大断面、小净距及连拱隧道专项施工方案

香丽高速公路建设项目虎跳峡地下互通大断面、小净距及连拱隧道专项施工方案(XL-土建08-F08-001)编制：_____________________审核：_____________________审批：_____________________云南建设投资控股集团有限公司2023年2月10日虎跳峡地下互通大断面、小净距及连拱隧道专项施工方案目录TOC\o"1-2"\h\z\u265201工程概况 -135-6.2专职安全生产管理人员表6-3专职安全管理人员名单序号姓名职称岗位联系方式证书编号1丁明助理工程师安全总交安C（17）G24282李国伟助理工程师安全部交安C2（15）3黄国辉助理工程师安全员184872498574张云华助理工程师安全员181873040106.3特种作业人员序号姓名性别操作类别发证机关证书编号取证日期1何华朋男焊工国家安全生产监督管理局T3621231976090236392015.03.072杨宏坤男起重司机云南省住房和城乡建设厅滇0520090022016.09.233李昆建男起重司机云南省住房和城乡建设厅滇0520100222016.09.234勾开厚男焊工云南省住房和城乡建设厅云A0820110283392017.1.15官小威男焊工云南省住房和城乡建设厅云A0820110283362017.1.16蒋贞伟男焊工云南省住房和城乡建设厅云A0820110283352017.1.17黄现发男模板工重庆市建设委员会渝111401940036612011.01.108朱力峰男电气设备安装工云南省住房和城乡建设厅云建技S301072042015.1.289张惠芹女司索信号工云南省住房和城乡建设厅滇04216035862016.7.1910朱鹏男安装拆卸工云南省住房和城乡建设厅滇M0520160000172016.9.1011杨荣象男安全员云南省住房和城乡建设厅云建安C（2017）0500202017.2.2412杨晓杰男安装拆卸工云南省住房和城乡建设厅滇M0520130000102013.9.213王秀东男安装拆卸工云南省住房和城乡建设厅滇M0520130000112013.9.214代明能男安装拆卸工云南省住房和城乡建设厅滇M0520130000292013.9.215朱涛男安塔吊司机云南省住房和城乡建设厅滇04216031092016.4.2716田燕伟男安装拆卸工云南省住房和城乡建设厅滇M0520130000122013.9.217刘海华男安装拆卸工云南省住房和城乡建设厅滇M0520130000332013.9.218张永敏男安塔吊司机云南省住房和城乡建设厅滇04215060382018.12.01

7计算书及相关图纸7.1通风计算7.1.1风量计算1、按洞内允许最小风速要求计算风量：Q风量=60VS=60×0.25×80=1200(m³/min)V为洞内允许的最小风速，取V=0.25m/sS为坑道断面面积，彪水岩隧道SC-2采用单侧壁导坑法施工段落的最大开挖面积S=80m2。2、按洞内同时工作的最多人数计算风量：Q人员=k.m.q=1.2×40×4=192(m³/min)q为供给每人每分钟需要的新鲜空气量，按q=4m³/min计；k为风量备用系数取k=1.2；m为洞内同时工作的最多人数，该隧道取m=40人。3、按洞内同一时间爆破使用的最多炸药用量计算风量（本隧道采用压入式通风）：Q炸药==7.8=1452(m³/min)A为同时爆破的炸药量，取A=S.d.p=80*1.6*1.05=134.4kg。（S为开挖断面面积；d为单循环开挖最大进尺，取d=1.6米；取正洞炸药需求量为1.05kg/m3）S为开挖断面面积,S=80m2L为台阶长度，按设计图纸Ⅳ级围岩，取台阶的允许最大长度为15米。t为爆破后的通风时间，取t=30min。4、按内燃机作业废气稀释的需要计算风量：计算公式：Q内燃=N×ΣPN为洞内同时使用每KW所需风量，取N=3m³/minΣP——洞内同时使用内燃作业的总功率数。该隧道洞内内燃动力在出渣时期有ZLC50侧卸式装载机和15T自卸汽车。其中侧卸式装载机1台，最大功率162kw，计算功率145kw；3台自卸车（满载车1台，空车2台），满载功率按110kw，计算功率99kw，空车计算功率按满载80%计，即79kw。