臺(tái)車計(jì)算報(bào)告

1、項(xiàng)目隧道臺(tái)車結(jié)構(gòu)計(jì)算書 2007年03月 臺(tái)車1 佰信特雙線出口臺(tái)車一 概況 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。臺(tái)車適用于佰信特雙線隧道出口，輪廓半徑為R=4010-7750mm，枕木高度H=200mm，鋼軌型號(hào)為43Kg/m(H=140mm)，過車凈空為B×H=5000×4000mm。臺(tái)車中心高8825mm，模板高8250mm。臺(tái)車長度10m，二襯混凝土灌注厚度按0.6米計(jì)算，一次澆注成型?；炷翗?biāo)號(hào)c30，w8，s150。模板支架如圖1。計(jì)算參照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB 50009-2001）、混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50204-20

2、02）、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 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： 上部鋼筋混凝土自重標(biāo)準(zhǔn)值：2.0×0.6×9.27×25278.1KN 模板自重標(biāo)準(zhǔn)值：2.0×9.27×0.01×78.514.55KN 弧板自重標(biāo)準(zhǔn)值：9.27×（0.6×0.012+0.4×0.012）×78.58.73KN 臺(tái)梁立柱自重：0.0068×（1.75+0.6）×2×78.52.

3、51KN 上部縱梁自重：0.22×0.5×2×2×78.534.54KN可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 施工人員及設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值：2.5KN/m2 振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值：2.0KN/m22）中部側(cè)向荷載永久荷載標(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：0.22×25×8×1.2×1.15×10.560.6KN/m225×3.382.5KN/m2取兩者中的較小值，故最大壓力為60.6KN/m2有效壓力高度h2.42m換算為集中荷載： 60.6×4.5/2136.35KN其中：F新澆混凝土對(duì)模

4、板的最大側(cè)壓力； 混凝土的表觀密度； 新澆混凝土的初凝時(shí)間； 混凝土的澆筑速度； 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； 外加劑影響修正系數(shù)； 混凝土坍落度影響修正系數(shù) 有效壓力高度。 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 傾倒混凝土荷載值：2.0 KN/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筑的外形及承擔(dān)混凝土澆筑載荷。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

5、。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)襯砌混凝土荷載，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。q 5= R， + C R，內(nèi)部插入震

6、搗器影響半徑，采用0.75m；C混凝土入倉對(duì)模板的沖擊力，目前，設(shè)計(jì)中采用0.2tf/m2。；荷 載荷 載 組 合q0 設(shè)計(jì)襯砌混凝土 q1 允許超挖部分回填 q2局部過大超挖回 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I(頂拱澆筑完時(shí))q0+ q1 + q2設(shè)計(jì)情況II（側(cè)墻澆筑到頂拱時(shí)）q5校核情況I（中間1/4跨有局部超挖時(shí)）q0+ q1 + q2 + q4校核情況II（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

7、簡(jiǎn)圖 對(duì)拱頂面板：q1.2×1.0×（25×1.0+78.5×0.01）+2.0×1.433.6KN/m對(duì)側(cè)墻面板：q1.2×1.0×60.6+6.0×1.481.12KN/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：q81.12×0.8568.95KN/m故：Mmax0.105ql20.105×68.95×0.2820.57KN.m模板鋼材Q235，10厚鋼板的截面力學(xué)參數(shù)截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: W =1.6×10-5m3； I =8.3×10-

8、8m4所以有： 強(qiáng)度驗(yàn)算：90.4N/mm2<=215N/mm2 安全 剛度驗(yàn)算：0.644ql4/100EI0.644×66.0×0.2864/（100×2.06×105×1.8×10-8）0.77mm</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500mm考慮，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：肋板計(jì)算簡(jiǎn)圖 故：Mmax0.125ql20.125×68.95×0.522.1KN.m模板鋼材Q235，90×56×6鋼板的截面力學(xué)參數(shù)截面

