隧道襯砌臺(tái)車(chē)方案受力計(jì)算

1、*隧道砼襯砌模板臺(tái)車(chē)方案一、總體*隧道左洞長(zhǎng)448m，右洞長(zhǎng)480m，根據(jù)工程實(shí)際和既有資源，每洞單獨(dú)投入一臺(tái)模板臺(tái)車(chē)進(jìn)行洞身二次襯砌，其中左洞臺(tái)車(chē)長(zhǎng)10.5m（約重72t），右洞臺(tái)車(chē)長(zhǎng)12.0m（約重82t）。廠(chǎng)家制作組配件，現(xiàn)場(chǎng)安裝、裝飾和配套。臺(tái)車(chē)為全液壓脫（立）模，電動(dòng)減速機(jī)自動(dòng)行走，由模板部分、臺(tái)架部分、液壓和行走系統(tǒng)四部分組成。型號(hào)規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)：臺(tái)車(chē)通過(guò)凈空尺寸：6*4.2m臺(tái)車(chē)行走速度：10m/min（坡度小于5%）單邊脫模量：100mm水平調(diào)整量：+100mm系統(tǒng)壓力：160kg/cm2油缸最大行程：（豎向、側(cè)向）300mm詳見(jiàn)附圖。二、強(qiáng)度剛度驗(yàn)核（1、參考文獻(xiàn)：機(jī)械設(shè)

2、計(jì)手冊(cè)第一卷機(jī)械工業(yè)出版社出版。2、計(jì)算條件：按每小時(shí)澆灌2m高度的速度，每平方米承受 5T載荷的條件計(jì)算。）2.1、面板校核 (每塊模板寬1500mm，縱向加強(qiáng)角鋼間隔250mm)計(jì)算單元圖：其中：q砼對(duì)面板的均布載荷 q =0.5Kgf/cm22.1.1、強(qiáng)度校核模型根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)，面板計(jì)算模型為四邊固定模型公式： 其中比例系數(shù)。 當(dāng) a/b=150/25=6 取0.5t面板厚 t=0.6 cmb角鋼間隔寬度 b=25cmmax 中心點(diǎn)最大應(yīng)力得max=0.5x(25/0.6)2x0.5=434 Kgf/cm2<=1300Kgf/cm2。合格。2.1.2 、剛度校核見(jiàn)強(qiáng)度校核模型公式：

3、 式中：比例系數(shù)。由 a/b=150/25=6 取 0.0284 E彈性模量 A3鋼板E=1.96x106 kgf/cm2max中點(diǎn)法向最大位移。得：中點(diǎn)法向位移max=0.0055cm<0.035cm。 合格。2.2、面板角鋼校核。2.2.1、計(jì)算單元2.2 .2、強(qiáng)度校核2.2.2.1、計(jì)算模型根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)，角鋼計(jì)算模型為兩端固定。2.2.2 .2、強(qiáng)度校核公式： x=L，最大彎矩在兩端處得：=23437 kgfcm公式： x=L/2 角鋼中點(diǎn)彎矩得：=11718 kgfcm由 如圖：=30.66 cm3所以 兩端=764kgf/cm2<1300kgf/cm2 中點(diǎn)=382kg

4、f/cm2<1300kgf/cm2 。合格。2.2.2.3、剛度校核。見(jiàn)強(qiáng)度校核模型。公式：（中點(diǎn)撓度）=108.87 cm4得=0.077cm中點(diǎn)位移 ymax=0.77mm。合格。2.3、模板總成強(qiáng)度剛度校核：強(qiáng)度校核：2.3.1、計(jì)算單元：q=75kgf/cm2.3.2、計(jì)算模型：按簡(jiǎn)支梁計(jì)算。結(jié)果偏于安全。2.3.3、公式： =210937 kgfcm =21699cm4=4.48=25-4.48=20.52得：=4843 cm3 =1057cm3故：面板端應(yīng)力：=43.5 kgf/cm2<1300 kgf/cm2 腹板端力：=199.5 kgf/cm2<1300kg

