xxx隧道衬砌台车结构计算书

P3=2KN/m2； ④施工人员及机具荷载： P2=2KN/m2；

临时结构荷载组合系数按照：1.0×恒载+1.2*活载。

4.二衬模板、衬砌台车强度刚度验算

4.1 二衬模板 ①6mm钢板计算

二衬模板采用6mm的钢板，纵肋间距30cm，主肋间距1m。钢板界面特性系数计算如下：其中b=1m，h=6×10-3m，l=0.3m。

W=1/6*b*h2=1/6×1×（6×10-3）2m3=6×10-6m3 I=1/12*b*h3=1.8×10-8m4 则拱顶面板：

q=1.0*(26*0.25*1+78.5*0.006*1)+1.2*4*1=11.77KN/m；按简支梁计算，其弯矩为

11 Mmax?ql2?*11.77*0.32?0.132kN?m；

88*m则正应力：?w?M?0.132KN?22MPa?205MPa ?6346?10m5ql5?11.77?10-3?0.34挠度：??384EI?384?2.06?105?1.8*10?8?0.33mm?l/250?1.2mm

W侧墙面板：

q=1.0×43.14×1+1.2×4×1=47.94KN/m；按简支梁计算，其弯矩为

11 Mmax?ql2?×47.94×0.32?0.539kN?m

88M0.539KN*m??89.8MPa?205MPa 则?w??63W6?10m4-34挠度：??384EI?384?2.06?105?1.8×10?8?1.14mm?l/250?1.2mm 故6mm混凝土面板满足要求。 ②纵肋∠45*45*6角钢

纵肋∠45*45*6角钢间距为30cm，其支撑拱圈主肋间距1m（两主肋间加了环向∠45*45*6次肋角钢）。∠45*45*6角钢的截面系数：

W=7×10-6m3 I=1.8×10-8m4

5ql5?47.94?10?0.3

qmax=1.0×43.14×0.3+1.2×4×0.3=14.38KN/m；

按简支梁计算，其弯矩为：Mmax?1ql2?1?14.38?0.52?0.45kN?m

887?10m5ql45?14.38?10-3?0.54挠度：??384EI?384?2.06?105?9.33*10?8?1.2mm?l/250?2mm

*m则?w?M?0.45KN?64.2MPa?205MPa ?63W③顶模拱圈主肋I12工字钢

顶模拱圈主肋I12工字钢的截面系数： W=77×10-6m3 I=488×10-8m4

其荷载计算考虑二衬混凝土重、模板、纵向角钢、I12工字钢自重以及浇筑混凝土侧压力（由于顶板处于隧道腰线以上，而侧压力与浇筑高度有关，因此顶板计算时可按0.5倍最大侧压力计）。顶板下三立柱支撑间距分别为0.48m、0.55m、0.55m、0.48m。则荷载为：

q=1.0×?26×0.25×1+78.5×0.006×1+3.98×0.01/0.3+16.9×0.01+43.14*1*0.5?+1.2×4×1=33.64KN/m 按简支梁计算，其弯矩为：

11Mmax?ql2??33.64?0.552?1.27kN?m；

88其支点反力为：

F?11ql??33.64?0.55?9.251kN22W；

*m则最大正应力：?w?M?1.27KN?16.5MPa?205MPa ?63477?10m5ql5?33.64?10-3?0.554最大挠度：??384EI?384?2.06?105?488?10?8?0.03mm?l/250?3.44mm

④侧模拱圈主肋I16工字钢

侧模拱圈主肋I16工字钢的截面系数： W=141×10-6m3 I=1130×10-8m4

侧模拱圈主肋所受的荷载主要为混凝土的侧压力，按最大侧压力考虑，并考虑1.2的胀模系数。则荷载为

q=1.0*1.2*43.14*1.0+1.2*4*1.0=56.57KN/m

侧模拱圈主肋由两螺旋丝杆支撑于台车门架上，两螺旋丝杆间距1m；运用SMSolve软件建立悬挑梁模型如下：

图4.1 侧模拱圈主肋计算模型

经软件求解，得到支点反力为F1=50.18KN,F2=36.04KN；最大弯矩为Mmax=4.94KN*m。

图4.2 侧模拱圈主肋弯矩及支点反力图

则最大正应力：?w?M?4.94KN?6*m?35MPa?205MPa 3W141?10m5ql45?56.57?10-3?14最大挠度：??384EI?384?2.06?105?1130?10?8?0.3mm?l/250?4mm

4.2 台车结构计算

主要对顶模支撑、台车门架进行结构受力计算。 ①顶模支撑立柱

顶模支撑立柱承受顶模部分二衬混凝土重量、模板、拱架、浇筑时的侧压力等。以纵向1m长度为计算单位，荷载总重为：

F=26×0.25×3.65+78.5×0.006×3.65+3.98×10-2×13+14.2×10-2×3.65+43.14×0.5×3.65×1=105KN；

顶模由3根立柱支撑，每根立柱平均受力为35KN；顶模支撑立柱长度分别为0.414m、0.576m、0.414。H200×200×8×12型钢的截面系数：

W=461×10-6m3 I=4610.5×10-8m4

A=62.08cm2 ix=8.61cm 则长、短立柱的长细比为

?1?l1?0.576?10?6.69 ?2?l1?0.414?10?4.81

ix8.6122ix8.61查表得ψ=0.998，则

F35?103 ????5.64MPa?205MPa

A62.08?102

F35?103?b???5.65MPa?205MPa 2?A0.998?62.08?10则顶模支撑立柱的强度及稳定性满足要求。 ②台车门架计算

台车门架主横梁采用I20a工字钢，长度2.36m，两端悬挑0.24m。主要受力为顶模支撑三根立柱传递的竖向轴力以及立柱的自重。故荷载为：

F=35KN+27.9×0.576×0.01KN+4×1×3.98×0.01KN=35.32KN； 在SMSolve软件中建立计算模型如下：

图4.3 台车门架主横梁计算模型

经软件求解，得到支点反力为F1=55.23KN,F2=50.73KN；最大弯矩为Mmax=28.96KN*m。

I20a工字钢的截面系数：W=237×10-6m3 I=2370×10-8m4

*m则最大正应力：?w?M?28.96KN?122.2MPa?205MPa ?63W237?10m19Fl319?35.32?10?3?1.883最大挠度：??384EI?384?2.06?105?2370?10?8?2.38mm?l/250?7.5mm

台车门架立柱采用H200×200×8×12型钢，其受力包括由门架主横梁传递的竖向力荷载Fmax=55.23KN；以及由上部侧模支撑丝杆传递的水平力F1=50.18KN（上丝杆轴力）。

1）立柱竖向强度、稳定性 立柱的长细比为

2l1.313?101 ?1???15.25 ix8.61查表得ψ=0.988，则

F55.23?103 ????8.90MPa?205MPa

A62.08?102