9、慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: W =11.74×10-6m3； I =7.103×10-7m4所以有： 強(qiáng)度驗(yàn)算：155.5N/mm2<=215N/mm2 安全 剛度驗(yàn)算：5ql4/384EI0.3mm</250=1.1mm 滿足要求（3）弧板計(jì)算頂?；“宀捎肁312鋼板,寬度600mm，邊?；“鍖挾?00mm，加強(qiáng)筋采用鋼板及90*56*6的角鋼，中心間距230mm。荷載為模板荷載和自重。1）對(duì)于邊?；“?，考慮中間支座作用，采用ANSYS分析內(nèi)力如下： 邊模的彎矩圖和剪力圖最不利的彎矩和剪力為： 10326N.m =26975N 邊?；“宓慕孛媪W(xué)參數(shù)截面慣

10、性矩I和截面抵抗矩W分別為: W = 1.8×10-4m3； I =2.7×10-5m4所以有： 49.9N/mm2<=215N/mm2 安全 =50.0 N/mm2<=125 N/mm2 安全邊模的位移圖采用組合1計(jì)算結(jié)果：剛度驗(yàn)算：8.25mm</250=24.3mm 滿足要求2）對(duì)于頂?；“?，采用ANSYS分析內(nèi)力如下： 頂模的彎矩圖和剪力圖最不利的彎矩和剪力為： 3802N.m =13698N 頂?；“宓慕孛媪W(xué)參數(shù)截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: W =7.2×10-4m3； I =2.16×10-4m4所以有： 25.2N

11、/mm2<=215N/mm2 安全 =35.2 N/mm2<=125 N/mm2 安全頂模的位移圖采用組合1計(jì)算結(jié)果：剛度驗(yàn)算：0.54mm</250=29.7mm 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 荷載計(jì)算”，鋼材Q235，門架橫梁截面尺寸250×700mm，結(jié)構(gòu)為焊接工字型，上下面板14，立板為12。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 = 3.22×106mm3； I =1.127×109mm4；立柱截面尺寸250×450mm，結(jié)構(gòu)為焊接工字型，上下面板14，立板為12

12、。立柱的截面力學(xué)參數(shù)截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: W=1.813×106mm3； I= 4.079×108mm4；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力圖位置彎矩（KN.m）剪力（KN）立柱頂88.979.7立柱中37.018.4立柱下58.343.0頂梁端部88.9158.9頂梁邊66.4151.7頂梁中9.783.3斜撐5.61.21）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： 88900N.m =79700N N159430N所以有： =16.0 N/mm2<=125 N/mm2 安全

13、10.2+14.8 N/mm2<=215 N/mm2 安全采用組合1計(jì)算結(jié)果：剛度驗(yàn)算：1.6mm</250=18mm 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、軸力為： 88900N.m =158900N N79740N所以有： 6.6+27.6N/mm2<=215N/mm2 安全 =31.9 N/mm2<=125 N/mm2 安全采用組合1計(jì)算結(jié)果：剛度驗(yàn)算：1.2mm</250=22mm 滿足要求對(duì)橫撐進(jìn)行受力計(jì)算，結(jié)果滿足要求。（5）底部大梁的計(jì)算 大梁按照簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)計(jì)算，不考慮中間支座作用。大梁截面450×500mm，上

14、下面板14，立板為12，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 = 3.4×106mm3；I8.49×108mm4；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： 1554620N.m =519790N 所以有：397.6N/mm2>=215N/mm2 =233.0 N/mm2>=125 N/mm2 不安全采用組合1計(jì)算結(jié)果：剛度驗(yàn)算：67.8mm</250=40mm 不滿足要求整體穩(wěn)定性驗(yàn)算：1554620/（1.6×3400）>=2

15、15N/mm2 如果考慮底梁下的千斤頂?shù)闹ё饔茫Y(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。臺(tái)車2 佰信特雙線出口臺(tái)車一 概況 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。臺(tái)車適用于佰信特雙線隧道進(jìn)口，輪廓半徑為R=5450mm，枕木高度H=200mm，鋼軌型號(hào)為43Kg/m(H=140mm)，過車凈空為B×H=6000×4000mm。臺(tái)車中心高8775mm，模板高8400mm。臺(tái)車長度10m，二襯混凝土灌注厚度按0.6米計(jì)算，一次澆注成型?；炷翗?biāo)號(hào)c30，w8，s150。模板支架如圖1。計(jì)算參照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB 5