则需要风量为：Q内燃=N×ΣP=3×(145+99+79×2)=1206m³/minQ计=max（Q风速、Q人员、Q瓦、Q炸药、Q内燃）=1452m³/min7.1.2漏风计算彪水岩隧道右幅长为980米，取最大通风长度L＝900m。通风机供风量Q供=P×Q计=1.2×1452=1742.4m³/minP为漏风系数，取P=1.2由于彪水岩隧道位于香格里拉虎跳峡镇，属于高山地区，因此需对供风量进行修正：Q高=100×Q供/P高=100×1742.4/73.2=2380.3m³/min7.1.3风压计算按已往施工经验采用直径为1.5米的风管，能满足施工要求。风压计算的目的就是要确定通风机本身应具备多少大的压力才能满足通风需要，即满足：h机>=h总阻h总阻=Σh摩+Σh局+Σh其他（1）摩擦阻力h摩=αLUQ2/S3=0.0013*900*4.71*49.62/1.773=2444.8paα为摩擦阻力系数，α=γλ/8g=0.0013L为风管长度，L=900mU为风管周长，U=π*1.5=4.71（m）Q为掌子面需要风量Q=Q高/60=2249.2/60=49.6（m3/s）S为风管截面面积，S=0.25*3.14*1.52=1.77（m2）（2）局部阻力h局=0.612ζQ2/S2=0.612*49.62/1.772=480.5paζ为局部阻力系数，取1。Q=49.6（m3/s）S=1.77（m2）（3）其他阻力取h其他=50pah总阻=Σh摩+Σh局+Σh其他=2444.8+480.5+50=2975.3pa7.1.4通风机选择选择型号为轴流风机SDF-NO13隧道专用通风机，功率132kw，最大供风量为3000m3/min,最大供风风压为5920pa。该风机的供风量：3000m³/min>Q高=2975.4m³/min该风机的供风风压：930~5920Pa>h总阻=2975.3Pa满足隧道通风要求。7.2栈桥计算7.2.1栈桥设计说明根据现场施工实际情况和以往施工经验，并按照尽早开挖尽快封闭成环的原则，一般仰拱施工段落为6米。为保证栈桥结构的强度刚度满足整个隧道施工循环内相关车辆通行的要求。拟采用的仰拱栈桥的单片宽度0.9m，中心距离1.8m,为达到仰拱栈桥的宽度，每片栈桥采用3根40b工字钢组成，工字钢间的净距为23cm,总宽为0.9m。工字钢顶部用Φ22螺纹钢筋连成整体，纵向间距10~15cm，以提高栈桥结构的平面内、外强度和刚度。纵向两端做成1m长坡道方便车辆通行，两幅栈桥横向间距根据车轮轮距布置，保证车轮压在栈桥中部。钢材长度为工字钢标准长度12米。净跨度按8m进行计算，如图所示：7.2.2栈桥结构计算栈桥结构为两片各3根40b工字钢并排布置作为纵梁，工字钢横向顶部用Φ22螺纹钢筋连接，下部采用12#槽钢连接；保证在车轮荷载作用下纵梁能够共同受力，并且能够提高栈桥桥面的横向刚度。设计荷载按运输车总重50t重车考虑，前后轮轮距为4.5m，前轴分配总荷载的1/3，后轴为2/3，左右侧轮各承担1/2轴重，工字钢为整体共同承担重车荷载不计工字钢自重，动载及安全系数设计为1.2。1、力学简化梁两端都有转动及伸缩的可能，故计算简图可采用简支梁。由于截面上的弯矩随荷载的位置变化而变化的，因此在进行结构强度计算时，应使在危险截面上即最大弯矩截面上的最大正应力不超过材料的弯曲许用应力［σ］故需确定荷载的最不利位置，经荷载不同位置处的弯矩比较在检算最大正应力时，应取P/3荷载在跨中位置：单位：cm计算最大剪应力时，取荷载靠近支座位置单位：cm2、检算过程（1）、栈桥结构检算1）、用静力平衡求出支座A、B反力及最大弯矩和剪力2）、根据初选结构进行力学计算：按每片栈桥3根40b工字钢进行检算查《路桥施工计算手册》—热轧普通工字钢截面特性表，得40b型工字钢。；a）强度计算；σmax—工字钢最大弯曲应力（MPa）[σ]=145MPa，钢材容许弯曲应力（MPa）（路桥施工计算手册）Wxx轴截面抵抗矩(cm3)由以上计算可知，单边按照3根工字钢选用，强度可以满足工作要求。b）、剪应力计算使用剪应力强度条件公式校核最大剪应力需先计算40b型工字钢截面中性轴一侧的面积对中心轴的静矩每根工字钢分担的最大剪力为查表得40b型工字钢，，d=1.25cm故得到栈桥纵梁最大剪应力，并据此校核剪应力强度τmax最大剪应力[τ]=145MPa，钢材容许剪应力(MPa)（路桥施工计算手册）Q剪力(KN)Sxmax最大半截面面积矩(cm3)Ix轴截面惯性矩(cm4)d腹板厚度(cm)剪应力满足要求，此结构安全。