桥梁工程圆柱墩模板计算书

圆柱墩模板计算书本标段墩身全部为柱式墩，柱式墩直径1.5m和1.8m两种；最高墩柱21.366m。

柱式墩施工采用翻模分段施工的方法，分段长度为6m，墩柱高度小于6m的一次性浇筑成型。

模板分节高度最大2m。

一、计算依据1、《建筑施工手册》—模板工程2、《建筑工程大模板技术规程》（JGJ74-2003）3、《路桥施工计算手册》4、《钢结构设计规范》(GB50017—2003)5、《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）6、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-1986）7、《钢筋混凝土工程施工及验收规范》(GBJ204-1983)8、施工图纸二、设计参数取值及要求1、混凝土容重：26kN/m3；2、混凝土浇注速度：3m/h；3、浇注温度：15℃；4、混凝土塌落度：16～18cm；5、混凝土外加剂影响系数取1.2；6、设计风力：8级风；7、模板整体安装完成后，混凝土泵送一次性浇注。

三、荷载计算1、新浇混凝土对模板侧向压力计算混凝土作用于模板的侧压力，根据测定，随混凝土的浇筑高度而增加，当浇筑高度达到某一临界时，侧压力就不再增加，此时的侧压力即为新浇筑混凝土的最大侧压力。

侧压力达到最大值的浇筑高度称为混凝土的有效压头。

新浇混凝土对模板侧向压力分布见图1。

图1 新浇混凝土对模板侧向压力分布图按照《建筑工程大模板技术规程》（JGJ74-2003）附录B ，新浇筑的混凝土作用于模板的最大侧压力，可按下列两式计算，并取其最小值：式中：F ------新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（KN/m 2）。

γc ------混凝土的重力密度（kN/m 3），根据设计图纸取26kN/m 3。

t 0------新浇混凝土的初凝时间（h ）,可按实测确定，当缺乏实验资料时，可采用t =200/(T +15)计算，取t 0=5h 。

T ------混凝土的温度（25°C ）。

V ------混凝土的浇灌速度（m/h ），取3m/h 。

H ------混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（m ）；取6m 。

β1---- 外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0；掺缓凝外加剂取1.2，该工程取1.2。

β2-----混凝土坍落度影响系数，当坍落度小于100mm 时，取1.10；不小于100mm 时，取1.15。

本计算取1.15。

=0.22×26×5×1.2×1.15×31/2=68.36kN/m 2=26×6.0=156kN/m 2取二者中的较小值F =68.36kN/m 2作为新浇混凝土对模板水平侧压力的标准值。

2.倾倒混凝土时产生的水平荷载标准值考虑倾倒混凝土产生的水平活载荷标准值取值4kN/m 2（泵送混凝土）。

3.振捣混凝土时产生的水平荷载标准值振捣混凝土时产生的水平荷载标准值取值4kN/m 2（作用范围在新浇筑的混凝土侧压力的有效压头高度之内）。

四、 荷载组合墩柱模板设计考虑了以下荷载：① 新浇注混凝土对侧面模板的压力② 倾倒混凝土时产生的荷载③ 振捣混凝土时产生的荷载计算模板及其支架的荷载设计值时，应采用荷载标准值乘以相应的荷载分项系数求得，荷载分项系数见下表：2/121022.0V t F c ββγ=H F c γ=2/121022.0V t F c ββγ=H F c γ=荷载组合1：①+②+③（用于模板强度计算）F 设=1.2×68.36+1.4×(4+4)=93.23kN/m 2荷载组合2：① （用于模板刚度计算）F 设=1.2×68.36=82kN/m 2五、 径向拉力计算根据圆筒承压计算模型，标准圆形压力容器承受的法向压力均转化为径向拉力。

采用微分，法向压力F ’＝πrFsin θ积分后，rF rF rF d rF N ππθπθθπππ2)11(cos sin 200=---=-==⎰即N=πrF=π*0.9*93.23=263.6(kN/m)六、 模板受力验算圆柱的截面结构形式为圆弧，半径为r=900mm ；模板单节最大高度2000mm,面板厚度为6mm ；竖肋为[8#槽钢，间距378mm ；环肋为[8#槽钢，间距400mm ；模板连接螺栓为M20*32。

