马蹄形大断面高铁隧道施工计算书

10.1计算依据 110.2设计计算指标采用值 110.3侧压力计算 210.4台车模板受力计算 310.5门架受力计算 910.5.1侧墙台车门架计算模型： 910.5.2侧墙桁架刚度计算 1210.5.3顶板台车门架计算模型 1310.5.4顶板台车桁架刚度计算 1410.6外模竖背楞受力分析 1610.1计算依据 1.《钢结构设计规范》GB50017－2003；2.《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204－2002；4.《建筑工程大模板技术规程》JGJ74－2003；5.《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81－2002；6.《建筑结构静力计算手册（第二版）》；7.《钢结构设计手册（上册）（第三版）》；8.《预应力混凝土用螺纹钢筋》GB/T20065-2006；9.《铁路桥涵施工规范》TB10203-200210．《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-200810.2设计计算指标采用值1.钢材物理性能指标弹性模量E＝2.06×105N/mm2；质量密度ρ＝7850kg/m3；2.钢材强度设计值抗拉、抗压、抗弯f＝215N/mm2；抗剪fv＝125N/mm2；3.容许挠度（见表：JGJ162-2008，第21页）表1：组合钢模板及构配件的容许变形值（mm）部件名称容许变形值钢模板的面板≤1.5单块钢模板≤1.5钢楞L/500或≤3.0柱箍B/500或≤3.0桁架、钢模板结构体系L/1000支撑系统累计≤4.0注：L为计算跨度，B为柱宽10.3侧压力计算（一）荷载计算①水平荷载统计：新浇混凝土对模板的水平侧压力标准值。按照（JGJ74-2003）附录B，模板荷载及荷载效应组合B.0.2规定：F＝Min（F1，F2）本计算书各工艺参数：γc取25kN/m3；t0初凝时间为6小时；V浇筑速度为2m/h；H混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（m）；取5.86m；β1取1.2；β2取1.15;则砼侧压力标准值F为：F1＝0.22×25×6×1.2×1.15×2１/2=65kN/m2F2＝25×5.86＝146.5kN/m2F＝Min（F1，F2）＝65KN/m2砼侧压力荷载分项系数为1.2；有效压头高度为：米在有效压头高度之外，模板强度验算时采用荷载设计值，为F*1.2＝65×1.2＝78kN/m2在有效压头高度之外，模板刚度验算时采用荷载标准值，为F*1.0计算所用软件为《ANSYS》11.0版本。10.4台车模板受力计算1、面板受力分析F=65000/1000000*1.2=0.078N/mm2取1mm为计算单元。材料截面积A（mm2）Ix(mm4)Wx(mm3)ix(mm)δ101083.316.62.88模板结构形式为：面板为10mm钢板，横肋为∠75*6等边角钢，间距为250mm。（1）强度校核强度线荷载q=0.065×1.2＝0.078N/mm面板计算简图面板弯矩图由图及表可以查出：弯矩最大处位于单元弯矩值为：515.09N.mm计算此处应力：σ=M/w=515.09/16.6=31MPa＜[σ]=215MPa面板强度满足要求。（2）刚度校核由图可知：面板最大变形为：0.532mm面板刚度满足要求2、模板纵向主肋校核∠75*6等边角钢参数：Wx=21976.8mm3Ix=447975.96mm4A=865.9mm2材料截面积A（mm2）Ix(mm4)Wx(mm3)ix(mm)∠75*6879.66469050.922686.3823.09（1）强度校核q=65KN/m2×0.25m×1.2=19.5KN/m＝19.5N/mm面板宽度1.5米：力加载图：弯矩图：σmax＝Mmax／w＝1.83×106／22686.38＝80.6N/mm2＜f=215N/mm2所以∠75*6强度满足要求。（2）刚度校核q=65KN/m2×0.25m＝16.25N/mm力加载图：位移变形图：由图可知：最大变形量为2.217mmVmax＜[v]＝3mm因此刚度满足要求。10.5门架受力计算10.5.1侧墙台车门架计算模型：立柱、下横梁用料：H500*300*10*14上横梁用料：H600*300*10*14小立柱：工32a门架斜撑：H244*175*7*11计算模型：其中(F外模为外模重量，F内模为内模重量,F外为外模对拉杆传给立柱的力F1，F2，F3为内模丝杆传给立柱的力)F外模＝2.1t（侧模重量）＝25000NF内模＝3.5t（侧模重量）＝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备注：门架间距为2.28米，上面力均为其中一排门架所受的力，混凝土测压力65KN/m21、桁架强度计算（应力云图）由图中可以看出：最大应力114.517Mpa＜σ215Pa,满足使用要求。10.5.2侧墙桁架刚度计算由图可以看出：桁架最大变形量为3.452mm.根据《钢结构设计规范》，容许变形量为L/1000＝7.5mm>3.574mm。其中L取轨距：7500mm10.5.3顶板台车门架计算模型立柱、上横梁：H500*300*10*14下横梁：H400*300*10*14小立柱：工25a小斜撑：工18斜撑：H244*175*7*11计算模型：门架受力计算：其中：顶模板31.3吨，边模板7.2吨F1＝0.6t（侧模重）+1.74t(顶模重)+2.28m*3.6m*46kN/m2＝397656NF2＝1.74t(顶模重量)+2.28m*3m*27kN/m2＝202080NF3＝2.28m×1.0m×65KN/m2=148200N备注：门架间距为2.28米，混凝土厚度大于2.5米时，测压力65KN/m2，当到达顶模上部时，侧压力渐渐减小。计算F1时侧压力取46KN/m2，计算F2时侧压力取27KN/m2。10.5.4顶板台车桁架刚度计算1、桁架强度计算（应力云图）由图中可以看出：最大应力53Mpa＜σ215Pa,满足使用要求。2、桁架刚度计算由图可以看出：桁架最大变形量为1.325mm.根据《钢结构设计规范》，容许变形量为L/1000＝7.5mm>1.325mm。其中L取轨距：7500mm六、结论由以上的结计算结果可以得出结论，此主门架系统设计强度和刚度满足施工要求，并且用料合理。10.6外模竖背楞受力分析外模竖背楞模型简化：外模竖背楞用料：][25a,间距750mm，顶部和底部设有拉杆固定。即受力模型简化如上图所示其中：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、外模竖背楞强度计算（应力云图）由图中可以看出：最大应力209.636Mpa＜σ215Pa,满足使用要求。从计算的结果分析，209.636应力较大，制作时需要对局部地区加强。2、外模竖背楞刚度计算由图可以看出：桁架最大变形量为14.475mm.根据《钢结构设计规范》，容许变形量为L/1000＝