9m台车结构强度验算书
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店子梁隧道台车力学计算书一、基本情况店子梁隧道台车,长度为9m。
模板面板厚度为10mm,门架面板厚14mm,门架腹板厚12mm。
本计算书针对台车的主要受力构件的强度和刚度进行检算,以验证台车的力学性能能否满足要求。
本文主要根据《GB50017-2003钢结构设计规范》《路桥施工计算手册》与《结构力学》,借助结构力学求解器来对本台车进行结构检算。
1.计算参数3砼的重力密度为:24kN/m;砼浇筑速度:2m/h;砼入模时的温度取25℃;掺外加剂。
3钢材取Q235钢,重力密度:78.5kN/m;弹性模量为206Gpa,容许拉压应力以及容许弯曲应力为215 Mpa,有部分零件为45钢,容许拉压应力计算取250Mpa(《钢结构设计规范》表3.4.1-1)。
本文计算时取2倍安全系数,所以本文计算时Q235钢容许拉压应力以及容许弯曲应力取215Mpa/2=108Mpa,45钢容许拉压应力以及容许弯曲应力取250Mpa/2=125Mpa。
2.计算载荷21)振动器产生的荷载:4.0kN/m;或倾倒混凝土产生的冲击荷2载:4.0kN/m;二者不同时计算。
2)对侧模产生的压力砼对侧模产生的压力主要为侧压力,侧压力计算公式为:P=kγh (1) 当v/T<0.035时,h=0.22+24.9v/T;当v/T>0.035时,h=1.53+3.8v/T;式中:P-新浇混凝土对模板产生的最大侧压力(kPa);h-有效压头高度(m);v-混凝土浇筑速度(m/h); T-混凝土入模时的温度(℃);3γ-混凝土的容重(kN/m);K-外加剂影响修正系数,不掺外加剂时取k=1.0,掺缓凝剂作用的外加剂时k=1.2;根据前述已知条件:因为:v/T=2/20=0.1>0.035,所以 h=1.53+3.8v/T=1.53+3.8×0.1=1.91m 2最大侧压力为:P=kγh=1.2×24×1.91=55kN/m;2检算强度时载荷设计值为:p=55+1.4×4.0= 60.6kN/m;a3)砼对顶模产生的压力砼对顶模产生的压力由砼的重力和灌注砼的侧压力组成:32重力p=γδ=24kN/m×0.7m=16.8kN/m1其中δ为浇注砼的厚度。
中铁四局宝兰客专隧道台车设计计算书此份台车结构强度设计计算及校核书是根据中铁四局宝兰客专项目经理部提供的台车设计要求及所附图纸中提供的技术参数进行结构受力演算,其结果仅对该台台车的结构受力有效。
一、工程概况及其对钢模台车设计要求1、钢模台车的制作和安装需执行《隧道衬砌模板台车设计制造标准规范》和GB50204-92《混凝土结构工程施工及验收规范》中相关要求。
2、钢模台车设计成边墙顶拱整体浇筑的自行式台车形式,并满足施工设备通行要求,最下部横梁距离底板砼面净高不低于4m。
3、对钢模台车的结构设计必须要有准确的计算,确保在重复使用过程中结构稳定,刚度满足要求。
对模板变形同样有准确的计算,最大变形值不得超过2mm,且控制在弹性变形范围内。
4、钢模台车设计长度为12米。
5、钢模台车设计时,承载混凝土厚度按0.6m设计校核。
6、钢模台车面板伸缩系统采用液压传力杆,台车就位后采用丝杆承载,不采用行走轮承载。
7、侧模和顶模两侧设置窗口,以便进人和泵管下料。
8、钢模台车两端及其它操作位置需设置操作平台和行人通道,平台和通道均应满足安全要求。
二、设计资料1、钢模台车设计控制尺寸钢模台车外形控制尺寸,依据隧道设计断面和其他的相关施工要求和技术要求确定。
见总图《正视图》。
2、设计衬砌厚度钢模台车设计时,承载混凝土厚度按0.6m设计校核。
3、车下通行的施工机械的控制尺寸最大高度不高于4m;A)台车轨距 7500mm。
B)洞内零星材料起吊重量一般不超过3吨。
C)浇筑段长度浇筑段长12m。
3、钢模台车设计方案钢模台车的设计如图所视《中铁十六局成兰铁路台车正视图》。
该台车特点:采用全液压立收模;电机驱动行走;横向调节位移也采用液压油缸。
结构合理,效果良好。
4、钢模板设计控制数据(1)、模板:控制数据(见下表)(2)、台车机械设备控制数据(见下表)5、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载荷。
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体。
重力式挡土墙验算[执行标准:公路]计算项目:仰斜式挡土墙 9米计算时间: 2008-02-13 15:00:47 星期三------------------------------------------------------------------------ 原始条件:墙身尺寸:墙身高: 9.900(m)墙顶宽: 1.600(m)面坡倾斜坡度: 1:0.250背坡倾斜坡度: 1:-0.250采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1: 0.450(m)墙趾台阶h1: 0.900(m)墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率: 0.200:1物理参数:圬工砌体容重: 23.000(kN/m3)圬工之间摩擦系数: 0.400地基土摩擦系数: 0.550砌体种类: 片石砌体砂浆标号: 7.5石料强度(MPa): 30挡土墙类型: 一般挡土墙墙后填土内摩擦角: 35.000(度)墙后填土粘聚力: 0.000(kPa)墙后填土容重: 18.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度)地基土容重: 18.000(kN/m3)修正后地基土容许承载力: 250.000(kPa)地基土容许承载力提高系数:墙趾值提高系数: 1.000墙踵值提高系数: 1.000平均值提高系数: 1.000墙底摩擦系数: 0.300地基土类型: 土质地基地基土内摩擦角: 35.000(度)土压力计算方法: 库仑坡线土柱:坡面线段数: 1折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数1 12.000 0.000 1第1个: 定位距离0.000(m) 公路-II级坡面起始距离: 0.000(m)地面横坡角度: 20.000(度)墙顶标高: 0.000(m)挡墙分段长度: 10.000(m)=====================================================================第 1 种情况: 组合1=============================================组合系数: 1.0001. 挡土墙结构重力分项系数 = 1.200 √2. 墙顶上的有效永久荷载分项系数 = 1.200 √3. 墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数 = 1.200 √4. 填土侧压力分项系数 = 1.200 √5. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数 = 1.200 √=============================================[土压力计算] 计算高度为 10.290(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 36.096(度)公路-II级路基面总宽= 12.000(m), 路肩宽=0.000(m) 安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离= 0.350(m), 车与车之间距离=0.600(m)经计算得,路面上横向可排列此种车辆 4列布置宽度= 4.930(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 0.500 0.300 15.000 15.00002 2.300 0.300 15.000 15.00003 0.500 0.600 60.000 60.00004 2.300 0.600 60.000 60.00005 0.500 0.600 60.000 60.00006 2.300 0.600 60.000 60.00007 0.500 0.600 70.000 70.00008 2.300 0.600 70.000 70.00009 0.500 0.600 70.000 70.00010 2.300 0.600 70.000 70.000第2列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 3.600 0.300 15.000 15.00002 5.400 0.300 15.000 0.00003 3.600 0.600 60.000 60.00004 5.400 0.600 60.000 0.00005 3.600 0.600 60.000 60.00006 5.400 0.600 60.000 0.00007 3.600 0.600 70.000 70.00008 5.400 0.600 70.000 0.00009 3.600 0.600 70.000 70.00010 5.400 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=4.930(m) 分布长度L0=18.941(m) 荷载值SG=825.