馬蹄形大斷面高鐵隧道施工計(jì)算書

10.1計(jì)算依據(jù) 110.2設(shè)計(jì)計(jì)算指標(biāo)采用值 110.3側(cè)壓力計(jì)算 210.4臺(tái)車模板受力計(jì)算 310.5門架受力計(jì)算 910.5.1側(cè)墻臺(tái)車門架計(jì)算模型： 910.5.2側(cè)墻桁架剛度計(jì)算 1210.5.3頂板臺(tái)車門架計(jì)算模型 1310.5.4頂板臺(tái)車桁架剛度計(jì)算 1410.6外模豎背楞受力分析 1610.1計(jì)算依據(jù) 1.《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017－2003；2.《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204－2002；4.《建筑工程大模板技術(shù)規(guī)程》JGJ74－2003；5.《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》JGJ81－2002；6.《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)（第二版）》；7.《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)（上冊(cè)）（第三版）》；8.《預(yù)應(yīng)力混凝土用螺紋鋼筋》GB/T20065-2006；9.《鐵路橋涵施工規(guī)范》TB10203-200210．《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》JGJ162-200810.2設(shè)計(jì)計(jì)算指標(biāo)采用值1.鋼材物理性能指標(biāo)彈性模量E＝2.06×105N/mm2；質(zhì)量密度ρ＝7850kg/m3；2.鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值抗拉、抗壓、抗彎f＝215N/mm2；抗剪fv＝125N/mm2；3.容許撓度（見表：JGJ162-2008，第21頁）表1：組合鋼模板及構(gòu)配件的容許變形值（mm）部件名稱容許變形值鋼模板的面板≤1.5單塊鋼模板≤1.5鋼楞L/500或≤3.0柱箍B/500或≤3.0桁架、鋼模板結(jié)構(gòu)體系L/1000支撐系統(tǒng)累計(jì)≤4.0注：L為計(jì)算跨度，B為柱寬10.3側(cè)壓力計(jì)算（一）荷載計(jì)算①水平荷載統(tǒng)計(jì)：新澆混凝土對(duì)模板的水平側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值。按照（JGJ74-2003）附錄B，模板荷載及荷載效應(yīng)組合B.0.2規(guī)定：F＝Min（F1，F(xiàn)2）本計(jì)算書各工藝參數(shù)：γc取25kN/m3；t0初凝時(shí)間為6小時(shí)；V澆筑速度為2m/h；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（m）；取5.86m；β1取1.2；β2取1.15;則砼側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值F為：F1＝0.22×25×6×1.2×1.15×2１/2=65kN/m2F2＝25×5.86＝146.5kN/m2F＝Min（F1，F(xiàn)2）＝65KN/m2砼側(cè)壓力荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.2；有效壓頭高度為：米在有效壓頭高度之外，模板強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)采用荷載設(shè)計(jì)值，為F*1.2＝65×1.2＝78kN/m2在有效壓頭高度之外，模板剛度驗(yàn)算時(shí)采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值，為F*1.0計(jì)算所用軟件為《ANSYS》11.0版本。10.4臺(tái)車模板受力計(jì)算1、面板受力分析F=65000/1000000*1.2=0.078N/mm2取1mm為計(jì)算單元。材料截面積A（mm2）Ix(mm4)Wx(mm3)ix(mm)δ101083.316.62.88模板結(jié)構(gòu)形式為：面板為10mm鋼板，橫肋為∠75*6等邊角鋼，間距為250mm。（1）強(qiáng)度校核強(qiáng)度線荷載q=0.065×1.2＝0.078N/mm面板計(jì)算簡圖面板彎矩圖由圖及表可以查出：彎矩最大處位于單元彎矩值為：515.09N.mm計(jì)算此處應(yīng)力：σ=M/w=515.09/16.6=31MPa＜[σ]=215MPa面板強(qiáng)度滿足要求。