全圓針梁臺車設計與加工技術

全圓針梁臺車設計與加工技術隨著水利發(fā)電和引水工程的迅速發(fā)展，全圓隧道建設工程劇增，為適應新型隧道施工的需求，我們進一步研發(fā)和完善了針梁式模板臺車加工技術，在南水北調(diào)工程和沈陽大伙房引水工程中得到了廣泛的采用。全圓針梁臺車1.1研制過程南水北調(diào)北京暗涵段位于北京西四環(huán)南北走向，直徑4.0米、全長數(shù)千米，根據(jù)該項目部某標段提供的縱剖面圖以及平面圖來看，R=12M半徑的曲線段有若干處，總長度數(shù)百米，從縱向看坡度從0∽10.1%均有，特別是有一段1.11%的上坡后突變性為10.1%下坡，設計要求每10米為一個倉（也就是一個循環(huán)），這就給針梁臺車行進造成極大的困難。為此我們成立了專門的技術研發(fā)小組，經(jīng)多次去施工現(xiàn)場考察，并邀請了有關工程單位的專家指導。在初步完成了全圓針梁臺車的圖紙設計和技術計算的基礎上，根據(jù)施工單位提供的隧道斷面圖和施工要求，進行了優(yōu)化設計。得到了用戶的認可，并進行了產(chǎn)品試制。為確保產(chǎn)品加工質(zhì)量，重要結(jié)構件嚴格按照模具法加工，經(jīng)使用，產(chǎn)品性能良好、結(jié)構合理、襯砌質(zhì)量令用戶滿意。經(jīng)反復改進和完善，產(chǎn)品加工技術已基本定型。1.2全圓針梁臺車加工的關鍵技術1.2.1臺車就位方式的選擇臺車的就位方式可分為液壓式和機械式兩種，它們在施工過程中各有利弊，其優(yōu)缺點比較如表（a）：津液壓就位嚼機械式就海位斷優(yōu)點：上機械化程房度高、勞豪動強度小劍支拆模速桌度快，工范作效率高鎮(zhèn)傳動機構霞簡潔、明雀了夕鋼結(jié)構穩(wěn)捧定性好駱混凝土襯騙砌質(zhì)量易笛達到內(nèi)實厘外美具優(yōu)點：捕省去液壓圾系統(tǒng)，造庫價低一些過無液壓油諒污染矛混凝土襯雞砌質(zhì)量易薄達到內(nèi)實需外美鋤缺點：訪比機械式輩造價高些跡，高將建近州10%泄有油污染么的可能（最處理好的濕情況下，潛一般不會膚造成污染極缺點：硬勞動強度臭較液壓式懼臺車大護支拆模速房度較慢，階工作量較物大、工作禁效率低孤支撐就位星傳動系統(tǒng)景較復雜、崇龐大表（a）1.2.2全圓針梁臺車的主要參數(shù)臺車設計直徑φ4020mm臺車有效襯砌長度10150mm臺車轉(zhuǎn)灣半徑①整體R＞300米②分段R≥12米。適應坡度①整體i≤1.5%②分段i≤10%喂行走方式聯(lián)：闖胡墾鈔伴到粱釀準釀識怖坑蠟傘電力驅(qū)動版，鋼繩牽逢引碧支撐方式班：臭粥晨合故掏酷慚旗股汽化您母壤液壓就位娛，絲桿支甲撐，薦移動速亂度席忠若精稀夏諸費從割離仆侵臣補6辛米彎/爪分汪液壓系統(tǒng)湊壓條力躲籮唐結(jié)充某極袋企鳴藝辣1錫6MPa歷總功圣率知運奇慌度暖坡兄貧雨挖券繼筆礙爬＜跑10KW臺車重量效①揭整辨體灑遞旦攏欺徒沫應柳套含潑場弊6矩6000記kg財②蛾分量段臭園擱結(jié)線抄廁饅咐兔央贈掉鈔9螞428k搜g壟外形尺寸故：發(fā)①賓整靜體井化撕銹臭退奔脖挎敗妖碗晴勺紗續(xù)Φ熔4020會*230熊00叨騙①手分段：刊珠舍期址漁押洋掏良責領海攜相φ厲4020土*300末0嘴∽未4110露1.2.檢3始主要結(jié)構湖及工作原燥理終1.2.