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衬砌台车受力分析

全液压自行式台车受力分析
台车在衬砌过程中,两侧边模主要受混主要受砼的侧向挤压力,顶部模板主要受砼的压力,门架部份既受侧向力又受正压力。

由于模板最下端和台车最宽处存在截面积差,故在浇注过程中,台车还是受砼对它的浮力。

一侧压力的确定(侧压力只与浇注混凝土高度有关,与厚度无关)。

根据《建筑手册》中“现浇砼结构模板的设计”可知侧压力公式为:
F=0.22r
c t
β
1
β
2
V1/2
F—新浇筑砼对模板的最大侧压力(KN/M2)r
c
—混凝土的重力密度(KN/M3)
t 0—新浇筑混凝土的初时间(h),可按实测确定,当缺乏试验资料时,可采用t
=200/(T+15)计算(T为混凝土的温度o C)
V—混凝土的浇筑速度(m/h)
β
1
—外加剂影响修正参数,不掺外加剂时取1.0,掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2
β
2
—混凝土坍落度影响修正参数,当坍落度小于30mm时取0.85,50∽90mm时取1.0, 110∽150mm时取1.15
1、各参数的确定:
①r
c
取24KN/ M3
②t
=200/(T+15)
=200/(25+15)
=5
③V的确定
施工时采用混凝土输送泵浇注,输送泵排量为25∽30m3/h,取最大值30m3/h,浇注
混凝土平均厚度取1.0m,台车长度为10m,两边平衡浇注,考虑到浇注时,换管与
时间耽误,取修正系数0.75,故:
0.75x30m3/h=(1.0x10xV)x2
V=1.125m/h
④β
1
取1.0
⑤β
2
取1.15
2、侧压力计算:
F=0.22x24x5x1.125x1x1.15
=32.20 KN/M2
二、边模的强度验算
1、模板强度验算
面板厚度8mm,间距250布置75#角钢,将侧压力视为均布载荷:
均布载荷:q=F x 0.25/1000
=32.2x0.25/1000
=8.05N/mm
弯矩: M=ql2/8
=8.05x15002/8
=226.4x104 N·mm
模板截面模量: W=1/6 x (250x42)+9.93x103x2
=20.526 x 103 mm3
设计应力:σ=M/W
= 226.4x104/(20.526x103)
=215N/mm2
=110.3N/mm2<f
m
模板强度合符要求。

为模板设计许用应力规范值。

注:f
m
2、弧板强度验算:
弧板截面模量W=1/6[12 x (250/2)2]
=31.250 x 103mm3
为了计算方便,将弧板按直板计算:
均布载荷: q=(Fx2025/1000)x1/2
=32.2 x 2025/1000 x 1/2
=32.60N/mm
弯矩: M=ql/8
=32.6x20252/8
=1671x104N·mm
设计应力:σ=M/W
=1671x104/(3x31.25x103)
=215N/mm
=178.24N/mm2≤f
m
(注:所有弯矩至少由3块弧板承担)
弧板强度合符要求。

3、弧板联接梁的强度验算:
弧板联接梁为[20#组焊
截面模量: W=191.4x103 x2
=382.8x103 mm3
均布载荷: q=Fx1500/1000
=32.2x1500/1000
=48.3N/mm
弯矩: M=ql2/8
=48.3x15002/8
=1358.4x104 N·mm
设计应力:σ=M/W
=1358.4x104/(382.8x103)
=35.56N/mm<<f
m
弧板联接梁强度符合要求
三、上拱板的强度验算
上拱板与横梁联接成为一个穹形钢体,承受的正压力远大于侧向压力,故只需对上模板受正压力进行强度验算。

模板每平方米上所受正压力,即混凝土的自重,衬砌厚度按1.5米计算,正压力:
N=24 KN/m3 x 1.5m
=36 KN/m2
较侧压力32.2KN/m2稍大,但上模板刚度较下模板好。

由下模板的计算可知,设计应力远小于许用应力,通过计算亦可得出上模板强度是符合要求的,在此不作计算。

四、浮力计算:
根据手册查得上浮力为132N/m2
截面积差为:(10.700-7.84)x10=28.6m2
=132N/m2x28.6m2
上浮力:F

=3.775KN
远小于台车自重,可略不计。

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