隧道臺(tái)車結(jié)構(gòu)計(jì)算書

1、貴陽(yáng)9米臺(tái)車結(jié)構(gòu)計(jì)算書一 概括模板臺(tái)車就位完畢，整個(gè)臺(tái)車兩端各設(shè)一個(gè)底托傳力到初支底面上。枕木高度：H=200mm；鋼軌型號(hào)為：43Kg/m（H=140mm）；臺(tái)車長(zhǎng)度為9米，面板為10mm×1500mm，二襯混凝土灌注厚度0.5米，一次澆注成型。模板臺(tái)車支架如圖1。計(jì)算參照建筑結(jié)構(gòu)載荷規(guī)范（GB5009-2001）、混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50204-2002）、水工混凝土施工規(guī)范（DL/T5144-2001）、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003）。模板支架圖二 載荷計(jì)算 （1）載荷計(jì)算 1）上部垂直載荷永久載荷標(biāo)準(zhǔn)值： 上部混凝土自重標(biāo)準(zhǔn)值：1.9×0

2、.5×9×24=205.2KN 鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值：9.8KN 模板自重標(biāo)準(zhǔn)值：1.9×9×0.01×78.5=13.4KN 弧板自重標(biāo)準(zhǔn)值： 9×0.3×0.01×2×78.5=4.2KN 臺(tái)梁立柱自重：0.0068×（1.0 +1.25）×2×78.5=2.4KN 上部縱梁自重：（0.0115×5.2+0.015×1.9×2）×78.5=9.17KN可變載荷標(biāo)準(zhǔn)值：施工人員及設(shè)備載荷標(biāo)準(zhǔn)值：2.5KN/振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的載荷標(biāo)準(zhǔn)值：2.

3、0KN/2）中部側(cè)向載荷永久載荷標(biāo)準(zhǔn)值：新澆注混凝土對(duì)模板側(cè)面的壓力標(biāo)準(zhǔn)值：F=0.22rct012v1/2=0.22×25×8×1.2×1.15×10.5=60.6KN/F=rcH=25×3.9=97.5KN/取兩者中的較小值，故最大壓力為60.6KN/有效壓力高度h=2.42m換算為集中載荷： 60.6×1.9×0.6=69.1KN其中：F新澆混凝土對(duì)模板的最大側(cè)壓力； rc混凝土的表觀密度； t0新澆混凝土的初凝時(shí)間； v混凝土的澆注速度； H混凝土側(cè)壓力計(jì)算位置處至新澆混凝土頂面的總高度； 1外加劑影響修正

4、系數(shù)； 2混凝土坍落度影響修正系數(shù)； h有效壓力高度。可變載荷標(biāo)準(zhǔn)值：傾倒混凝土載荷值：2.0KN/振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的載荷標(biāo)準(zhǔn)值：4.0KN/（2）載荷組合1）組合1 恒載×1.2+活載×1.42）組合2 恒載×1.0+活載×1.0三 鋼模板設(shè)計(jì)鋼模板的作用是保持隧洞襯砌混凝土澆注的外形及承擔(dān)混凝土澆注載荷。鋼模板主要有面板、弧形板、支撐槽鋼、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） 載荷及其組合：頂拱鋼模面板的計(jì)算載荷包

5、括設(shè)計(jì)襯砌混凝土澆注載荷、允許超挖及局部過(guò)大超挖部分的混凝土澆注載荷和面板的自重等。q=q0+q1+q2+q3 式中q面板計(jì)算載荷；q0面板自重，按照初選面板厚度計(jì)算；q1設(shè)計(jì)襯砌混凝土載荷，q1=h；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載荷（按允許0.20.3m計(jì)）；q3局部過(guò)大超挖部分回填的混凝土載荷（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，+ C；R，內(nèi)部插入振搗器影響半徑，采用0.75m；C混凝土入倉(cāng)對(duì)模板的沖擊力，目前，設(shè)計(jì)中采用0.2tf/。載荷載荷組合 q0設(shè)計(jì)襯砌混凝土 q1允許超挖部分回填 q2局部過(guò)大超挖

6、回 q3同q3，加載部位有 q4混凝土側(cè)壓力 q5面板q1+q2+q3弧形板設(shè)計(jì)情況（頂拱澆注完時(shí)）q0+q1+q2設(shè)計(jì)情況（側(cè)墻澆注到頂拱時(shí)）q5校核情況（中間1/4跨有局部超挖時(shí)）q0+q1+q2+q4校核情況（半跨有局部超挖時(shí)）q0+q1+q2+q3（1） 模板面板計(jì)算面板是以肋板為支座的連續(xù)梁，可簡(jiǎn)化為五跨連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算。按照荷載組合1，取1m寬的板條計(jì)算：面板計(jì)算簡(jiǎn)圖對(duì)拱頂面板： q=1.2×1.0×（25×1.0+78.5×0.01）+2.0×1.4=33.6KN/m對(duì)側(cè)墻面板： q=1.2×1.0×60.6+6