壞3.遮1螺主要結(jié)構駐全園針梁掃模板襯砌病臺車是由涉：針梁、么滑架、模松板、支撐熔系統(tǒng)、液妨壓系統(tǒng)、梯電器系統(tǒng)僵、傳動行蘭走系統(tǒng)和闊附件等八承部分組成毒。雙1.2.際3.1.廣1悅針梁羽針梁是臺穩(wěn)車的主要桶承重構件堆，系由鋼博板及型鋼放組焊而成礙。全壞長膚2勻3芳米為了運括輸和便于點洞內(nèi)安裝度，植分折7距段制造，伯組裝為整搞體針梁，鍵兩端設有蝕支撐靴，您用來支撐碰整個臺車相，同時完依成頂模的損升降和整杜體模板左避右調(diào)心作走用。針梁北上下面均緊設有軌道碼，以便滑離架在針梁役上按要求猛滑動。饞1.2.乎3.1.輝2趣滑架盲滑架是固恐定模板的盯框架。內(nèi)擴設滾輪，豪外掛模板嚇。利用循置環(huán)鋼繩可驕在針梁上湊自由滑行耐，完成模凝板的前后傻移動任務慣。找1.2.療3.1.叫3附模板籌模板全圓以共療由雕4斃塊模板組嶼成一個整贏圓，分別料為一塊頂乘模、二塊征邊模、一委塊底模，番頂模固定徐在滑架上失面，邊模蕩上緣與頂?shù)钅＠勉q輪銷鉸接，鋸中部采用竟油缸和絲文杠與滑架帽立柱相連其，邊模下影緣與底模紹上緣采維用代φ撈3度5蜜定位銷績及菠M22×鑄6港0母螺栓緊固土，底模懸菌掛在滑架誤下面，采孕用油缸就孫位，絲杠喇支撐。碰1.2.僚3.1.留4獻支撐系統(tǒng)嗎支撐系統(tǒng)青分為兩部紹分，其一久是針梁兩香端的支撐慕系統(tǒng)。主勵要任務是涼支撐整體搭臺車和完奉成頂模的隊脫模和支件模工作，畏另有左右敢調(diào)心作用輪；其二是艘模板支撐筒系統(tǒng)，它剛的主要任架務是邊模憐、底模的紅就位脫模刑與緊固?？?.2.視3.1.煉5補液壓系統(tǒng)蘆液壓系統(tǒng)已是臺車液毯壓油缸動誕力的來源察，它的主拴要任務是意模板就位竹與脫模工棵作。哄1.2.澆3.1.升6虛電器系統(tǒng)乖電器系統(tǒng)劈是總動力番的來源，癥一路供液擾壓泵站，忘一路供循仗環(huán)卷揚機闊，通過控傘制按扭完攜成起動、友運轉(zhuǎn)、停法止等動作山。纏1.2.劈3.1.孩7種傳動行走射系統(tǒng)右傳動行走亭系統(tǒng)，實捎際上是一技臺小型慢抬速電動卷襲揚機。卷掃揚機固定良在針梁腹弟部，通過區(qū)循環(huán)鋼絲土繩、導輪鄉(xiāng)和調(diào)節(jié)裝采置與滑架防兩端相連演。當針梁洲固定時可診實現(xiàn)滑架吩和模板前粒后移動，洽當模板固紡定時，可蕩實現(xiàn)針梁鵝的前后移巨動，從而燙完成臺車列的行走任籌務?，F(xiàn)1.2.遇3.1.捉8顯附件墊附件含專銳用工具：州如棵20預t返螺旋千斤耍頂倡、輪0.5哥t息、票5通t鞠或割10失t高手拉葫突，換120*斃120*贊100箏0享方木等，先另有抗浮賞裝置和抗何傾斜支撐砌。愉1.2.徑3.窮2柿工作原理駛針梁臺車五的工作原纖理是利用穗針梁與模父板滑架之蟲間相對移畝動來完成濕移動，實瘦現(xiàn)循環(huán)襯凳砌的目的箭的。缸1.敵2.卸4驚臺車結(jié)構唱驗算革1.2.傍4.糧1芽計算模型亮和樣計算模型遵如個圖框1陽所示，針緣梁的各個冰桿件均采扭用梁單元簡來模擬。早圖陵1晨導針梁計算陸模型險1.2.廢4.則2殿荷載布置舞針梁的自盈重止為顧16t早,眠程序自動挨考慮。胞梁上的?？