墩身模板计算书.doc
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瓯海大道东延及枢纽集散系统工程
（滨海大道高架桥梁工程）
墩身模板、支架计算书
中交一公局
瓯海大道东延及枢纽集散系统工程项目经理部
2014年6月
2
目录
一、本标段墩身结构形式 3
二、设计依据 4
三、计算参数 4
一）结构参数 4
二）荷载参数 6
四、墩身模板设计 6
一）墩身模板设计 6
二）、墩身模板验算 7
（一）荷载计算 9
（二）检算标准 9
（三）面板验算 9
（四）内肋验算 10
（五）外肋验算 10
（六）边角对拉螺杆计算 14
（七）对拉角件计算 14
三）墩身模板验算结论 15
五、墩身横梁模板、支架设计 15
一）横梁结构尺寸 15
二）横梁支架设计 15
三）横梁模板验算 15
（一）荷载计算 15
（二）底、侧模板面板验算 16
（三）侧模板内肋验算 17
（四）侧模外肋验算 17
（五）对拉螺杆计算 18
（六）横梁支架模板验算 18
（七）立杆稳定性计算 20
四）横梁模板支架验算结论 22
一、本标段墩身结构形式
本工程主线采用双柱花瓶式墩，单柱花瓶墩，根据高度和截面形式的控制要求，挑选共14种形式墩柱，墩柱形式如下。
桥墩形式
每桥最高墩
桥型
最大断面
尺寸
横梁（M）
备注
最大高度/M
墩号
（长×宽）/M
（长×宽）
单柱花瓶式
14.77
4
B1
9.0×3.5
双面曲线
双柱花瓶式
15.179
30
B2
2.2×2.5
6.8×2.0
双面曲线
双柱花瓶式
15.349
2
B4
1.7×1.7
6.8×1.2
双面曲线
单柱花瓶式
15.714
24
B5
2.5×2.0
双面曲线
双柱花瓶式
15.685
28
B3-2
1.7×2.0
6.8×1.5
双面曲线
双柱花瓶式
14.375
10
BS3
1.7×1.7
6.8×1.2
四面曲线
双柱花瓶式
15.208
25
BS4
1.7×2.0
6.8×1.5
四面曲线
单柱花瓶式
15.078
39
BS5
2.5×2.0
双面曲线
双柱直立柱式
1.068
60
BS2-1
1.7×2.4
双柱花瓶式
15.617
29
BS2-2
1.7×2.0
6.8×1.5
四面曲线
单柱直立柱
17.33
28
BF2
1.7×2.0
单柱花瓶式
16.853
25
BFS2
1.7×2.0
双面曲线
单柱直立柱
9.434
51
BF1
2.5×3.0
单柱花瓶式
9.406
53
BFS1
2.0×2.0
双面曲线
从表中可知，墩高为12m以下采用一次浇筑，12.5～20m以下两次浇筑。
本计算书墩身模板按以下最不利形式计算并确定模板结构形式：
立柱模板验算汇总表
宽度
大横梁
小横梁
板厚
型号
间距
型号
间距
2米以内
16b
700
8
300
6mm
2.2-2.5米以内
20b
700
8
300
6mm
3米
22a
700
8
300
6mm
3.5米
25b
700
8
300
6mm
二、设计依据
1、《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011；
2、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025-86；
3、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008；
4、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001；
5、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011；
6、《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ166-2008；
7、《简明施工计算手册》；
8、《实用建筑结构静力计算手册》；
9、《路桥施工常用数据手册》；
10、《建筑施工计算手册》；
11、《路桥施工计算手册》；
12、《瓯海大道东向延伸及枢纽集散系统（瓯海大道东延立交及立交以南段）工程》两阶段施工图设计