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.491(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 36.096(度)Ea=168.112 Ex=167.805 Ey=10.157(kN) 作用点高度 Zy=3.580(m) 墙身截面积 = 16.645(m2) 重量 = 382.840 kN(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.300采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基底倾斜角度 = 11.310 (度)Wn = 375.406(kN) En = 42.869(kN) Wt = 75.081(kN) Et = 162.555(kN) 滑移力= 87.473(kN) 抗滑力= 125.482(kN)滑移验算满足: Kc = 1.435 > 1.300滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 27.372(kN) > 0.0地基土摩擦系数 = 0.550地基土层水平向: 滑移力= 167.805(kN) 抗滑力= 219.922(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.311 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 2.407 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 2.847 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = 3.189 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 535.137(kN-m) 抗倾覆力矩= 950.590(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 1.776 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 129.876(kN-m) > 0.0(三) 地基应力及偏心距验算基础为天然地基,验算墙底偏心距及压应力取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力 = 418.275(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=415.453(kN-m) 基础底面宽度 B = 1.991 (m) 偏心距 e = 0.002(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 0.993(m)基底压应力: 趾部=211.514 踵部=208.642(kPa)最大应力与最小应力之比 = 211.514 / 208.642 = 1.014作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.002 <= 0.167*1.991 = 0.332(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=211.514 <= 250.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=208.642 <= 250.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=210.078 <= 250.000(kPa)(四) 基础强度验算基础为天然地基,不作强度验算(五) 墙底截面强度验算验算截面以上,墙身截面积 = 16.245(m2) 重量 = 373.635 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 2.434 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 2.847 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 3.189 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 383.792(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=403.172(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.050(m)截面宽度 B = 2.050 (m) 偏心距 e1 = -0.025(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.025 <= 0.250*2.050 = 0.513(m)截面上压应力: 面坡=173.245 背坡=201.187(kPa)压应力验算满足: 计算值= 201.187 <= 1000.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= 6.970 <= 90.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数γ0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 460.550(kN)轴心力偏心影响系数αk = 0.998挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 2.050(m2)材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数γf = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.886计算强度时:强度验算满足: 计算值= 460.550 <= 1417.283(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 460.550 <= 1255.408(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 9.000(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 36.096(度)公路-II级路基面总宽= 12.000(m), 路肩宽=0.000(m) 安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离= 0.350(m), 车与车之间距离=0.600(m)经计算得,路面上横向可排列此种车辆 4列布置宽度= 4.312(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 0.500 0.300 15.000 15.00002 2.300 0.300 15.000 15.00003 0.500 0.600 60.000 60.00004 2.300 0.600 60.000 60.00005 0.500 0.600 60.000 60.00006 2.300 0.600 60.000 60.00007 0.500 0.600 70.000 70.00008 2.300 0.600 70.000 70.00009 0.500 0.600 70.000 70.00010 2.300 0.600 70.000 70.000第2列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 3.600 0.300 15.000 15.00002 5.400 0.300 15.000 0.00003 3.600 0.600 60.000 60.00004 5.400 0.600 60.000 0.00005 3.600 0.600 60.000 60.00006 5.400 0.600 60.000 0.00007 3.600 0.600 70.000 70.00008 5.400 0.600 70.000 0.00009 3.600 0.600 70.000 70.00010 5.400 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=4.312(m) 分布长度L0=18.196(m) 荷载值SG=825.