墩柱模板设计方案

兰新铁路第二双线（新疆段）

风区16mT梁双柱墩模板设计

兰新铁路新疆有限公司

2010年6月

目 录

1． 编制说明 2． 编制依据 3． 桥墩模板设计方案 4． 设计图纸 5． 桥墩模板计算书

新建兰新铁路二线（新疆段）

风区16mT梁模板设计

1． 编制说明

目前，尚未收到非风区16mT梁桥墩参考图，T梁桥墩高度4m到16.5m不等，桥墩形式为双柱门式墩（如图1 所示），风区断面尚不能完全确定，现根据已到图纸和以往项目的桥墩模板施工经验，进行初步设计，仅供参考。

图1 16mT梁桥墩示意图

2． 设计依据

（1）暂按非风区16mT梁桥墩参考图； （2）防风施工等相关要求； （3）《路桥施工计算手册》； （4）《桥梁施工工程手册》；

（5）《混凝土结构工程施工及验收规范》 （6）《钢结构设计规范》 3． 模板设计方案

本方案以10m桥墩为例，进行相关的设计说明。 3.1墩柱模板分节

总体分：墩身2米高三节、1米高一节，墩身总高7米；墩帽高度3米。 该墩柱截面为2.2×1.6米的门式墩柱（详见总组拼图），截面为2.2×2.0米的门式墩柱配模形式同此。 3.2设计原则

从结构特点出发，充分考虑结构施工要求，在满足砼施工质量要求，并保证施工安全的前提下，做到模板最大限度通用，尽可能的减少模板数量和规格，使模板设计制造更符合施工实际要求，达到适用、经济、合理、安全。 3.3材料运用：

桁架式墩柱模板：所有模板面板采用6mm厚热轧钢板，纵肋采用单根[10#槽钢和10mm厚钢板，间距为300mm～400mm；筋板采用10mm厚扁钢，间距为400mm～450mm；墩身背楞采用双[16#槽钢；墩帽正面背楞采用双[40#槽钢，侧面背楞采用双[28#槽钢，竖背楞采用双[32#槽钢。详见细部及总装图。

墩帽背楞采用钩栓与模板活连接，采用四角斜对拉形式，竖背楞采用上下对拉形式；墩身背楞与模板焊接为一体，采用四角斜对拉形式。对拉杆均为体外对拉以满足要求。

模板在截面方向分为4件，正面平板为一件，侧面带圆弧为一件（见图2 所示）。

图2 模板组装示意图

组装时，先将橡胶条紧固在边框上，再将设计的定位销上紧调平模板控制平整度及拼缝后，最后将其余连接螺栓紧固。我方独特的橡胶条及定位销装置能保证模板的拼缝及错台，是保证墩柱外观的关键措施。

模板接缝处理：所有模板采用平口对接的方式，为保证平口对接严密、不漏浆，边

框与面板4公分处打Φ6mm的漏焊孔，标准件连接特制橡胶海绵条加紧。 3.4加工工艺

所有面板采用9m单边铣床铣边，墩身采用折弯机对角部R100mm圆弧处进行点部折弯；墩帽则采用315吨单点压力机分，一次压制成型；纵肋、背楞和角钢采用G4028金属带锯床段节加工，所有圆弧边框仿型火焰切割机或等离子火焰切割机加工；组焊全部为NB-350KR二保焊机焊接。其中在大连湾特大桥工程中，通过此项工艺对我们产品的技术和质量保证得到了验证。

4． 设计图纸

兰新铁路第二双线16mT梁风区桥墩模板图 5． 模板设计计算书

附件116mT梁桥墩模板设计计算书

附件1

16mT梁桥墩模板设计计算书

已知条件：

墩柱高度10m（设计为6小时浇筑完毕），墩身截面为：2.2*1.6m，墩帽截面为：11.4*2.1m。设计模板的面板采用6㎜厚度Q235钢板，墩身纵肋采用10号槽钢，间距350mm左右； 墩帽采用10mm纵横筋板，纵筋间距为350mm、横筋为400mm。考虑墩柱浇筑的外观质量，该批墩柱墩帽部分采用四道通长背楞，并且四道背楞之间用竖向连接背楞连接。浇注时采用泵送混凝土进行浇筑，浇注速度为：1.74m/h。