三、计算参数
一）结构参数
1、混凝土容重，钢筋混凝土容重;
2、混凝土浇筑速度（按最小断面1.7m×1.7m，每罐车9m3计算）
混凝土初凝时间
外加剂修整系数[不掺加具有缓凝作用的外加剂]，混凝土坍落度影响修正系数【《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008】P14
3、6mm厚钢板截面模量（每延米）W=6.0cm3，惯性距（每延米）I=1.8cm4，弹性模量E=2.1×105MPa，容许应力[σ]=140MPa，，允许抗拉、抗压和抗弯强度，允许抗剪强度，重力密度78.5KN/m3（取1米宽计算重力密度0.47KN/m2）；
4、［8型钢腹板厚度d=5mm，截面模量W=25.3cm3，惯性距I=101.3cm4，半截面面积距Sz=15.1cm3，截面积A=10.24cm2，弹性模量E=2.1×105MPa，自重q=0.0804KN/m，容许应力[σ]=140MPa，，允许抗拉、抗压和抗弯强度，允许抗剪强度；
5、［16b型钢腹板厚度d=8.5mm，截面模量W=116.8cm3，惯性距I=934.5cm4，半截面面积距Sz=70.3cm3，截面积A=25.15cm2，弹性模量E=2.1×105MPa，自重q=0.1975KN/m，容许应力[σ]=140MPa，，允许抗拉、抗压和抗弯强度，允许抗剪强度；
6、[20b型钢腹板厚度d=9mm，截面模量W=191.4cm3，惯性距I=1913.7cm4，半截面面积距Sz=114.7cm3，截面积A=32.83cm2，弹性模量E=2.1×105MPa，自重q=0.258KN/m，容许应力[σ]=140MPa，，允许抗拉、抗压和抗弯强度，允许抗剪强度；
7、[22a型钢腹板厚度d=7mm，截面模量W=218cm3，惯性距I=2394cm4，半截面面积距Sz=127.6cm3，截面积A=31.8cm2，弹性模量E=2.1×105MPa，自重q=0.25KN/m，容许应力[σ]=140MPa，，允许抗拉、抗压和抗弯强度，允许抗剪强度；
8、[25b型钢腹板厚度t=12mm，截面模量W=289.6cm3，惯性距I=3619.5cm4，半截面面积距Sz=173.5cm3，截面积A=39.91cm2，弹性模量E=2.1×105MPa，自重q=0.3133KN/m，容许应力[σ]=140MPa，，允许抗拉、抗压和抗弯强度，允许抗剪强度；
9、螺杆ф30截面积S=706.9mm2，容许应力[σ]=140Mpa，允许抗拉强度。
10、10×10杉木枋：
容许弯应力，，W=1/6×BH2=167cm3，I=1/12*BH3=833cm4，E=10×103Mpa，自重q=0.07KN/m；
11、普通48×3.5钢管，考虑负公差，其力学参数按48*3的钢管计算。
其，I=π（D4-d4）/64=10.78cm4，，，，E=2.1×105Mpa，自重q=0.038KN/m。
二）荷载参数
1、施工人员及设备荷载标准值：
=2.5KN/m2
2、振捣砼时产生的荷载标准值：
=2.0KN/m2（水平模板）、=4.0KN/m2（垂直模板）
3、水平风荷载标准值：
[《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ166-2008]
式中：
—风压高度变化系数，取1.14[JGJ166-2008附录D，B类，15m]
—风荷载体型系数
，[按1平方，平均每米2根较不利计]，，因<0.1，取0.97，取，则，
—基本风压，取0.45KN/m2[《建筑结构荷载规范》GB50009-2001]
则，
四、墩身模板设计
一）墩身模板设计
模板采用钢模施工，钢模板面板采用6mm钢板，内肋为[8型钢，竖向布置，间距30cm；截面面尺寸200cm以内，外肋采用双[16b型钢；截面面尺寸220~250cm的外肋骨架采用双[20b型钢，截面面尺寸300cm的外肋骨架采用双[22a型钢，截面面尺寸350cm的外肋骨架采用双[25b型钢，横向布置，间距70cm；外肋边角螺杆采用ф30螺杆。
二）、墩身模板验算
\
墩身模板受力示意图
