隧道:连拱隧道隧道安全专项施工方案.docx

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隧道:连拱隧道隧道安全专项施工方案.docx

液压电机功率:1×1.5kw,工作压力:16MPa

顶升油缸工作行程:180mm(实际达到30mm)

0053 33-某热电厂锅炉脱硫(湿法)改造工程施工组织设计侧向油缸工作行程:200mm(实际达350mm)

平移油缸工作行程±100mm(实际达±150mm)

8.2.2 主要结构及简述

台车由行走机构、台车门架、钢模板、钢模板垂直升降和侧向伸缩机构、液压系统、电气控制系统、中间墙活动模支架、中间墙小背模等8部分组成。

台车门架共5榀,由门架横梁,上下纵梁,门架立柱,斜撑,系梁等部件组成。门架立柱采用三角支撑结构,这样不仅加强立柱的强度,阻止立柱向内弯曲,还加强立柱与门架横梁的接触面。减小门架横梁跨度,极大的减少了门架横梁的受力,门架的各个部件主要采用螺栓连接,两端门架支撑于行走轮架上,中门架下端装有丝顶,衬砌施工时,混凝土荷载通过模板传递到5个门架上,并分别通过行走轮和丝顶传至轨道地面,在行走状态下,丝顶应缩回,门架上部前段装有操作平台,放置液压及电气装置。

模板宽度为1.5m,为保证模板有足够的强度,面板采用10mm厚钢板,同时采用∠75×5等边角钢加强,间距250mm,并在每件模板里设加强弧立板(即围檩,间距1m)来保证强度和曲度。在制作中为保证模板外表质量和外形尺寸精度等,我们采用合理的加工,焊接工艺,设计并加工专用拼装焊接胎膜,有效保证整体外形尺寸的准确度,焊接变形小,外表面光滑无凹凸等缺陷,采用过盈配合的稳定销,将相邻模板的连接板固定为一体,有效控制了相邻模板的错台问题,能保证混凝土的外观质量。

由电动机、液压泵、手动换向阀,垂直及侧向液压缸、液压锁、油箱及管路组成,其功用是快捷,方便的完成收(支)模,即顶模升降和支撑侧模。

模板结构组成与内侧模相同。

8.2.3 台车结构力学计算

在隧道台车长度为10.5m,模板面板厚度为10mm,门架面板14mm,门架腹板厚12mm,本计算出针对台车的主要受力构件的强度和刚度进行检算,以验证台车的力学性能能否满足要求,本文主要根据《钢结构设计规范》、《公路桥涵施工技术规范》、《路桥施工计算手册》与《结构力学》,并借助专业结构计算软件对本台车进行结构检算。

砼的重力密度为:24KN/m³,砼浇筑速度:2m/h,砼入模时的温度取20℃,掺外加剂。钢材取Q235钢,重力密度:78.5KN/m³,弹性模量为210000MPa,抗压、弯、拉应力设计值为215MPa,抗剪应力设计值为125MPa。

砼对侧模产生的压力主要为侧压力,侧压力计算公式为:

当V/T<0.035时,h=0.22+24.9V/T

当V/T>0.035时,h=1.53+3.8V/T

因为:V/T=2/20=0.1>0.035

所以:h=1.53+3.8V/T=1.53+3.8×0.1=1.91m

最大侧压力为:P=kγh=1.2×24×1.9=55KN/㎡

②砼对顶模产生的压力F

顶模坡度较缓,砼对顶模产生的压力主要由重力产生的垂直模板的分力:

F=γd=24KN/m³×0.9m=21.6KN/㎡,其中d为浇筑砼的厚度(衬砌厚度取0.8m,考虑0.1m的超挖量)。

③振动器产生的荷载N:4.0KN/㎡或倾倒混凝土产生的冲击荷载:4.0KN/㎡,二者不同时计算。

钢面板自重G1=0.785 KN/㎡

∠75×5角钢自重G2=0.05818KN/m

围檩钢板自重G3=0.19782KN/m

通过对侧模和顶模的面板和弧板的强度和刚度验算来验证台车模板的强度和刚度是否满足受力要求,侧模与顶模面板的支撑结构相同,而侧模受力大,因此只需验算侧模的强度和刚度是否能满足要求即可。

10mm厚钢板材料力学特性:计算单元宽度取100mm,则截面积A=1000mm2,截面惯性矩I=8333 mm4,截面抵抗矩W=1667mm3;弹性模量E=215000N/mm2,抗弯设计强度[σ]=215N/mm2,抗剪强度设计值 [ζ]=125N/mm2。

面板由间距L=25cm的角钢支撑,按三等跨连续梁、均布荷载简化计算,计算简图如下:

计算荷载取值q= (1.2×P+1.4×N)×0.1=7.16KN/m=7.16N/mm,

最大弯曲强度σmax=0.1qL2/W=0.1×7.16×2502/1667

=26.84N/mm2 <[σ]=215N/mm2

最大剪切强度ζmax=0.6qL×3/(2A)=0.6×7.16×250×3/(2×1000)

=1.61N/mm2 <[ζ]=125N/mm2

最大挠度fmax=0.677qL4/(100EI)=0.677×7.16×2504/(100×215000×8333)

=0.106mm<[L/400]=0.625mm

因此面板的强度、刚度均满足要求

8.2.5 ∠75×5角钢背肋验算

∠75×5角钢材料力学特性:截面积A=741.2mm2,截面惯性矩I=399300 mm4,截面抵抗矩W=13178mm3,S=7402mm3,肢厚t=5mm;弹性模量E=215000N/mm2,抗弯强度设计值[σ]=215N/mm2,抗剪强度设计值 [ζ]=125N/mm2。

角钢间距25cm,跨度L=1m,按两等跨连续梁、均布荷载简化计算,计算简图如下:

计算荷载取值q= (1.2×P+1.4×N)×0.25=17.9KN/m=17.9N/mm,

最大弯曲强度σmax=0.125qL2/W=0.125×17.9×10002/13178

=169.79N/mm2 <[σ]=215N/mm2

最大剪切强度ζmax=0.625qLS/(It)

=0.625×17.9×1000×7402/(399300×5)

=41.48N/mm2 <[ζ]=125N/mm2

最大挠度fmax=0.521qL4/(100EI)

=0.521×17.9×10004/(100×215000×399300)

=1.09mm<[L/400]=2.5mm

因此背肋角钢的强度、刚度均满足要求

8.2.6 围檩钢板验算

围檩为宽220mm厚12mm钢板,材料力学特性:截面积A=2640mm2,截面惯性矩I=10648000mm4,截面抵抗矩W=96800mm3,弹性模量E=215000N/mm2,抗弯强度设计值[σ]=215N/mm2,抗剪强度设计值 [ζ]=125N/mm2。

围檩间距1m,围檩支点最大跨度L=1.7m, 按两等跨连续梁、均布荷载简化计算,计算简图如下:

计算荷载取值q= (1.2×P+1.4×N)×1/2=35.8KN/m=35.8N/mm,

最大弯曲强度σmax=0.125qL2/W=0.125×35.8×17002/96800

=133.6N/mm2 <[σ]=215N/mm2

最大剪切强度ζmax=0.625qL×3/(2A)

=0.625×35.8×1700×3/(2×2640)

=21.61N/mm2 <[ζ]=125N/mm2

最大挠度fmax=0.521qL4/(100EI)

=0.521×35.8×17004/(100×215000×10648000)

=0.68mm<[L/400]=2.5mm

因此围檩钢板的强度、刚度均满足要求

8.2.7 顶模拱架验算

顶模拱架为桁架结构,每片桁架间距2m。下面为建模分析:

下弦杆I20a:截面抗弯模量W=236900mm3

弯曲强度σmax=M/W=41.23×106/ 236900

=174.04N/mm2 <[σ]=215N/mm2

围檩弧板(双拼):截面抗弯模量W=96800mm3

弯曲强度σmax=0.5M/W=0.5×47.19×106/96800

=243.75N/mm2 <[σ]=215×1.25=268.75N/mm2

最大剪切强度ζmax=QS/(It)

=38.63×103×133936/( 23690000×11.4)

=19.02N/mm2 <[ζ]=125N/mm2

ζmax=3(Q/2)/(2A)=3×36.135×103/(2×2640)

=20.53N/mm2 <[ζ]=125N/mm2

竖杆I18:计算长度L=1670mm,回转半径i=20mm,长细比λ=L/i=83.5,查表得压弯稳定系数Ф=0.7

轴心抗压稳定性强度σmax=N/(ФA)=158.01×103/(0.7×3074)

=73.43N/mm2 <[σ]=215N/mm2

围檩弧板(双拼):计算长度L=250mm,回转半径i=3.4mm,长细比λ=L/i=73.5,查表得压弯稳定系数Ф=0.75

轴心抗压稳定性强度σmax=N/(ФA)=90.93/2×103/(0.75×2640)

手持电动工具专项安全交底=22.96N/mm2 <[σ]=215N/mm2

最大竖向挠度f=10mm<5100/400=12.75mm

挠度虽满足要求,但相对较大,主要因下弦杆工字钢I20a跨度大刚度小向下弯曲造成,可通过在下弦杆中间增加支点或在弦杆两侧面贴焊加劲板以加强刚度。

综上,顶模拱架的强度、刚度均满足要求。

房建项目钢筋工程施工技术交底(图文并茂)8.2.8 上纵梁验算

上纵梁截面为高0.4m,宽0.3的工型截面,腹板厚度12mm,翼板厚度14mm,如下图:

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