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.584(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 36.096(度)Ea=132.633 Ex=132.391 Ey=8.013(kN) 作用点高度 Zy=3.172(m) 墙身截面积 = 14.400(m2) 重量 = 331.200 kN[强度验算]验算截面以上,墙身截面积 = 14.400(m2) 重量 = 331.200 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 1.925 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 2.393 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 3.172 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 339.213(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=236.748(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 0.698(m)截面宽度 B = 1.600 (m) 偏心距 e1 = 0.102(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.102 <= 0.250*1.600 = 0.400(m)截面上压应力: 面坡=293.155 背坡=130.862(kPa)压应力验算满足: 计算值= 293.155 <= 1000.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -2.059 <= 90.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数γ0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 407.056(kN)轴心力偏心影响系数αk = 0.953挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.600(m2)材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数γf = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.835计算强度时:强度验算满足: 计算值= 407.056 <= 1056.627(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 407.056 <= 882.205(kN)=====================================================================第 2 种情况: 组合2=============================================组合系数: 1.0001. 挡土墙结构重力分项系数 = 1.200 √2. 墙顶上的有效永久荷载分项系数 = 1.200 √3. 墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数 = 1.200 √4. 填土侧压力分项系数 = 1.200 √5. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数 = 1.200 √=============================================[土压力计算] 计算高度为 10.290(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 36.096(度)公路-II级路基面总宽= 12.000(m), 路肩宽=0.000(m) 安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离= 0.350(m), 车与车之间距离=0.600(m)经计算得,路面上横向可排列此种车辆 4列布置宽度= 4.930(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 0.500 0.300 15.000 15.00002 2.300 0.300 15.000 15.00003 0.500 0.600 60.000 60.00004 2.300 0.600 60.000 60.00005 0.500 0.600 60.000 60.00006 2.300 0.600 60.000 60.00007 0.500 0.600 70.000 70.00008 2.300 0.600 70.000 70.00009 0.500 0.600 70.000 70.00010 2.300 0.600 70.000 70.000第2列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 3.600 0.300 15.000 15.00002 5.400 0.300 15.000 0.00003 3.600 0.600 60.000 60.00004 5.400 0.600 60.000 0.00005 3.600 0.600 60.000 60.00006 5.400 0.600 60.000 0.00007 3.600 0.600 70.000 70.00008 5.400 0.600 70.000 0.00009 3.600 0.600 70.000 70.00010 5.400 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=4.930(m) 分布长度L0=18.941(m) 荷载值SG=825.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.491(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 36.096(度)Ea=168.112 Ex=167.805 Ey=10.157(kN) 作用点高度 Zy=3.580(m) 墙身截面积 = 16.645(m2) 重量 = 382.840 kN(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.300采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基底倾斜角度 = 11.310 (度)Wn = 375.406(kN) En = 42.869(kN) Wt = 75.081(kN) Et = 162.555(kN) 滑移力= 87.473(kN) 抗滑力= 125.482(kN)滑移验算满足: Kc = 1.435 > 1.300滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 27.372(kN) > 0.0地基土摩擦系数 = 0.550地基土层水平向: 滑移力= 167.805(kN) 抗滑力= 219.922(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.311 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 2.407 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 2.847 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = 3.189 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 535.137(kN-m) 抗倾覆力矩= 