模板受力分析.docx
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模板受力分析
模板台车受力分析
1、台车构成
隧道全断面衬砌台车主要由门型框架（纵梁、横梁、底梁、竖撑、顶推螺杆斜撑）、面板（顶模板、边模板、加强肋）、行走系统（滑动钢轮、电动机）、液压系统、连接件及紧固装置构成。
各构（杆）件采用M20螺栓连接，螺栓孔均采用机械成孔，孔径较螺栓杆体大2mn。
。
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台车构造具体见图一、图二
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图一：
全断面衬砌台车构造图
图二：
9m长衬砌台车侧视图
整体式衬砌台车总体构造如下所示：
顶模总成：
2组；
顶部架体：
1组；
升降油缸：
4件；
平移装置：
2组；
门架体：
1组；
边模总成：
2组；
边模丝杠：
26件；
边模通梁：
8件；
边模油缸：
4件；
底部丝杠体：
14件
台车标准长度为9m时，设置12个工作窗口。
二、台车结构受力检算
模板支架如图1所示。
计算参照《建筑结构荷载规范》（GB50009-200）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002、《铁路混凝土与砌体工程施工规范》（TB10210-2001）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）、《砼泵送施工技术规程》（JG/T3064-1999）。
1、荷载计算
（1、、荷载计算
1、、上部垂直荷载
永久荷载标准值：
上部混凝土自重标准值：
1.9X0.6X11.0X24=200.64KN
钢筋自重标准值：
9.8KN
模板自重标准值：
1.9X11.0X0.01X78.5=16.4KN
弧板自重标准值：
（11.0X0.3X0.01X2+11.0X0.3X0.01、X78.5=7.77KN
台梁立柱自重：
0.0068X（1.15+1.45、X2X78.5=2.78KN
上部纵梁自重：
（0.0115X8.2+0.015X1.9X2）X78.5=11.88KN可变荷载标准值：
施工人员及设备荷载标准值：
2.5
振捣混凝土时产生的荷载标准值：
2.0
2）、中部侧向荷载
永久荷载标准值：
新浇注混凝土对模板侧面的压力标准值：
F=0.22rctop1p2v1/2
=0.22x25X8X1.2x1.15x10.5=60.6KN/m2
F=rcxH=25X3.9=97.5KN/m2
取两者中的较小值，故最大压力为60.6KN/m2有效压力高度h=2.42m
换算为集中荷载：
60.6x1.9x0.6=69.1KN其中：
F—新浇混凝土对模板的最大侧压力；rc—混凝土的表观密度；to—新浇混凝土的初凝时间；
v—混凝土的浇筑速度；
H—混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度;
p1—外加剂影响修正系数；
p2—混凝土坍落度影响修正系数；
h—有效压力高度。
可变荷载标准值
倾倒混凝土荷载值：
2.0KN/m2振捣混凝土时产生的荷载标准值：
4.0KN/m2
（2）荷载组合
1）组合I恒载x1.2+活载x1.4
2）组合H恒载x1.0+活载x1.0
2、钢模板设计
钢模板的作用是保持隧洞衬砌混凝土浇筑的外形及承担混凝土浇筑荷载。
钢模板主要由面板、弧形板、支撑角钢、立筋板、活动铰构成，活动铰将其分成几段，利用连接螺栓合成整理。
A）设计假定：
面板弧形板按照双铰耳设计，最大正负弯矩区采
用加强措施；面板按四边支撑或三边支撑一边自由板计算。
B）荷载及其组合：
顶拱钢模面板的计算荷载包括设计衬砌混凝土浇筑荷载、允许超挖及局部过大超挖部分的混凝土浇筑荷载和面板的自重等。
q=q0+q1+q2+q3式中q面板计算荷载
q。
一面板自重，按照初选面板厚度计算；
qi—设计衬砌混凝土荷载，qi二rxh;
r一钢筋混凝土容重；
h—设计衬砌厚度；
q2—允许超挖部分的混凝土荷载；
q3—局部过大超挖部分回填的混凝土荷载（不包括允许超挖部
分），为1.2m；
q4—含义同，仅加载部位有异；
q5—混凝土侧压力；
q5=丫R+C
R/—内部插入振捣器影响半径，采用0.75m;
c—混凝土入仓对模板的冲击力，目前，设计中采用0.2tf/m
（1）、模板面板计算面板是以肋板为支座的连续梁，可简化为四跨连续梁进行计算。
按照荷载组合1,取1m宽的板条计算：
对拱顶面板：
q=1.2X1.0（25X1.0+78.5X0.01）+2.0X1.4=33.6KN/m
对侧墙面板:
q=1.2X1.0X60.6+6.0X1.4=81.12KN/m
取侧墙模板进行验算,取荷载调整系数0.85,有：
q=81.12X0.85=68.95KN/m
故Mmax=0.105ql2=0.105X68.95X0.282=0.57KN.m
模板钢材Q23510mn厚钢板的截面力学参数截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：
W=1.6X10-5m3
I=8.3X10-8m4
所以有:
强度验算：
（T=MX/丫xWX=90.4N/mmV?