5、f/cm2由于實(shí)際應(yīng)力小于許用應(yīng)力。故不用再校核剛度。2.4、門(mén)架強(qiáng)度校核：2.4.1、計(jì)算單元：F=0.5x0.5x900(模板長(zhǎng))x385(有效受力高度)/5(門(mén)架)=17325kgf2.4.2、計(jì)算模型：門(mén)架中。A-A截面（正中間）為門(mén)架整體抗彎受力的最大集中點(diǎn)，故只校核A截面抗彎能力。B-B截面為門(mén)架立柱的抗彎受力的最大集中點(diǎn)，故還需要校核BB截面的抗彎能力。2.4.3、公式：門(mén)架橫梁A-A截面如上圖=(30x903-16x87.63)/(6x90)=20582cm3M=425F=425x17325=7363125kgfcm故：=7363125/20582=358kgf/cm2<

6、1300kgf/cm2 。合格 門(mén)架立柱BB截面如上圖=(30x653-16x62.63)/(6x65)=11060cm3M=210F=210x17325=3638250kgfcm故：=3638250/11060=329kgf/cm2<1300kgf/cm2 。合格三、主要組成部分及材料3.1、模板部分：模板面板的材質(zhì)及型號(hào)采用Q23510；模板腹板的材質(zhì)及型號(hào)采用Q23514；模板連接板的材質(zhì)及型號(hào)采用Q23512；模板支撐角鋼的材質(zhì)及型號(hào)采用L75X50X6；模板槽鋼連接梁的材質(zhì)及型號(hào)采用180#對(duì)扣組焊。3.2、上部臺(tái)架部分：上縱梁的材質(zhì)及型號(hào)采用Q23512、16的板材組焊；連接

7、橫梁的材質(zhì)及型號(hào)采用H鋼250X175；立柱的材質(zhì)及型號(hào)采用槽鋼200#、工鋼200#；橫撐的材質(zhì)及型號(hào)采用槽鋼160#。3.3、門(mén)架部分：橫梁的材質(zhì)及型號(hào)采用Q23510、12、16的板材組焊；立柱的材質(zhì)及型號(hào)采用Q23510、12、16的板材組焊；下縱梁的材質(zhì)及型號(hào)采用Q23512的板材組焊；門(mén)架斜撐的材質(zhì)及型號(hào)采用槽鋼200#對(duì)扣組焊及工鋼200#；門(mén)架連接梁的材質(zhì)及型號(hào)采用H鋼250X175；門(mén)架水平及側(cè)向剪刀架的材質(zhì)及型號(hào)采用槽鋼120#。3.4、平移機(jī)架：平移小車(chē)以組焊件及機(jī)加工件組成；平移架的材質(zhì)及型號(hào)采用槽鋼160#組焊件。3.5、行走系統(tǒng)：行走電機(jī)Y10L-6 2臺(tái)，減速器Z

8、SY200-50 2臺(tái)等。3.6、液壓系統(tǒng)：油泵CB202S/16Mpa 1臺(tái)，油泵電機(jī)Y12S4 1臺(tái)，電磁制動(dòng)器MSZD1-200 1臺(tái)等。3.7、附件：側(cè)向及頂?shù)厍Ы锏牟馁|(zhì)及型號(hào)采用無(wú)縫管102X6及機(jī)加工件組成；頂升及基礎(chǔ)千斤的材質(zhì)及型號(hào)采用無(wú)縫管110X6及機(jī)加工件組成；行走系統(tǒng)的材質(zhì)及型號(hào)采用Q23512、16的板材組焊；使用過(guò)程中增加附著式振搗器、樓梯和木板通道，安裝防護(hù)網(wǎng)和照明設(shè)施。四、鋼結(jié)構(gòu)加工工藝4.1、下料、矯正和彎曲。、下料：1、10mm厚的鋼板均采用剪板機(jī)進(jìn)行剪切，剪切后用手砂輪對(duì)板邊毛刺進(jìn)行修整。2、10mm厚的鋼板，采用自動(dòng)氣割機(jī)切割，切割后用手砂輪對(duì)板邊毛刺進(jìn)行