16、0009-2001）、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 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： 上部鋼筋混凝土自重標(biāo)準(zhǔn)值：2.0×0.6×10.8×25324KN 模板自重標(biāo)準(zhǔn)值：2.0×10.8×0.01×78.517.0KN 弧板自重標(biāo)準(zhǔn)值：10.8×（0.6×0.012+0.4×0.012）×78.510.2KN 臺(tái)梁立柱自重：0.0068&

17、#215;（1.8+1.0）×2×78.53.0KN 上部縱梁自重：（0.22×2+0.5）×0.012×2×2×78.53.54KN可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 施工人員及設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值：2.5KN/m2 振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值：2.0KN/m22）中部側(cè)向荷載永久荷載標(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：0.22×25×8×1.2×1.15×10.560.6KN/m225×3.382.5KN/m2取兩者中的較小值，故最大壓力為60.6KN/m2有效壓力高度h2.

18、42m換算為集中荷載： 60.6×(6.3-2.42)+2.42/2308.45KN其中：F新澆混凝土對(duì)模板的最大側(cè)壓力； 混凝土的表觀密度； 新澆混凝土的初凝時(shí)間； 混凝土的澆筑速度； 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； 外加劑影響修正系數(shù)； 混凝土坍落度影響修正系數(shù) 有效壓力高度。 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 傾倒混凝土荷載值：2.0 KN/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筑的外形及

19、承擔(dān)混凝土澆筑載荷。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)襯砌混凝土荷載，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局部過大超挖部分回填的混凝土荷載（不

20、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。q 5= R， + C R，內(nèi)部插入震搗器影響半徑，采用0.75m；C混凝土入倉對(duì)模板的沖擊力，目前，設(shè)計(jì)中采用0.2tf/m2。；荷 載荷 載 組 合q0 設(shè)計(jì)襯砌混凝土 q1 允許超挖部分回填 q2局部過大超挖回 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I(頂拱澆筑完時(shí))q0+ q1 + q2設(shè)計(jì)情況II（側(cè)墻澆筑到頂拱時(shí)）q5校核情況I（中間1/4跨有局部超挖時(shí)）q0+ q1 + q2 + q4校核情況II（半跨有局部超挖時(shí)）q0+ q1+ q2+ q3（1

21、）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：q1.2×1.0×（25×1.0+78.5×0.01）+2.0×1.433.6KN/m對(duì)側(cè)墻面板：q1.2×1.0×60.6+6.0×1.481.12KN/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：q81.12×0.8568.95KN/m故：Mmax0.105ql20.105×68.95×0.2820.57KN.m模板鋼材Q235，10厚鋼板的截

22、面力學(xué)參數(shù)截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: W =1.6×10-5m3； I =8.3×10-8m4所以有： 強(qiáng)度驗(yàn)算：90.4N/mm2<=215N/mm2 安全 剛度驗(yàn)算：0.644ql4/100EI0.644×66.0×0.2864/（100×2.06×105×1.8×10-8）0.77mm</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500mm考慮，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：肋板計(jì)算簡(jiǎn)圖 故：Mmax0.125ql20.125×6

23、8.95×0.522.1KN.m模板鋼材Q235，90×56×6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 =11.74×10-6m3； I =7.103×10-7m4所以有： 強(qiáng)度驗(yàn)算：155.5N/mm2<=215N/mm2 安全 剛度驗(yàn)算：5ql4/384EI0.3mm</250=1.1mm 滿足要求（3）弧板計(jì)算頂?；“宀捎肁312鋼板,寬度600mm，邊?；“鍖挾?00mm，加強(qiáng)筋采用鋼板及90*56*6的角鋼，中心間距230mm。荷載為模板荷載和自重。1）對(duì)于邊?；“澹紤]中間支座作用，采用ANSYS分析內(nèi)

