模板台车受力分析 1、台车构成 隧道全断面衬砌台车主要由门型框架 （纵梁、横梁、底梁、竖撑、 顶推螺杆斜撑）、面板（顶模板、边模板、加强肋） 、行走系统（滑动 钢轮、电动机）、液压系统、连接件及紧固装置构成。各构（杆）件 采用 M20 螺栓连接，螺栓孔均采用机械成孔，孔径较螺栓杆体大 2mm。b5E2RGbCAP

台车构造具体见 图一、图二。

图一：全断面衬砌台车构造图 图二： 9m 长衬砌台车侧视图 整体式衬砌台车总体构造如下所示： 顶模总成： 2 组； 顶部架体： 1 组； 升降油缸： 4 件； 平移装置： 2 组； 门架体： 1 组； 边模总成： 2 组； 边模丝杠： 26 件； 边模通梁： 8 件； 边模油缸： 4 件； 底部丝杠体： 14 件。 台车标准长度为 9m 时，设置 12 个工作窗口。 二、台车结构受力检算 模板支架如图 1 所示。

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）、《铁路混凝土与砌体工程 施工规范》 (TB10210-2001)、《钢结构设计规范》 （ GB50017-2003）、 《砼泵送施工技术规程》 (JG/T3064-1999)。

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1、荷载计算 （1）、荷载计算 1）、上部垂直荷载 永久荷载标准值： 上部混凝土自重标准值： 1.9 ×0.6 ×11.0 ×24=200.64KN 钢筋自重标准值： 9.8KN 模板自重标准值： 1.9 ×11.0 ×0.01 ×78.5=16.4KN 弧板自重标准值：（11.0 ×0.3 ×0.01 ×2+11.0 ×0.3 × 0.01 ）× 78.5=7.77KNDXDiTa9E3d

台梁立柱自重： 0.0068 ×（ 1.15+1.45 ）× 2×78.5=2.78KN 上部纵梁自重：（0.0115 ×8.2+0.015 ×1.9 ×2）×78.5=11.88KN 可变荷载标准值： 施工人员及设备荷载标准值： 2.5

振捣混凝土时产生的荷载标准值： 2.0 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： F=0.22rcto β1β2v 1/2 =0.22 ×25×8×1.2 ×1.15 ×10.5=60.6KN/m2 F=rc ×H=25×3.9=97.5KN/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 ×1.9 ×0.6=69.1KN 其中： F—新浇混凝土对模板的最大侧压力； rc —混凝土的表观密度； to —新浇混凝土的初凝时间； v—混凝土的浇筑速度； H—混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度； β 1—外加剂影响修正系数； β 2—混凝土坍落度影响修正系数； h—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Ⅰ 恒载× 1.2+ 活载× 1.4 2）组合Ⅱ 恒载× 1.0+ 活载× 1.0

2、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 浇筑荷载。钢模板主要由面板、弧形板、支撑角钢、立筋板、活动铰 构成，活动铰将其分成几段，利用连接螺栓合成整理。 RTCrpUDGiT

A）设计假定：面板弧形板按照双铰耳设计，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。 5PCzVD7HxA

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。 jLBHrnAILg

q=q0+q1+q2+q3 式中 q 面板计算荷载

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= r ×h； r —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荷载； 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＇—内部插入振捣器影响半径，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/m 2。 （ 1）、模板面板计算 面板是以肋板为支座的连续梁，可简化为四跨连续梁进行计算。 按照荷载组合 1，取 1m宽的板条计算： 对拱顶面板： q=1.2 ×1.0(25 × 1.0+78.5 ×0.01)+2.0 ×1.4=33.6KN/m 对侧墙面板 : q=1.2 ×1.0 × 60.6+6.0 ×1.4=81.12KN/m 取侧墙模板进行验算 , 取荷载调整系数 0.85 ，有：

q=81.12× 0.85=68.95KN/m 故 Mmax=0.105ql2=0.105 ×68.95 × 0.28 2 =0.57KN.m

模板钢材 Q235，10mm厚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： -5 3

W=1.6×10 m

-8 4

I=8.3 ×10 m

所以有 :

强度验算 : 刚度验算 : 2 2

安全 σ =Mx/ γxWnx=90.4N/mm ＜?=215 N/mm

ν =0.644ql 4/100EI =0.644 × 66.0 × 0.286 4/(100 × 2.06 × 105× 1.8 ×10-8 ) =0.77mm＜L/250=1.1mm 满足要求

根据计算结果，钢模板面板适合采用 10mm厚的钢板。 （2）模板肋板计算 横肋布置按 230mm考虑，计算简图如下： P q

N 1 B N2

肋板计算简图

P 0.23 68.95 15.8 KN q 0.06KN / m 故： M max

0.125ql 2 0.125 0.06 0.232 0.25PL 0.91KN m

模板钢材 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=6.4 × 10-6m3 I=1/9 × 0.006× 0.0753=2.81× 10-7m4

所以有：

M x 135.1N / mm2 f 215N / mm2 强度验算： xWnx 安全 刚度验算： v 5ql 4 / 384EI 0.2mm l / 250 1.1mm

满足要求

（3）弧板计算

弧板采用 A3δ10 钢板，宽度 300mm，加强筋采用钢板及 10#槽钢，中心间距 250mm。荷载为模板荷载和自重， 采用 ANSYS分析内力如下： xHAQX74J0X 最不利的弯矩和剪力为： M x 209000N m v 115000 N

弧板的截面力学参数截面惯性距 I 和截面抵抗矩 W分别为：

W 1.303 10 3 m3 I 1.954 10 4 m4

所以有： M x 160.4N / mm2 f 215N / mm

2

xWnx 安全

VS 76.9N / mm2 fv 125N / mm2 It w

安全

采用组合 1 计算结果： 刚度验算： v 47.4mm l / 250 48.4mm

满足要求

（ 4）模板支架的计算 模板支架按照钢框架结构计算，荷载见“二荷载计算”，钢材 Q235，门架横梁截面尺寸 400 250mm，结构为焊接工字型，上下面板

14 ，立板为 δ12。门架横梁钢的截面力学参数截面惯性距 I 和截面

抵抗矩 W分别为： LDAYtRyKfE

W 3.132 10 3 m3 ； I 9.396 10 4 m4 ；

立柱截面尺寸 500 250mm，结构为焊接工字型，上下面板 14 ， 立板为 δ12。立柱的截面力学参数截面惯性距 I 和截面抵抗矩 W分别 为： Zzz6ZB2Ltk

W 2.145 10 3 m3 ； I 5.361 10 4 m4 ；

采用 SAP2000计算，组合 2 计算结果如下：

位置 弯矩（ KN m ） 剪力（ KN ） 立柱顶 225.47 167.30

立柱中 22.28 31.52

立柱下 44.47 38.08

顶梁边 252.47 360.85

顶梁中 99.46 4.07

中梁边 27.84 13.65

中梁中 1.21 4.00