9米三線砌臺車計算資料

1、沈海復線高速公路莆田段 A4標胡峰隧道襯臺車實施方案1、工程概況及臺車簡介沈海復線高速公路莆田段A4合同段胡峰隧道左洞長963 m （里程樁號為:ZK90+264ZK91+231,右洞長 967 m (里程樁號為：YK90+274YK91+240,隧道進口位于直線段內，出口位于平曲線范圍內，左右曲線半徑分別為R=900n和R=970m兩洞均位于曲線上，且最小曲線半徑為 R=900m設計為雙向3車道分離式隧道，設計時速為80Km/d我部根據(jù)隧道實際情況，且兩洞均位于曲線上，且曲線半徑不大，決定采 用2臺9m長的二襯臺車。我部和臺車廠家（福建省中天建工機械制造有限公司）根據(jù)隧道設計斷面圖和施工 要

2、求提出了具體方案（具體見臺車設計圖）。此臺車能保證邊開挖邊襯砌，門架凈空高度和寬度能保證有軌和無軌車輛通行；整機行走采用電機-機械驅動；模板采用全液壓操縱，利用液壓缸支（收）模機械鎖定。在保證足夠的剛度和強度的前提下（具體見受 力分析），盡量使結構簡單化以減輕重量。在重要的鋼結構方面，采用專用工裝模具, 確保產品加工質量，產品性能良好、結構合理、襯砌質量高。二、臺車的主要技術參數(shù)（整機外形尺寸見臺車設計圖）臺車模板厚度：12mm(1)第1/14頁臺車重量及每延米重量：82噸，9.1噸/m臺車類型：液壓自行式臺車運行速度：8m/min5)驅動電機功率：2X5.5KW6)液壓電機功率：1X5.5K

3、W工作壓力12MPa頂升油缸工作行程：250mm實際達200mm)(8)側向油缸工作行程：320mm實際達250mm)(9)平移油缸工作行程：± 100mm實際達± 100mm)10)一次襯砌長度： 9m11 )行走方式：軌道自行式三、主要結構及簡述臺車由行走機構、 臺車門架、鋼模板、鋼模板垂直升降和側向伸縮機構、 液壓系統(tǒng)、 電氣控制系統(tǒng) 6部分組成。1 )行走機構以保行走機構由主動、被動兩部分組成，共四套裝置，分別安裝于臺車架兩端的門架立柱下端， 整機行走由兩套主動行走機構完成， 行走傳動機構帶由液壓推桿制動器， 證整機在坡道上仍能安全駐車。采用寬大行走輪，配 3231

4、6軸承、20A鏈條、WX-械速機以保證臺車使用安全，避免了跳軌、變形、斷鏈打滑等對襯砌施工的影響。2)臺車門架臺車門架設計共 4榀，由門架橫梁、上下縱梁、門架立柱、連接梁、剪刀架等部件組成。架體面板厚12mm腹板厚12mr能夠保證足夠強度。門架立柱采用三角立柱結構, 這樣不僅加強力立柱的強度阻止立柱向內彎曲， 還加強立柱與門架橫梁的接觸面， 減小 門架橫梁跨度， 極大的減少了門架橫梁的受力。 門架的各個部件通過螺栓聯(lián)為一體， 兩 門架支撐于行走輪架上， 中門架下端裝有基礎千斤， 襯砌施工時， 混凝土載荷通過模板 傳遞到4個門架上，并分別通過行走輪和基礎千斤傳至軌道地面。在行走狀態(tài)下，螺桿 應縮

5、回，門架上部前段裝有操作平臺，放置液壓及電氣裝置。3)模板模板寬度為1.8M，為保證模板有足夠的強度，面板采用12mm并在每件模板里增加 加強立板來保證強度， 小曲墻一次成型， 保證了降低襯砌勞動強度和提高工作效率和襯 砌美觀。在制作中為保證模板外表質量和外形尺寸精度高、 采用合理的加工、 焊接工藝， 設計并加工專用拼裝焊接胎模， 有效保證整體外形尺寸的準確度， 焊接變形小， 外表面第2/14 頁光滑，無凹凸等缺陷。 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， 有效控制了相鄰模板的錯臺問題，能保證混凝土襯砌質量。（4） 液壓系統(tǒng)由電動機、液壓泵、手動換向閥、垂直及側向液壓缸、液壓鎖、油