950.590(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 1.776 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 129.876(kN-m) > 0.0(三) 地基应力及偏心距验算基础为天然地基,验算墙底偏心距及压应力取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力 = 418.275(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=415.453(kN-m) 基础底面宽度 B = 1.991 (m) 偏心距 e = 0.002(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 0.993(m)基底压应力: 趾部=211.514 踵部=208.642(kPa)最大应力与最小应力之比 = 211.514 / 208.642 = 1.014作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.002 <= 0.167*1.991 = 0.332(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=211.514 <= 250.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=208.642 <= 250.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=210.078 <= 250.000(kPa)(四) 基础强度验算基础为天然地基,不作强度验算(五) 墙底截面强度验算验算截面以上,墙身截面积 = 16.245(m2) 重量 = 373.635 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 2.434 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 2.847 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 3.189 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 383.792(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=403.172(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.050(m)截面宽度 B = 2.050 (m) 偏心距 e1 = -0.025(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.025 <= 0.250*2.050 = 0.513(m)截面上压应力: 面坡=173.245 背坡=201.187(kPa)压应力验算满足: 计算值= 201.187 <= 1000.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= 6.970 <= 90.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数γ0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 460.550(kN)轴心力偏心影响系数αk = 0.998挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 2.050(m2)材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数γf = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.886计算强度时:强度验算满足: 计算值= 460.550 <= 1417.283(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 460.550 <= 1255.408(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 9.000(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 36.096(度)公路-II级路基面总宽= 12.000(m), 路肩宽=0.000(m) 安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离= 0.350(m), 车与车之间距离=0.600(m)经计算得,路面上横向可排列此种车辆 4列布置宽度= 4.312(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 0.500 0.300 15.000 15.00002 2.300 0.300 15.000 15.00003 0.500 0.600 60.000 60.00004 2.300 0.600 60.000 60.00005 0.500 0.600 60.000 60.00006 2.300 0.600 60.000 60.00007 0.500 0.600 70.000 70.00008 2.300 0.600 70.000 70.00009 0.500 0.600 70.000 70.00010 2.300 0.600 70.000 70.000第2列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 3.600 0.300 15.000 15.00002 5.400 0.300 15.000 0.00003 3.600 0.600 60.000 60.00004 5.400 0.600 60.000 0.00005 3.600 0.600 60.000 60.00006 5.400 0.600 60.000 0.00007 3.600 0.600 70.000 70.00008 5.400 0.600 70.000 0.00009 3.600 0.600 70.000 70.00010 5.400 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=4.312(m) 分布长度L0=18.196(m) 荷载值SG=825.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.584(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 36.096(度)Ea=132.633 Ex=132.391 Ey=8.013(kN) 作用点高度 Zy=3.172(m) 墙身截面积 = 14.400(m2) 重量 = 331.200 kN[强度验算]验算截面以上,墙身截面积 = 14.400(m2) 重量 = 331.200 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 1.925 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 2.393 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 3.172 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 339.213(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=236.748(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 0.698(m)截面宽度 B = 1.600 (m) 偏心距 e1 = 0.102(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.102 <= 0.250*1.600 = 0.400(m)截面上压应力: 面坡=293.155 背坡=130.862(kPa)压应力验算满足: 计算值= 293.155 <= 1000.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -2.059 <= 90.