模板受力分析

1、模板臺(tái)車受力分析1、臺(tái)車構(gòu)成隧道全斷面襯砌臺(tái)車主要由門(mén)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。b5E2RGbCAP臺(tái)車構(gòu)造具體見(jiàn)圖一、圖二。圖一：全斷面襯砌臺(tái)車構(gòu)造圖圖二：9m長(zhǎng)襯砌臺(tái)車側(cè)視圖整體式襯砌臺(tái)車總體構(gòu)造如下所示：頂?？偝桑?組；頂部架體：1組；升降油缸：4件；平移裝置：2組；門(mén)架體：1組；邊?？偝桑?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件臺(tái)車標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為9m時(shí)，設(shè)置12

2、個(gè)工作窗口二、臺(tái)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) 。p1EanqFDPw1、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：1.9X0.6X11.0 x24=200.64KN鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值：9.8KN模板自重標(biāo)準(zhǔn)值：1.9X11.0X0.01X78.5=16.4KN弧板自重標(biāo)

3、準(zhǔn)值：(11.0X0.3X0.01X2+11.0X0.3X0.01)X78.5=7.77KNDXDiTa9E3d臺(tái)梁立柱自重：0.0068X(1.15+1.45)X2X78.5=2.78KN上部縱梁自重：(0.0115X8.2+0.015X1.9X2)X78.5=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：F=0.22rctoB132v 1/2=0.22x25x8x1.2x1.15x10.5=60.6KN/m2F=rcxH=25x3.9=97.5KN/m2取兩者中的較小

4、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：60.6x1.9x0.6=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；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高度;31外加劑影響修正系數(shù)；32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I恒載x1.2+活載x1.42）組合口恒載x1.0+活載X1.02、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。

5、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。RTCrpUDGiTA）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。5PCzVD7HxAB）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(guò)大超挖部分的混凝土澆筑荷載和面板的自重等。jLBHrnAILgq=q0+q1+q2+q3式中 q 面板計(jì)算荷載qo面板自重，按照初選面板厚度計(jì)算；qi設(shè)計(jì)襯砌混凝土荷載，qi= rxh;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(guò)大超挖部分

6、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=丫R/+CR/內(nèi)部插入振搗器影響半徑，采用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/m（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(duì)拱頂面板：q=1.2X1.0(25X1.0+78.5X0.01)+2.0X1.4=33.6KN/m對(duì)側(cè)墻面板:q=1.2X1.0X60.6+6.0X1.4=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=81.12X0.85=68.95KN/m故 Mmax

7、=0.105ql2=0.105X68.95X0.282=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I和截0.75m ；面抵抗矩W分別為：-53W=1.6X10 m-84I=8.3X10 m所以有:強(qiáng)度驗(yàn)算:22a=Mx/ 丫xWnx=90.4N/mmv?=215 N/mm安全剛度驗(yàn)算:V=0.644ql4/100EI=0.644X66.0X0.2864/(100X2.06X105X1.8X10-8)=0.77mmvL/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(jiǎn)圖如下：B肋板計(jì)算簡(jiǎn)圖P

8、0.23 68.95 - 15.8 KN q =0.06KN / m故：Mmax-o.i25q|2一0.125 0.06 0.2320.25PL 0.91KN m模板鋼材Q235，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=6.4X10-6m3I=1/9X0.006X0.0753=2.81X10-7m4所以有:(3 )弧板計(jì)算弧板采用 A3810 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：XHAQX74J0X1，1 1s-乜- - aPqN1強(qiáng)度驗(yàn)算:-M 135.1N / mmWx nx-2

9、15N / mm安全v_5ql4/ 384EI 0.2mml / 250 1.1mm滿足要求最不利的彎矩和剪力為：Mx- 209000N mv二115000 N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:W -1.303 103_m3I 1.954 104_m4所以有:Mx2-160.4N / mm2一Wx nx_VS _76.9N / mm J fv- 125N / mm2采用組合1計(jì)算結(jié)果:剛度驗(yàn)算：v 47.4mm l / 250 =48.4mm（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(mén)架橫梁截面尺寸400 250mm，結(jié)構(gòu)為焊接工