6、箱及管路組成，其功用是快捷、方便的完成收（支）模，即頂模升降和支撐側模。四、臺車在工程襯砌所能達到的效果：1）當隧道開挖偏離中心時， 可通過臺車的模板調整機構達到調中，能夠滿足設計和施工要求。2）臺車由足夠的強度和剛度， 在液壓缸和支撐絲桿的聯(lián)合作用下，能抵抗混凝土強大的垂直和側向壓力， 臺車不發(fā)生變形， 由于各支點設計布局合理，有效的利用了臺車自身的重量和混凝土重量的壓力，保證了臺車澆注混凝土時克服混凝土的上浮作用。（ 3）工作窗口布局合理， 使臺車便于涂抹脫模劑， 方便兩側澆注混凝土和振搗作業(yè)， 頂部設有注料口，注入混凝土方便，減輕了施工人員的勞動強度。4）每片鋼模接縫嚴實，混凝土密實，無

7、蜂窩、斑點、錯臺現(xiàn)象發(fā)生，表面光滑、平整、美觀。五、胡峰隧道臺車力學計算（ 一 ） 、計算依據(jù)沈海復線仙游（福州界）至南安金淘高速莆田段 A4 合同段胡峰隧道臺車，長度為 9m模板面板厚度為12mm門架面板厚12mm門架腹板厚12mm本計算書針對臺車的 主要受力構件的強度和剛度進行檢算， 以驗證臺車的力學性能能否滿足要求。 本文主要 根據(jù)路橋施工計算手冊與結構力學 ，借助結構力學求解器來對本臺 車進行結構 檢算。1 模板簡算1.1.1 面板側模板驗算1. 恒載采用內部振搗工藝，計算公式：下式計算取較小值。P=rcHP=0.22rcto?1?2V1/2式中：P-新澆注混凝土對模板的最大側壓力（K

8、N/m2 ）。rc-混凝土密度。第5/14 頁to-新澆混凝土的初凝時間。V-混凝土的澆注速度。H-混過凝土側壓力計算處至混凝土頂面高度。?1-外加劑影響修正系數(shù)，摻緩凝劑時取 1.2，否則取 1.0。?2-塌落度影響修正系數(shù)，當塌落度為50-90mm時，取1.0;當塌落度為110-150mm時，取 1.15。已知 rc=25KN/m3 ,H=7.6m , to=5m , ?1=1.0 , ?2=1.15 ，V=3.0m/h 據(jù)上式計算得：P1= rcH=25X 7.6=190KN/m2P2=0.22rcto?1?2V1/2=0.22 X 25X 5X 1 .0X 1 .15X 31/2=54

9、.8KN/m2取 P=54.8KN/m22. 動載振搗混凝土時產生的荷載取4KN/m2，傾倒混凝土產生的荷載2KN/m2。3. 側模承載組合F=1.2P 恒+1.4 P活=1.2X 54.8+1.4X( 4+2) =74.16 KN/m24. 模板撓度驗算根據(jù)四邊簡支板計算，豎內楞（加強筋）采用S=12,間距為800mm,橫向內楞用角鋼75*50*6、間距為250mm,面板采用S =12mm,板與板之間采用S =12mm的邊筋，螺 栓連接。co =K 3 *ql4/3 c，3 c=Eh3/12(1-V)式中：K 3 -計算系數(shù)，lx/ly=1.0,查表 K 3 =0.00406q-模板上作用的