表1 模板杆件规格圆柱墩模板截面示意图5.1 板面验算按双向面板设计和考虑。

面板计算按模板展开形状计算。

根据混凝土浇注情况，取板面中的一个区格作为计算单元。

图中A区格看作三面固定、一面简支，B区格看作四面固定；C区格看作二面固定、两面简支。

取最不利的A区格计算。

右图是其受力简图，为三面固定、一面简支式。

1）面板的强度校核选取lmm宽的板条作为计算单元，线荷载为：q=0.093×1=0.093N/mm根据lx/ly=378/400=0.945，查《路桥施工计算手册》中附表2-18，得弯矩系数，计算弯矩，得到：Mx=系数*ql2=-0.06342*0.093*378*378=-842.74N mmMy=系数*ql2=-0.05585*0.093*400*400=-831.05N mm截面抵抗矩：Wx=Wy=bh2/6=6mm3(式中:b板宽，取1mm；h板厚，为6mm).面板的最大内应力为:σx=Mx/Wx=842.74/6=140.46 N/mm2<f=215N/mm2σy=My/Wy=831.05/6=138.51 N/mm2<f=215N/mm2故满足强度要求。

2）面板的挠度校核：选取lmm宽的板条作为计算单元，线荷载为：q=0.082×1=0.082N/mm查《路桥施工计算手册》中附表2-18，得挠度系数为0.001732。

K=Eh3/(12(1-υ2)=206000*63/(12*(1-0.32))=4074725.3；ω=O.001732ql4/k=0.001732*0.082*3784/4074725.3max=0.71 mm ≦[ω]=L/400=378/400=0.95mm ；(L 取较小值)故满足刚度要求。

因此,在最大压力下，圆弧模强度刚度足够，满足施工要求。

3）面板抗拉强度验算截取1cm 断面面板进行面板抗拉强度验算。

拉力T ＝263.6×103×1×10－2＝2636（N ）б=T/S=2636/(6×10-3×1×10－2)=43.9 N/mm 2<215 N/mm 25.2 纵肋验算纵肋为[8#槽钢，间距a=378mm ，为主受力结构，支撑来自面板传递过来的力。

纵肋的支承部件为环向肋，环向肋与连接法兰间距和环向肋之间间距均为b=400mm ，取l =400mm 计算。

按照三跨连续梁模型计算，查表得[8#槽钢的W=25.3cm 3，I=101.3cm 4。

取E=2.06*105N/mm 2。

(1)强度验算受力为均布荷载q=F 设*a=93.23*0.378=35.24 kN/m=35.24 N/mm 。

22322N/m m 215N/m m 29.22103.2540024.351.01.0<=⨯⨯⨯===W ql W M σ (2)挠度验算受力为均布荷载q=F 设*a=82*0.378=35.24 kN/m=31 N/mm 。

mm l mm EI ql f 1400/03.0103.1011006.210040031677.0100677.04544=<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==，满足要求。

5.3 环肋验算模板设计按照1/2圆进行设计，纵肋呈对称分布，传递到环向肋的力均向切向和法向分散，向外的力受到切向力的约束。

环肋为[8#槽钢。

V=F 设×a ×b=93.23×0.378×0.4=14096NN=263.6×0.4=105440N受力模型可以简化如下：V ’=2Nsin （24o /2）＝2×105440×sin(12o )=43844N>V ＝14096N该情况下，向外的力受到强大的约束，根据环形受力结构的原理，也可以得出整体受力的环状结构均转化为切向力，只有整体向外的趋势，而没有不均衡变形的趋势，此时只需要验算环向箍是否能承受切向拉应力。

T=N=105440N ，查表得：[8#槽钢截面积S=10.24cm 2222/215/97.1021024.10105440mm N mm N S T <=⨯==σ 满足要求。

5.4 螺栓数目验算法兰采用螺栓进行连接紧固，采用普通M20螺栓，螺栓有效截面积为A=245mm 2，抗拉强度设计值ƒ=170N/mm 2，螺栓孔间距15cm 。

柱箍体需承受的竖向压力N=263.6(kN/m)螺栓承受的拉力Nt=263.6×0.15=39540N ，则：Nt/A=39540/245=161.4 N/mm 2<ƒ=170N/mm 2，满足要求。

七、 结论计算模型中选取了高2m 、半径1.8m 的圆墩柱模板进行了计算，均满足强度及刚度要求，因此在高2m 、半径1.8m 范围内的模板亦满足要求。

根据验算结果：2m 高模板按15cm 间距布置，需配14个M20普通螺栓，数量较多，可增大螺栓直径，从而减少螺栓数目，如M24@200mm ，M30@300mm 均可满足要求。

也可采用8.8级高强螺栓从而减少螺栓数目。