9、修整。3、若對(duì)精密組焊件，切割后仍不能達(dá)到組焊精度，則需刨邊，焊接坡口用氣割或刨邊成形。4、容許偏差：鋼板長(zhǎng)度及寬度的偏差不超過(guò)2mm，型鋼長(zhǎng)度偏差不超過(guò)2mm。4.1.2、矯正：鋼模板矯正后允許偏差：1、鋼模板橫向不平整度在1m范圍內(nèi)不超過(guò)1mm。2、型鋼不直度在1m范圍內(nèi)不超過(guò)1mm，無(wú)論多長(zhǎng)最大不超過(guò)3mm。4.1.3彎曲：模板面板用10mm鋼板冷彎成形。其容許偏差為與構(gòu)件組焊后，采用和構(gòu)件等弧長(zhǎng)的樣板進(jìn)行檢查，其任何一點(diǎn)間隙不大于2mm。4.2、部件組焊4.2.1為保證組焊后的部件尺寸要求，須：1、焊前進(jìn)行拼裝檢查，復(fù)核組焊尺寸；2、單個(gè)零件上適當(dāng)留出焊接收縮余量；3、組焊時(shí)為確保部件

10、精度要求，采用了必要的臺(tái)卡具；4、焊接時(shí)根據(jù)不同的焊接件，適當(dāng)控制電流，并采用合理的焊接順序，盡量減少焊接變形；5、必要時(shí)，進(jìn)行組焊實(shí)驗(yàn)，調(diào)整焊接工藝，修整卡具，然后進(jìn)行正式組焊。6、模板和門(mén)架各部件中，除不連續(xù)焊和綴板焊接外，均為主要受力焊縫，必須保證焊縫尺寸及焊接質(zhì)量，為此：（1）采用結(jié)構(gòu)鋼焊條T42型各種焊條。焊條使用前在適當(dāng)?shù)臏囟认逻M(jìn)行烘干。（2）焊前仔細(xì)清除焊接部位的鐵銹、油污、污泥及氣割熔渣，對(duì)焊接坡口不符合要求的進(jìn)行適當(dāng)處理。（3）對(duì)焊接縫和模板拼接出的貼角焊縫必須有一定深度的熔透性，對(duì)不符合要求的清除重焊。（4）對(duì)焊后不要求回火處理的焊件，進(jìn)行矯正處理，矯正處理時(shí)不得損傷原材料

11、和焊縫。、組焊矯正后，允許偏差：.1、模板部分1、每拼裝一塊模板，相鄰兩塊模板間距偏差不大于1mm；2、每拼裝一塊模板后，寬度、長(zhǎng)度偏差均不大于1mm；3、工作窗寬度、長(zhǎng)度偏差均不大于2mm；4、每拼裝一塊模板，均在組合卡具內(nèi)進(jìn)行組焊，待冷卻后脫卡，不得有任何變形。.2、門(mén)架部分1、對(duì)互換性比較多的桿件，均采用模具進(jìn)行加工。2、為確保立柱、橫梁、縱梁的焊接質(zhì)量，防止漏焊、少焊，應(yīng)嚴(yán)格控制焊接順序。4.3、鉆孔鉆孔必須有嚴(yán)格的工藝要求，確保鉆孔精度，對(duì)鉆空工藝要求如下：1、各部組焊件上的孔，一般情況下在組焊后進(jìn)行鉆孔。2、對(duì)有互換性要求的構(gòu)件，其鉆孔采用樣板模具進(jìn)行。樣板模具上的孔采用精密劃線(xiàn)方

12、式劃出，樣板上的孔位誤差不得超出下列限度：（1）、相鄰鉆孔套中心間距±0.25mm；（2）、板邊鉆孔套中心間距±0.35mm；（3）、對(duì)角線(xiàn)鉆孔套中心間距±0.3mm；3、鉆孔光潔度：鉆孔后孔面光潔度確保為25m，清除孔面的飛邊和毛刺。4.4、試拼裝為對(duì)設(shè)計(jì)性能和加工尺寸進(jìn)行檢查，在鋼模臺(tái)車(chē)加工完畢后，即進(jìn)行試拼裝。試拼裝時(shí)，按使用狀態(tài)裝齊全部零部件、螺栓、絲桿、液壓及行走系統(tǒng)。試拼裝時(shí)，不得使用重錘敲打，螺孔或銷(xiāo)孔不用過(guò)沖，不擴(kuò)孔。如發(fā)現(xiàn)孔或銷(xiāo)位不對(duì)時(shí)，應(yīng)慎重研究，妥善處理。4.4.1、模板拼裝允許誤差為：1、模板直徑（任何部位）±8mm，長(zhǎng)度