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数γ0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 407.056(kN)轴心力偏心影响系数αk = 0.953挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.600(m2)材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数γf = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.835计算强度时:强度验算满足: 计算值= 407.056 <= 1056.627(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 407.056 <= 882.205(kN)=====================================================================第 3 种情况: 组合3=============================================组合系数: 1.0001. 挡土墙结构重力分项系数 = 1.200 √2. 墙顶上的有效永久荷载分项系数 = 1.200 √3. 墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数 = 1.200 √4. 填土侧压力分项系数 = 1.200 √5. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数 = 1.200 √=============================================[土压力计算] 计算高度为 10.290(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 36.096(度)公路-II级路基面总宽= 12.000(m), 路肩宽=0.000(m) 安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离= 0.350(m), 车与车之间距离=0.600(m)经计算得,路面上横向可排列此种车辆 4列布置宽度= 4.930(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 0.500 0.300 15.000 15.00002 2.300 0.300 15.000 15.00003 0.500 0.600 60.000 60.00004 2.300 0.600 60.000 60.00005 0.500 0.600 60.000 60.00006 2.300 0.600 60.000 60.00007 0.500 0.600 70.000 70.00008 2.300 0.600 70.000 70.00009 0.500 0.600 70.000 70.00010 2.300 0.600 70.000 70.000第2列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 3.600 0.300 15.000 15.00002 5.400 0.300 15.000 0.00003 3.600 0.600 60.000 60.00004 5.400 0.600 60.000 0.00005 3.600 0.600 60.000 60.00006 5.400 0.600 60.000 0.00007 3.600 0.600 70.000 70.00008 5.400 0.600 70.000 0.00009 3.600 0.600 70.000 70.00010 5.400 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=4.930(m) 分布长度L0=18.941(m) 荷载值SG=825.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.491(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 36.096(度)Ea=168.112 Ex=167.805 Ey=10.157(kN) 作用点高度 Zy=3.580(m) 墙身截面积 = 16.645(m2) 重量 = 382.840 kN(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.300采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基底倾斜角度 = 11.310 (度)Wn = 375.406(kN) En = 42.869(kN) Wt = 75.081(kN) Et = 162.555(kN) 滑移力= 87.473(kN) 抗滑力= 125.482(kN)滑移验算满足: Kc = 1.435 > 1.300滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 27.372(kN) > 0.0地基土摩擦系数 = 0.550地基土层水平向: 滑移力= 167.805(kN) 抗滑力= 219.922(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.311 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 2.407 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 2.847 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = 3.189 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 535.137(kN-m) 抗倾覆力矩= 950.590(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 1.776 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 129.876(kN-m) > 0.0(三) 地基应力及偏心距验算基础为天然地基,验算墙底偏心距及压应力取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力 = 418.275(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=415.453(kN-m) 基础底面宽度 B = 1.991 (m) 偏心距 e = 0.002(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 0.993(m)基底压应力: 趾部=211.514 踵部=208.642(kPa)最大应力与最小应力之比 = 211.514 / 208.642 = 1.014作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.002 <= 0.167*1.991 = 0.332(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=211.514 <= 250.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=208.642 <= 250.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=210.078 <= 250.000(kPa)(四) 基础强度验算基础为天然地基,不作强度验算(五) 墙底截面强度验算验算截面以上,墙身截面积 = 16.245(m2) 重量 = 373.635 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 2.434 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 2.847 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 3.189 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 383.792(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=403.172(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.050(m)截面宽度 B = 2.050 (m) 偏心距 e1 = -0.025(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.025 <= 0.250*2.050 = 0.513(m)截面上压应力: 面坡=173.245 背坡=201.187(kPa)压应力验算满足: 计算值= 201.187 <= 1000.