隧道台车结构计算书

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1、贵阳9米台车结构计算书一 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10mm1500mm，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）。模板支架图二 载荷计算 （1）载荷计算 1）上部垂直载荷永久载荷标准值： 上部混凝土自重标准值：1.90.5924=205.2K

2、N 钢筋自重标准值：9.8KN 模板自重标准值：1.990.0178.5=13.4KN 弧板自重标准值： 90.30.01278.5=4.2KN 台梁立柱自重：0.0068（1.0 +1.25）278.5=2.4KN 上部纵梁自重：（0.01155.2+0.0151.92）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）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=0.22rct012v1/2=0.222581.21.1510.5=60.6KN/F=rcH=253.9=97.5KN/取两者中的较小值

3、，故最大压力为60.6KN/有效压力高度h=2.42m换算为集中载荷： 60.61.90.6=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； 1外加剂影响修正系数； 2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）组合1 恒载1.2+活载1.42）组合2 恒载1.0+活载1.0三 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

4、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=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=h；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0.20.3m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

5、；q4含义同，仅加载部位有异；q5混凝土侧压力；q5=R，+ 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 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弧形板设计情况（顶拱浇注完时）q0+q1+q2设计情况（侧墙浇注到顶拱时）q5校核情况（中间1/4跨有局部超挖时）q0+q1+q2+q4校核情况（半跨有局部超挖时）q0+q1+q2+q3（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

6、条计算：面板计算简图对拱顶面板： q=1.21.0（251.0+78.50.01）+2.01.4=33.6KN/m对侧墙面板： q=1.21.060.6+6.01.4=81.12KN/m取侧墙模板进行验算，取载荷调整系数0.85，有：q=81.120.85=68.95KN/m故：Mmax=0.105ql2=0.10568.950.282=0.57KN.m模板钢材Q235，10mm厚钢板的截面力学参数截面惯性矩和截面抵抗矩W分别为： W=1.810-5m； I=8.510-8m4；所以有：强度验算：=90.4N/mm2 安全刚度验算：v=0.644ql4/100EI =0.64466.00.28

7、64/（1002.061051.810-8） =0.77mml/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200mm考虑，计算简图如下：肋板计算简图P=0.2368.95=15.8KN q=0.06KN/m故：Mmax=0.125ql2=0.1250.060.22+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=6.410-6m； I=1/120.0060.0753=2.5610-7m4所以有： 强度验算：=134.9N/mm2f=215N/mm2 安全 刚度计算：

8、v=5ql4/384EI=0.2mml/250=1.1mm 满足要求（3） 弧板计算弧板采用A312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：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.m V=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=1.30310-3m； I=1.95410-4m4所以有： =160.4N/mm2f=215N/mm2 安全 =76.9N/mm2f v =125N/mm2 安全 DMX=0.047402DMX=0.047402工钢梳型模的位移图采用

9、组合1计算结果：刚度验算：v=47.4mml/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1000300mm，结构为工字型上下面板为14，立板为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=3.13210-3m； I=9.39610-4m4；立柱截面尺寸482300mm，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=2.14510-3m； I=5.36110-4m4；图2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

10、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： Mx=252470N.m V=167295N N=378290N所以有： =102.3N/mm2f=215N/mm2 安全 =75.8 N/mm2fv=125 N/mm2 安全=27.8N/mm2fv=215 N/mm2 安全采用组合1计算结果：刚度验算：v=1.6mml/250=12mm 满足要求2）框架梁计

11、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.m V=360860N N=167300N所以有： =70.1N/mm2f=215N/mm2 安全 =108.0 N/mm2fv=125 N/mm2 安全采用组合1计算结果：刚度验算：v=16.1mml/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500750mm，14，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=5.07710-3m； I=1.52310-3m；图3大梁计算简图采用SAP200

12、0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.m V=719680N所以有： =610N/mm2f=215N/mm2 =85 N/mm2fv=125 N/mm2 安全采用组合1计算结果： 刚度验算：v=59.7mml/250=48mm 不满足要求整体稳定性验算：=3278310/（1.65077）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.m V=142050N所以有： =28N/mm2f=215N/mm2 安全 =9.2 N/mm2fv=125 N/mm2 安全采用组合1计算结果： 刚度验算：v=0.5mml/250=48mm 满足要求整体稳定性验算：=97860/（1.65077）f=215N/mm2故考虑底梁下设置千斤顶支座，结构满足要求。