（2）剛度校核由圖可知：面板最大變形為：0.532mm面板剛度滿足要求2、模板縱向主肋校核∠75*6等邊角鋼參數(shù)：Wx=21976.8mm3Ix=447975.96mm4A=865.9mm2材料截面積A（mm2）Ix(mm4)Wx(mm3)ix(mm)∠75*6879.66469050.922686.3823.09（1）強(qiáng)度校核q=65KN/m2×0.25m×1.2=19.5KN/m＝19.5N/mm面板寬度1.5米：力加載圖：彎矩圖：σmax＝Mmax／w＝1.83×106／22686.38＝80.6N/mm2＜f=215N/mm2所以∠75*6強(qiáng)度滿足要求。（2）剛度校核q=65KN/m2×0.25m＝16.25N/mm力加載圖：位移變形圖：由圖可知：最大變形量為2.217mmVmax＜[v]＝3mm因此剛度滿足要求。10.5門架受力計(jì)算10.5.1側(cè)墻臺(tái)車門架計(jì)算模型：立柱、下橫梁用料：H500*300*10*14上橫梁用料：H600*300*10*14小立柱：工32a門架斜撐：H244*175*7*11計(jì)算模型：其中(F外模為外模重量，F(xiàn)內(nèi)模為內(nèi)模重量,F外為外模對(duì)拉桿傳給立柱的力F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3為內(nèi)模絲桿傳給立柱的力)F外模＝2.1t（側(cè)模重量）＝25000NF內(nèi)模＝3.5t（側(cè)模重量）＝35000NF外＝2.28×2.5×65KN/m2+2.28m×2.5m×32.5KN/m2=700990NF1＝2.28m×1.425m×16.2KN/m2=251940NF2＝2.28m×1.2m×49.7KN/m2+2.28×0.54×65KN/m2=216010NF3＝2.28m×1.75m×65KN/m2=259350N備注：門架間距為2.28米，上面力均為其中一排門架所受的力，混凝土測壓力65KN/m21、桁架強(qiáng)度計(jì)算（應(yīng)力云圖）由圖中可以看出：最大應(yīng)力114.517Mpa＜σ215Pa,滿足使用要求。10.5.2側(cè)墻桁架剛度計(jì)算由圖可以看出：桁架最大變形量為3.452mm.根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，容許變形量為L/1000＝7.5mm>3.574mm。其中L取軌距：7500mm10.5.3頂板臺(tái)車門架計(jì)算模型立柱、上橫梁：H500*300*10*14下橫梁：H400*300*10*14小立柱：工25a小斜撐：工18斜撐：H244*175*7*11計(jì)算模型：門架受力計(jì)算：其中：頂模板31.3噸，邊模板7.2噸F1＝0.6t（側(cè)模重）+1.74t(頂模重)+2.28m*3.6m*46kN/m2＝397656NF2＝1.74t(頂模重量)+2.28m*3m*27kN/m2＝202080NF3＝2.28m×1.0m×65KN/m2=148200N備注：門架間距為2.28米，混凝土厚度大于2.5米時(shí)，測壓力65KN/m2，當(dāng)?shù)竭_(dá)頂模上部時(shí)，側(cè)壓力漸漸減小。計(jì)算F1時(shí)側(cè)壓力取46KN/m2，計(jì)算F2時(shí)側(cè)壓力取27KN/m2。10.5.4頂板臺(tái)車桁架剛度計(jì)算1、桁架強(qiáng)度計(jì)算（應(yīng)力云圖）由圖中可以看出：最大應(yīng)力53Mpa＜σ215Pa,滿足使用要求。2、桁架剛度計(jì)算由圖可以看出：桁架最大變形量為1.325mm.根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，容許變形量為L/1000＝7.5mm>1.325mm。其中L取軌距：7500mm六、結(jié)論由以上的結(jié)計(jì)算結(jié)果可以得出結(jié)論，此主門架系統(tǒng)設(shè)計(jì)強(qiáng)度和剛度滿足施工要求，并且用料合理。10.6外模豎背楞受力分析外模豎背楞模型簡化：外模豎背楞用料：][25a,間距750mm，頂部和底部設(shè)有拉桿固定。即受力模型簡化如上圖所示其中：F1＝0.9m×0.75m×11.7KN/m2=7897.5NF2＝1m×0.75m×42.9KN/m2=32175NF3＝0.4m×0.75m×65KN/m2+0.6m×0.75m×56.9KN/m2=45100NF4＝1m×0.75m×65KN/m2=48750N1、外模豎背楞強(qiáng)度計(jì)算（應(yīng)力云圖）由圖中可以看出：最大應(yīng)力209.636Mpa＜σ215Pa,滿足使用要求。從計(jì)算的結(jié)果分析，209.636應(yīng)力較大，制作時(shí)需要對(duì)局部地區(qū)加強(qiáng)。2、外模豎背楞剛度計(jì)算由圖可以看出：桁架最大變形量為14.475mm.根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，容許變形量為L/1000＝