C）、刚度计算：栈桥允许挠度，p后轴荷载(N)L计算跨度(m)E=，弹性模量(MPa)结论：此栈桥结构可用。7.3台车计算书7.3.1双线台车1、双线台车模板受力分析及验算模板台车就位完毕，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10.5米，面板为δ10mm×1500mm，二衬混凝土灌注厚度0.6米，一次浇注成型。模板台车支架如下图所示。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）。二衬台车总图1）、载荷计算（1）载荷计算=1\*GB3①上部垂直载荷永久载荷标准值：上部混凝土自重标准值：1.9×0.6×10.5×24=287.28KN钢筋自重标准值：9.8KN模板自重标准值：1.9×10.5×0.01×78.5=15.7KN弧板自重标准值：（10.5×0.3×0.01×2+10.5×0.3×0.01）×78.5=7.42KN台梁立柱自重：0.0068×（1.0+1.25）×2×78.5=2.4KN上部纵梁自重：（0.0115×5.2+0.015×1.9×2）×78.5=9.17KN可变载荷标准值：施工人员及设备载荷标准值：2.5KN/㎡振捣混凝土时产生的载荷标准值：2.0KN/㎡=2\*GB3②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=0.22rct0β1β2v1/2=0.22×25×8×1.2×1.15×10.5=60.6KN/㎡F=rcH=25×3.9=97.5KN/㎡取两者中的较小值，故最大压力为60.6KN/㎡有效压力高度h=2.42m换算为集中载荷：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；t0——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；β1——外加剂影响修正系数；β2——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/㎡振捣混凝土时产生的载荷标准值：4.0KN/㎡（2）、载荷组合=1\*GB3①组合1恒载↓×1.2+活载↓×1.4=2\*GB3②组合2恒载↓×1.35+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。（1）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。（2）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=q0+q1+q2+q3式中q—面板计算载荷；q0—面板自重，按照初选面板厚度计算；q1—设计衬砌混凝土载荷，q1=γh；γ—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载荷（按允许0.2—0.3m计）；q3—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—含义同，仅加载部位有异；q5混凝土侧压力；q5=γR，+C；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/㎡。载荷载荷组合面板q0设计衬砌混凝土q1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q1+q2+q3形板设计情况Ⅰ（顶拱浇注完时）q0+q1+q2设计情况Ⅱ（侧墙浇注到顶拱时）q5校核情况Ⅰ（中间1/4跨有局部超挖时）q0+q1+q2+q4校核情况Ⅱ（半跨有局部超挖时）q0+q1+q2+q32、双线台车结构验算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：面板计算简图对拱顶面板：q=1.2×1.0×（25×1.0+78.5×0.01）+2.0×1.4=33.6KN/m对侧墙面板：q=1.2×1.0×60.6+6.0×1.4=81.12KN/m取侧墙模板进行验算，取载荷调整系数0.85，有：q=81.12×0.85=68.95KN/m故：Mmax=0.105ql2=0.105×68.95×0.282=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=1.8×10-5m³；I=8.5×10-8m4；所以有：强度验算：σ==90.4N/mm2（安全）刚度验算：v=0.644ql4/100EI=0.644×66.0×0.2864/（100×2.06×105×1.8×10-8）=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。