贵广铁路某隧道实施性施工组织设计【5.50MB】模板受力分析

模板台车受力分析1、台车构成钢轮、电动机）、液压系统、连接件及紧固装置构成。各构（杆）件采用M20螺栓连接，螺栓孔均采用机械成孔，孔径较螺栓杆体大2mm。台车构造具体见图一、图二。图一：全断面衬砌台车构造图图二：9m长衬砌台车侧视图整体式衬砌台车总体构造如下所示：顶模总成：2组；升降油缸：4件；平移装置：2组；边模总成：2组；边模丝杠：26件；边模油缸：4件；底部丝杠体：14件。台车标准长度为9m时，设置12个工作窗口。模板支架如图1所示。《砼泵送施工技术规程》(JG/T3064-1999)。1、荷载计算永久荷载标准值：上部混凝土自重标准值：1.9×0.6×11.0×24=200.64KN钢筋自重标准值：9.8KN模板自重标准值：1.9×11.0×0.01×78.5=16.4KN弧板自重标准值11.0×0.3×0.01×2+11.0×0.3×0.01）×78.5=7.77KN台梁立柱自重：0.0068×（1.15+1.45）×2×78.5=2.78KN上部纵梁自重0.0115×8.2+0.015×1.9×2）×78.5=11.88KN可变荷载标准值：振捣混凝土时产生的荷载标准值：2.0永久荷载标准值：新浇注混凝土对模板侧面的压力标准值：F=0.22rctoβ1β2v1/2=0.22×25×8×1.2×1.15×10.5=60.6KN/m2F=rc×H=25×3.9=97.5KN/m2取两者中的较小值，故最大压力为60.6KN/m2有效压力高度h=2.42m换算为集中荷载：60.6×1.9×0.6=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—混凝土的浇筑速度；H—混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度；β2—混凝土坍落度影响修正系数；h—有效压力高度。可变荷载标准值倾倒混凝土荷载值：2.0KN/m2振捣混凝土时产生的荷载标准值：4.0KN/m2（2）荷载组合1）组合Ⅰ恒载×1.2+活载×1.42）组合Ⅱ恒载×1.0+活载×1.02、钢模板设计钢模板的作用是保持隧洞衬砌混凝土浇筑的外形及承担混凝土浇筑荷载。钢模板主要由面板、弧形板、支撑角钢、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）荷载及其组合：顶拱钢模面板的计算荷载包括设计衬砌混凝土浇筑荷载、允许超挖及局部过大超挖部分的混凝土浇筑荷载和面板的自重等。q=q0+q1+q2+q3式中q面板计算荷载q0—面板自重，按照初选面板厚度计算；q1—设计衬砌混凝土荷载，q1=r×h；r—钢筋混凝土容重；h—设计衬砌厚度；q2—允许超挖部分的混凝土荷载；q3—局部过大超挖部分回填的混凝土荷载（不包括允许超挖部q4—含义同，仅加载部位有异；q5—混凝土侧压力；R＇—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/m2。面板是以肋板为支座的连续梁，可简化为四跨连续梁进行计算。对拱顶面板：q=1.2×1.0(25×1.0+78.5×0.01)+2.0×1对侧墙面板:q=1.2×1.0×60.6+6.0×1.4=取侧墙模板进行验算,取荷载调整系数0.85，有：故Mmax=0.105ql2=0.105×68.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：所以有:强度验算:σ=Mx/γxWnx=90.4N/mm2<ƒ=215N/mm2安全=0.77mm＜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）模板肋板计算横肋布置按230mm考虑，计算简图如下：qN1N2模板钢材Q235，钢板的截面力学参数截面惯性矩I和截面抵抗W=6.4×10-6m3强度验算安全1.1mm满足要求（3）弧板计算中心间距250mm。荷载为模板荷载和自重，采用ANSYS分析内力如下：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距I和截面抵抗矩W分别为：安全安全刚度验算：v=47.4mm<l/250=48（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400×250mm，结构为焊接工字型，上下面板δ14，立板为δ12。门架横梁钢的截面力学参数截面惯性距I和截面立柱截面尺寸500×250mm，结构为焊接工字型，上下面板δ14，立板为δ12。立柱的截面力学参数截面惯性距I和截面抵抗矩W分别采用SAP2000计算，组合2计算结果如下：弯矩（KN.m）剪力（KN）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：Mx=252470N.mV=167295NN=378290N安全安全 安全采用组合1计算结果：框架梁计算对各点进行受力计算，顶梁最不利的弯矩和剪力、轴力为：Mx=252470N.mV=260860NN=167300N安全安全采用组合1计算结果：（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。大梁箱形截面500×500mm，δ14，钢材Q235，底梁的截面力学参数截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：采用SAP2000计算，组合2计算结果如下：单位:底部大梁弯矩图单位:底部大梁剪力图单位:最不利的弯矩和剪力、轴力为：Mx=3278310N.mV=719680N安全刚度验算：v=59.7mm<l/250=48整体稳定性验算：考虑中间支座作用，计算结果如下：最不利的弯矩和剪力、轴力为：Mx=97860N.mV=142050N安全安全 采用组合1计算结果：整体稳定性验算：故如果考虑底梁下的千斤顶的支座作用，结构是满足要求的；如果不考虑支座作用，结构靠整个大梁受力，则需加大底梁截面。（6）台车抗浮计算抗浮千斤顶丝杆直径为75mm，丝母直径为110，螺纹型号为Tr10*300。加长部分为108*6无缝管。模板台车衬砌时混凝土灌注速度要求高，混凝土一直处于流体状态，设密度为ρ=2.4t/m3，模板台（隧道半径为4.55m，隧道中心距隧道底面2.48m）浮力方程为（h为灌注高度）对上式求导，求出浮力的极大值位置