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= 6.970 <= 90.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数γ0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 460.550(kN)轴心力偏心影响系数αk = 0.998挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 2.050(m2)材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数γf = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.886计算强度时:强度验算满足: 计算值= 460.550 <= 1417.283(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 460.550 <= 1255.408(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 9.000(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 36.096(度)公路-II级路基面总宽= 12.000(m), 路肩宽=0.000(m) 安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离= 0.350(m), 车与车之间距离=0.600(m)经计算得,路面上横向可排列此种车辆 4列布置宽度= 4.312(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 0.500 0.300 15.000 15.00002 2.300 0.300 15.000 15.00003 0.500 0.600 60.000 60.00004 2.300 0.600 60.000 60.00005 0.500 0.600 60.000 60.00006 2.300 0.600 60.000 60.00007 0.500 0.600 70.000 70.00008 2.300 0.600 70.000 70.00009 0.500 0.600 70.000 70.00010 2.300 0.600 70.000 70.000第2列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 3.600 0.300 15.000 15.00002 5.400 0.300 15.000 0.00003 3.600 0.600 60.000 60.00004 5.400 0.600 60.000 0.00005 3.600 0.600 60.000 60.00006 5.400 0.600 60.000 0.00007 3.600 0.600 70.000 70.00008 5.400 0.600 70.000 0.00009 3.600 0.600 70.000 70.00010 5.400 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=4.312(m) 分布长度L0=18.196(m) 荷载值SG=825.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.584(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 36.096(度)Ea=132.633 Ex=132.391 Ey=8.013(kN) 作用点高度 Zy=3.172(m) 墙身截面积 = 14.400(m2) 重量 = 331.200 kN[强度验算]验算截面以上,墙身截面积 = 14.400(m2) 重量 = 331.200 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 1.925 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 2.393 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 3.172 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 339.213(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=236.748(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 0.698(m)截面宽度 B = 1.600 (m) 偏心距 e1 = 0.102(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.102 <= 0.250*1.600 = 0.400(m) 截面上压应力: 面坡=293.155 背坡=130.862(kPa)压应力验算满足: 计算值= 293.155 <= 1000.000(kPa) 切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -2.059 <= 90.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数γ0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 407.056(kN)轴心力偏心影响系数αk = 0.953挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.600(m2)材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数γf = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.835计算强度时:强度验算满足: 计算值= 407.056 <= 1056.627(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 407.056 <= 882.205(kN)=================================================各组合最不利结果=================================================(一) 滑移验算安全系数最不利为:组合1(组合1)抗滑力 = 125.482(kN),滑移力 = 87.473(kN)。
重庆轻轨车站9⽶隧道台车结构计算书隧道台车结构计算书眉⼭市华川机械制造有限公司2011年2⽉四川眉⼭⼀概括模板台车就位完毕,整个台车两端各设⼀个底托传⼒道初⽀底⾯上。
台车适⽤于重庆轻轨车站隧道;钢枕⾼度:H=200mm;钢轨型号为:43Kg/m (H=140mm)或43Kg/m以上;台车长度为9⽶,⼆衬混凝⼟灌注厚度0.7⽶,⼀次浇注成型。
模板台车⽀架如图1。
计算参照《建筑结构载荷规范》(GB5009-2001)、《混凝⼟结构⼯程施⼯质量验收规范》(GB50204-2002)、《⽔⼯混凝⼟施⼯规范》(DL/T5144-2001)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)。
模板⽀架图(1)载荷计算1)上部垂直载荷永久载荷标准值:上部混凝⼟⾃重标准值:9.0×0.7×16.7×24=2525.04KN钢筋⾃重标准值:9.8KN模板⾃重标准值:320KN台梁⽴柱⾃重:33.7KN上部纵梁⾃重:33.8KN可变载荷标准值:施⼯⼈员及设备载荷标准值:2.5KN/㎡振捣混凝⼟时产⽣的载荷标准值:2.0KN/㎡2)中部侧向载荷永久载荷标准值:新浇注混凝⼟对模板侧⾯的压⼒标准值:F=0.22r c t0β1β2v1/2=0.22×25×8×1.2×1.15×10.5=60.6KN/㎡F=r c H=25×10.3=257.5KN/㎡取两者中的较⼩值,故最⼤压⼒为257.5KN/㎡有效压⼒⾼度h=10.3m换算为集中载荷:257.5×1.9×0.6=293.55KN其中:F——新浇混凝⼟对模板的最⼤侧压⼒;r c——混凝⼟的表观密度;t0——新浇混凝⼟的初凝时间;v——混凝⼟的浇注速度;H——混凝⼟侧压⼒计算位置处⾄新浇混凝⼟顶⾯的总⾼度;β1——外加剂影响修正系数;β2——混凝⼟坍落度影响修正系数;h——有效压⼒⾼度。