模板肋板计算横肋板布置按200mm考虑，计算简图如下：肋板计算简图P=0.23×68.95=15.8KNq=0.06KN/m故：Mmax=0.125ql2=0.125×0.06×0.22+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=6.4×10-6m³；I=1/12×0.006×0.0753=2.56×10-7m4所以有：强度验算：σ==134.9N/mm2＜f=215N/mm2（安全）刚度计算：v=5ql4/384EI=0.2mm＜l/250=1.1mm（满足要求）2）、弧板计算弧板采用A3δ12钢板，宽度290mm，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：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=1.303×10-3m³；I=1.954×10-4m4；所以有：σ==160.4N/mm2＜f=215N/mm2（安全）τ==76.9N/mm2＜fv=125N/mm2（安全）DMX=0.047402DMX=0.047402工钢梳型模的位移图采用组合1计算结果：刚度验算：v=47.4mm＜l/250=48.4mm（满足要求）3、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750×300mm，结构为工字型上下面板为δ14，立板为δ10。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=3.132×10-3m³；I=9.396×10-4m4；立柱截面尺寸360×300mm，结构为焊接工字型，上下面板δ14，立板为δ10.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=2.145×10-3m³；I=5.361×10-4m4；支架计算简图采用SAP2000计算，组合2计算结果如下：支架弯矩图支架剪力图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1.214.00=1\*GB3①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所以有：σ==102.3N/mm2＜f=215N/mm2（安全）τ==75.8N/mm2＜fv=125N/mm2（安全）σ==27.8N/mm2＜fv=215N/mm2（安全）采用组合1计算结果：刚度验算：v=1.6mm＜l/250=12mm（满足要求）3）、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：σ==70.1N/mm2＜f=215N/mm2（安全）τ==108.0N/mm2＜fv=125N/mm2（安全）采用组合1计算结果：刚度验算：v=16.1mm＜l/250=32mm（满足要求）对中梁进行受力计算，结果满足要求。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600×360mm，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：W=5.077×10-3m³；I=1.523×10-3m³；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：Mx=3278310N.mV=719680N所以有：σ==610N/mm2＞f=215N/mm2τ==85N/mm2＜fv=125N/mm2（安全）采用组合1计算结果：刚度验算：v=59.7mm＞l/250=48mm（不满足要求）整体稳定性验算：σ==3278310/（1.6×5077）＞f=215N/mm2考虑中间支座作用，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：Mx=97860N.mV=142050N所以有：σ==28N/mm2＜f=215N/mm2（安全）τ==9.2N/mm2＜fv=125N/mm2(安全)采用组合1计算结果： 刚度验算：v=0.5mm＞l/250=48mm（满足要求）整体稳定性验算：σ==97860/（1.6×5077）＜f=215N/mm2故考虑底梁下设置千斤顶支座，结构满足要求。