二襯臺(tái)車實(shí)施方案

1、 中國中鐵中國中鐵 貴州公路建設(shè)項(xiàng)目畢節(jié)至都格公路貴州公路建設(shè)項(xiàng)目畢節(jié)至都格公路 BD-TXBD-TX 合同段合同段 隧道二襯臺(tái)車隧道二襯臺(tái)車 實(shí)施方案實(shí)施方案 編編 制：制： 復(fù)復(fù) 核：核： 批批 準(zhǔn)：準(zhǔn)： 畢節(jié)至都格高速公路畢節(jié)至都格高速公路 BD-TXBD-TX 合同段項(xiàng)目部合同段項(xiàng)目部 二二一三年三月一三年三月 目目 錄錄 目目 錄錄.1 1.工程概況及臺(tái)車簡介.2 1.1 工程概況 .2 1.2 臺(tái)車概況 .2 2.臺(tái)車主要結(jié)構(gòu).4 2.1 行走系統(tǒng) .4 2.2 門架系統(tǒng) .4 2.3 整體鋼模面板 .4 2.4 液壓系統(tǒng) .4 2.5 電氣系統(tǒng) .4 2.6 加固系統(tǒng) .5 3.

2、臺(tái)車安裝.5 3.1 安裝地點(diǎn)選擇 .5 3.2 平整場地，鋪設(shè)軌道 .5 3.3 安裝行走輪架總成 .5 3.4 安裝底縱梁 .5 3.5 安裝門架 .5 3.6 安裝鎖梁、剪刀撐 .5 3.7 安裝臺(tái)梁 .5 3.8 安裝吊梁立柱、頂模板 .5 3.9 安裝邊模.6 3.10 安裝液壓及電器系統(tǒng).6 3.11 安裝附件及驗(yàn)收.6 4.力學(xué)計(jì)算.6 4.1 計(jì)算依據(jù) .6 4.2 計(jì)算參數(shù) .6 4.3 載荷計(jì)算及力學(xué)模型的建立 .7 4.4 模板的彎曲應(yīng)力 .9 4.5 模板的最大位移 .10 4.6 門架驗(yàn)算 .10 4.7 結(jié)論 .11 隧道二襯臺(tái)車實(shí)施方案隧道二襯臺(tái)車實(shí)施方案 1.工

3、程概況及臺(tái)車簡介 1.1 工程概況 岳家灣暗挖隧道左線起止里程為 ZK120+423ZK124+560, 右線起止里程為 YK120+463YK124+565，區(qū)間隧道單洞長度共計(jì) 8239m。岳家灣隧道左線平面 線形為直線、R=4000m 的左偏圓曲線、直線、A-420m、R=1200m 的右偏圓曲 線；右線平面線形為直線、R=4000m 的左偏圓曲線、直線、A-450m、R=1250 的右偏圓曲線。 1.2 臺(tái)車概況 1.2.1、臺(tái)車長度的確定 根據(jù)計(jì)算得最小半徑（1200m）圓曲線與 12m 直線弧弦距（矢距） H=36mm，考慮到臺(tái)車凈空尺寸放大 5cm，現(xiàn)場采用 12m 長二襯臺(tái)車能

4、夠滿足 設(shè)計(jì)及施工要求。本方案在計(jì)算中選用進(jìn)出口 4 套二襯臺(tái)車中最大的臺(tái)車進(jìn)行 檢算,且選取二襯厚度在級(jí)圍巖時(shí)的厚度 50cm 為控制計(jì)算進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢算。 1.2.2、臺(tái)車概況 根據(jù)隧道設(shè)計(jì)襯砌斷面和施工具體要求，以及根據(jù)我部砼的施工方法，制 定臺(tái)車具體方案如圖 1、2。臺(tái)車采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)整體有軌行走，模板采用全液壓 操作，利用液壓缸支（收）模板，機(jī)械絲桿機(jī)械固定。臺(tái)車基本技術(shù)參數(shù) 模板最大長度 L12000mm 門架內(nèi)凈空高度 4750mm 臺(tái)車軌距 B=6500mm 行走速度 5-8m/min 爬坡能力 3% 電 源 380V/220V 總功率 20.5Kw 行走電機(jī) 5.5KW*2=11K