1-9m工字钢便桥结构受力检算书1、检算依据1.1《临时便桥施工图》1.2《公路桥梁设计规范》JTG-D60-20041.3《基础工程》(中国铁道出版社)1.4本项目行车特点、等级要求2、设计简介2.1 1—9m便桥设计宽度4m,设计跨度9m,净跨8.4m;基础采用C30砼扩大基础,C30砼台身;便桥纵梁采用8根I40a 工字钢,工字钢顶部铺20cm 厚钢筋混凝土。
2.2 结构检算时,对正交桥与斜交桥同样看待,因为对于上部结构的单个单元来说,其受力特点是相同的。
2.3 冲击系数按《桥规》规定取值。
2.4 由于是施工便道,行人少,不考虑人群荷载。
2.5 纵横向风力、流水压力、温度影响力及其他偶然荷载不予考虑。
2.6桥台因台前填筑较松,检算时,不考虑台前被动土压力,是偏于安全的。
3、最不利工况的确定按《桥规》规定的荷载组合Ⅱ进行检算,基本可变荷载为汽车—超20级,其他可变荷载为冲击力。
结构受力按基本可变荷载(汽车—20)+恒载+冲击力组合。
3.1基本可变荷载1-9m工字钢便桥结构受力检算书1、检算依据1.1《临时便桥施工图》1.2《公路桥梁设计规范》JTG-D60-20041.3《基础工程》(中国铁道出版社)1.4本项目行车特点、等级要求2、设计简介2.1 1—9m便桥设计宽度4m,设计跨度9m,净跨8.4m;基础采用C30砼扩大基础,C30砼台身;便桥纵梁采用8根I40a 工字钢,工字钢顶部铺20cm 厚钢筋混凝土。
2.2 结构检算时,对正交桥与斜交桥同样看待,因为对于上部结构的单个单元来说,其受力特点是相同的。
2.3 冲击系数按《桥规》规定取值。
2.4 由于是施工便道,行人少,不考虑人群荷载。
2.5 纵横向风力、流水压力、温度影响力及其他偶然荷载不予考虑。
2.6桥台因台前填筑较松,检算时,不考虑台前被动土压力,是偏于安全的。
3、最不利工况的确定按《桥规》规定的荷载组合Ⅱ进行检算,基本可变荷载为汽车—超20级,其他可变荷载为冲击力。
店子梁隧道台车力学计算书一、基本情况店子梁隧道台车,长度为9m。
模板面板厚度为10mm,门架面板厚14mm,门架腹板厚12mm。
本计算书针对台车的主要受力构件的强度和刚度进行检算,以验证台车的力学性能能否满足要求。
本文主要根据《GB50017-2003钢结构设计规范》《路桥施工计算手册》与《结构力学》,借助结构力学求解器来对本台车进行结构检算。
1.计算参数砼的重力密度为:24kN/m3;砼浇筑速度:2m/h;砼入模时的温度取25℃;掺外加剂。
钢材取Q235钢,重力密度:78.5kN/m3;弹性模量为206Gpa,容许拉压应力以及容许弯曲应力为215 Mpa,有部分零件为45钢,容许拉压应力计算取250Mpa(《钢结构设计规范》表3.4.1-1)。
本文计算时取2倍安全系数,所以本文计算时Q235钢容许拉压应力以及容许弯曲应力取215 Mpa/2=108Mpa,45钢容许拉压应力以及容许弯曲应力取250Mpa/2=125Mpa。
2.计算载荷1)振动器产生的荷载:4.0kN/m2;或倾倒混凝土产生的冲击荷载:4.0kN/m2;二者不同时计算。
2)对侧模产生的压力砼对侧模产生的压力主要为侧压力,侧压力计算公式为:P=kγh (1)当v/T<0.035时,h=0.22+24.9v/T;当v/T>0.035时,h=1.53+3.8v/T;式中:P-新浇混凝土对模板产生的最大侧压力(kPa);h-有效压头高度(m);v-混凝土浇筑速度(m/h);T-混凝土入模时的温度(℃);γ-混凝土的容重(kN/m3);K-外加剂影响修正系数,不掺外加剂时取k=1.0,掺缓凝剂作用的外加剂时k=1.2;根据前述已知条件:因为:v/T=2/20=0.1>0.035,所以 h=1.53+3.8v/T=1.53+3.8×0.1=1.91m最大侧压力为:P=kγh =1.2×24×1.91=55kN/m2;检算强度时载荷设计值为:p a=55+1.4×4.0= 60.6kN/m2;3)砼对顶模产生的压力砼对顶模产生的压力由砼的重力和灌注砼的侧压力组成:重力p1=γδ=24kN/m3×0.7m=16.8kN/m2其中δ为浇注砼的厚度。
隧道衬砌台车设计计算书中煤第三建设(集团)有限责任公司二O一二年四月二十七日隧道衬砌台车设计计算书一、台车系统结构概述本台车适用于中煤第三建设(集团)有限责任公司,大连市地铁2号线工程项目,湾家站至红旗西路站区间、红旗西路至南松路区间隧道衬砌的模筑混凝土施工。
台车系统由模板系统、门架支撑系统、电液控制系统组成。
支收模采用液压控制,行走采用电动自动行走系统。
模板结构:台车模板长度为9m,共5榀支撑门架,门架间距为2.05m;上上纵连梁3根,单侧支撑连梁4根(结构见台车设计图)。
面板Q235,t=10mm钢板;连接法兰-12*220钢板;背肋,[12#槽钢,间距300mm;门架采用H2940*200*8*12型钢;底梁采用H482*300*11*15型钢;上纵连梁采用H200*200*8*12型钢;侧面模板支撑连梁采用双拼[16a#槽钢。
顶升油缸4个,侧向油缸4个,平移油缸2个;行走系统为两组主动轮系和两组被动轮系组成。
电液控制系统一套。
二、设计计算依据资料1、甲方提供的台车性能要求及工况资料、区间断面图纸;2、《钢结构设计规范(GB50017—2003)》3、《模板工程技术规范(GB50113—2005)》4、《结构设计原理》5、《铁路桥涵施工规范(TB10230—2002)》6、《钢结构设计与制作安装规程》7、《现代模板工程》三、结构计算方法与原则台车的主受力部件为龙门架、底粱、上部纵联H钢及钢模板,只需进行抗弯强度或刚度校核。
根据衬砌台车结构形式,各主要受力部件均不需要进行剪切强度校核和稳定性校核。
四、计算荷载值确定依据泵送混凝土施工方式以20立方米/小时计。
混凝土初凝时间为t=4.5小时。
振动设备为50插入式振动棒和高频附着式振动器。
混凝土比重值取r=2.4t/m3=24kN/m3 ;坍落度16—20cm。
荷载检算理论依据;以《模板工程技术规范(GB50113—2005)》中附录A执行。
钢材容许应力(单位;N/mm2)五、衬砌台车载荷计算:台车长度L=9m,衬砌厚度为0.3m。
**隧道衬砌台车技术说明一、本台车是按照《隧道设计图(第四册)》中隧道衬砌断面图来设计的,适用于我合同段**隧道、**隧道的二次衬砌施工。
二、该衬砌台车是以组合式钢结构门架支撑大型钢结构模板系统,电动机驱动行走机构带动台车行走,利用液压油缸和螺旋千斤顶调整模板到位及脱模的隧道混凝土成型设备。
利用此衬砌台车进行隧道的二次混凝土衬砌方便快捷、提高工作效率,满足施工要求。
三、衬砌台车主要技术参数:1.台车长度:L1=9m;L2=12m;2.净空尺寸:宽*高=6000mm*4200mm;3.台车行走电机功率:2*5.5KW;台车行走速度:8m/min;4.单边最大脱模量:100mm;5.水平调整量:100mm(单边);6.液压系统流量:Q=16L/min;7.系统工作压力:P=16L/min;8.液压油缸型号及最大工作行程:竖向升降油缸:Φ180/150x250mm;侧向边模油缸:Φ100/50x300mm;水平平移油缸:Φ100/45x200mm;9.轨中心距:6500±10mm;10.衬砌台车面板采用10 mm厚钢板;四、方案台车技术说明台车由模板总成、顶模架体总成、平移机构、门架总成、主从行走机构、丝杠千斤顶、液压系统、电气系统等组成。
1、模板总成:台车模板由两组顶模及两组边模构成台车横断面,顶模与顶模之间、边模与边模之间均通过螺栓联接,顶模与边模之间通过铰接轴联接。
台车在纵向由多节模板组成,9m长台车6节,12m长台车8节,每节模板宽1.5m。
模板上开有呈一字型排列的工作窗,其作用为:①浇注混凝土;②捣固混凝土;③涂脱模剂;④清理模板表面。
另外在模板顶部安装有与输送泵接口的注浆装置。
边模间用6根槽钢双扣焊成的箱梁连在一起,加强边模整体钢度。
2、顶模架体总成:顶模架体主要承受浇注时上部的混凝土及模板的自重,下部通过支撑千斤顶传力于门架。
顶模架体由两根顶纵梁、三根中纵梁和多根横梁及立柱组成。
铁路双线砼衬砌液压钢模台车的设计案及说明根据兰渝铁路LYS-12标所用施工图《兰渝贰隧参3201图》净空断面可知:二衬所需台车是全液压铁路双线衬砌钢模台车(以下简称台车)。
此台车是以电机驱动行走机构带动台车移动,利用液压油缸和螺旋千斤进行模板立模和脱模来进行隧洞砼浇注的设备。
根据施工要求,台车理论衬砌长度设计为9米。
