附计算书1:
衬砌模板台车模板受力分析(京石客专9.1m钢模板台车)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约为20~25方/小时,台车左右两侧交错灌注,则9.1米台车衬砌厚度为60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=250mm a/b=6.0 α=0.5β=0.0285t=12mm 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)2q①
ωmax=β(b/t)4(q/E)t②
得到:σmax=0.5×(350÷12)2×0.04905 =30.04MPa<[σ]
ωmax=0.0285×(350÷12)4×(0.04905÷200000) ×12=0.105mm<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=ql2/24①
σ=My/I②
y 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 =1201.85Nm
σ=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。
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=ql2/8①
σ=My/I②
y max=-5(ql4)/384EI③
其中l =3300mm h = 250mm y=125mm I =429687.5cm4 =429687.5×104mm4 E =200GPa =200000MPa q =0.5×150=75kg/cm=73.575N/mm 所以:
M=73.575×33002÷8 =100154.0Nm
σ=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。
四、台车结构设计
1、台车主架体设计台车主架体结构按照等截面双铰多层刚架进行内力计算。
根据运输条件、吊装力量和方便加工制造等因素,将主架体分为:底梁、立柱、门架横梁、门架斜支撑、门架纵梁、横梁直支撑、横梁直支撑斜拉杆、立柱斜拉杆等。
按近似的框架结构简支梁进行计算。
(参照台车〈正视图〉)
2、台车托架设计台车托架分为顶拱托架和边拱托架。
边拱托架结构简单、受力杆件按照简支梁记性计算;顶拱托架主要有顶纵梁、台梁、小立柱、小立柱拉杆等组成结构紧凑、受力效果好,按照框架结构简支梁进行计算后,均满足要求。