拾寮盎苋糠终紴榛?0梢t席的移動荷由載，看起越來象均布望荷載實際醉上是兩個疑集中荷載啞，如圖所統(tǒng)示，移動均荷載的布坦置采用兩捐種最不利評工況：睛工役況修1滅，移動荷檔載從梁端鴉部開始布箏置（乏圖饒2機）；豈工坐況京2移，移動荷漲載在梁中唐部對稱布堡置（桂圖且3汽）。叫P駁1收=25t信定堂將釋質(zhì)竭惕近P善2瞞=25t早圖鹿2討蟻移動荷載蛾布置工仍況塞1尿P姨1堆=25t而掉肅手瓣役并悅袍P巴2進=25t打最圖絨3緒代移動荷載錫布置工識況串2堤1.2.丘4.委3緩檢算結(jié)果葡1.2.慮4.3.境1貸強度烈桿件夕最大應力敵（披MP兄a怕）指①貢自重應力副標準值暫②貼工殺況背1辛應力標準拖值亦③肢工冰況拾2晨應力標準誰值孩1.2谷×鑼①趟+1.4侄×父②撒1.2朋×甩①廉+1.4腥×握③他設計強度階上弦情17.1蔥2輕75.2京103.鬧1肚125.寨8鎮(zhèn)164.女9改215逃支撐桿婦22.1飼6還128.崇5山91.6姥8君206.尚5說154.長9什215成下弦碼13.6擠1柿52.4鍋77.8剝4者89.7遮125.梅3柜215額水平橫向佩支撐晚3.23媽13.5參6風19.2陸8兩22.9對30.9犬215羞豎直橫向怕支撐憑2.93盟8.08虎8.28書14.8酒15.1畫215巡各桿最大俯應力組合像值均小于口設計強度澆，故強度沒滿足要求豆。盈1.2.訪4.3.飯2央穩(wěn)定性刊1.2.焦4.3.顫2.讀1疤支撐桿唉截面：普洪工拿10格i蹄x子：監(jiān)41.3真919晴mm控i腰y壺：掘15.1典45m腸m州A但：廢1430腎mm預截面材性哨：京Q235數(shù)繞圓X壞軸長細比幣為球32.襪3977藝繞險X鼓軸截面臣為氣a纖類截面病繞陣Y賭軸長細比純?yōu)樘?8.師5442度繞你Y倚軸截面肅為勇b免類截面感算得蔬繞威X刷軸受壓穩(wěn)毯定系淺數(shù)老紅φ食x=貧0.95逃7797險算得夸繞待Y畢軸受壓穩(wěn)神定系插數(shù)扛覆φ和y=慘0.63舞0887誘軸壓幻力顧N=反119停.43情KN介由最大板鴿厚榴7.6三mm周抗得截面抗眼拉抗壓抗養(yǎng)彎強度設宜計公值亂f=2介15M老Pa蛋計算得貴繞暗X惑軸穩(wěn)定應則力拳為裝87.鳳1975采MP包a許，滿耕足機!胞計算得集繞夢Y定軸穩(wěn)定應遲力低為賣132逆.381伐MP惠a席，滿霉足爸!插1.2.猛4.3.搜2.諸2花上弦桿盈為壓彎構辮件，其彎小矩作用平柱面外的穩(wěn)宗定計算公胸式為建由計算得歇=555份540魯N歇，冶=貸，吊=0.9痛7椅8斧，肥A=61竄23.4喚，桃=1.慘0師，悔=1.趕0徑，體=1.燕0滾，豆=447突815宴。俯寫代入上式藏可算得穩(wěn)修定應力向為且104膝.65貨MP即a勸，滿曠足已!叼1.2.編4.3.男2.環(huán)3乓針梁整體苦穩(wěn)定近似呼計算芒梁的整體污穩(wěn)定計算摘公式為逼計算得述=辦，窩=0.8劉5能4少，盯=膀?；荽肷鲜娇翱伤愕梅€(wěn)咐定應力胖為頁99.5吳0MP屋a不，滿龍足做!飲1.2炒.4.3賣.掛3敘撓度生①少自重作用益②著工遞況六1犧③竭工心況王2梳①厚+岔②創(chuàng)①物+皂③腎最大撓度智（與m克m飛）晨3.26雙11.0阿5疤18.7蜘1香14.3拿1臨21.9可7叨最大撓度證為掘21.9串7m蓋m藝＜中50m問m糟，故撓度修滿足要求居。收1躬.2.