7、.0×1.4=81.12KN/m取側(cè)墻模板進(jìn)行驗(yàn)算，取載荷調(diào)整系數(shù)0.85，有：q=81.12×0.85=68.95KN/m故：Mmax=0.105ql2=0.105×68.95×0.282=0.57KN.m模板鋼材Q235，10mm厚鋼板的截面力學(xué)參數(shù)截面慣性矩和截面抵抗矩W分別為： W=1.8×10-5m³； I=8.5×10-8m4；所以有：強(qiáng)度驗(yàn)算：=90.4N/mm2 安全剛度驗(yàn)算：v=0.644ql4/100EI =0.644×66.0×0.2864/（100×2.06×1

8、05×1.8×10-8） =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)算橫肋板布置按200mm考慮，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：肋板計(jì)算簡(jiǎn)圖P=0.23×68.95=15.8KN q=0.06KN/m故：Mmax=0.125ql2=0.125×0.06×0.22+0.25PL=0.9KN.m模板鋼材Q235，10#槽鋼的截面力學(xué)參數(shù)截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為： W=6.4×10-6m³； I=1/12×0.006×0.0753=2.56

9、5;10-7m4所以有： 強(qiáng)度驗(yàn)算：=134.9N/mm2f=215N/mm2 安全 剛度計(jì)算：v=5ql4/384EI=0.2mml/250=1.1mm 滿足要求（3） 弧板計(jì)算弧板采用A312鋼板，寬度320mm，加強(qiáng)筋采用10#槽鋼，中心間距265mm。載荷為模板載荷和自重，采用ANSYS分析內(nèi)力如下：工鋼梳型模的彎矩圖和剪力圖最不利的彎矩和剪力為： Mx=209000N.m V=115000N弧板的截面力學(xué)參數(shù)截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為： W=1.303×10-3m³； I=1.954×10-4m4所以有： =160.4N/mm2f=215N/mm2

10、 安全 =76.9N/mm2f v =125N/mm2 安全 DMX=0.047402DMX=0.047402工鋼梳型模的位移圖采用組合1計(jì)算結(jié)果：剛度驗(yàn)算：v=47.4mml/250=48.4mm 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(jiàn)“二 荷載計(jì)算”，鋼材Q235，門架橫梁截面尺寸1000×300mm，結(jié)構(gòu)為工字型上下面板為14，立板為10。門架橫梁鋼的截面力學(xué)參數(shù)截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為： W=3.132×10-3m³； I=9.396×10-4m4；立柱截面尺寸482×300mm，結(jié)構(gòu)為焊接工字型。立柱

11、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=2.145×10-3m³； I=5.361×10-4m4；圖2支架計(jì)算簡(jiǎn)圖采用SAP2000計(jì)算，組合2計(jì)算結(jié)果如下：支架彎矩圖支架剪力圖支架軸立圖位置彎矩（KN.m）剪力（KN）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1.214.001）立柱計(jì)算 對(duì)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： Mx=252470N.m V=167295N N=378290N所以有： =102.

12、3N/mm2f=215N/mm2 安全 =75.8 N/mm2fv=125 N/mm2 安全=27.8N/mm2fv=215 N/mm2 安全采用組合1計(jì)算結(jié)果：剛度驗(yàn)算：v=1.6mml/250=12mm 滿足要求2）框架梁計(jì)算 對(duì)各點(diǎn)進(jìn)行受力驗(yàn)算，頂梁最不利的彎矩和剪力、軸力偉： Mx=252470N.m V=360860N N=167300N所以有： =70.1N/mm2f=215N/mm2 安全 =108.0 N/mm2fv=125 N/mm2 安全采用組合1計(jì)算結(jié)果：剛度驗(yàn)算：v=16.1mml/250=32mm 滿足要求 對(duì)中梁進(jìn)行受力計(jì)算，結(jié)果滿足要求。（5） 底部大梁的計(jì)算大梁

13、按照簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)計(jì)算不考慮中間支座作用。大梁箱型截面500×750mm，14，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： W=5.077×10-3m³； I=1.523×10-3m³；圖3大梁計(jì)算簡(jiǎn)圖采用SAP2000計(jì)算，組合2計(jì)算結(jié)果如下：底部大梁彎矩圖底部大梁剪力圖最不利的彎矩和剪力、軸力為： Mx=3278310N.m V=719680N所以有： =610N/mm2f=215N/mm2 =85 N/mm2fv=125 N/mm2 安全采用組合1計(jì)算結(jié)果： 剛度驗(yàn)算：v=59.7mml/250=48mm 不滿足要求整體穩(wěn)定性驗(yàn)算：=3278310/（1.6×5077）f=215N/mm2考慮中間支座作用，計(jì)