10、均布荷載E-鋼板的彈性模量，查得，計算得 q=74.16 KN/m2E=2.1X108 KN/m2V-鋼板的泊松比,查得 V=0.3h-鋼板的厚度，采用h=12mm按上式求得：P c=Eh3/12(1-V)=43.23 =K 3 *ql4/ 3 c=1mm< w 滿足要求5. 模板的強度驗算6 max=Mmax/ dW 6 2Mmax=K D qlD =1/6*bh2式中：Mmax-板中心的最大彎矩D -板的截面模量KD -彎矩的計算系數(shù)，查表 KD =0.0368q-板上作用的均布荷載，計算得 q=74.16 KN/m2 l-板的矩邊長，取l=0.5mb-板的計算寬度，取b=1.8mh

11、-板的厚度，取h=1.2x10-2m按上式求得：6 max=Mmax/D = 6Kd ql2/ bh2=1.58X 104KN/m2 << 6 =2.1X 105 KN/m2，滿足要求1.1.2 內楞（加強肋）驗算1. 內楞柱的驗算根據(jù)下圖受力定性分析： 豎向內楞受力最不利， 故取其中一根來驗算， 其受力計算按四 等跨連續(xù)梁計算。D =KD *ql4/100EI式中：K CD -計算撓度系數(shù)，查表K CD =0.632q-內楞上作用的均布荷載，計算得 q=74.16 KN/m2l-內楞計算跨度，l=0.8mE-內楞彈性模量，E=2.1 X 108 KN/m2I-內楞慣性矩，1=4.

12、33 X 10-6 m4按上式計算得：D =K D *ql4/100EI=0.632X 74.16X 0.41/100X 2.1 X 4.33X 102=19.2/90930=0.2mm< d 滿足要求2.內楞強度計算6 max=Mmax/D， Mmax=K d ql2式中：Mmax-跨中最大彎矩KD -最大彎矩計算系數(shù)，查表 KD =0.077 q-內楞上作用的均布荷載，計算得 q=74.16 KN/m2l-內楞計算跨度，l=0.8mCD -內楞截面矩，查表3 =72X10-6m3, S 12按上式計算得:6 max=Mmax/ d =K d *ql2/ d =0.077 X 74.1

13、6 X 0.64/72 X 10-6=5.1 X 104 KN/m2 < < 6 =2.1 X 105 滿足計算圖q1A%V"0.50.516S 120.5S-0.5-0.5 !0.50.50.80.5第9/14 頁1.1.3內楞（正梁）驗算為簡化計算按均布力計算 如圖:RbRaco =5ql4/384EI式中：q-外楞上作用的均布荷載，計算得 q=74.16 KN/m2I-外楞計算跨度，l=1.8mE-內楞彈性模量，E=2.1 X 108 KN/m2I-內楞慣性矩，1=5.695 X 10-5 m4計算得：o =5ql4/384EI=5X 74.16X 10.5/384

14、X 2.1X 108 X5.695X 10-5=0.85mm 滿足要求1.2 頂模驗算1.2.1 面板驗算1. 荷載計算根據(jù)隧身斷面定性分析： (在頂模與邊模鉸接處臺車受力較薄弱)恒載：P1=2.5X 0.8X 1.8X 12.65=455KN,則 q1=253KN/m 活載：P2=(4+2+2)X 1X 2=16KN,貝U q2=16KN/m 恒載與活載組合：P=1.2P1+1.4P2=326Kn,則 q=326KN/m22. 面板撓度驗算根據(jù)四邊簡支板計算，豎內楞(加強筋)采用s=12,間距為800mm,橫向內楞用角鋼75*50*6、間距為250mm，面板采用S =12mm，板與板之間采用

15、S =12mm的邊筋，螺 栓連接。根據(jù)：o =K o *ql4/p c,p c=Eh3/12(1-V)式中：K o -計算系數(shù)，lx/ly=1.0,查表 K o =0.00406q-模板上作用的均布荷載E-鋼板的彈性模量，查得，計算得 q=326KN/mE=2.1X108 KN/m2查得 V=0.3V-鋼板的泊松比，h-鋼板的厚度，采用h=12X 10-3m按上式求得：P c=Eh3/12(1-V)=43.2o =K o *ql4/ p c=0.3mm< o 滿足要求1.2.2 內楞驗算根據(jù)結構設計圖，內楞受力面圖如圖:q=3261.8按四等跨連續(xù)梁驗算 內楞撓度驗算：3 =K 3 *q