13、7;14mm。2、模板兩端托梁內(nèi)側(cè)構(gòu)成的對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度±15mm。3、模板所有接縫與模板工作窗的接縫均應(yīng)密貼，允許縫隙不超過(guò)2mm，且不允許有凹凸不平現(xiàn)象。4、板縱向的鉸耳均在同一軸線(xiàn)上，以保證轉(zhuǎn)動(dòng)自如。4.4.2、臺(tái)車(chē)門(mén)架允許的拼裝誤為：1、門(mén)架凈跨度±4mm。2、兩端門(mén)架間距±7mm。3、門(mén)架立柱中心線(xiàn)構(gòu)成的對(duì)角線(xiàn)誤差為±10mm。4、門(mén)架立柱中心線(xiàn)和垂直油缸的同軸度為1/1000。5、沿縱向排列的側(cè)向油缸和側(cè)向絲桿千斤在同一平面內(nèi)。6、垂直油缸收縮到最低位置時(shí)的頂面應(yīng)在同一水平面內(nèi)。4.5、臺(tái)車(chē)組裝完畢后就進(jìn)入產(chǎn)品出廠(chǎng)前的綜合檢驗(yàn)。首先，檢測(cè)模板的外表

14、面輪廓，平面度誤差在5mm以?xún)?nèi)，每塊模板之間的接合縫在2mm以?xún)?nèi)，局部接合縫允許在3mm內(nèi)，模板與模板之間的錯(cuò)臺(tái)在2mm以?xún)?nèi)，局部錯(cuò)臺(tái)允許在3mm內(nèi)。其次，檢測(cè)液壓系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。用調(diào)壓閥將系統(tǒng)壓力調(diào)整到的額定壓力16Mpa，重復(fù)油缸的伸縮動(dòng)作100次，監(jiān)測(cè)各個(gè)動(dòng)作油缸伸縮是否正常，是否有漏油、發(fā)熱的情況。在動(dòng)作時(shí)并監(jiān)測(cè)模板動(dòng)作時(shí)，臺(tái)車(chē)各部位是否有干涉。最后，檢測(cè)電器系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。將電機(jī)開(kāi)啟后，檢測(cè)其起動(dòng)電流和運(yùn)轉(zhuǎn)電流是否正常，各元件的接觸是否正常，運(yùn)轉(zhuǎn)120分鐘后，電器系統(tǒng)是否過(guò)熱。在出廠(chǎng)檢驗(yàn)的各項(xiàng)中，如有任何一項(xiàng)檢測(cè)不合格臺(tái)車(chē)都不允許出廠(chǎng)，質(zhì)檢部門(mén)不得發(fā)給出廠(chǎng)合格證。4.6、涂漆

15、和編號(hào)在鋼模臺(tái)車(chē)試拼裝達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，再進(jìn)行除銹、涂（噴）漆、編號(hào)。涂漆前，先行除銹，清除焊渣、污垢，在干燥的情況下涂漆。4.6.1、涂漆：1、與混凝土直接接觸的模板表面涂清漆一遍。2、不與混凝土直接接觸的模板內(nèi)表面，以及幅板、縱梁上部臺(tái)架等先涂一層防銹漆，待干后再涂一遍紅色油漆。3、門(mén)架的橫梁、立柱、縱梁等先涂一層防銹漆，待干后再涂一遍紅色油漆。4、臺(tái)車(chē)的樓梯，走道，平臺(tái)，腳手架等只涂一遍防銹漆。5、油缸涂藍(lán)漆。6、行走機(jī)構(gòu)先涂一層防銹漆，待干后再涂一遍黑色油漆。4.6.2、編號(hào)：為便于零部件的識(shí)別，保證現(xiàn)場(chǎng)順利組裝，加快現(xiàn)場(chǎng)組裝速度，臺(tái)車(chē)主要零部件在試拼裝后進(jìn)行編號(hào)。編號(hào)采用深藍(lán)色油漆在零部件的醒