7.3.2三线台车1、钢模台车结构受力分析全断面钢模板砼衬砌隧道台车（简称台车）的整个载荷（混凝土自重及侧压力）是以整个成型断面钢模板竖向、水平方向上各支承油缸及支撑丝杆传向于支承门架。钢模板本身承受浇注混凝土时的面载荷；门架承受台车行走及工作时的竖向及水平载荷，见台车总图(图一)。台车结构受力分析应考虑工作及非工作两种工况下的载荷，由于门架是主要的承重构件，必须保证有足够的强度、刚度及稳定性。因此，强度校核时应以工作时的最大载荷为设计计算依据；非工作时，台车只有自重，结构受力较小，此种工况作为台车的行走校核及门架纵梁的强度验算，本篇暂不考虑。由于台车上下模板的受力不同，其载荷分析可分成两部分，然后再进行载荷组合，对门架进行强度校核。台车总图（图一）2、初始条件：钢枕高度：H=200mm；钢轨型号为：43Kg/m（H=140mm）；台车长度为12米，面板为δ12mm×1500mm，二衬混凝土灌注厚度0.6米，一次浇注成型。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）。3、台车模板受力分析台车模板分顶模、左右边模，由于顶模受到混凝土自重、施工载荷及注浆口封口时的挤压力等载荷的作用，其受力条件显然比其它部位的模板更复杂、受力更大、结构要求更高。由于边模与顶模的结构构造一样，边模不受砼自重，载荷较小，因此对其强度分析时只考虑顶模。顶模通过模板立柱、横梁及上部纵梁总成承受整个上部模板的载荷，并作用于门架上。顶部模板承受的载荷有0.6米的混凝土自重及注浆口封口时该处的挤压力。由于混凝土输送泵通过几十米的水平管道及竖直管道向台车输送混凝土，与注浆口接口处的局部挤压力较大，其它地方压力较小。因此，强度计算时，只考虑自重载荷的压力对模板影响，这在工程计算中是可行的，在实际设计时，局部加强顶模及考虑一定的安全系数。由于上部挤压应力没有确切的理论数据可作参考，台车设计一般根据国外类似结构及经验加以考虑。台车模板沿洞轴方向看是一个圆柱壳，只不过它是由多个1.5米高的圆柱形组合而成。通过计算得知模板下的托架支承及圆弧拱板（300mm宽，14mm厚）的刚度是足够的，而顶模最危险处应在最顶部（由于灌注时的压力）。因此，其力学模型可取最顶部2米长度、1.5米宽的这部分模板进行受力分析及强度校核，其受力简图如图二。图二、分析部分受力简图 图三、梁单元结构受力简图该部分载荷由两部分组成，一是砼的自重；二是注浆口封口时产生的较大挤压力，该值的取值是一个不确定的，它与灌注封口时的操作有极大关系。如果混凝土已经灌满，而操作人员仍然由输送泵输送混凝土，由于输送泵的理论出口压力（36.5kg/cm2）很大，就有可能造成模板的变形破坏。由于输送管的长度及高度的变化，注浆口接口处压力实际有多大，目前没有理论及实验验证的数据可供参考。据此情况，操作者就必须及时掌握和控制灌注情况，根据操作经验判定已经灌满，并及时停止输送。1）、顶部混凝土自重P1顶部模板分析部分的长为1.5米，宽为2米，混凝土厚为0.6m，其密度为2.45t/m3，同时假定上部整个混凝土的自重由上模板承受，则混凝土自重W=1.5×2×0.6×2.45=4.41(t)，折算成单位面载荷P1=4.41/（1.5×2）=1.47t/m2。2）、分析部分的挤压面载荷P2该值取为4.7t/m2，参考自日本歧阜工业公司提供的参数[1]。那么，这部分模板就受到P1与P2的作用，两部分的合力P=P1+P2=1.47+4.7=6.17t/m2。3）、模板的强度校核如要对整个模板进行受力分析，就必须将整个模板等效成梁单元的空间框架结构，利用有限元理论，通过电算进行有限元分析。这里，我们只能取一根梁进行分析，简化后的梁单元力学模型按简支梁处理，其受力简图如图三，这是因为两边有300mm高的拱板及立柱支承。