5、W 油泵電機(jī) 5.5KW 液壓系統(tǒng)壓力 Pmax=16MPa 油缸技術(shù)參數(shù)： 頂升油缸 D200*d90*S300 邊模油缸 D120*d55*S300 平移油缸 D130*d55*S200 邊墻高度邊墻高度 圖 1 二襯臺(tái)車結(jié)構(gòu)尺寸示意圖 圖 2 二襯臺(tái)車側(cè)視圖 2.臺(tái)車主要結(jié)構(gòu) 臺(tái)車由行走系統(tǒng)、門架系統(tǒng)、鋼模板、加固系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣控制系 統(tǒng)、加固系統(tǒng)等部分組成。 2.1 行走系統(tǒng) 行走系統(tǒng)采用 2 臺(tái) 7.5KW 電機(jī)驅(qū)動(dòng)，配 32316 軸承，20A 鏈條驅(qū)動(dòng)鋼輪 行走，共 2 套驅(qū)動(dòng)裝置，分別安裝于臺(tái)車門架立柱（下縱梁）下端，左右側(cè)各 一臺(tái)，電機(jī)配減速齒輪箱，沿布好的軌道行走。

6、2.2 門架系統(tǒng) 臺(tái)車門架設(shè)計(jì)共 5 榀，由雙層門架橫梁，上下縱梁，門架立柱，門架立柱 連接梁，剪力架等部件組成。架體面板厚 14cm。腹板厚 12mm，能夠保證足 夠強(qiáng)度。臺(tái)車下不考慮行車，盡量減小門架橫梁跨度，以減少門架橫梁的受力， 門架的各個(gè)部件通過螺栓連為一體，門架支撐于行走輪架上，下縱梁安裝基礎(chǔ) 頂撐，襯砌施工時(shí)，混凝土載荷通過模板傳遞到門架上，在傳遞到下縱梁，并 分別通過行走輪和基礎(chǔ)頂撐傳至軌道及地面，在行走狀態(tài)下，基礎(chǔ)頂撐應(yīng)縮回， 門架上部前段裝有操作平臺(tái)，放置液壓及電氣裝置。 2.3 整體鋼模面板 單塊模板寬度為 1.5m，為保證模板有足夠的強(qiáng)度，面板采用 10mm，同 時(shí)采用

7、 75mm 角鋼加強(qiáng)，間距 250mm，并在每件模板里增加加強(qiáng)弧立板來保 證強(qiáng)度和曲度，以保證襯砌輪廓符合設(shè)計(jì)要求及襯砌美觀。在制作過程中為保 證模板外表質(zhì)量和外形尺寸精度等，采用合理的加工，焊接工藝，設(shè)計(jì)并加工 專用拼裝焊接胎膜，有效保證整體外形尺寸的準(zhǔn)確度，盡量減少焊接變形以及 外表面凹凸等缺陷，采用過盈配合的穩(wěn)定銷，將相鄰模板的連接板固定為一體， 有效控制相鄰模板的錯(cuò)臺(tái)問題，最終保證混凝土的襯砌質(zhì)量。 2.4 液壓系統(tǒng) 由電動(dòng)機(jī)、液壓泵、手動(dòng)換向閥，垂直及側(cè)向液壓缸、液壓鎖、液壓油箱及 液壓管路組成。 2.5 電氣系統(tǒng) 主要由液壓電機(jī)、行走電機(jī)、振動(dòng)器、照明等組成。 2.6 加固系統(tǒng) 臺(tái)

