胶南小口子被复台车施工方案316.docx

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胶南小口子被复台车施工方案316

中交路桥隧道工程

被复台车设计方案

编制：

复核：

批准：

被复台车设计方案

1、参照所提供隧道断面技术资料和砼衬砌方法施工要求进行设计。

2、设计过程根据施工单位的工况要求，施工工序、机械设备的实际而设计。

3、根据隧道的衬砌长度和被复台车使用次数，进行综合担保设计即：

保断面尺寸、被复台车强度、刚度、保设备、机械穿行。

4、并根据施工需要，设计为组合钢模板和丝杠、骨架定位的衬砌方案。

5、被复台车结构设计为门架结构，单门架对组合钢模板的支撑方式，确保模板侧压的均匀传递，门架主结构采用Q235型钢组焊制作，抗弯曲、抗变型，均优越型材的优点。

一概况

台车长度6m，二衬混凝土灌注厚度按0.35米计算，一次浇注成型。

模板支架如图1。

计算参照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）。

模板支架图

二荷载计算

（1）荷载计算

1）上部垂直荷载

永久荷载标准值：

上部钢筋混凝土自重标准值：

13.7*6*0.35×26＝748KN

侧模板自重标准值：

7*6*0.7=29KN

弧板自重标准值：

13.7*6*0.7=57.54KN

可变荷载标准值：

施工人员及设备荷载标准值：

2.5KN/m2

振捣混凝土时产生的荷载标准值：

2.0KN/m2

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：

＝0.22×25×8×1.2×1.15×10.5＝60.6KN/m2

＝25×3.3＝82.5KN/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：

60.6×4.5/2＝136.35KN

其中：

F——新浇混凝土对模板的最大侧压力；

——混凝土的表观密度；

——新浇混凝土的初凝时间；

——混凝土的浇筑速度；

——混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度；

——外加剂影响修正系数；

——混凝土坍落度影响修正系数

——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1恒载↓×1.2＋活载↓×1.4

2）组合2恒载↓×1.0＋活载↓×1.0

三、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、立筋板、利用连接螺栓合成整体。

A）设计假定：

面板弧形板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—面板计算载荷

q0—面板自重，按照初选面板厚度计算；

q1—设计衬砌混凝土荷载，q1=γh

γ—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载荷（按允许0.2—0.3m计）

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=γR，+C

R，—内部插入震捣器影响半径，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/m2。

；

荷载

荷载组合

q0

设计衬砌混凝土q1

允许超挖部分回填q2

局部过大超挖回q3

同q3,加载部位有q4

混凝土侧压力q5

面板

q1+q2+q3

弧

形

板

设计情况I（顶拱浇筑完时）

q0+q1+q2

设计情况II（侧墙浇筑到顶拱时）

q5

校核情况I

q0+q1+q2+q4

校核情况II

q0+q1+q2+q3

（1）模板肋板计算

计算简图如下：

肋板计算简图

故：

Mmax＝0.125ql2＝2.1KN.m

肋板钢材Q235，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=11.74×10-6m3；

I=7.103×10-7m4

所以有：

强度验算：

＝155.5N/mm2<

=215N/mm2安全

刚度验算：

＝5ql4/384EI

＝0.3mm<

/250=1.1mm满足要求

（2）对于顶模弧板，采用ANSYS分析内力如下：

顶模的弯矩图和剪力图

最不利的弯矩和剪力为：

＝3802N.m

=13698N

顶模弧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=7.2×10-4m3；I=2.16×10-4m4

所以有：

＝25.2N/mm2<

=215N/mm2安全

=35.2N/mm2<

=125N/mm2安全

顶模的位移图

采用组合1计算结果：

刚度验算：

＝0.54mm<

/250=29.7mm满足要求

（3）模板支架的计算

模板支架按照钢框架结构计算，钢材Q235，门架横梁截面尺寸工字型。

门架横梁钢的截面力学参数截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=3.22×106mm3；I=1.127×109mm4；

立柱的截面力学参数截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=1.813×106mm3；I=4.079×108mm4；

图2支架计算简图

采用SAP2000计算，组合2计算结果如下：

支架弯矩图

支架剪力图

支架轴力图

位置

弯矩（KN.m）

剪力（KN）

顶梁端部

88.9

158.9

顶梁边

66.4

151.7

顶梁中

9.7

83.3

斜撑

5.6

1.2

1）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：

＝88900N.m

=79700NN＝159430N

所以有：

=16.0N/mm2<

=125N/mm2安全

10.2+14.8N/mm2<

=215N/mm2安全

采用组合1计算结果：

刚度验算：

＝1.6mm<

/250=18mm满足要求

2）框架梁计算

对各点进行受力验算，顶梁最不利的弯矩和剪力、轴力为：

＝88900N.m

=158900NN＝79740N

所以有：

6.6+27.6N/mm2<

=215N/mm2安全

=31.9N/mm2<

=125N/mm2安全

采用组合1计算结果：

刚度验算：

＝1.2mm<

/250=22mm满足要求

对横撑进行受力计算，结果满足要求。

综上所述，采用以上方案满足施工要求。