24、力如下： 邊模的彎矩圖和剪力圖最不利的彎矩和剪力為： 14139N.m =29036N 邊?；“宓慕孛媪W(xué)參數(shù)截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: W = 1.8×10-4m3； I =2.7×10-5m4所以有： 68.3N/mm2<=215N/mm2 安全 =65.4 N/mm2<=125 N/mm2 安全邊模的位移圖采用組合1計(jì)算結(jié)果：剛度驗(yàn)算：6.2mm</250=23.7mm 滿足要求2）對(duì)于頂模弧板，采用ANSYS分析內(nèi)力如下： 頂模的彎矩圖和剪力圖最不利的彎矩和剪力為： 2809N.m =9923N 頂?；“宓慕孛媪W(xué)參數(shù)截面慣性矩I和截面抵抗

25、矩W分別為: W =7.2×10-4m3； I =2.16×10-4m4所以有： 20.1N/mm2<=215N/mm2 安全 =30.2 N/mm2<=125 N/mm2 安全頂模的位移圖采用組合1計(jì)算結(jié)果：剛度驗(yàn)算：1.1mm</250=36mm 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 荷載計(jì)算”，鋼材Q235，門架橫梁截面尺寸250×700mm，結(jié)構(gòu)為焊接工字型，上下面板14，立板為12。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 = 3.22×106mm3； I =1.127&#

26、215;109mm4；立柱截面尺寸250×450mm，結(jié)構(gòu)為焊接工字型，上下面板14，立板為12。立柱的截面力學(xué)參數(shù)截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: W=1.813×106mm3； I= 4.079×108mm4；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力圖位置彎矩（KN.m）剪力（KN）立柱頂181.4188.8立柱中167.888.8立柱下96.0132.2頂梁端部181.4182.1頂梁中89.081.0斜撐24.38.81）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： 181400N.m

27、=188800N N182155N所以有：=188800×2.7144×106/（4.079×108×12）104.7 N/mm2<=125 N/mm2 安全182155/12064+181400×103/（1.15×1.813×106）15.1+87102.1 N/mm2<=215 N/mm2 安全采用組合1計(jì)算結(jié)果：剛度驗(yàn)算：3.4mm</250=19mm 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、軸力為： 181400N.m =182100N N188760N所以有：18876

28、0/15064+181400×103/（1.15×3.22×106）12.5+48.9961.5N/mm2<=215N/mm2 安全=182100×5.2724×106/（1.127×109×12）71.0N/mm2<=125 N/mm2 安全采用組合1計(jì)算結(jié)果：剛度驗(yàn)算：4.3mm</250=26mm 滿足要求對(duì)橫撐進(jìn)行受力計(jì)算，結(jié)果滿足要求。（5）底部大梁的計(jì)算 大梁按照簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)計(jì)算，不考慮中間支座作用。大梁截面450×500mm，上下面板14，立板為12，鋼材Q235，底梁的截面力學(xué)參數(shù)截

29、面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: W = 3.4×106mm3；I8.49×108mm4；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： 1686730N.m =563830N 所以有：1686730×103/（1.15×3.4×106）431.4N/mm2>=215N/mm2 =563830×4.566×106/（8.49×108×12）252.0 N/mm2>=125 N/mm2 不安全采用組合1計(jì)算結(jié)果：剛度驗(yàn)算：

30、78.8mm</250=40mm 不滿足要求整體穩(wěn)定性驗(yàn)算：1686730/（1.6×3400）>=215N/mm2 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。臺(tái)車3 中天山TBM臺(tái)車一 概況 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。臺(tái)車適用于中天山TBM隧道，輪廓半徑為R=4400mm，枕木高度H=200mm，鋼軌型號(hào)為43Kg/m(H=140mm)，過車凈空為B×H=4200×4200mm。臺(tái)車中心高7825mm，模板高7450mm。臺(tái)車長度10m，二襯混凝土灌

