隧道台车结构计算书

1、精品贵阳 9 米台车结构计算书概括模板台车就位完毕，整个台车两端各设一个底托传力到初支底面上。枕木高度： H=200mm ; 钢轨型号为： 43Kg/m ( H=140mm ) ；台车长度为9米，面板为3 10mm Xi500mm ,二衬混凝土灌注厚度0.5米，一次浇注成型。模板台车支架如图 1。计算参照建筑结构载荷规范(GB5009-2001)、混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002 )、水工混凝土施工规范(DL/T5144-2001)、钢结构设计规范(GB50017-2003 )-可编辑-精品模板支架图二 载荷计算1 1) 载荷计算1) 上部垂直载荷永久载荷标准值：上部混

2、凝土自重标准值： 1.9 X0.5 X9 X24=205.2KN钢筋自重标准值： 9.8KN模板自重标准值： 1.9 X9 X0.01 X78.5=13.4KN弧板自重标准值： 9 X0.3 X0.01 X2 X78.5=4.2KN台梁立柱自重： 0.0068 X(1.0 +1.25 ) X2 X78.5=2.4KN上部纵梁自重： ( 0.0115 X5.2+0.015 X1.9X2)X78.5=9.17KN 可变载荷标准值：施工人员及设备载荷标准值： 2.5KN/ m2振捣混凝土时产生的载荷标准值： 2.0KN/ m2 ) 中部侧向载荷永久载荷标准值：新浇注混凝土对模板侧面的压力标准值：F=

3、0.22 rcto B八v1/2=0.22 X25 X8X1.2 X1.15 X1 5=60.6KN/ mF=rcH=25X3.9=97.5KN/ m取两者中的较小值，故最大压力为 60.6KN/ m 有效压力高度h=2.42m换算为集中载荷：60.6X1.9X0.6=69.1KN 其中：F新浇混凝土对模板的最大侧压力；rc混凝土的表观密度；to 新浇混凝土的初凝时间；v混凝土的浇注速度；H 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度；pi 外加剂影响修正系数； 仪一一 混凝土坍落度影响修正系数 ；h 有效压力高度。可变载荷标准值：倾倒混凝土载荷值： 2.0KN/ m2振捣混凝土时产生的载

4、荷标准值： 4.0KN/ m（ 2 ）载荷组合1）组合1恒载JXI.2+活载JXI.42）组合2恒载JXI.0+活载JXI.0三 钢模板设计 钢模板的作用是保持隧洞衬砌混凝土浇注的外形及承担混凝土浇注载荷。钢模板主要有面板、弧形板、支撑槽钢、立筋板、活动铰构成，活动铰将其分成几段，利用连接螺栓合成整理。A ） 设 计假定：面板弧形板按照双铰耳设计，最大正负弯矩区采用加强措施；面板按四边支撑或三边支撑一边自由板计算。B ） 载 荷及其组合：顶拱钢模面板的计算载荷包括设计衬砌混凝土浇注载荷、允许超挖及局部过大超挖部分的混凝土浇注载荷和面板的自重等。q=q o+q 什 q 2+q 3 式中 q 面板

5、计算载荷；qo一面板自重，按照初选面板厚度计算；q i 一设计衬砌混凝土载荷，qi二仆;丫一钢筋混凝土容重；h 设计衬砌厚度；- 可编辑精品q2 一允许超挖部分的混凝土载荷（按允许0.2 0.3m计）；q3 一局部过大超挖部分回填的混凝土载荷（不包括允许超挖部分），为1.2m ；q4 一含义同，仅加载部位有异；q5混凝土侧压力；q5= YR, + C ;R,一内部插入振捣器影响半径，采用 0.75m ;C混凝土入仓对模板的冲击力，目前，设计中采用0.2tf/ m2o载荷载荷组合qo设计衬砌混凝土q i允许超挖部分回填q2局部过大超挖回q3同q3,加载部位有q4混凝土侧压力q5面板qi+q 2+

6、q 3弧形板设计情况1 （顶拱浇注完时）qo+q i+q 2设计情况H （侧墙浇注到顶拱时）q5校核情况1 （中间1/4跨有局部超挖时）qo+q i+q 2+q 4校核情况H （半跨有局部超挖时）qo+q i+q 2+q 3（1）模板面板计算面板是以肋板为支座的连续梁，可简化为五跨连续梁进行计算。按照荷载组合1,取1m宽的板条计算：对拱顶面板:q=1.2 X1.0 x(25 X1.0+78.5 X0.01 ) +2.0 Xi.4=33.6KN/m对侧墙面板：q=1.2 X1.0 X60.6+6.0 Xi.4=81.12KN/m取侧墙模板进行验算，取载荷调整系数0.85,有：q=81.12 X0

