隧道二衬防水板临时设施检算

一、挂设防水板临时支架组成

    门架总成：门架采用不同规格的型钢用螺栓栓接而成的门字型门架,共3排,排与排间距2.2m,采用工20a工钢作立柱,采用工20a工钢作纵梁,工20a钢作横梁,采用工14工钢与工16工钢作斜撑,采用门架立柱外侧面采用［12.6槽钢水平横向加固。钢管井字架按横向按0.75m 间距布置,纵向按2.2m 间距布置,并直接焊接于横梁上。顶托上沿纵向下层放工14槽钢+上层入方木作为支模龙骨。台车支模就位采取液压自动车轮行走+底纵梁+轨道梁行走,行车轨道采用38kg /m 轻型钢轨。轨道下铺设方木,单根长度0.5m,横截面尺寸为60mm×200mm,水平纵向中心间距不大于700mm。底纵梁采用2根并焊工45a工钢。

二、门架横梁检算

    顶部钢管每区格面积S1= 0.75×2.2= 1.65m2,人、小型机具、材料等荷载按2.5KN/m2计算，每根立杆承受的荷载为F1=1.65*2.5=3.63 KN 。门架横梁受力可简化为受集中荷载的三跨等跨连续梁计算,跨度取最大值L = 5.7m,集中力为每根立杆承受的荷载F1=3.63KN 。

    立柱      斜撑                        斜撑        立柱  

    1)抗弯强度检算

①最大弯矩M max= KMFL ,KM —弯矩系数,查表得0.311;

即得出M max= 0.311× 3.63× 1.73= 1.95 KN .m

②横梁截面强度σ =M max/W = 1.95 ×

106/(237× 103)= 8.23N /mm2＜[f]= 215N /mm2,抗弯强度满足要求！

2)抗剪强度检算

①最大剪力V max= KvF ,查表得Kv= 1.311;

即V max= K vF 9 =1.311×3.63=4.76KN

②横梁截面抗剪强度τ=V max × Sx/(Ix ×tw)=4.76× 103× 136.1× 103/(2370× 104× 7)=3.9N /mm2＜[fv]=125N /mm2,

抗剪强度满足要求！

3)挠度变形检算

ω =KW F 9L s/(100× E × Ix),查表得K W = 2.716

即ω = 2.716× 3.63× 1.733/(100× 2.06 × 108× 2370×10-8)=0.105× 10-3m=0.105mm

ω =0.105mm ＜[ω]= L /400= 5700/400=14.25mm,L —跨度; 受力挠度变形满足要求！

4)横梁稳定性检算

横梁长细比λ = h /ix= (4.432+1.2×2)/8.15× 10-2=84,查表得φ =0.661,N = ψ×A× f,即f=N /(ψ× A)= F1/(ψ× A)3.63 ×103/(0.661× 35.5× 100)= 1.55N /mm2＜[f]=215N /mm2,

门架横梁稳定性满足要求！

三、门架立柱及斜撑受力检算

顶部钢管每区格面积S1= 0.75×2.2= 1.65m2,

钢管架总重F2=20.6 KN 。

横梁重F3=(6.8× 27.9× 6× 9.8/1000)× 1.2=11.2 KN ×1.2=13.44KN ;

纵梁重F4=(12× 27.9 × 2× 9.8/1000)× 1.2= 6.6KN ×

1.2= 7.92K N 。每根立柱承受的力F4= (S1×6.357×6.6+F2+F3+ F4)/(3×3)

F4= (1.65×6.357×6.6+20.6+13.44+7.92)/(3×3)= 12.57KN ,斜撑受的力

F5= 12.57/COS25= 12.7KN 。

工14工钢斜撑稳定性检算

立柱长细比λ = uL /ix,u= 1,L1= 2.73m ;

λ =1× 2.73/(5.76× 10-2)= 47,查表得

φ =0.924,N = ψ×A× f,即f= F5/(ψ× A)= 12.7× 103/(0.924× 21.5× 100)=6.4N /mm2＜[f]=215N /mm2,稳定性满足要求！

工16工钢斜撑稳定性检算

立柱长细比λ = uL /ix,u= 1,L2= 2.88m ;

λ =1×2.88/(6.58×10-2)= 44,查表得

φ =0.932,N = ψ× A× f,即f= F5/(ψ× A)=12.7× 103/(0.932× 26.1× 100)=5.3N /mm2＜[f]=215N /mm2,稳定性满足要求！

结论:台车门架立柱及斜撑受力均满足要求！

通过上述的分析计算可知，整个台架的强度及刚度是足够的。

参考文献：

    [1]、《隧道施工机械简明手册》第一册，铁道部隧道工程局，1984；

    [2]、《弹性和塑性力学中的有限单元法》，机械工业出版社，1988；

    [3]、《材料力学》，人民教育出版社，1983；

    [4]、《机械设计手册》第三版，化学工业出版社，1994。