31、注厚度按0.6米計(jì)算，一次澆注成型。混凝土標(biāo)號(hào)c30，w8，s150。模板支架如圖1。計(jì)算參照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB 50009-2001）、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 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： 上部鋼筋混凝土自重標(biāo)準(zhǔn)值：2.0×0.6×8.5×25255KN 模板自重標(biāo)準(zhǔn)值：2.0×8.5×0.01×78.513.3KN 弧板自重標(biāo)準(zhǔn)值：8.5×（0.6&

32、#215;0.012+0.4×0.012）×78.58.0KN 臺(tái)梁立柱自重：0.0068×1.7×2×78.51.8KN 上部縱梁自重：（0.22×2+0.5）×0.012×2×2×78.53.54KN可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 施工人員及設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值：2.5KN/m2 振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值：2.0KN/m22）中部側(cè)向荷載永久荷載標(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：0.22×25×8×1.2×1.15×10.560.6KN/m225&

33、#215;2.562.5KN/m2取兩者中的較小值，故最大壓力為60.6KN/m2有效壓力高度h2.42m換算為集中荷載： 60.6×(5-2.42)+2.42/2229.67KN其中：F新澆混凝土對(duì)模板的最大側(cè)壓力； 混凝土的表觀密度； 新澆混凝土的初凝時(shí)間； 混凝土的澆筑速度； 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； 外加劑影響修正系數(shù)； 混凝土坍落度影響修正系數(shù) 有效壓力高度。 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 傾倒混凝土荷載值：2.0 KN/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1 恒載×1.2活載×1.42）組合2 恒載&

34、#215;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筑的外形及承擔(dān)混凝土澆筑載荷。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)襯砌混凝土荷載，q1=h鋼筋混凝土容重h設(shè)計(jì)襯砌厚度；

35、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。q 5= R， + C R，內(nèi)部插入震搗器影響半徑，采用0.75m；C混凝土入倉對(duì)模板的沖擊力，目前，設(shè)計(jì)中采用0.2tf/m2。；荷 載荷 載 組 合q0 設(shè)計(jì)襯砌混凝土 q1 允許超挖部分回填 q2局部過大超挖回 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I(頂拱澆筑完時(shí))q0+ q1 + q2設(shè)計(jì)情況II（側(cè)墻澆筑到頂拱時(shí)）q5校核情況I（中間1/4跨有局部超挖時(shí)）

36、q0+ q1 + q2 + q4校核情況II（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：q1.2×1.0×（25×1.0+78.5×0.01）+2.0×1.433.6KN/m對(duì)側(cè)墻面板：q1.2×1.0×60.6+6.0×1.481.12KN/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：q81.12×0.8568.95KN/m故：Mmax0.105ql20.1

37、05×68.95×0.2820.57KN.m模板鋼材Q235，10厚鋼板的截面力學(xué)參數(shù)截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: W =1.6×10-5m3； I =8.3×10-8m4所以有： 強(qiáng)度驗(yàn)算：90.4N/mm2<=215N/mm2 安全 剛度驗(yàn)算：0.644ql4/100EI0.644×66.0×0.2864/（100×2.06×105×1.8×10-8）0.77mm</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

38、500mm考慮，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：肋板計(jì)算簡(jiǎn)圖 故：Mmax0.125ql20.125×68.95×0.522.1KN.m模板鋼材Q235，90×56×6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 =11.74×10-6m3； I =7.103×10-7m4所以有： 強(qiáng)度驗(yàn)算：155.5N/mm2<=215N/mm2 安全 剛度驗(yàn)算：5ql4/384EI0.3mm</250=1.1mm 滿足要求（3）弧板計(jì)算頂模弧板采用A312鋼板,寬度600mm，邊模弧板寬度300mm，加強(qiáng)筋采用鋼板及90*56*6的角鋼，中

