边界条件和载荷的施加

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1、边界条件和载荷的施加1边界条件本计算主要采用了以下几种边界条件的处理方式：1）门架底梁支撑千斤顶与钢轨接触处由于门架纵梁支承千斤顶与钢轨、门架纵梁之间没有固定连接，所以认为门架纵梁支承千斤顶对门架纵梁只有高度方向(总体坐标Y向)的支撑力，故只约束支撑点高度方向(总体坐标Y向)位移自由度UY是合理的。2）车轮与钢轨接触处的处理实际工作时台车车轮与轨道始终保持接触，因此在门架底梁车轮安装处约束其X，Y，Z三向位移自由度UX，UY，UZ；钢模台车行走时，放开X方向位移自由度。2载荷的施加对钢模台车载荷分三种情况进行讨论：钢模

2、台车在施工过程中混凝土的浇筑为分层浇筑，即从两边模底部开始逐渐向上浇筑。图2-6钢模台车混凝图浇筑次序因此将边顶拱钢模台车在上弯段各个位置的施工过程分为如下三个工况：工况1浇筑高度达3.5m此时钢模台车边模浇筑完成一半，台车除受自身重力以外，还受到新浇筑混凝土的侧压力、振捣力、混凝土入仓产生的冲击力作用，振捣混凝土产生的力和倾倒混凝土产生的力作用范围都在有效压头高度h之内。根据《中华人名共和国国家标准钢筋混凝土工程施工及验收规范》第2.2.3条规定计算模板及其支架时应考虑下列载荷：①模板自重及其支架自重；②新浇筑混凝土

3、重量；③钢筋重量；④施工人员及施工设备的重量；⑤振捣混凝土时产生的荷载；⑥新浇筑混凝土对模板侧面的压力；⑦倾倒混凝土时产生的荷载。由于本钢模台车在施工的过程中施工人员及施工设备的重量相对比较小，可以忽略。因此钢模台车浇筑过程中，除受自身重力以外，还受到新浇筑混凝土的压力作用。混凝土压力由混凝土流体静压力、振捣力、混凝土入仓产生的冲击力组成，即此时的载荷组合为①+⑤+⑥+⑦。振捣混凝土产生的力和倾倒混凝土产生的力作用范围都在有效压头高度h之内；在混凝土没有发生初凝的情况下，钢模台车所受的混凝土流体静压力计算公式为：(1)

4、其中，γ为钢筋混凝土比重，取；h为混凝土灌注高度。但是公式(1)完全把混凝土看作理想的液态，忽略其骨料的“自立性”和时间效应，计算结果往往偏大，不符合实际情况。根据《水工混凝土施工规范》、《钢筋混凝土工程施工及验收规范》（GBJ204~83），得出了关于混凝土的侧压力给出了另一个计算公式：(2)式中-缓凝剂调整系数、-坍落度调整系数、-混凝土初凝时间、-混凝土在高度方向上的浇筑速度。公式(2)则全面考虑了混凝土的初凝时间、浇筑时间、甚至外加剂和坍落度对初凝时间的修正以及骨料的“自立性”，计算结果相对符合实际情况。考虑由

5、混凝土侧压力计算公式（1）计算得到混凝土的侧压力为：由公式（2）计算得到的混凝土侧压力为：其中：浇筑速度；外加剂修正系数；塌落度修正系数；初凝时间。由此可知我们选取混凝土侧压力；所以。振捣力取，倾倒混凝土产生力取，有效压头高度。混凝土侧压力的分布图如下图所示，计算得。图2-7混凝土侧压力分布图图2-8叠加后压力分布图此时要考虑两个问题：（1）模板下端及门架纵梁的应力及最大横向位移的大小；（2）向上的浮力及横向压力是否会使车轮浮起或钢轨侧滑从而产生“跑模”现象。工况2浇筑高度达7m此时钢模台车边模浇筑完成，先前浇筑的混凝

6、土开始初凝，混凝土对模板的侧压力逐渐减小为零，但由于在工况1下模板发生了变形，当侧压力逐渐减小后变形依然存在，所以本工况下依然按照工况1下的载荷组合情况对整个边模加载。工况3顶模浇筑此时按照工况2的载荷组合情况对边模加载，顶模主要承受钢筋混凝土的重力作用。本钢模台车混凝土浇筑厚度考虑值为1.5m，中部的混凝土压力载荷为25kN/m3×1.5m=37.5KN/m2，且两边逐渐增大，方向竖直向下，如图2-9（a），这在实际计算当中不容易实现，因此在计算过程中将混凝土的重力载荷稍做处理，如图2-9（b）所示。图2-9钢筋混凝

7、土重力载荷分布曲线