（一）荷载计算
1）倾倒砼产生水平荷载标准值：
2KPa
2）新浇砼侧压力标准值：
则有效压头高度，即墩身模板在顶部以下2.19m达到Pmax，以17.33m墩为例，底部以上15.14m荷载为Pmax不变。
3）侧模板受到的侧向压力:
[荷载效应组合设计值→计算承载力]
[标准值→验算挠度]
4）公式及荷载组合见《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）
（二）检算标准
1、强度要求满足钢结构设计规范；
2、钢模板的面板容许变形值≤1.5mm；
3、结构表面外露的模板，挠度为模板结构跨度的1/400；
4、钢模板面板、内肋、外肋及边角对拉螺杆的变形、强度满足要求；
（三）面板验算
面板钢板与［8型钢满焊，按两端固定结构计算，荷载按每延米计，受力简图如下：
其中，
，满足。
，满足。
因验算扰度时采用荷载标准值，不考虑倾倒砼荷载组合，故取。
（四）内肋验算
内肋［8型钢受力按三跨连续梁均布荷载计算：
其中，
，满足。
，满足。
满足
其中。
（五）外肋验算
1、外肋双［16b型钢受力按简支梁计算【跨径2.0m】
受力按简支梁计算，荷载按集中荷载最不利情况考虑，受力图如下：
弯矩、挠度计算简图
其中，
，满足。
，满足。
，满足。
其中（标准荷载）。
因验算扰度时采用荷载标准值，不考虑倾倒砼荷载组合。
总挠度：
，满足。
2、外肋双［20b型钢受力按简支梁计算【跨径2.5m】
受力按简支梁计算，荷载按集中荷载最不利情况考虑，受力图如下：
弯矩、挠度计算简图
其中，
，满足。
，满足。
满足。
其中（标准荷载）。
因验算扰度时采用荷载标准值，不考虑倾倒砼荷载组合。
总挠度：
，满足。
3、外肋双［22a型钢受力按简支梁计算【跨径3.0m】
受力按简支梁计算，荷载按集中荷载最不利情况考虑，受力图如下：
弯矩、挠度计算简图
其中，
，满足。
，满足。
满足。
其中（标准荷载）。
因验算扰度时采用荷载标准值，不考虑倾倒砼荷载组合。
总挠度：
，满足。
4、外肋双［25b型钢受力按简支梁计算【跨径3.5m】
受力按简支梁计算，荷载按集中荷载最不利情况考虑，受力图如下：
弯矩、挠度计算简图
其中，
，满足。
，满足。
满足。
其中（标准荷载）。
因验算扰度时采用荷载标准值，不考虑倾倒砼荷载组合。
总挠度：
，满足。
（六）边角对拉螺杆计算
1、外肋[25b、[20b对拉螺杆
外肋边角螺杆采用ф30螺杆对拉【以最大边长3.5m反力计算】，受力图如下：
剪力计算简图
（取最大值）
因螺杆斜向45o角受拉：
（考虑2根）
，满足。
即外肋3.5m以下大横梁边角处螺杆选用ф30螺杆对拉能够满足要求。
（七）对拉角件计算
对拉角件采用∟10#角钢（边宽10cm，厚1.2cm），斜边加焊1.2cm厚钢板，角钢与槽钢采用单面坡口焊（焊缝宽1.2cm）。
角件轴向力
槽钢宽度16cm，则
有效面积
角件焊接抗剪：
，满足要求。
三）墩身模板验算结论
墩身模板面板采用6mm钢板，面板下设［8型钢，竖向布置，间距30cm；［8型钢外肋设2[16b型钢（截面尺寸1.7×1.7、1.7×2.0、2.0×2.0m的横肋骨架）；外肋设2[20b型钢（截面尺寸1.7×2.4、2.2×2.5、2.5×2.0m的横肋骨架）；外肋设2[22a型钢（截面尺寸2.5×3.0m的横肋骨架）；外肋设2[25b型钢（截面尺寸9.0×3.5的横肋骨架）,横向布置，间距70cm；2[16b、2[20b、2[22a、2[25b型钢边角连接螺杆选用ф30螺杆，经验算上述布置均满足要求。
五、墩身横梁模板、支架设计
一）横梁结构尺寸
横梁（系梁）设置于双柱式墩身顶部，具体尺寸：
最大长度为6.8m，最大宽2.0m，最大高度1.2～1.5m。
二）横梁支架设计
横梁模板采用定型钢模施工，侧模面板采用6mm钢板，内肋为[8#型钢，横向设置，上下间距30cm，外肋采用2[16b型钢，竖向设置，间距100cm，对拉螺杆采用ф22圆钢，上下间距150～120cm；底模面板采用6mm钢板，内肋为[8#型钢，间距30cm，下设小横梁为10cm×10cm木枋，间距25cm，纵向布置，跨径60cm，小横梁下设大横梁为[10#型钢，间距60cm，横向布置，底模支撑采用48×3.0普通钢管支架，间距60cm×60cm，步距1.2m，最大高度18.2m。