8、車定位好之后，需對臺(tái)車進(jìn)行加固，主要包括縱梁橫撐加固、面板絲桿支 撐以及基礎(chǔ)支撐。 3.臺(tái)車安裝 3.1 安裝地點(diǎn)選擇 考慮到目前施工進(jìn)度，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，選擇左線 ZK120+400-423 段及 ZK124+560-580 段，右線 YK120+440-460 段及 YK120+565-590 段做為臺(tái)車拼 裝地段。采用洞外安裝方式進(jìn)行拼裝 。 3.2 平整場地，鋪設(shè)軌道 拼裝臺(tái)車地段所有雜物清走，風(fēng)水管改線，場地盡量平坦，以便安裝作業(yè) 。 按臺(tái)車軌距要求，鋪設(shè)軌道，軌道要求平直，無明顯三角坑，接頭無錯(cuò)臺(tái)，前 后、左右高差5mm，中心線盡量與隧道中心線重合，其誤差15mm，軌道 枕木間距

9、按 30cm 控制，并用道釘固牢，鋼軌采用 43kg/m 重軌。 3.3 安裝行走輪架總成 利用起吊裝置（手拉葫蘆、挖機(jī)配合）將主動(dòng)輪架和從動(dòng)輪架，分別放在 已鋪好的軌道上，并做臨時(shí)支撐，按著底縱梁中心線，調(diào)整前后輪架的距離， 并用對角線相等的原理，調(diào)整輪架的正確方位，并墊平固定。 3.4 安裝底縱梁 將底縱梁吊至已擺好的輪架之上，并用螺栓，加設(shè)臨時(shí)支撐，校核對角線 有無變化，如果在正確值內(nèi)，可安裝門形架。 3.5 安裝門架 在現(xiàn)場先在地面組裝門形架單片總成。然后一片一片的吊裝于底縱梁相對 位置，用螺栓臨時(shí)固定。 3.6 安裝鎖梁、剪刀撐 為了盡快成為一個(gè)有機(jī)整體，安裝完門形架緊接著安裝鎖梁和

10、各空間所設(shè)的 剪刀撐。利用垂球或眼觀的方式進(jìn)行調(diào)整、找正。并及時(shí)緊固各部螺栓，使其 形成一個(gè)完整的骨架。 3.7 安裝臺(tái)梁 先安裝頂升油缸等各部件， 再將臺(tái)梁采用手拉葫蘆調(diào)至拱頂，然后采用來回 移動(dòng)臺(tái)車的方式把臺(tái)梁吊裝于頂升油缸之上，調(diào)整好中心距和對角線以后，加 設(shè)臨時(shí)支撐，用螺栓緊固。 3.8 安裝吊梁立柱、頂模板 在安裝頂模時(shí)應(yīng)從中間開始，向兩端延伸，這樣可減少累計(jì)誤差，安裝好 中間第一塊頂模，經(jīng)檢查弦長和弦高符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，再安裝其它頂模，直至 完成頂模安裝任務(wù)，安裝方法同臺(tái)梁。為了臺(tái)車的穩(wěn)定性，此時(shí)將臺(tái)車上的各 種斜撐和剪刀撐全部校核扭緊。 3.9 安裝邊模 頂模經(jīng)檢查無誤后可以安裝邊

11、模，安裝邊模時(shí)要對稱安裝 ，以防側(cè)傾，在 安裝前應(yīng)把邊模先運(yùn)進(jìn)洞，按順序把模板靠在邊墻基礎(chǔ)上，移動(dòng)臺(tái)車，采用電 動(dòng)葫蘆一塊塊吊裝。 邊模安裝經(jīng)調(diào)整，表面光滑、平整、接縫處無錯(cuò)臺(tái)、幾何尺寸符合設(shè)計(jì)要 求，即可安裝通梁和支撐系統(tǒng)。 3.10 安裝液壓及電器系統(tǒng) 行走電器要先于安裝 ，以便臺(tái)車的前后移動(dòng)。液壓系統(tǒng)按臺(tái)車設(shè)計(jì)要求安裝。 3.11 安裝附件及驗(yàn)收 臺(tái)車大件安裝完畢后即進(jìn)行欄桿、踏梯和工作平臺(tái)、振動(dòng)器等附加的安裝， 完畢后檢查所有緊固螺栓，進(jìn)行空載試車，檢查電器液壓系統(tǒng)工作是否正常、 各種動(dòng)作是否靈活準(zhǔn)確到位，如一切正常，再次檢查臺(tái)車斷面尺寸，自檢合格 后，報(bào)監(jiān)理驗(yàn)收。 4.力學(xué)計(jì)算 4.

