沪高铁实心墩柱模力学计算

一、模板强度、刚度检算及选材依据

1、力学分析工状说明：

a型：6*2圆端等截面实心墩b型：6*2.3圆端等截面实心墩

c型：6*2.5圆端等截面实心墩d型：6*2.8圆端等截面实心墩

e型：6.68*3.48圆端变截面实心墩

墩柱模板面板全部采用厚6mm开平板，面板背肋全部采用[10，间距300。横大肋高度方向间距750mm。具体细节如方案图所示。

方案（一）等截面墩柱模板采用起桁架对拉情况如下：

平板大肋附背肋用２*[14b，起桁架用[12、起桁架高度为720mm，中间斜撑用[8。方案（二）墩柱模板采用穿砼对拉情况如下：

a型：4米面2*[14b横大肋最大荷载面积750（高度方向）*1450（宽度方向）。

b型3.7米面2*[14b横大肋最大荷载面积750（高度方向）*1300（宽度方向）。

C型3.5米面2*[14b横大肋最大荷载面积750（高度方向）*1200（宽度方向）。

d型3.2米面2*[14b横大肋最大荷载面积750（高度方向）*1050（宽度方向）。

E型3.2米面2*[14b横大肋最大荷载面积750（高度方向）*1050（宽度方向）。

一次性最大浇注高度取8m，入砼温度取10-15度。

高度方向浇注速度按2米/小时计。

2．浇砼最大侧压力计算：

砼容量r=24 KN/m3

砼初凝时间t0＝200/（气温+15）＝8小时

塌落度取70mm k2=1.15 k1=1.2

最大侧压力取Pmax=0.22 r t0 k1k2 v1/2与Pmax1＝rH较小值

Pmax1＝24*8＝192KN/m2

Pmax=0.22×24×8×1.15*1.2×21/2*=82.4KN/m2

振捣砼对侧面模板的压力为4 KN/m2

Pmax=82.4+4=86.4 KN/m2

两者中取较小值F=86.4KN/m2

（2）混凝土有效压头高度h：

h=F/rc=86.4/24=3.6m

3、模板用料力学性能，用料选取及布置情况说明：

钢材的屈服点取215MPa 抗拉强度取350MPa

W[10＝39.700cm3I[10=198.300cm4

W[14b＝87.1cm3I[14b=609.4cm4

W[12＝50.6cm3I[12=303.9cm4

面板取10cm板条简化为三等跨连续梁验算面板

W厚6＝1/6bh2=10*0.6*0.6/6=0.6cm3 I厚6＝1/12bh3=10*0.6*0.6*0.6/12=0.18cm4 4、面板检算：（厚6mm钢板荷载：0.3米长，0.1米宽，考虑背肋型材腹板厚度，则面板间距按0.28cm计算。）

厚6面板强度：q＝86.4*0.1＝8.64KN/m

弯距＝0.1qL2=0.1*8.64*0.282=0.068KN.m

厚6面板应力＝0.068KN.m/0.6cm3＝113Mpa<215 Mpa

厚6面板刚度：变形＝0.677qL4/100EI＝0.677*8670*0.284/100*2000*0.18＝0.01cm＝1mm

5、竖肋检算：（[10 荷载：0.75米长，0.3米宽）

q＝Ｐmax*Ｌ＝86.4*0.3＝25.92KN/m

弯距＝0.125qL2=0.125*25.92*0.752=1.82KN.m

[10：应力＝1.82KN.m/39.7cm3＝45.8Mpa<215 Mpa

变形＝5qL4/384EI＝5*259.2*754/384*2.1*107*198.3

＝4.1*1010/1.599*1012＝0.026cm＝0.26mm

6、平板骨梁检算（方案二）：

4米面2*[14b横大肋：(荷载：1.5米长，0.75米宽)

q＝Ｐmax*Ｌ＝86.4*0.75＝64.8KN/m

弯距＝0.125qL2=0.125*64.8*1.52=18.3KN.m

支架应力＝18.3KN.m/2*87.1cm3＝105Mpa<215 Mpa

支架最大变形＝5qL4/384EI＝5*648*1504/384*2.1*107*2*609.4

＝1.64*1012/9.8*1012＝0. 17cm＝1.7mm<1.5/500

大面能保证强度，因此小面不用计算。

等截面平板骨梁检算（方案一）：

等截面平板大肋起桁架计算：

桁架支架I总=I1+ 2I2+ A1*L12+ 2A2*L22 =69581

q＝Ｐmax*Ｌ＝86.4*0.75＝64.8KN/m

W X=I总/ L2=1880 cm3

最大弯距：M=1/8qL2=1/8*64.8*52=202KNm

应力=M/Wx=202/1880=107mpa≤[F] =215mpa

有效压头高度h=3.6m，取桁架跨度L=5m用来计算最大挠度变形。

支架最大变形＝5qL4/384EI

＝5*64800*54/（384*2000*69581）

＝0.0038m＝3.8mm

7、螺栓强度验算：

四角对拉M24螺栓的有效直径为22mm考虑，按照1.5米跨度的荷载计算螺栓承受的拉力为：

荷载q=QL1=86.4*0.75=64.8KN/m

64.8*1. 5/cos 45/2=68.5KN＜215*3.14*112/1000=81.7KN

螺栓的拉伸变形量：

ΔL= NL/EA

N----新浇混凝土对模板侧面的最大侧压力（KN/m2）

L---螺栓的有效拉伸距离

A---螺栓的有效截面面积

ΔL= NL/EA

=（64.8*1. 5/cos 45/2）/（2*1011*3.14*0.0112）

=0.0009m=0.9mm

二、墩柱模板的质量要求和设计依据

1、面板全部要求铣边，板边直线度要求误差<0.5mm。

2、平板：模板平整度、直线度不大于0.5mm/米，模板长、宽、高度几何尺寸误差<1mm，对角线误差<2mm。圆弧板：直径高度几何尺寸误差<2mm，目测圆弧度圆滑无平直感。

3、连接孔采用21*30顺长度长条孔，孔中心距砼面误差<0.5mm，孔间距误差<1mm，连接边与面板靠接严密，间隙<0.5mm。保证模板每节间连接错台度<0.5mm和模板间的顺利对接。

4、模板与模板接缝处，拼装间隙<0.5mm，面板错台度<0.5mm，模板拼装后总体（长、宽、高）几何尺寸误差，等截面墩<1.5mm。

5、模板连接边与连接边、连接边与加强板、连接边与背肋端、四角对拉压点、龙骨拉接件点等吃力点全部采用满焊，背肋与面板靠接严密，间隙<1mm，隔200mm焊30mm。划线焊接，以保证焊点的美观度，焊点焊缝要求饱满无夹碴弧坑等缺陷，焊点布置整齐美观。

6、所有钢材均采用大厂生产的钢材，符现行国家标准《碳素结构钢》中A3钢、45号钢等有关标准，结构用型钢均符合国家I级标准的要求。