具有结构合理可靠、操作方便、成本较低、衬砌速度快、隧洞砼成形面好等优点,现就设计方案说明如下:一、台车的结构设计:台车主要由模板部份、台架部份、平移机构、门架部份、行走机构、液压系统、支承千斤、电气控制系统等组成。
1、模板部份:模板部份由两块顶模和两块边(侧)模及两块角模组成一个砼横向断面,两块顶模板之间用螺栓连接成整体,两侧模与顶模用铰耳销轴连接,两角模与侧模用铰耳销轴连接,每块模板的宽度1.5米,纵向由6节组成9米的模板总成,模板之间用螺栓连接,模板面板厚度为δ10m m,模板加强筋用[8#和∠75×50×6角钢做成,另外还增加立筋板δ10mm*160mm,加强筋的间距为230m m,其弧板宽度为300 m m,比一般台车弧板宽度220 m m增大了80 m m,,因此模板的强度得到了充分的加强。
2、台架部份:台架由两根纵梁、7根横梁及21根立柱组成。
主要是承受顶模上部砼及模板的自重。
通过四个竖向油缸和台架支承千斤把力传递给门架,其纵梁由钢板焊接成工字形截面(612×200mm),横梁用Ⅰ25工字钢制成。
立柱用Ⅰ20工字钢制成。
3、平移机构:平移机构在前后门架横梁上各安装一套,平移机构上安装竖向油缸4个(HSGK02—D180/110),水平油缸2个(HSGK02—B100/55)。
竖向油缸与台架纵梁相连,通过此油缸的伸缩来完成顶模的立模与脱模。
其伸缩行程为300 m m。
工作压力为16MPa,每个油缸最大推力为40吨;水平油缸的作用是利用其左右移动来调整模板中心线与隧洞中心线相吻合,其工作压力为16 MPa,最大推力为16吨,水平移动行程为200 m m。
4、门架部份:门架由立柱、上横梁、下横梁、纵梁、门架斜撑及中间行架等组成。
中间行架有板材焊接成工字形横梁及立柱。
斜拉杆使用槽钢[16制作,立柱之间用连接梁和斜拉杆连接。
底纵梁由δ14m m钢板焊接成箱形截面分别为500x400mm,门架斜撑采用双[25#槽钢焊接成方钢,用工字钢I20制作斜撑支撑,门架斜撑直接撑在底纵梁上,防止台车向内变形,以增加浇注时门架的抗压能力,不至使门架立柱变形,增强了门架的整体钢度和稳定性。
并设计制作有四对防倾翻装置,一防止台车在施工过程中,因为受力不均而引起的台车前后摆动而引起台车倾翻。
5、行走机构:台车行走机构由2套主动机构和2套从动机构组成,主动机构由2台4KW 同步电机驱动减速器,再通过链条、链轮三级减速驱动门架行走。
利用电机的正反转可实现台车的前进与后退。
行走机构通过铰耳销轴连接在纵梁上,其行走速度为6m/min,行走轮直径为φ300mm。
6、液压系统:液压系统由4个竖向油缸(前已作叙述)、6个侧向油缸(HSGK02—B160/90 mm)、2个水平油缸(前面已作叙述)和一套泵站组成。
侧模板的立模和脱模由侧向油缸来完成。
同时起着支承侧模板及侧墙砼压力的作用,其工作压力为16MPa,每只油缸推力为16吨。
泵站系统利用一个10联换向阀进行换向,控制各油缸的伸缩。
4个竖向油缸由四个换向阀控制,6个侧向油缸每边三个分别由四个换向阀控制,2个水平油缸分别由两个换向阀控制。
利用2个单向液控阀来锁定4个竖向油缸,确保顶模在浇注时不致下降。
液压油泵流量为20.5L/ min,电机功率为4KW,液压系统工作压力为16M Pa。
7、支承千斤顶:支承千斤由台架千斤、侧向千斤和门架支承千斤三部份组成。
台架千斤主要是为了支承顶模板的重量和上部砼的重量而设置,其螺杆直径为φ80mm,调整行程为350 mm。
侧向千斤主要用来支承砼的压力和调整侧模板位置,螺杆直径为φ60mm,调整行程为300 mm。
门架支承千斤连接在门架纵梁下面,顶在轨面上,主要是承受台车和砼的重量,确保台车的稳定性,其螺杆直径为φ80mm,调整行程为300 mm。
8、电气系统:电气系统主要是对液压系统油泵电机的开关和行走机构电机的正反转进行控制。
行走电机设有过载保护。
9、台车的主要技术参数:顶拱半径: 6.46米浇注成型宽度: 12.910米浇注成型高度: 9.48米理论砼衬砌长度: 9米额定电压: 380V油泵电机功率: 4KW行走轮电机功率: 8KW台车行走速度: 6米/分二、边顶拱砼衬砌液压钢模台车结构受力分析及刚度、强度校核根据衬砌施工实际情况,考虑混凝土拌合站的拌合能力及混凝土运输等客观因素的制约,混凝土实际灌注速度为20~25方/小时,台车左右两侧交错灌注,则12米台车衬砌厚度为50厘米时的混凝土每侧升高速度约为2米/小时,混凝土凝固时间为2小时,则流动状态下的混凝土的高度始终不会超过2米高,按2米高校核模板强度(实际衬砌施工中,混凝土的两侧高度差应严格限制在2米以内,即流动状态下的混凝土高度始终不会超过2米高)。
混凝土密度为2.5吨/方,所以作用在模板上的极限载荷的集度为q=2.5×2=5吨/米2=0.5kg/cm2。
一、面板校核:面板约束条件为:角钢侧两对边简支,筋板侧两对边固定。
则a=1500mm b=300mm a/b=5 α=0.5 β=0.0285 t=8mm E=200GPa q=0.5kg/cm2= 0.04905MPa A3钢的容许应力[σ]=130MPa 根据《机械设计手册》中公式:σmax=α(b/t)2q①ωmax=β(b/t)4(q/E)t②得到:σmax=0.5×(300÷8)2×0.04905 =34.49MPa<[σ]ωmax=0.0285×(300÷8)4×(0.04905÷200000) ×8=0.111mm<0.5mm 结论:面板的强度和刚度均满足使用要求。
二、角钢校核:角钢约束条件为:两端固定,且假定全部载荷的90%集中作用在角钢上。
根据《机械设计手册》中公式:M=ql2/24 ①σ=My/I②y max=-(ql4)/384EI③其中E =200GPa =200000MPa I =167.555cm4=167.555×104mm4y=29.06mm l =1476mm q =0.5×30×90%=13.5kg/cm=13.24N/mm 所以:M=13.24×14762÷24 =1201.85Nmσ=1201.85×103×29.06÷(167.555×104)=21.23MPa<[σ]y max=-(13.24×14764)÷(384×200000×167.555×104)= -0.488mm(负号表示方向)< 0.5mm结论:角钢的强度和刚度均满足使用要求。
角钢能满足强度要求,相应的槽钢也能够满足要求(所以不再对槽钢作校核)。
三、弧形筋板校核:弧形筋板约束条件为:上端固定,下端简支。
数学模型简化为:略去筋板中部支撑;以弧形筋板最窄处的尺寸作为整体校核尺寸;均布载荷集中作用在单侧筋板上。
根据《机械设计手册》中公式:M=ql2/8 ①σ=My/I②y max=-5(ql4)/384EI③其中l =3300mm h = 250mm y=125mm I =429687.5cm4 =429687.5×104mm4E =200GPa =200000MPa q =0.5×150=75kg/cm=73.575N/mm 所以:M=73.575×33002÷8 =100154.0Nmσ=100154.0×103×125÷(429687.5×104)=2.91MPa<[σ]y max=-5×(73.575×33004)÷(384×200000×429687.5×104)= -0.132mm(负号表示方向)< 0.5mm结论:弧形筋板的强度和刚度均满足使用要求。
因此,模板整体的强度和刚度均满足使用要求。
(五)、门架的受力分析台车门架是整个台车的承载构件,它不但要承受混凝土的重力、侧压力,还要承受模板的重量以及竖向千斤、平移架等的重量,其受力方向为垂直方向和水平方向。
门架是由8根立柱、8根上下横梁和中间的行架,2根下纵梁等组成的一个框形结构,为了保证门架的强度和稳定性,还有一些连接梁和斜拉杆。
从上图中可知:门架为框形结构来承受外力载荷以及模板等构件的重量,如图所示:其受力方向为垂直力和水平力,门架的自重约为12T,它的承载能力强,稳定性好,各主要构件的横断面大。
(六)、千斤的强度与刚度校核1、竖向千斤:由前面所述可知:一个竖向千斤轴向载荷为:P=7380×103/10=738×103N螺杆及螺母均为45#钢,查表可知: [σb]=180 Mpa根据公式 3FH1/πd3b2n≤[σb]式中 F—轴向载荷 F=349.4×103 NH1—牙型高度 H1=5.5mmd3外螺纹小径 d3=69 mmn—旋合圈数 n=8b—螺纹牙根的宽度 b=5代入公式得:3×738×103×5.5/3.14×69×52×8=93.7 Mpa<[σb]由此可知:螺纹强度是足够的.2、水平千斤:水平千斤较多,螺纹强度不再校核(七)、台车刚度及强度校核分析报告根据以上台车模板、门架、千斤的受力分析和刚度、强度校核可知:此铁路双线砼衬砌液压钢模台车的设计是可靠的。
完全可以满足施工要求。
同时台车设计充分考虑了较大的安全余量,以防违章操作、较大超挖等不可预测因素造成的局部变形。
尽管如此,在台车操作和使用中,也应严格按操作规范进行。
兰渝LYS-12标项目经理部第二分部隧道架子队年月日。