16、l4/100EI式中：K 3 -計算撓度系數(shù)，查表 K 3 1=0.632，K 3 2=0.967q-內楞上作用的均布荷載，計算得 q1=253 KN/m2，q2=16KN/m2l-內楞計算跨度，l=0.8mE-內楞彈性模量，E=2.1 X 108 KN/m2I-內楞慣性矩，1=4.33 X 10-6 m4，按上式計算得：3 =K 3 1*ql4/100EI+ K 3 2*ql4/100EI =0.632 X 253 X 0.41/100 X 2.1 X 4.33 X102+0.967X 16X 0.41/100X 2.1X 4.33X 102=1 mm< 3 滿足要求1.2.3外楞驗算

17、為簡化計算按均布荷載，計算簡圖 如圖q=326第13/14頁1.83 =5ql4/384EI式中：q-外楞上作用的均布荷載，計算得 q=326KN/m2I-外楞計算跨度,l=1.8mE-內楞彈性模量,E=2.1X 108 KN/m2I- 內楞慣性矩,計算得：I=4.33 X 10-6 m43 =5ql4/384EI=5X 328X 10.5/384X 2.1 X 108X4.33X 10-5=5mm1.4壓桿驗算1.4.1頂模壓桿驗算根據(jù)隧道襯砌臺車設計圖可定性分析最大單桿受力混凝土自重：P1=12.65X 0.8X 9X 2.5=2277kN模板自重：P2=470 KNP=1.22 P+1.

18、4P活=1.2X( P1 +P2) +1.4P活=1.2X (2277+470)+1.4X (4+2+2)=3308KN單根壓桿承重：P=3308/36=92KN6 max=P/2A=92/2X 35X 10-4=13.1X 103KN/m2 < 6 y入=Lmax/i=1630/25.1=65v 入滿足要求1.4.2側模壓桿驗算混凝土側壓力（見2.1.1）,計算如下:1. 恒載采用內部振搗工藝，計算公式：下式計算取較小值。P=rcH1/2P=0.22rcto?1?2V1/2式中：P-新澆注混凝土對模板的最大側壓力。rc-混凝土密度。to-新澆混凝土的初凝時間。V-混凝土的澆注速度。H-

19、混過凝土側壓力計算處至混凝土頂面高度。?1-外加劑影響修正系數(shù)，摻緩凝劑時取1.2，否則取 1.0。?2-塌落度影響修正系數(shù)， 當塌落度為 50-90mm 時，取1.0；當塌落度為 110-150mm時，取 1.15。已知 rc=25KN/m3 ,H=7.64m , to=5m , ?1=1.0 , ?2=1.15 ，V=3.0m/h 據(jù)上式計算得：P仁 rcH=25X 7.64=191KNP2=0.22rcto?1?2V1/2=0.22X 25X 5X1.0X1.15X 3.01/2=54.8KN取 P=54.8KN2. 動載振搗混凝土時產生的荷載取4KN/m2，傾倒混凝土產生的荷載2KN/

20、m2。3. 側模承載組合P=1.2P恒+1.4 P活=1.2X 54.8+1.4X( 4+2) =74.16 KN4. 6 max=P/2A=74.16/2X 26X 10-4=1.43X 104KN/m2 < 6 y入=Lmax/i=1666/25.1=66.4< 入滿足要求2.5 上部抬梁計算抬梁受力如下圖，因F1-F7各力不相等為計算簡便和安全考慮，按最大F1等力計算,F1的計算見1.2.1中P值，F(xiàn)仁P=92KN,橫梁自重 q=43.5 kg /m=43.5X 10-2kN/m則 RA=(1/4)* (6 X F1+43.5X 10-2X 9.546)=139 KN 用圖乘