39、心間距230mm。荷載為模板荷載和自重。1）對(duì)于邊?；“?，考慮中間支座作用，采用ANSYS分析內(nèi)力如下： 邊模的彎矩圖和剪力圖最不利的彎矩和剪力為： 2238N.m =18948N 邊?；“宓慕孛媪W(xué)參數(shù)截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: W = 1.8×10-4m3； I =2.7×10-5m4所以有： 10.8N/mm2<=215N/mm2 安全 =52.4 N/mm2<=125 N/mm2 安全邊模的位移圖采用組合1計(jì)算結(jié)果：剛度驗(yàn)算：2.7mm</250=20mm 滿足要求2）對(duì)于頂?；“?，采用ANSYS分析內(nèi)力如下： 頂模的彎矩圖和剪力圖最不利的

40、彎矩和剪力為： 2959N.m =10033N 頂?；“宓慕孛媪W(xué)參數(shù)截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: W =7.2×10-4m3； I =2.16×10-4m4所以有： 22.1N/mm2<=215N/mm2 安全 =30.5 N/mm2<=125 N/mm2 安全頂模的位移圖采用組合1計(jì)算結(jié)果：剛度驗(yàn)算：1.0mm</250=29mm 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 荷載計(jì)算”，鋼材Q235，門架橫梁截面尺寸250×700mm，結(jié)構(gòu)為焊接工字型，上下面板14，立板為12。門架橫梁鋼的截面力學(xué)參數(shù)截面慣性

41、矩I和截面抵抗矩W分別為: W = 3.22×106mm3； I =1.127×109mm4；立柱截面尺寸250×（450750）mm，結(jié)構(gòu)為焊接工字型，上下面板14，立板為12。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力圖位置彎矩（KN.m）剪力（KN）立柱頂124.8193.5立柱中127.2117.0頂梁端部124.8208.5頂梁中1.52.61）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： 127200N.m =193500N N210940N所以有：=193500×2.7144

42、×106/（4.079×108×12）107.3 N/mm2<=125 N/mm2 安全210940/12064+127200×103/（1.15×1.813×106）17.5+6178.5 N/mm2<=215 N/mm2 安全采用組合1計(jì)算結(jié)果：剛度驗(yàn)算：3.2mm</250=14mm 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、軸力為： 124800N.m =208500N N193620N所以有：193620/15064+124800×103/（1.15×3.22&#

43、215;106）12.8+33.746.5N/mm2<=215N/mm2 安全=208500×5.2724×106/（1.127×109×12）81.3N/mm2<=125 N/mm2 安全采用組合1計(jì)算結(jié)果：剛度驗(yàn)算：5.1mm</250=18.8mm 滿足要求對(duì)橫撐進(jìn)行受力計(jì)算，結(jié)果滿足要求。（5）底部大梁的計(jì)算 大梁按照簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)計(jì)算，不考慮中間支座作用。大梁截面450×500mm，上下面板14，立板為12，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 = 3.4×106mm3；I8.

44、49×108mm4；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： 1300280N.m =435010N 所以有：1300280×103/（1.15×3.4×106）332N/mm2>=215N/mm2 =435010×4.566×106/（8.49×108×12）194.4 N/mm2>=125 N/mm2 不安全采用組合1計(jì)算結(jié)果：剛度驗(yàn)算：56.6mm>/250=40mm 不滿足要求整體穩(wěn)定性驗(yàn)算：1300280/（

45、1.6×3400）>=215N/mm2 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。臺(tái)車4 中天山級(jí)圍巖單線隧道臺(tái)車一 概況 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。臺(tái)車適用于中天山隧道級(jí)圍巖單線段，鉆爆法施工，輪廓半徑為R=30106750mm，枕木高度H=200mm，鋼軌型號(hào)為43Kg/m(H=140mm)，過車凈空為B×H=3400×4000mm。臺(tái)車中心高7775mm，模板高7400mm。臺(tái)車長度10m，二襯混凝土灌注厚度按0.6米計(jì)算，一次澆注成型?；炷翗?biāo)號(hào)c3

