模板受力分析

1、模板臺車受力分析1、臺車構(gòu)成隧道全斷面襯砌臺車主要由門型框架（縱梁、橫梁、底梁、豎撐、頂推螺桿斜撐）、面板（頂模板、邊模板、加強(qiáng)肋）、行走系統(tǒng)（滑動(dòng)鋼輪、電動(dòng)機(jī)）、液壓系統(tǒng)、連接件及緊固裝置構(gòu)成。各構(gòu)（桿）件采用 M20 螺栓連接，螺栓孔均采用機(jī)械成孔，孔徑較螺栓桿體大 2mm。臺車構(gòu)造具體見 圖一、圖二。圖一：全斷面襯砌臺車構(gòu)造圖圖二： 9m 長襯砌臺車側(cè)視圖整體式襯砌臺車總體構(gòu)造如下所示：頂模總成： 2 組；頂部架體： 1 組；升降油缸： 4 件；平移裝置： 2 組；門架體： 1 組；邊?？偝桑?2 組；邊模絲杠： 26 件；邊模通梁： 8 件；邊模油缸： 4 件；底部絲杠體： 14 件。

2、臺車標(biāo)準(zhǔn)長度為9m 時(shí)，設(shè)置 12 個(gè)工作窗口。二、臺車結(jié)構(gòu)受力檢算模板支架如圖1 所示。計(jì)算參照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（ GB50009-2001）、混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（ GB50204-2002）、鐵路混凝土與砌體工程施工規(guī)范(TB10210-2001)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（ GB50017-2003）、砼泵送施工技術(shù)規(guī)程 (JG/T3064-1999)。1、荷載計(jì)算（1）、荷載計(jì)算1）、上部垂直荷載永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值：上部混凝土自重標(biāo)準(zhǔn)值：1.9 ×0.6 ×11.0 ×24=200.64KN鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值： 9.8KN模板自重標(biāo)準(zhǔn)值： 1.9 ×1

3、1.0 ×0.01 ×78.5=16.4KN弧板自重標(biāo)準(zhǔn)值：（11.0 ×0.3 ×0.01 × 2+11.0 × 0.3 × 0.01 ）× 78.5=7.77KN臺梁立柱自重： 0.0068 ×（ 1.15+1.45 ）× 2×78.5=2.78KN上部縱梁自重：（ 0.0115 × 8.2+0.015 × 1.9 × 2） ×78.5=11.88KN可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值：施工人員及設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值：2.5振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值：2.02）、中

4、部側(cè)向荷載永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值：新澆注混凝土對模板側(cè)面的壓力標(biāo)準(zhǔn)值：F=0.22rcto 12v 1/2=0.22 ×25×8×1.2 ×1.15 ×10.5=60.6KN/m2F=rc ×H=25×3.9=97.5KN/m2取兩者中的較小值，故最大壓力為60.6KN/m2有效壓力高度h=2.42m換算為集中荷載： 60.6 ×1.9 ×0.6=69.1KN其中： F新澆混凝土對模板的最大側(cè)壓力；rc 混凝土的表觀密度；to 新澆混凝土的初凝時(shí)間；v混凝土的澆筑速度；H混凝土側(cè)壓力計(jì)算位置處至新澆混凝土頂面的總

5、高度； 1外加劑影響修正系數(shù)； 2混凝土坍落度影響修正系數(shù)；h有效壓力高度?？勺兒奢d標(biāo)準(zhǔn)值傾倒混凝土荷載值： 2.0KN/m2振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值：4.0KN/m2（2）荷載組合1）組合恒載× 1.2+ 活載× 1.42）組合恒載× 1.0+ 活載× 1.02、鋼模板設(shè)計(jì)鋼模板的作用是保持隧洞襯砌混凝土澆筑的外形及承擔(dān)混凝土澆筑荷載。鋼模板主要由面板、弧形板、支撐角鋼、立筋板、活動(dòng)鉸構(gòu)成，活動(dòng)鉸將其分成幾段，利用連接螺栓合成整理。A）設(shè)計(jì)假定：面板弧形板按照雙鉸耳設(shè)計(jì)，最大正負(fù)彎矩區(qū)采用加強(qiáng)措施；面板按四邊支撐或三邊支撐一邊自由板計(jì)算。B）荷載及

6、其組合：頂拱鋼模面板的計(jì)算荷載包括設(shè)計(jì)襯砌混凝土澆筑荷載、允許超挖及局部過大超挖部分的混凝土澆筑荷載和面板的自重等。q=q0+q1+q2+q3式中 q 面板計(jì)算荷載q0面板自重，按照初選面板厚度計(jì)算；q1設(shè)計(jì)襯砌混凝土荷載，q1= r ×h；r 鋼筋混凝土容重；h設(shè)計(jì)襯砌厚度；q2允許超挖部分的混凝土荷載；q3 局部過大超挖部分回填的混凝土荷載（不包括允許超挖部分），為 1.2m；q4含義同，僅加載部位有異；q5混凝土側(cè)壓力；q5= R+CR內(nèi)部插入振搗器影響半徑，采用0.75m；C混凝土入倉對模板的沖擊力，目前，設(shè)計(jì)中采用0.2tf/m 2。（ 1）、模板面板計(jì)算面板是以肋板為支座

