臺車模板受力分析

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1、臺車模板受力分析臺車模板分頂模、左右邊摸，由于頂模受到混凝土自重、施工荷載及注漿口封口時的擠壓力等荷載的作用，其受力條件顯然比其他部位的模板更復雜、受力更大、結構要求更高。由于邊摸與頂模的結構構造一樣，邊摸不受砼自重，荷載較小，因此對其強度分析時只考慮頂模。在襯砌時的混凝土自重及變強壓力靠模板承受。模板的整體強度既有拱板承受又有托架及千斤支撐，以保證模板工作時的絕對可靠。臺車模板沿洞軸方向看是一個圓柱殼，只不過它是由多個1.5m高的圓柱形組合而成。通過計算得知模板下的托架支承及圓弧拱板（220mm寬，12mm

2、厚）的剛度是足夠的，而頂模最危險處應在最頂部（由于灌注時的壓力）。因此，其力學模型可取最頂部2米長度、1.5米寬的這部分模板進行分析及強度校核，其受力見圖如圖1。圖1、分析部分手里簡圖圖2、梁單元結構受力簡圖該部分荷載由兩部分組成，一是砼的自重；二是注漿口封口時產(chǎn)生的較大的擠壓力，該值的取值是一個不確定的，它與灌注封口時的操作有極大的關系。如果混凝土已經(jīng)灌滿，而操作人員仍然由輸送泵輸送混凝土，由于輸送泵的理論出口壓力（36.5kg/cm2）很大，就有可能造成模板的變形破壞。由于輸送管的長度及高度變化，注漿口接

3、口處壓力實際有多大，目前沒有理論及實驗的數(shù)據(jù)可供參考。據(jù)此情況，操作者就必須及時掌握和控制關注情況，根據(jù)操作經(jīng)驗判斷已經(jīng)灌滿，并及時停止輸送。1、分析部分混凝土自重P1如圖1，分析部分的長度為2米，寬為1.5米，混凝土厚為1.0米，其密度為2.45t/m3,則混凝土自重W=2×1.5×1.0×2.45=7.35（t）。折算成單位面荷載P1=7.35/（2×1.5）=2.45t/m2。2、分析部分的擠壓面荷載P2該值取為4.7t/㎡，參考自日本岐阜工業(yè)公司提供的參數(shù)[1]。那么這部分模板就受到P1與P2的作用，

4、兩部分的合力P=P1+P2=2.45+4.7=7.15t/m2。3、模板的彎曲應力由于模板內表每隔250mm有一根加強角鋼，因此，我們可以把他簡化成每隔250mm的梁單元來考慮。將寬度為250mm的模板受到的載荷折算成梁上的線載荷。這是在有限元單元處理中常用的方法，其翼緣板的寬度取它與之相鄰筋板間距的30%（參考[2]中97頁）即250×0.3=75mm，偏于安全。根據(jù)上述模板所受的載荷為7.15t/m2，那么在250mm寬，長1500mm長的面積上所受的載荷為7.15×0.25×1.5=2.68（t），將此

5、荷載作用在1,5米長的梁上，則其線載荷q為2.68/1.5=1.79（t/m）。圖三、梁單元的橫截面如果要對整個模板進行受力分析，就必須將整個模板等效成梁單元的空間框架結構，利用有限元理論，通過電算進行有限元分析。這里，我們只能取一根梁進行分析，簡化后的梁單元力學模型按簡支梁處理，其受力簡圖如圖2，這是因為兩邊有250mm高的拱板及立柱支承。梁的橫截面如3。為計算梁的彎曲應力，比先計算該梁橫截面的形心，該截面是由75×6的角鋼及150×10的組合截面，根據(jù)圖示坐標系，計算組合截面形心O0的X、Y坐標。根據(jù)[3

6、]中附1-4組合截面形心公式計算形心的X、Y坐標。x=∑Aixi/∑Ai,y=∑Aiyi/∑Ai表差可知角鋼75×6的橫截面積A=879.7mm2，慣性矩Ix=469500mm4。將各值代入，則x=（150×10×75＋879.7×95.7）/（1200+879.7）=94.57mmY=（150×10×75＋879.7×20.7）/（1200+879.7）=62.85mm根據(jù)組合截面的平行移軸公式計算組合截面的慣性矩：Ix=150×83/12+8×150×24.662+469500+879.7×33.642=

7、2201150.87mm4.抗彎截面模數(shù)W1=Ix/(83-54.34)=76802mm3?？箯澖孛婺?shù)W2=Ix/54.34=40507mm3。簡支梁受到均布載荷作用下的最大彎矩位于跨中i，其值為：Mmax=ql2/8=1.79×104×1.52/8=5.01×103（N·m）。梁的最大彎曲應力σ=Mmax/W2=5.01×103/4.0507×10-5=123.7[Mpa]。對A3鋼，[6s]=160Mpa,所以量的強度通過。4、模板的最大位移梁單元的最大變形量，即模板的最大位移。根據(jù)公式[4]1-114

8、中對應的受均布載荷簡支梁的位移公式：fmax=5ql4/384EI式中，E—彈性模量，E=2.1×105Mpa；I—截面的慣性矩，I=2.2×10-6m4；q—梁受到的均布載荷，q=1.79×104N；l—梁的長度，l=1.5m;將各值代入上式：fmax=5×1.79×104×1.54/（384×2.1×10112.2×10-6）=0.0025m=2.5mm。即模板的最大變形為2.5mm。通過上述的