由于模板的内侧每隔270mm有一根加强槽钢，我们可以把它简化成每隔270mm的梁单元来考虑。将宽度为270mm的模板所受到的载荷折算成梁上线载荷。这是在有限元单元处理中常用的方法，其翼缘板的宽度取它与之相邻筋板间距的40%（参考[2]中97页），即270×0.4=108mm，偏于安全。梁的横截面如图四。根据上述模板所受的面载荷为6.17t/m2，那么在270mm宽，1.5m长的面积上所受到的载荷为6.17×0.27×1.5=2.5(t)，将此载荷作用在1.5米长的梁上，则其线载荷q=2.5/1.5=1.67(t/m)。图四、梁单元的横截面为计算梁的弯曲应力，必先计算该梁横截面的形心，该截面是由12#槽钢及108×12的组合截面，根据图示坐标系，计算组合截面形心O0的X、Y坐标。根据[3]中附1-4组合截面形心公式计算形心的X、Y坐标。X=Σaixi/ΣAi，Y=ΣAiyi/ΣAi查表可知12#槽钢的横截面积A=1536mm2，惯性矩Ix=3910000mm4，Z0=15.9mm。将各值代入，则X＝(108×12×15.9)/(108×12+1536)=7.28mmY＝(108×12×6+1536×60)/(108×12+1536)=35.29mm根据组合截面的平行移轴公式计算组合截面的惯性矩：Ix=（108×103/12+35.29×7.28×108×12）+3910000＝4251957mm4。抗弯截面模数W=Ix/y=4251957/35.29=120486.2mm3。简支梁受到均布载荷作用下的最大弯矩位于跨中，其值为：Ｍmax=ql2/8=1.67×103×9.81×1.52/8=4.608×103（N﹒m）。梁的最大弯曲应力σ＝Ｍmax／W＝4.608×103/120486.2×10-3=38.25[Mpa]＜[σ]对A3钢，[σ]＝170Mpa，所以，模板的强度满足要求。4）、模板的刚度校核模板的刚度校核即为模板内侧加强槽钢的刚度校核。槽钢约束条件为：两端固定，且假定全部均布载荷的90％集中作用在槽钢上。根据《机械设计手册》中公式：Qmax=90%×ql/2=90%×1.67×103×9.81×1.5/2=10621.29NSmax=104×10×（24.84-5）+1024×（24.84-10）=35829.76mm3d=5mm，Ix=1207926.92mm4，A3钢的容许剪应力[τ]=100Mpaτ=Qmax·Smax/d·Ix=（10621.29×35829.76）/（5×1207926.92）=63.01Mpa＜[τ]所以，模板的刚度度满足要求。5）、模板的最大位移槽钢的最大位移即模板的最大变形量。槽钢约束条件为：两端固定，且假定全部均布载荷的90％集中作用在槽钢上。根据公式[4]1-114中对应的受均布载荷简支梁的位移公式：fmax=5ql4/384EIx式中，均布载荷q=1.67(t/m)，梁的长度l=1.5m，E-弹性模量，E=210×103Mpa，截面的惯性矩Ix=3910000mm4，将各值代入上式：fmax=5×90%×1.67×103×9.81×1.54×109/384×210×103×3910000=1.2mm。即模板的最大变形为1.2mm。（因翼缘板的宽度取它与之相邻筋板间距的40%（参考[2]中97页）取值偏于安全，另外混凝土厚度一般不超过0.6米，并且一般拱顶模板均作了加强，且槽钢的真实长度为1476mm（应减去弧形板厚度24mm），所以拱顶模板极限变形未超过1mm，边模变形一般均不超过1mm）。通过上述的分析计算可知，整个顶模的强度及刚度满足使用要求。4、边模载荷分析台车边模板左右对称，结构及受力完全相同，由于模板下部向里靠拢，不承受混凝土自重，因此自重载荷不必考虑，只考虑浇注砼时的侧压力对其影响。如图五。边墙的侧压力取为4.7t/m2，该值取自日本歧阜工业公司12米液压台车的计算值[2]，较目前国内边模板的侧压力计算大些，偏于安全。目前国内台车边模板的侧压力计算有两种方法：图五、边模结构受力简图方法一：[3]P812页，新浇混凝土对钢模板的最大侧压力q，按下式计算：q=rhR'+C式中q—混凝土侧压力；R'—内部插入振捣器的影响半径，取0.75；rh—混凝土的容重，2.45t/m3；C—混凝土入仓对模板的冲击力，取0.2t/m2；代入上式，q＝2.45×0.75+0.2＝2.04t/m2。