46、0，w8，s150。模板支架如圖1。計(jì)算參照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB 50009-2001）、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 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： 上部鋼筋混凝土自重標(biāo)準(zhǔn)值：2.0×0.6×7.3×25219KN 模板自重標(biāo)準(zhǔn)值：2.0×7.3×0.01×78.511.4KN 弧板自重標(biāo)準(zhǔn)值：7.3×（0.6×0.012+0.4×0.012

47、）×78.56.9KN 臺(tái)梁立柱自重：0.0068×(1.9+0.9)×2×78.53.0KN 上部縱梁自重：（0.22×2+0.5）×0.012×2×2×78.53.54KN可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 施工人員及設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值：2.5KN/m2 振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值：2.0KN/m22）中部側(cè)向荷載永久荷載標(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：0.22×25×8×1.2×1.15×10.560.6KN/m225×2.767.5KN/m2取兩

48、者中的較小值，故最大壓力為60.6KN/m2有效壓力高度h2.42m換算為集中荷載： 60.6×(5.5-2.42)+2.42/2260.0KN其中：F新澆混凝土對(duì)模板的最大側(cè)壓力； 混凝土的表觀密度； 新澆混凝土的初凝時(shí)間； 混凝土的澆筑速度； 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； 外加劑影響修正系數(shù)； 混凝土坍落度影響修正系數(shù) 有效壓力高度。 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 傾倒混凝土荷載值：2.0 KN/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1 恒載×1.2活載×1.42）組合2 恒載×1.0活載×1.

49、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筑的外形及承擔(dān)混凝土澆筑載荷。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)襯砌混凝土荷載，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

50、許0.20.3m計(jì))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。q 5= R， + C R，內(nèi)部插入震搗器影響半徑，采用0.75m；C混凝土入倉對(duì)模板的沖擊力，目前，設(shè)計(jì)中采用0.2tf/m2。；荷 載荷 載 組 合q0 設(shè)計(jì)襯砌混凝土 q1 允許超挖部分回填 q2局部過大超挖回 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I(頂拱澆筑完時(shí))q0+ q1 + q2設(shè)計(jì)情況II（側(cè)墻澆筑到頂拱時(shí)）q5校核情況I（中間1/4跨有局部超挖時(shí)）q0+ q1 + q2 + q4校核

51、情況II（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：q1.2×1.0×（25×1.0+78.5×0.01）+2.0×1.433.6KN/m對(duì)側(cè)墻面板：q1.2×1.0×60.6+6.0×1.481.12KN/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：q81.12×0.8568.95KN/m故：Mmax0.105ql20.105×68.95×

52、;0.2820.57KN.m模板鋼材Q235，10厚鋼板的截面力學(xué)參數(shù)截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: W =1.6×10-5m3； I =8.3×10-8m4所以有： 強(qiáng)度驗(yàn)算：90.4N/mm2<=215N/mm2 安全 剛度驗(yàn)算：0.644ql4/100EI0.644×66.0×0.2864/（100×2.06×105×1.8×10-8）0.77mm</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500mm考慮，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：肋板計(jì)

53、算簡(jiǎn)圖 故：Mmax0.125ql20.125×68.95×0.522.1KN.m模板鋼材Q235，90×56×6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 =11.74×10-6m3； I =7.103×10-7m4所以有： 強(qiáng)度驗(yàn)算：155.5N/mm2<=215N/mm2 安全 剛度驗(yàn)算：5ql4/384EI0.3mm</250=1.1mm 滿足要求（3）弧板計(jì)算頂?；“宀捎肁312鋼板,寬度600mm，邊模弧板寬度300mm，加強(qiáng)筋采用鋼板及90*56*6的角鋼，中心間距230mm。荷載為模板荷載和自重。1）對(duì)于邊?；“澹紤]中間支座作用，采用ANSYS分析內(nèi)力如下： 邊模的彎矩圖和剪力圖最不利的彎矩和剪力為： 9257N.m =24871N 邊?；“宓慕孛媪W(xué)參數(shù)截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: W = 1.8×10-4m3； I =2.7×10-5m4所以有： 44.7N/mm2<=215N/m