铁路隧道台车计算书

铁路台车检算资料

一、 检算依据

1、《衬砌模板台车设计图》

2、《钢结构设计手册》

3、《铁路混凝土与砌体工程施工规范》

4、《路桥施工计算手册》

二、 台车组成的主要参数

1、 台车的结构

衬砌台车主要由模板总成、托架总成、平移机构、门架总成、台车大梁、主从行走机构、侧向液压油缸、侧向支撑千斤、顶撑液压油缸、基础千斤等组成。

2、 主要技术参数

台车总重量（自重） 840 KN

一个工作循环的理论衬砌长度6 m

最大衬砌厚度（包括开挖回填厚度）600 mm （平均开挖多50 mm）。

三、 检算有关取值说明：

1、 混泥土侧压力

混泥土浇注速度 V= 2 m/h

混泥土浇注温度 T=20℃识现场具体工定，这里按照该温度计算。

初凝时间t0=200/（T+15）=5.71h

侧面模板最大压力:

Pm=0.22γt0β1β2v1／2或24h

（h为混凝土的有效压头）取二者较小值使用

式中：β1坍落度修正系数（≤3cm，β1＝0.85，5~9cm，β1＝1，11~15cm，β1＝1.2）；β2外加剂修正系数（不加时β2＝1，掺缓凝剂β2＝1.2）；混凝土容重取γ=24KN/m3这里以24为基数进行计算；h为有效压头高度；H为浇筑高；

Pm=61.4KPa(这里修正系数均取1.2进行检算)

内部捣鼓压力 P1 =4Kpa 侧面压力

泵送冲击力及混凝土倾倒冲击力 P2 =2Kpa

混凝土侧压力 P =67.4Kpa

2、考虑砼灌注时，衬砌断面可能存在开挖现象，混凝土厚度按600mm取值。

浇筑时模板受力情况

3、振捣砼产生的水平力对水平面模板按2kPa计算，对垂直面模板按4kPa计算。

4、各部分检算时都做了偏于安全的简化，以确保结构安全。

5、不含有关丝杠、走行轮的检算。

四、主要部件的检算

1、模板的检算

1.1 模板检算

顶拱模板主要承受混凝土的重力和泵送的冲击力。混凝土的容重取γ=24KN/m3。泵送冲击力对模板的局部作用力很大，但一般注浆孔都做了局部的加强，为了简化计算这里不做泵送时对局部模板的压力计算。顶拱模板长6米宽4.1米，混凝土厚度600mm。混凝土总重力W=0.6*24=14.4KN/m2台车模板由宽1.5m厚12mm的整块钢板冷弯拼接而成，背筋为C10槽钢，间距300mm。简化为300mm的梁单元进行检算：

截面

受力简图

截面组合惯性矩I=I1+a1A12+I2+a1A12=4288230mm4；

回转半径r=76.4583mm

均布载荷q=0.3×Pm=0.3×67.4=20.22KN/m

1.1.1强度校核：

Mmax=q×l2/8=20.22×1.52/8=5.7KN·m

σmax=Mmax/W=5.7/0.0000524079=101mpa＜[σ]=181mpa

满足要求；

1.1.2刚度校核

fmax=(5ql4)/(384EI)＝1.5mm＜l/400=3.75mm

满足要求；

2、门架的检算

台车的门架是一个整体的空间框架结构。各门架间有门架横梁，及门架桁架角铁连接成一个整体，确保了台车整体的稳定性。台车门架主要承受水平及竖直方向的力，共有四榀门架，中间门架受力最大。利用迈达斯力学软件对其进行有限元分析。

门架计算模型：

模板对门架的侧压力，越下面越大，这里为了简化计算，将其平均集中分布在门架立柱上。竖向压力主要是台车的自重（50t）和顶部混凝土重量24×0.6×13.731=20t；同样为了简化计算让平均集中分布在门架横梁上。利用MIDAS有限元分析：

图 1 浇筑两侧时的变形

图 2 浇筑顶部混凝土时变形

图 3 侧模时的组合应力

图 4 浇筑顶部混凝土时的组合应力

图 5 浇筑侧模时剪切应力

图 6 浇筑顶模时的剪切应力

通过计算结果可知，最大变形发生在X方向：13.13mm<5067/350=14.7mm；最大应力为113.57MPa<180MPa（许用应力，参考钢结构设计规范）；最大剪切应力为23MPa<100MPa(许用应力，参考钢结构设计规范)。因此台车的门架满足要求。

3、整体稳定性验算：

考虑到实际砼灌注过程中两侧的不平衡灌注，台车应有一定的抵抗不平衡侧压力的能力，不平衡灌注台车整体失稳为侧移

抵抗侧移主要由台车本身的重量及摩擦系数来抵抗

台车总重q=9×105N （加上施工负重） 摩擦系数取0.3

55则台车能提供抵抗侧移的力F=9100.32.710N

67.4×103×6×h＜2.7×105

因此两侧浇筑高度差不得高于0.66m；

这说明台车总体抵抗侧移的能力是比较低的，所以应通过加设支撑率提高台车抵抗侧移的能力。施工中应控制两边不平衡灌注高差不大于0.67m,采用斜拉千斤加以稳固。

4、门架连接螺栓计算：

①N1N3连接螺栓计算：（采用Φ20螺栓）

NJd240.02290102.3104N

Ncdc0.020.022201068.8104N

0.4106184螺栓个数n2.310；由于构造要求，设取一定的安全储备，取n=20个，每个立柱

10个。

②．N1N4连接螺栓计算：（采用Φ20螺栓）

0.36106n2.310415.6 ③．N1N2连接螺栓检算：（采用Φ20螺栓）

0.36106n2.310415.6 取n=16个

取n=16个

处