模板简图（图1）如下图：

图1 模板简图

一、荷载

根据《建筑施工手册》第四版规定,新浇混凝土作用于模板最大侧压力F按下列二式计算，并取二式的较小值 F=0.22rt0β

1β

2V12 (1)

F=rH (2)

式中F——新浇混凝土对侧板的压力(KN/m2) r——混凝土的重力密度(KN/m2)取26

t0——混凝土的初凝时间, T为混凝土的温度,考虑施工温度相对较低可取10℃

t0=200/(T+15)＝200/(10+15)=8 V——混凝土的浇注速度1.74m/h ββ

1——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) ——混凝土坍落度影响修正系数取1.15

2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) 式(1)：F=0.22×26×8×1.2×1.15×1.7412=83.3(KN/㎡) 式(2)：F=26×5.8=150.8(KN/㎡)

取二式中的小值,故取混凝土的侧压力F=83.3(KN/㎡)

倾倒混凝土时荷载标准值查表得6 KN/m2其设计值为F2=6×1.4=8.4 KN/m2 F3= F1 +F2=83.3+8.4=92KN/m2。

二、 面板验算

墩柱面板为单项板，墩帽面板为双向板，取最不利的进行计算： (1)选面板小方格中最不利情况计算:即三面固定一面简支（双向板） (2)强度验算

取10mm宽面板条为计算单元荷载为 q=92×0.010=0.92N/mm

根据lx/ly1,查建筑设计手册“常用结构计算”中“荷载与结构静力计算表”（表2-20） 得

02Mx系数qlx0.060.924008832Nmm20My系数qly0.0550.9240028096Nmm截面抵

2bh抗矩：WxWy621066260mm3

0Mx8832x147.2Nmm2f215Nmm2Wx60y0MyWy8096134.93Nmm2f215Nmm2

60故，面板强度满足要求！ 挠度验算

1.0，从建筑设计手册“常用结构计算”表2-20中查得 根据lx/ly400/400maxql40.0016

KEh3b2.11056310641.5410而K

12(12)12(10.32)max

三、 纵肋计算

0.9240040.00160.91mm1.5mm 641.5410mm，纵肋在工作时承受外力，纵肋的材料规格为10号槽钢，其截面积A12742Ix1983000mm4，ω＝39660

根据背楞的布置，荷载为q0.09240036.8Nmm 纵肋按简支梁计算可知：

σ＝M/w＝1/8*92*0.4*（800^2）/39660＝74N/mm＜215 N/mm，满足要求！ ω＝6*92*0.4*（800^4）/384/210000/ 1983000＝0.6mm＜L/500＝800/500＝1.6mm，满足要求！

四、背楞计算

1、通长背楞采用双【40b#，由于竖向连接背楞的作用，通长背楞上最大的跨度为4330mm：

22通长

背楞强度及挠度计算：

σ＝M/w＝1/8*92*0.8*（4330^2）/ 1833924.01＝94.06N/mm＜215 N/mm，满足

22要求！

ω＝5*92*0.8*（4330^4）/（384*210000* 366784803.25）＝4.3mm＜L/500＝4600/500＝8.8mm，满足要求！ 2、侧面墩帽背楞的计算

采用双【28a#槽钢，跨度为2000mm： 侧面背楞强度及挠度计算：

σ＝M/w＝1/8*92*0.8*（2000^2）/ 668274.63=55.07N/mm＜215 N/mm，满足要

22求！

ω＝5*92*0.8*（2000^4）/（384*210000* 93558448.875）＝0.78mm＜L/500＝2000/500＝4mm，满足要求！ 3、墩身背楞计算

采用双【16#槽钢，跨度为1900mm： 强度及挠度计算：

σ＝M/w＝1/8*92*0.8*（1900^2）/ 230561.86=144.05N/mm＜215 N/mm，满足

22要求！

ω＝5*92*0.8*（1900^4）/（384*210000* 18444948.83）＝3.23mm＜L/500＝1900/500＝3.8mm，满足要求！