10、字型，上下面板1414，立板為a12。門(mén)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：LDAYtRyKfEW 3-132 10 3m3；I939610 4m4；立柱截面尺寸500 250mm，結(jié)構(gòu)為焊接工字型，上下面板14，立板為a12。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：Zzz6ZB2LtkW 2.145 10 3m3;1巧.361 10 4m4;采用SAP2000計(jì)算，組合2計(jì)算結(jié)果如下：位置彎矩（KNm）剪力（KN）立柱頂225.47167.30= 215N / mm2安全I(xiàn)tw安全滿足要求1立柱中22.2831.521立柱下:44.4738.08頂梁邊252.

11、47360.85頂梁中99.464.07中梁邊27.8413.65中梁中1.214.00所以有:9-=M x 70.1N / mm2臨 f r 215N / mm 7 Wx nx-VS 108.0N / mm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:Mx252470N mV 167295 N N 378290 N所以有:Mx22-102.3N / mm2一： f-215N / mm2Wx nx安全費(fèi)PVS75.8N / mm2fvT25N / mm2Itw安全2 2-N - 27.8N / mm 送fv 215N / mm An安全采用組合1計(jì)算結(jié)果:剛度驗(yàn)算：v -1.6m

12、m I / 250 - 12mm滿足要求框架梁計(jì)算對(duì)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:M-252470N mxV 260860 N N 167300 N安全抵抗矩W分別為:dvzfvkwMIl2fv125N /mm安全采用組合1計(jì)算結(jié)果：剛度驗(yàn)算：v 16.1mm：1 / 250 32m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。 大梁箱形截面Itw500 500mm抵抗矩W分別為:dvzfvkwMIlW _5.077 103m3I 二 1.523 103-m3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:M=327831

13、0Nm、廠升xV 719680 N所以有： 610N/mm2 fxWnx215N / mmItw大梁計(jì)算簡(jiǎn)圖底部大梁彎矩圖底部大梁剪力圖單位：_ Mx_ 3278310 /（1.6 5077） f 215N / mm_W_b x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:，Mx2 -2-28N / mm2曲;215N / mm2y安全xVnxx =V&= 9.2N / mm2c f v= 125N / mm安全采用組合1計(jì)算結(jié)果:剛度驗(yàn)算：v - 0.5mm l / 250 48mm滿足要求整體穩(wěn)定性驗(yàn)算：Mx2x二3278310 /（1.6 5077） f二2

14、15N / mm2Wb x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。rqyn14ZNXI（6）臺(tái)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(hào)為T(mén)r10*300。加長(zhǎng)部分為108*6無(wú)縫管。模板臺(tái)車襯砌時(shí)混凝土灌注速度要求高，M=97860N mxV 142050 NItw混凝土一直處于流體狀態(tài)，設(shè)密度為_(kāi)2.4t / m3，模板臺(tái)車長(zhǎng)度為k =12m，計(jì)9m。EmxvxOtOco模板臺(tái)車外輪廓線方程：（x 2.48）26.22（隧道半徑為4.55m，隧道中心距隧道底面2.48m）（h為灌注高度）對(duì)上式求導(dǎo)，求出浮力的極大值位置:df-0dh代入數(shù)值可得：h=0時(shí)，f=0，即在最低部時(shí)浮力為0對(duì)于L=12m的臺(tái)車：h=4.96時(shí)f 2.9 106 N浮力最大值臺(tái)車整體重量若小于浮力最大值，設(shè)計(jì)時(shí)需考慮設(shè)置抗浮裝置。臺(tái)車整體重量108噸，其上部架體和模板重量74 噸，小于浮力最大值，設(shè)計(jì)時(shí)需考慮設(shè)置抗浮裝置?？垢∏Ы镯斀z桿直徑為75mm，算如下：SixE2yXPq5b