犬5下結(jié)構優(yōu)化狂根據(jù)以上亮驗算結(jié)果和，模板吊岔梁、上下似滑架以及侮立柱在襯峰砌和移模巾過程中受考力都很小該，不必要派用較大斷初面的材料才，把滅槽做22仗#助換成了夸槽腦20秤#骨；絲杠在容襯砌狀態(tài)匪下受力很章小，減少咽了絲杠根協(xié)數(shù)，調(diào)整偉了絲杠位利置。臺車枕采用了液猾壓傳動，衡簡化了結(jié)繩構，增強陳了結(jié)構的跟靈活性，魂為了滿足堵臺車上下帳坡以及小蛋半徑轉(zhuǎn)彎愧，根2職4描米的針梁芒分成坦了看8率節(jié)、次每慕3朝米直/切節(jié)。每環(huán)坐模板單獨嶄成環(huán)，能饞夠獨立人叉工輔助行圾走。鞋1.2.施6貞模板姻模板是針弄梁臺車的謀重要構磚件竊,總同時又是等臺車的工燙作機構，冤直接影響葵混凝土襯手砌質(zhì)量，霉其質(zhì)量的現(xiàn)好壞直接訪決定了產(chǎn)印品的質(zhì)量貝。加工難強度增大，捷制定焊接仗工藝，設奇計并加工兔專用拼裝丹焊接胎膜釣，采取多技種措施，膝以保證整燙體外形尺遞寸的準確苗性。采用匙對稱焊，怠斷續(xù)焊，芹焊接后消乞除焊接殘歇余應力，散盡量減少箭焊接變形仿，保證外餅表面的平堂整度和光影潔度。采北用過盈配那合的定位面銷，將相驚鄰模板連窯接到一起兵，有效控氏制了由于隱螺栓孔間養(yǎng)隙造成的攀相鄰模板麥間的錯臺懷問題。得1.2.蝕7希支撐位置復的確定檔混凝土屬潛半流體狀飼態(tài)，對臺鞭車頂部產(chǎn)督生較大壓址力以及對押臺車側(cè)向駐產(chǎn)生較大灑的推力，皮同時混凝鎮(zhèn)土對臺車撿底部產(chǎn)生業(yè)較大的浮意力，其浮竿力伐F棟浮侵=召μ托ρ庭g今V像排擠=45慰0需噸要（堤μ功=0.2思5-0.攤3條），遠大瞧于臺車頂緩部的混凝龍土的壓雪力朋T=15兇0史噸，所以立除正常的暖支撐外，容還要加設待必要的抗湊浮支撐。圓工程應用岔及臺車襯室砌效果分僵析與評價中惠2.邪1迎工程應用槳全圓針梁撞臺車在南添水北調(diào)工環(huán)程、遼寧波大伙房引煮水工程中齊得到了廣約泛的應用蒼，臺車性配能良好，獲結(jié)構合理穗，襯砌表慣面質(zhì)量達光到了一個查全新的水裙平，得到系了用戶的客一致好評壟。雕2.風2呀效果分析甚與評價比2.2.餡1蓄當臺車行唱走過程中鄉(xiāng)偏離了隧妄道中線時塑，可通過謝針梁臺車荷的平移機怒構達到調(diào)厘中，滿足磁設計和施文工要求。瞎2.2.臣2軍臺車有足爐夠的剛度綢和強度，似在強大的卷浮力作用懷下，臺車芽始終處于盞正常狀態(tài)懷，確?；忑埬烈r砌肚的幾何尺推寸。形2.2.淚3掀工作窗布當局合理，朵澆注和振速搗作業(yè)方蹲便，頂部蜘設有澆注志口和附著珠式振動器識，注入混確凝土方便板，且減輕很了施工人坡員的勞動楚強度。傳2.2.舅4挽大片鋼模緒接縫嚴實馬，有較好錘的平整度奇和光潔度愚，混凝土眨搗固設施臟齊備，混爬凝土內(nèi)實片外光、無揀錯臺現(xiàn)象竿發(fā)生。像2.薦3凱創(chuàng)新性和丑先進性廟2.3.輛1旦臺車進行妻了優(yōu)化設樹計，既保殃證了足夠經(jīng)的強度和左剛度，又例簡化了結(jié)彎構，降低擺了臺車重中量。呀2.3.老2菊液壓系統(tǒng)險采用了液燭壓鎖和節(jié)利流閥等裝假置，保證扭了各液壓歉缸之間的越同步作用析，對液壓辮缸進行了濟鎖定，提提高了襯砌南過