針梁臺車模板受力分析

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1、針梁臺車模板受力分析針梁臺車模板分頂模、左右邊模及底模，由于頂模受到混凝土自重、施工載荷及注漿口封口時(shí)的擠壓力等載荷的作用，其受力條件顯然比其它部位的模板更復(fù)雜、受力更大、結(jié)構(gòu)要求更高。由于邊模、底模與頂模的結(jié)構(gòu)構(gòu)造一樣，邊模、底模不受碗自重，載荷較小，因此對其強(qiáng)度分析時(shí)只考慮頂模。由于針梁模板是全園式，在襯砌時(shí)的混凝土自重及邊墻壓力靠模板承受。模板的每個(gè)部分都有托架聯(lián)接，模板的整體強(qiáng)度既有拱板承受又有托架支承,以保證模板工作時(shí)的絕對可靠。臺車模板沿洞軸方向看是一個(gè)圓柱殼，只不過它是由多個(gè)1.5米高的圓柱形組合而成。通過計(jì)算得知模板下的托架支承及圓弧拱板（300

2、mn）寬，12nmi厚）的剛度是足夠的，而頂模最危險(xiǎn)處應(yīng)在最頂部（由于灌注時(shí)的壓力）。因此，其力學(xué)模型可取最頂部2米長度、1.5米寬的這部分模板進(jìn)行受力分析及強(qiáng)度校核，其受力簡圖如圖1。q圖1、分析部分受力簡圖圖2、梁單元結(jié)構(gòu)受力簡圖該部分載荷由兩部分組成，一是磴的自重；二是注漿口封口吋產(chǎn)生的較大擠壓力，該值的取值是一個(gè)不確定的，它與灌注封口時(shí)的操作有極大關(guān)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/cn)2)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的變化，注漿口接口處壓力實(shí)際有多大，冃前沒有

3、理論及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的數(shù)據(jù)可供參考。據(jù)此情況，操作者就必須及時(shí)掌握和控制灌注情況,根據(jù)操作經(jīng)驗(yàn)判定已經(jīng)灌滿，并及時(shí)停止輸送。1、分析部分的混凝土自重珂如圖1,分析部分的長為2米，寬為1.5米，混凝土厚為0.8m,其密度為2.45t/m3,則混凝土自重W=2X1.5X0.8X2.45=5.88(t)o折算成單位面載荷Pi二5.88/(2X1.5)=1.96t/m2o2、分析部分的擠壓面載荷P2該值取為4?7t/rA參考自口本歧阜工業(yè)公司提供的參數(shù)［1］。那么，這部分模板就受到P】與P2的作用,兩部分的合力P=Pi+P2=l.96+4.7=6.66t/m2o3、模板的彎曲

4、應(yīng)力由于模板的內(nèi)表面每隔250mm有一根加強(qiáng)角鋼，因此，我們可以把它簡化成每隔250mm的梁單元來考慮。將寬度為250mm的模板所受到的載荷折算成梁上線載荷。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⑵中97頁)，即250X0.3二75mm,偏于安全。根據(jù)上述模板所受的面載荷為6.66t/m2,那么在250mm寬，1500mm長的面積上所受到的載荷為6.66X0.25X1.5=2.5(t),將此載荷作用在1.5米長的梁上,則其線載荷q為2.5/1.5=1.67(t/m)o如要對整個(gè)模板進(jìn)行受力分析，就必須將整個(gè)模板等效成梁

5、單元的空間框架結(jié)構(gòu)，利用有限元理論，通過電算進(jìn)行有限元分析。這里，我們只能取一根梁進(jìn)行分析，簡化后的梁單元力學(xué)模型按簡支梁處理，其受力簡圖如圖2,這是因?yàn)閮蛇呌?50mm高的拱板及立柱支承。梁的橫截面如圖3。Xi7////////////777T)Yi075Yi?5圖3、梁單元的橫截面為計(jì)算梁的彎曲應(yīng)力，必先計(jì)算該梁橫截面的形心，該截面是由75X6的角鋼及150X8的組合截面，根據(jù)圖示坐標(biāo)系，計(jì)算組合截面形心0。的X、Y坐標(biāo)。根據(jù)［3］中附1-4組合截面形心公式計(jì)算形心的X、Y坐標(biāo)。x二YAiXi/EAi,y二EAiyi/XAi查表可知角鋼75X6的橫截面積A二

6、879.7mmS慣性矩lx二469500mm"。將各值代入,則x=(150X8X75+879.7X95.7)/(1200+879.7)二83.76inmv=(150X8X79+879.7X20.7)/(1200+879.7)二54.34mm根據(jù)組合截面的平行移軸公式計(jì)算組合截面的慣性矩:Ix=150X8712+8X150X24.662+469500+879.7X33.642=2201150.87mm4o抗彎截面模數(shù)W】二Ix/(83-54.34)=76802mm'。抗彎截面模數(shù)W2=Ix/54.34二40507mm簡支梁受到均布載荷作用下的最大彎矩位于跨中，其

7、值為：M噸二ql2/8二1.67X104X1.578二4.7X103(N.m)。梁的最大彎曲應(yīng)力。=Mmax/W2=4.7X1074.0507XI0-5二116.03[Mpa]o對A3鋼，[6s]=160Mpa,所以，梁的強(qiáng)度通過。4、模板的最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中對應(yīng)的受均布載荷簡支梁的位移公式:f腫5ql4/384EI式中，E-彈性模量，E=2.1X105Mpa;I-截面的慣性矩,1=2.2X106m4;q-梁受到的均布載荷,q二1?67X104N;1—梁的長度，1=1.5ni;將各值代入上式：f噸=5X1.67X1

8、01X1.57(384X