=215N/mm2安全
刚度验算：
V=0.644ql4/100EI
=0.644X66.0X0.2864/（100X2.06X105X1.8X10-8）
=0.77mmVL/250=1.1mm满足要求
根据计算结果，钢模板面板适合采用10mm厚的钢板。
（2）模板肋板计算
横肋布置按230mm考虑，计算简图如下：
P
q
1;
41；；
JI
A
A
N1
N：
B
P0.2368.9515.8KN
q0.06KN/m
肋板计算简图
22
故.Mmax0.125ql0.1250.060.230.25PL0.91KNgm
矩W分别为:
W=6.4x10-6m3
I=1/9x0.006x0.0753=2.81x10-7m4
所以有:
4
5ql/384EI0.2mml/2501.1mm
（3）弧板计算
弧板采用A3510钢板，宽度300mm加强筋采用钢板及10#槽钢，
中心间距250mm荷载为模板荷载和自重，米用ANS丫分析内力如下:
Mx209000Ngm
v115000N
最不利的弯矩和剪力为:
弧板的截面力学参数截面惯性距I和截面抵抗矩W分别为:
W1.303103m3
I1.954104m4
所以有:
22
76.9N/mmfv125N/mm
Itw安全
采用组合1计算结果：
刚度验算：
v47.4mm1/25048.4mm满足要求
（4）模板支架的计算
模板支架按照钢框架结构计算，荷载见“二荷载计算”，钢材
Q235门架横梁截面尺寸400250mm结构为焊接工字型，上下面板
14，立板为312。
门架横梁钢的截面力学参数截面惯性距I和截面
抵抗矩W分别为：
3344
W3.13210m；I9.39610m；
立柱截面尺寸500250mm结构为焊接工字型，上下面板14,立板为312。
立柱的截面力学参数截面惯性距I和截面抵抗矩W分别为：
W2.145103m3；I5.361104m4；
采用SAP200C计算，组合2计算结果如下：
位置
弯矩（KNgm）
剪力（KN）
立柱顶
225.47
167.30
立柱中
22.28
31.52
立柱下
44.47
38.08
顶梁边
252.47
360.85
顶梁中
99.46
4.07
中梁边
27.84
13.65
中梁中
1.21
4.00
立柱计算
对各点进行受力验算，立柱最不利的弯矩和剪力、轴力为:
所以有:
采用组合1计算结果:
刚度验算：
v1.6mm1/25012mm满足要求
框架梁计算
对各点进行受力计算，顶梁最不利的弯矩和剪力、轴力为:
Mx252470NgnV260860NN167300N
Mx
xWnx
70.1N/mm2
2
215N/mm
VS
Itw
108.0N/mm2
fv125N/mm2
采用组合1计算结果：
刚度验算：
v16.1mml/25032mm
安全
安全
满足要求。
所以有：
（5）底部大梁的计算
大梁按照简支梁结构计算，不考虑中间支座作用。
大梁箱形截面
500500mm14,钢材Q235底梁的截面力学参数截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：
W5.077103m3
I1.523103m3
大梁计算简图
底部大梁弯矩图
单位:
碾,
采用SAP200C计算，组合2计算结果如下:
最不利的弯矩和剪力、轴力为:
所以有:
采用组合1计算结果:
刚度验算：
v59.7mml/25048mm
不满足要求
Mx
bWx
整体稳定性验算:
2
3278310/（1.65077）f215N/mm2
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