12、1 計(jì)算依據(jù) 本隧道臺(tái)車長度為 10.5m，模板面板厚度為 10mm，門架面板 16mm， 門架腹板厚 12mm，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊第一卷 、 彈性和塑性力學(xué)中有限單 元法 、 材料力學(xué)與結(jié)構(gòu)力學(xué) ，對本臺(tái)車進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢算，驗(yàn)證臺(tái)車的力學(xué) 性能能否滿足要求。 4.2 計(jì)算參數(shù) 砼的重力密度為：26KN/m，砼澆筑速度：2m/h，砼入模時(shí)的溫度取 15，摻外加劑。鋼材取 Q235 鋼，重力密度：78.5KN/m，彈性模量為 206GPa，容許抗壓應(yīng)力為 130MPa，容許彎曲應(yīng)力取 381MPa（1.25 的提高 系數(shù)） 。 4.3 載荷計(jì)算及力學(xué)模型的建立 4.3.1、振動(dòng)器產(chǎn)生的荷載：4.0KN

13、/或傾倒混凝土產(chǎn)生的沖擊荷載： 4.0KN/，二者不同時(shí)計(jì)算 4.3.2、對側(cè)模產(chǎn)生的壓力 砼對側(cè)模產(chǎn)生的壓力主要為側(cè)壓力，側(cè)壓力計(jì)算公式為： P=kh 當(dāng) V/T0.035 時(shí)，h=0.22+24.9V/T 當(dāng) V/T0.035 時(shí)，h=1.53+3.8V/T 式中：P-新澆筑混凝土對模板產(chǎn)生的最大側(cè)壓力（KPa） h-有效壓頭高度（m） V-混凝土澆筑速度（m/h） T-混凝土入模時(shí)的溫度（） -混凝土的容重（KN/m） k-外加劑影響修正系數(shù)，不摻外加劑時(shí)取 k=1.0，摻緩凝劑作用的外加 劑時(shí) k=1.2。 根據(jù)前述已知條件： 因?yàn)椋篤/T=2/15=0.130.035 所以：h=1.

14、53+3.8V/T=1.53+3.80.13=2.024m 最大側(cè)壓力為：P=kh=1.2262.024=63KN/ 所以側(cè)模受到的壓力 P=63+4=67KN/。 4.3.3、砼對頂模產(chǎn)生的壓力 砼對頂模產(chǎn)生的壓力由砼的重力和灌注砼的側(cè)壓力組成： 重力 P1=g=26KN/mX0.5m=13KN/，其中 g 為澆筑砼的厚度 由于圓弧坡度變小，取灌注為 1m/h。 因?yàn)椋篤/T=1/15=0.070.035 所以 h=1.53+3.8V/T=1.53+3.80.07=1.8m 側(cè)壓力為：P2=kh=1.2261.8=56.2KN/， 所以頂模受到的壓力 P=P1+P2=13+56.2+4=73