21、法計算3 max=1/EI(1/2) X 0.5 X 82.65X 0.032+(1/2)X 0.375X 82.65X 0.032+(1/2)X 0.125X 27.45X 0.042+(2X 0.5 X 0.13X 0.0585+ (2/3) X 0.419X 0.13X 0.0585+(2/3) X 0.081 X 0.018X 0.042)= 1/(2.1 X 108X 345X 10-8) X (1/2) X 0.5 X 82.65 X 0.032+(1/2) X 0.375 X 82.65 X 0.032+(1/2) X 0.125 X 27.45 X 0.042+(2/3)X 0

22、.5X 0.13X 0.0585+ (2/3) X 0.419X 0.13X 0.0585+(1/3)X 0.081 X 0.018X 0.042)=2.38(mm)滿足要求F6F3F2RbF4 F5如圖:F1Ra2.6門架簡算3、橫梁:為簡化計算將其簡化圖繪制如下:I I II2 e-q£hIA廠F=470+86+2530=3086KN 均載 q=3086/10.5=294KN/m2截面積 A= 0.25 X 0.012x2+0.776 X 0.012=0.015M2 2M= Md =ql /12N1 ; M b= Me =-ql /6N1Mmax=q2/8+MB=(2+3k)/2

23、4N 1ql 2 l=10.5m h=2.929m 慣性矩,1 1=48308 cm I 2=62376 cm4 k= I2/ I 1*h/l=0.58 N 1=k+2= 2.58 ,Mf Me = -2094KN.mMmax=1958KN.mT =48x103/0.0102=4.7Mpa< t s=235Mpa (強度足夠) 最大撓度 fmax=5ql4/384EI x=0.355mm(滿足要求)4、門架立柱：門架立柱兩端受壓力，中部受側向千斤傳遞的水平力,立柱為板焊工字鋼結構，為簡化計算將其簡化圖繪制如下:hFi=3086/2=1543KN F2=74.16KN,截面積 A=0.25

24、X 0.012 X 2+0.472 X 0.01=0.0107M2M=qh2/4-(k+3)/6N1-(4k+1)/N 2M=qh2/4-k/6N 1+2k/N2MC=qh2/4-k/6N 1-2k/N 2M=qh2/4-(k+3)/6N1+(4k+1)/N 2k= I 2/ I 1*h/l=0.58 N 1=k+2= 2.58 N 2=6k+1= 4.48 q=74.16KN/mM= -1947KN.m M b=443 KN.m M(=-593 KN.m Md=1020 KN.m(T =74.16x103/0.0107=7Mpa< c s=235Mpa (強度足夠)最大撓度fmaF3/

25、48EI x=1mm(滿足要求)校核計算完畢，均滿足使用要求。：臺車頂部升降油缸及絲桿簡算一、演算參數(shù)1、臺車模板理計白重：42.3噸2、上部臺架：8 .6噸3、 設襯砌水泥厚度為：800mm,密度：2.5噸/立方米。水泥重量約：388噸4、升降油缸：缸徑160mm；系統(tǒng)液壓壓力12MPa；二、液壓油缸演算(油缸在臺車使用中只起脫模、立模作用，在襯砌過程中不受支 承力)臺車模板升降過程中油缸需頂起重量為：50.9噸F=Mg=50.9X 103X 10=5.09X 105N單根升降油缸升舉力：F 升=PX S=12X 106 XnX (160- 2X 10-3)2=2 .4X 105N4根油缸升舉力：F 升X 4=9. 6X 1O5>>F故頂部 4 根升降油缸完全滿足使用要求。 三、頂部絲杠沉重力演算 頂部絲杠采用 T8Ox1O 螺紋1)螺桿根據(jù)第4強度理論理論其危險截面應力c ca,其強度條件為(T ca=f(異+3 T2)1/2=(Q/A) 2+3(T/Wt) 21/2< c A= n d12/4mm2。Wt =Adl/4 mm 3。式中：a 螺桿螺紋段的危險截