7、的連續(xù)梁，可簡化為四跨連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算。按照荷載組合1，取 1m寬的板條計(jì)算：對拱頂面板：q=1.2 ×1.0(25 × 1.0+78.5 ×0.01)+2.0 ×1.4=33.6KN/m對側(cè)墻面板 :q=1.2 ×1.0 × 60.6+6.0 ×1.4=81.12KN/m取側(cè)墻模板進(jìn)行驗(yàn)算 , 取荷載調(diào)整系數(shù)0.85 ，有：q=81.12× 0.85=68.95KN/m故 Mmax=0.105ql2=0.105 ×68.95 × 0.28 2模板鋼材 Q235，10mm厚鋼板的截面力學(xué)參數(shù)截面慣

8、性矩I 和截面抵抗矩 W分別為：-53W=1.6×10 m-84I=8.3 ×10 m所以有 :強(qiáng)度驗(yàn)算 :剛度驗(yàn)算 :22安全 =Mx/ xWnx=90.4N/mm?=215 N/mm =0.644ql 4/100EI=0.644× 66.0 × 0.286 4/(100 × 2.06 × 105× 1.8 ×10-8 )=0.77mmL/250=1.1mm滿足要求根據(jù)計(jì)算結(jié)果，鋼模板面板適合采用10mm厚的鋼板。（2）模板肋板計(jì)算橫肋布置按 230mm考慮，計(jì)算簡圖如下：PqN1N2B肋板計(jì)算簡圖故：模板鋼材Q

9、235，鋼板的截面力學(xué)參數(shù)截面慣性矩I 和截面抵抗矩 W分別為：W=6.4 × 10-6m3I=1/9 × 0.006× 0.0753=2.81× 10-7m4所以有：強(qiáng)度驗(yàn)算：安全剛度驗(yàn)算：滿足要求（3）弧板計(jì)算弧板采用 A310 鋼板，寬度 300mm，加強(qiáng)筋采用鋼板及 10#槽鋼，中心間距 250mm。荷載為模板荷載和自重，采用 ANSYS分析內(nèi)力如下：最不利的彎矩和剪力為：弧板的截面力學(xué)參數(shù)截面慣性距I 和截面抵抗矩W分別為：所以有：安全安全采用組合 1 計(jì)算結(jié)果：剛度驗(yàn)算：滿足要求（ 4）模板支架的計(jì)算模板支架按照鋼框架結(jié)構(gòu)計(jì)算，荷載見“二荷載

10、計(jì)算”，鋼材Q235，門架橫梁截面尺寸400250mm，結(jié)構(gòu)為焊接工字型，上下面板，立板為 12。門架橫梁鋼的截面力學(xué)參數(shù)截面慣性距I和截面抵抗矩 W分別為：；立柱截面尺寸500250mm，結(jié)構(gòu)為焊接工字型，上下面板，立板為 12。立柱的截面力學(xué)參數(shù)截面慣性距I和截面抵抗矩W 分別為：；采用 SAP2000計(jì)算，組合 2 計(jì)算結(jié)果如下：位置彎矩（）剪力（）立柱頂225.47167.30立柱中22.2831.52立柱下44.4738.08頂梁邊252.47360.85頂梁中99.464.07中梁邊27.8413.65中梁中1.214.00立柱計(jì)算對各點(diǎn)進(jìn)行受力驗(yàn)算，立柱最不利的彎矩和剪力、軸力為

11、：所以有：安全安全安全采用組合 1 計(jì)算結(jié)果：剛度驗(yàn)算：滿足要求框架梁計(jì)算對各點(diǎn)進(jìn)行受力計(jì)算，頂梁最不利的彎矩和剪力、軸力為：所以有：安全安全采用組合 1 計(jì)算結(jié)果：剛度驗(yàn)算：滿足要求。（ 5）底部大梁的計(jì)算大梁按照簡支梁結(jié)構(gòu)計(jì)算，不考慮中間支座作用。大梁箱形截面 500500mm，鋼材 Q235，底梁的截面力學(xué)參數(shù)截面慣性矩 I 和截面抵抗矩 W分別為：采用 SAP2000計(jì)算，組合 2 計(jì)算結(jié)果如下：最不利的彎矩和剪力、軸力為：所以有：安全采用組合 1 計(jì)算結(jié)果：剛度驗(yàn)算：不滿足要求整體穩(wěn)定性驗(yàn)算：考慮中間支座作用，計(jì)算結(jié)果如下：最不利的彎矩和剪力、軸力為：所以有：安全安全采用組合 1 計(jì)算結(jié)果：剛度驗(yàn)算：滿足要求整體穩(wěn)定性驗(yàn)算：故如果考慮底梁下的千斤頂?shù)闹ё饔?，結(jié)構(gòu)是滿足要求的；如果不考慮支座作用，結(jié)構(gòu)靠整個(gè)大梁受力，則需加大底梁截面。（6）臺車抗浮計(jì)算抗浮千斤頂絲桿直徑為75mm，絲母直徑為110，螺紋型號為Tr10*300 。加長部分為108*6 無縫管。模板臺車襯砌時(shí)混凝土灌注速度要求高，混凝土一直處于流體狀態(tài)，設(shè)密度為，模板臺車長度為，。模板臺車外輪廓線方程：（隧道半徑為4.55m，隧道中心距隧道底面2.48m）浮力方程為：（