方法二：[4]P233页，采用内部振捣器时，新浇混凝土对钢模板的最大侧压力F，按下式计算：F=0.22rt0β1β2V1/2式中F—混凝土侧压力；r—混凝土的密度，2.45t/m3；t0—新浇混凝土的初凝时间（h），取5小时；β1—外加剂影响系数，不加外加剂时取1.0；掺具有缓凝作用用的外加剂时取1.2；β2—混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于3cm时取0.85；当坍落度为5-9cm时取1.0；当坍落度为11-15cm时取1.15；V—混凝土的浇筑速度（m/h），取1.5m/h；将上述各值代入，F＝0.22×2.45×5×1.2×1.15×1.51/2＝4.56（t/m2）。边模上部通过销轴与顶模板相连，底部靠丝杆支承于地面，中间通过4根通梁支承。每边支承丝杆4排共41个支承点承担侧压力引起的水平载荷，而侧压力引起的竖向载荷（浮力）通过台车的自重或加抗浮千斤来稳定。为偏于安全考虑，上部及下部假设不承受约束，整个水平方向上的载荷靠41个支承丝杆承受。实际上，在浇灌上部砼时，下部砼已达到初凝状态。1）、边模板水平载荷及丝杆轴向载荷由于衬砌长度为12米，边模竖直高度为5.511米，则边模水平载荷W=12×5.511×4.7=310.82(t)，,假设上述水平载荷由四组支承丝杆承担，而中间两组千斤承受的力是两边承受的力的1.5倍，因此中间两组千斤承受的力最大，则中间每组千斤承受的力为F1=310.82/4×1.5=116.6(t)。假设每组载荷由7个丝杆平均承担，则每个千斤的轴向载荷为F2=116.6/7=16.66(t)（实际情况由于载荷的变化，应是下大上小）。但假设边模全部浇注完时为模板的最大受力情况，所以各千斤受力变化不致太大。2）、水平丝杆的强度校核水平丝杆采用梯形螺纹Tr65×8，螺母高度H=80mm，螺矩P=8mm，则螺杆的弯曲及剪切强度为：δb=3FH1／pd3b2n≤[δb]，螺杆剪切强度公式：τ＝F／pd3bn≤[τ]式中：F-轴向载荷N，F=16.66(t)，H1-基本牙型高度mm，H1=0.5P=4mm；d3-外螺纹小径，d3=52mm；n-旋合圈数，n=H/P，P为螺矩8mm，螺母高度H=80mm，则n=10；b-螺纹牙根部的宽度mm，矩形螺纹b2=0.5P，即b2=4mm；将各值代入上式：则δb=（3×16600×9.81×4）／（8×52×4×10）=117.44Mpa＜[δb]=170Mpa，强度满足要求；τ=16600×9.81/8×52×4×10=9.79Mpa＜[τ]=100Mpa，刚度满足要求。因此，水平方向支承丝杆满足使用要求。5、底支撑螺杆强度校核混凝土自重、台车总成自重及可变载荷通过底部的14个底支撑螺杆承受。混凝土自重如图六所示：图六、混凝土自重简图因此，底支撑螺杆承受的轴向载荷为：混凝土自重：F1=12×15.467×0.6×2.45=272.84(t)台车自重：F2=130(t)可变载荷：施工人员及设备载荷标准值2.5KN/㎡，振捣混凝土时产生的载荷标准值2.0KN/㎡，可变载荷：F3=（2.5KN/㎡+2.0KN/㎡）×15.467m×12m=599.4KN=85.14(t)Fz=F1+F2+F3=272.84+130+85.14=488(t)每根底支撑螺杆承受的轴向载荷为：F=Fz/14=488/14=34.86(t)竖向千斤采用矩形螺纹80×10，螺杆及螺母均为45＃钢，其δs=360Mpa，[δb]=240Mpa，[τ]=108Mpa，安全系数为2.5。由于螺杆和螺母材料相同，只需校核螺杆螺纹强度。根据[1]12-7中螺杆弯曲强度公式：δb=3FH1／pd3b2n≤[δb]，螺杆剪切强度公式：τ＝F／pd3bn≤[τ]，式中：F-轴向载荷N，F=34.86×103×9.81=341976.6N，H1-基本牙型高度，H1=0.5P=5mm；d3-外螺纹小径，d3=80mm；n-旋合圈数，n=H/P，P为螺矩10mm，螺母高度H=80mm，则n=8；b2-螺纹牙根部的宽度mm，矩形螺纹b2=0.5P，即b2=5mm；将各值代入上式：则δb=3×341976.6×5／10×80×5×8=160.3Mpa＜[δb]τ=341976.6/10×80×5×8=10.7Mpa＜[τ]因此,底支撑螺杆强度满足使用要求。6、模板弧板校核弧板计算弧板采用A3δ12钢板，平均宽度300mm，加强筋采用12#和14#槽钢交错布置，中心间距270mm。载荷