三）横梁模板验算
（一）荷载计算
1、永久荷载
1）模板及支架标准值
模板：
6mmQ235钢材78.5KN/m3（每延米计0.47KN/m2）
内肋[8#槽钢：
0.0804KN/m
小横梁：
10×10木枋0.07KN/m
大横梁：
10#槽钢0.1KN/m
2）钢筋砼自重：
=26×1.5=39KN/m2（均按最大高度1.5m计算）
2、可变荷载
1）施工人员及设备荷载标准值：
=2.5KN/m2
2）振捣砼时产生的荷载标准值：
=2.0KN/m2（水平模板）、=4.0KN/m2（垂直模板）
3）风荷载计算值：
=0.36KN/m2，验算立杆稳定性。
（二）底、侧模板面板验算
底、侧模面板采用6mm钢板，内肋为[8型钢，横向设置，上下间距30cm，跨径100cm；侧面板外肋采用2[16b型钢，间距100cm，跨径120～150cm（按三角均布荷载计算）；对拉螺杆采用ф22圆钢，于模板顶部和底层钢筋处设置。
1、面板验算
面板6mm钢板按三跨连续梁均布荷载计算，受力简图如下：
（按最大荷组合设计值）
【1.2×（模板自重+砼自重）+1.4×（施工荷载+振捣荷载）】
，满足。
，满足。
，满足。
其中，验算挠度采用荷载标准值，不考虑振捣荷载组合。
（三）侧模板内肋验算
内肋［8#型钢受力按三跨连续梁均布荷载计算：
【1.2×（模板自重+砼自重+内肋自重）+1.4×（施工荷载+振捣荷载）】
，满足。
，满足。
满足，其中，验算挠度采用荷载标准值，不考虑振捣荷载组合。
（四）侧模外肋验算
大横梁2［16b型钢受力按简支梁计算，受力图如下：
（砼最大侧压力+振捣荷载）
，满足。
（，验算取最大反力）
，满足。
满足。
总挠度：
，满足。
（五）对拉螺杆计算
大横梁采用ф22螺杆对拉，根据上式
取验算螺杆强度
，即大横梁螺杆选用ф22圆钢能够满足要求。
（六）横梁支架模板验算
1、内肋[8#型钢验算
内肋[8#槽钢横向布置，间距30cm，跨径25cm能够满足要求，无需验算。
2、小横梁验算
小横梁10cm×10cm木枋（间距25cm，纵向布置，跨径60cm），按三跨连续梁均布荷载计算，受力简图如下：
[（模板自重+砼自重+小横梁）+（施工荷载+振捣荷载）］
，满足。
，强度满足要求。
其中，
（模板自重+砼自重+小横梁），挠度计算满足要求。
3、大横梁验算
大横梁[10#槽钢受力按简支梁计算，因为此处木方较密，荷载按均布荷载考虑，受力图如下：
［（模板自重+砼自重+小横梁+大横梁）+（施工荷载+振捣荷载）］
，满足。
，满足。
其中，
（模板自重+砼自重+小横梁+大横梁），满足。
总挠度：
，满足梁体平整度8mm的要求。
（七）立杆稳定性计算
1、荷载计算
1）立杆上固定荷载
砼自重：
钢模板：
[8#型钢内肋：
小横梁：
大横梁：
立杆自重：
合计：
2）立杆上活荷载
施工荷载：
振捣砼时产生的荷载标准值：
合计：
2、稳定性计算
——各恒载标准值对立杆产生的轴向力之和
——各活载标准值对立杆产生的轴向力之和，另加的值
——风载值，计算为
——纵横水平拉杆的计算步距，取；
——立杆迎风面积的间距；
——与迎风面垂直方向的立杆间距
——立杆截面模量
立杆稳定性验算：
钢管脚手竖向步距为，长细比，查表得
，立杆稳定性计算满足要求。
四）横梁模板支架验算结论
横梁模板采用定型钢模施工，侧模面板采用6mm钢板，内肋为[8#型钢，横向水平布置，上下间距30cm，外肋采用2[16b型钢，竖向布置，间距100cm，对拉螺杆采用ф22圆钢，上下间距150～120cm；底模面板采用6mm钢板，内肋为[8#型钢，横向布置，纵向间距30cm，下设小横梁为10cm×10cm木枋，间距25cm，纵向布置，跨径60cm，小横梁下设大横梁为[10#型钢，横向布置，间距60cm，底模支撑采用48×3.0普通钢管支架，间距60cm×60cm，步距1.2m。
上述布置经计算均满足要求。
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