7、.85=68.95KN/m故：M max =0.105ql 2=0.105 X68.95 X0.28 2=0.57KN.m模板钢材Q235 , 10mm厚钢板的截面力学参数截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：W=1.8 Xl0-5m3;I=8.5 Xl0-8m4;所以有： 一M x强度验算：严xWnx=90.4N/mm2安全刚度验算：v=0.644ql 4/100EI=0.644 X66.0 X0.2864/ (100 X2.06 X105 X1.8 X10-8)=0.77mm v l/250=1.1mm满足要求根据计算结果，钢模板面板适合采用10mm厚的钢板。(2)模板肋板计算横肋板布置按20

8、0mm考虑，计算简图如下：-可编辑精品肋板计算简图P=0.23 X68.95=15.8KNq=0.06KN/m故： Mmax=0.125ql 2=0.125 X0.06 X0.22+0.25PL=0.9KN.m模板钢材 Q235 ,10# 槽钢的截面力学参数截面惯性矩I 和截面抵抗矩W 分别为：W=6.4 X10-6m3;1=1/12 X0.006 X0.0753=2.56 X10-7m4所以有：M x强度验算：。二 m?=134.9N/mm2vf=215N/mm2 安全刚度计算： v=5ql 4/384EI=0.2mm < l/250=1.1mm满足要求(3) 弧板计算弧板采用 A3

9、512 钢板，宽度320mm ，加强筋采用 10#槽钢，中心间距265mm载荷为模板载荷和自重，采用 ANSYS 分析内力如下：- 可编辑精品-可编辑工钢梳型模的弯矩图和剪力图最不利的弯矩和剪力为：Mx=209000N.mV=115000N弧板的截面力学参数截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：W=1.303 Xl0-3m3；1=1.954 Xl0-4m4所以有：M x卢人WT=160.4N/mm2V f=215N/mm2安全VST = vt =76.9N/mm2 v f v =125N/mm2安全/Z'Y*,-IiDMX=0.047402IIif/“DMX=0.047402工钢梳型模的位

10、移图采用组合1计算结果：刚度验算：v=47.4mm V l/250=48.4mm满足要求(4)模板支架的计算模板支架按照钢框架结构计算，荷载见“二荷载计算”，钢材Q235 ,门架横梁截面尺寸1000 X300mm ,结构为工字型上下面板为 3 14,立板为3 10。 门架横梁钢的截面力学参数截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：W=3.132 X10-3m3 ；1=9.396 X10-4m4；立柱截面尺寸482 X300mm ,结构为焊接工字型。立柱的截面力学参数截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：W=2.145 X10-3m3 ；1=5.361 X10-4m4；采用SAP2000计算，组合2计算结

11、果如下：支架弯矩图-3P&2fiMx=252470N.mV=167295NN=378290N支架轴立图位置弯矩（KN.m ）剪力（KN ）立柱顶225.47167.30立柱中22.2831.52立柱下44.4738.08顶梁边252.47360.85顶梁中99.464.07中梁边27.8413.65中梁中1.214.001）立柱计算对各点进行受力验算,立柱最不利的弯矩和剪力、轴力为所以有:M x0= Y w =102.3N/mm x nxVS讦 itw =75.8 N/mm2v f=215N/mm22 v fv=125 N/mm 2安全安全(r=芝=27.8N/mm2 v fv=215

12、 N/mm 2安全采用组合1计算结果:刚度验算:v=1.6mmv l/250=12mm满足要求2）框架梁计算对各点进行受力验算，顶梁最不利的弯矩和剪力、轴力伟Mx=252470N.mV=360860NN=167300N所以有:M x卢 ixWT =70.1N/mm2Vf=215N/mm安全VS安全讦 百=108.0 N/mm 2V fv=125 N/mm采用组合1计算结果：刚度验算：v=16.1mm V|/250=32mm满足要求对中梁进行受力计算，结果满足要求。(5)底部大梁的计算大梁按照简支梁结构计算不考虑中间支座作用。大梁箱型截面500 X750mm , 514,钢材Q235，底梁的截面

13、力学参数截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：W=5.077 X10-3m3；I=1.523 X10-3m3；JrXN口图3大梁计算简图采用SAP2000计算，组合2计算结果如下:底部大梁弯矩图底部大梁剪力图最不利的弯矩和剪力、轴力为:V=719680NMx=3278310N.m所以有:2 v fv=125 N/mm安全xwnx =610N/mmVST Itr =85 N/mm2 > f=215N/mm2采用组合1计算结果:不满足要求刚度验算：v=59.7mm > l/250=48mm整体稳定性验算：(1.6 X5077 ) > f=215N/mm 2M x卢 57=3278310/Q昭7L底部大梁剪力图记月室-7J 罩 Lf考虑中间支座作用，计算结果如下：LU 丁 I 盘LL1 5 PHiLm JA底部大梁弯矩图 最不利的弯矩和剪力、轴力