隧道衬砌台车设计 计算书

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1、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32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

2、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）》323、《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

3、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）牌号厚度或直径（mm）抗拉，抗压和抗弯f抗剪fv端面承压fceQ235钢≤16215125325>16～40

4、205120>40～60200115>60～10019011032Q345钢≤16310180400>16～35295170>35～50265155>50～100250145五、衬砌台车载荷计算：台车长度L＝9m，衬砌厚度为0.3m。1、浇筑时混凝土温度取T=10℃，泵送混凝土按20m3/h计算,由隧道断面衬砌厚度及衬砌台车总图,可计算出每小时衬砌高度，即浇注速度。V=20/(9*2*0.3)=3.7m/h。可求出新浇混凝土对模板单位面积的侧压力：Pmax1=0.22*r*t*β*V1/2β—混凝土坍落度影响系数，当坍落度≥11cm时，取β=1.15；t—混凝土初凝时间，一般t＝2

5、00/(T+15)，实际混凝土初凝时间在5小时左右；Pmax1=0.22*r*t*β*V1/2=0.22*24*5*1.15*3.71/2=58kN/m22、施工荷载按《模板工程技术规范（GB500113—2005）》中取定（不计算风，雪荷载）。Ps=2KN/m2总荷载Pmax=58+2=60kN/m232安全系数取k=1.2，得P=1.2*60kN/m2=72kN/m2六、模板的强度与挠度验算1、面板验算，取模板的最大侧压力P=72kN/m2强度验算面板为10mm厚钢板，肋板间距300，取1mm板条作为计算单元，荷载为：q=0.072×1=0.072N/mm面板的截面系数：W=1

6、/6·b·h2=1/6×1×102=16.7mm3I=1/12·b·h3=1/12×1×103=83.3mm4Max=qL2/8=0.072×3002/8=810N.mm应力为：δmax=Max/W=810/16.7=49N/mm2<215N/mm2满足要求。挠度验算跨中的挠度y=5qL4/（384EI）=(5*0.072×3004)/(384×2.1×105×83.3)=0.43mm<1.5mm满足要求。2、肋板验算肋间距300mm，采用[12#槽钢，支撑在法兰上，法兰间距1500mm，荷载q=0.072×300=21.6N.mm[12#槽钢截面系数W=62×103mm332惯性

7、矩I=390×104mm4肋板为简支梁。q=21.6N/mm1500M=qL2/8=61×105N.mmMax=61×105N.mm强度验算δmax=Max/W=61×105/（62×103）=98N/mm2<215N/mm2满足要求。挠度验算跨中的挠度y=5qL4/（384EI）=(5*21.6×15004)/(384×2.1×105×390×104)32=1.73mmy/L=1.73/1500=1/867<1/400。满足要求。3、法兰验算法兰选用12*220钢板