立柱模板计算书

墩柱模板计算书

一、基本情况

本圆柱墩高度为24.147m，直径1.8m，采用汽车吊起吊漏斗浇筑，浇注速度3m/h，混凝土施工温度为25℃。

圆柱墩模板由两块半圆模板对接而成，面板采用δ6mm厚钢板，竖肋采用8#槽钢，间距300mm，环肋采用100mm宽、δ8mm的圆弧肋板，法兰采用100mm宽、δ12mm带钢，螺栓采用8.8级M18*60高强螺栓。

验算均取最不利位置进行，为达到安全目的，验算时受力结构模型均取用简支，相当于另外附加了一个安全系数。计算模型中安全系数静载取用1.1，动载取用1.2。

二、混凝土侧压力计算

12F1=0.22rt0β1β2V (1)

F1=rH (2)

式中F1——新浇混凝土对侧板的压力(KN/m)；

r——混凝土的重力密度(KN/m)取25；

t0——混凝土的初凝时间, T为混凝土的温度,按施工温度可取25℃； t0=200/(T+15)＝200/(25+15)=5； V——混凝土的浇注速度3m/h；

β1——外加剂影响修正系数1.2(不掺外加剂取1,掺具有缓凝作用的外加剂取1.2)；

β2——混凝土坍落度影响修正系数取1.15；

当坍落度小于30mm时，取0.85，当坍落度为50-90mm时，取1.0，当坍落度为110-150mm时，取1.15；

H——混凝土计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度(m)

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22式(1)：F1=0.22×25×5×1.2×1.15×3½=65.73KN/m² 式(2)：F1=25×24.147=604(KN/㎡)

取二式中的小值,故取混凝土的侧压力F1=65.73(KN/㎡) 其他动载为施工荷载，按照常规取F2=6(KN/㎡) F=F1×1.1+F2×1.2=65.73×1.1+6×1.2=79.5(KN/㎡)

三、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’＝πrFsinθ 积分后，2N=2πrF

即N=πrF=3.14×0.9×79.5=224.7(KN/m)

四、面板验算

因面板纵肋[8#为通长，环向箍支撑纵肋，面板直接支承在纵向肋上，面板在纵肋上的长宽比大于3，受力结构按照单向板考虑。截取10mm宽面板按简支梁进行验算。

1、截面特性计算

净截面抵抗矩W=bh2=×10×62=60(mm)3 截面惯性矩I=11bh3=×10×63=180(mm)4 12121616 - 2 -

2、面板强度和挠度验算

截取两纵肋间面板，最大净距取33.2cm计算

121ql×79.5×10×3322强度σ=M=8=8=182.6MPa<235MPa 312W60×10bh60.677ql40.677×79.5×10×3324l挠度f===0.173mm<=1.2mm，满足要

100EI100×2.1×106×180×103250求。

由于圆模板理论上法向压力均会转化为切向拉力，实际面板挠度会大大小于按照小截面简支力学模型计算出的结果，上述计算得出的挠度不能代表实际产生的挠度，还需要验算面板抗拉。

3、面板抗拉强度验算

截取10mm断面面板进行面板抗拉强度验算。 拉力T＝224.7×103×1×10－2＝2247（N）

T2247σ===37.5MPa<235MPa S6×10

五、纵肋强度和挠度验算

纵肋为[8#，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，环向肋与连接法兰净距和环向肋之间净距分别为325mm和300mm，取大值325mm计算，按照简支梁模型，受力为均布荷载。

121ql×79.5×300×3252M强度σ==8=8=12.4MPa<235MPa 33WW25.3×10×100.677ql40.677×79.5×300×3254l挠度f===0.008mm<=1.3mm，满足

100EI250100×2.1×105×101×104×103要求。

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六、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。环肋采用100mm宽、δ8mm厚的圆弧肋板。

V=ql=79.5×300×3.14×1800×20/360=7489N 310N=224.7×103×0.314=70556N

受力模型可以简化如下：

N’=2Nsin（20/2）＝24504N>V＝7489N

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，此时只需要验算环肋是否能承受切向拉应力。

T70556σ===88.2MPa<235MPa，满足要求。 S8×100

七、法兰及连接螺栓强度计算

1、法兰抗剪承载力计算

法兰材料为Q235钢材[τ]=85N/㎜²、100mm宽、δ12mm厚的钢板，螺栓孔间距为150mm,孔径20mm,连接螺栓为8.8级M18×60高强螺栓。

单孔抗剪承载力=Dπhτ=20×π×12×100=75.36 KN 2τ=150.72KN＞T=224.7×0.15=33.7KN 故法兰复核抗剪承载力要求。

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2、连接螺栓强度计算

在模板连接中，螺栓只承受拉力，螺栓为8.8级M18*60高强螺栓；查《桥梁施工计算手册》得ft=190N/mm²,螺栓有效内径14.93mm.

单个螺栓承受拉力F=D²πft/4=14.93²×π×190/4=33.2KN 2F=66.4KN＞T＝33.7KN 故螺栓抗拉承载力符合要求。

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