15、KN/。 4.3.4、力學(xué)模型建立 臺(tái)車模板由寬 1.5m、厚 10mm 的整塊鋼板冷彎拼接而成，根據(jù)以上計(jì)算， 砼對頂模產(chǎn)生的壓力最大，取臺(tái)車最頂部 2*1.5m 部分，建立力學(xué)計(jì)算模型如 下圖。 P2擠壓力 P1 砼自重 驗(yàn)算模型受力簡圖 Mmax 荷載圖 單元結(jié)構(gòu)受力簡圖 彎矩圖 X Y Y1 X1 X1 Y1 梁單元橫截面圖 O 4.4 模板的彎曲應(yīng)力 由于模板的表面每隔 250mm 有一根背筋（加強(qiáng)角鋼 L756） ，因此我們可 以把它簡化成間隔 250mm 的梁單元來考慮。將寬度為 250mm 的模板所受到的 荷載折算成梁上均布荷載，其翼緣板的寬度取它與之相鄰筋板間距的 30（參

16、考彈性和塑性力學(xué)中有限單元法中 97 頁） ，即 2500.3=75mm，偏于安全。 根據(jù)上述模板所受的面載荷為 6.2t/，那么在 250mm 寬，1500mm 長的面 積上所受到的載荷為 6.20.251.5=2.325t，將此載荷作用在 1.5 米長梁上，則 其均布荷載 q 為 2.325/1.5=1.55t/m。 將整個(gè)模板等效成梁單元的空間框架結(jié)構(gòu)，利用有限原理理論，取一根梁進(jìn) 行分析，簡化后梁單元力學(xué)模型按簡支梁處理，其單元結(jié)構(gòu)受力簡圖如圖所示， 這是因?yàn)閮蛇呌?220mm 高的拱板及立柱支撐，梁的截面如圖所示。 為計(jì)算梁的彎曲應(yīng)力，就必須先計(jì)算梁橫斷面的截面的形心，該截面是由 L

17、756mm 的角鋼及 15010mm 的矩形組合截面，根據(jù)圖示坐系，計(jì)算組合截 面形心 0 的 XY 坐標(biāo)。 根據(jù)材料力學(xué)組合截形心公式計(jì)算形心 X、Y 的坐標(biāo)， X=AiXi/Ai,Y=AiYi/Ai, 查表可知角鋼 75*6 的橫截積 A=879.7mm2，慣性矩 Ix= mm2。 將各值代入，則： X=（1501075+879.795.7）/（1200+879.7）=94.6mm Y=（1501075+879.720.7）/（1200+879.7）=62.85mm 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 Lx：Ix=15083/12+10*15024.66 +879.733.64

18、 =.05 mm4。 抗彎截面模數(shù) W1=Ix/（85-62.85）=mm 抗彎截面模數(shù) W2=Ix/62.85=37839.7 mm 筒支梁受到均布載荷作用下的最大彎矩位于跨中，其值為：Mmax=ql /8=1.55101.5 /8=3.510 N.m。 梁的最大彎曲應(yīng)力 0=Mmax/W2=3.510/3.78410-5=92.5Mpa381 Mpa。所以 模板強(qiáng)度滿足要求。 4.5 模板的最大位移 梁單位的最大變形量，及模板的最大位移。根據(jù)受均布載荷簡支梁的位移 公式：fmax=5ql4/384EI;式中，E-彈性模量，E=2.110MPa：I-截面的慣性矩， I=2.410-6 m4 q梁受到的均布荷載，1.55104N l-梁的長度 L=1.5m。 將以上各值代入： Fmax=3.5mm 即模板的最大變形為 3.5mm 根據(jù)公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)JTG F80/1-2004 可知，砼表面平 整度要求 20mm，大于 3.5mm。即模板的剛度也同樣滿足要求。 4.6 門架驗(yàn)算 門架剛度、強(qiáng)度根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊第一卷與結(jié)構(gòu)力學(xué)中相關(guān)公式進(jìn) 行計(jì)算。 a、計(jì)算模型： F F A A F F 543.9 如上圖建立門架計(jì)算模型，圖中所示門架中 A 截面（正中間）最為薄弱。 故只校核 A 截面抗彎能力。 b、強(qiáng)