二襯臺車施工專項方案全解

1、廣東省江門至羅定高速公路第十二合同段 二襯臺車專項施工方案 中鐵十一局集團(tuán)有限公司江門至羅定高速公路第十二合同段項目經(jīng)理部二一三年十二月目錄一、工程概況1二、臺車概況1三、各部件組成3四、機(jī)、液、電系統(tǒng)4五、安裝5六、就位5七、灌注6八、護(hù)養(yǎng)、脫模6九、臺車受力分析6十、主門架受力分析10隧道臺車專項方案一、工程概況第12標(biāo)段地處廣東省云浮市云安縣，起止里程RK102+660RK111+750，正線長度9.09km，為雙向6車道高速公路，隧道4335m/2座，其中特長隧道3191.5m/1座，長隧道1143.5m/1座。二、臺車概況 根據(jù)隧道設(shè)計襯砌斷面和施工具體要求，以及根據(jù)我部二襯混凝土施

2、工方法（拱墻一體，無單獨施工矮邊墻），制定具體的臺車方案如下圖，臺車共四臺，采用電機(jī)驅(qū)動整體有軌行走，模板采用全液壓操作，利用液壓缸支（收）模板，機(jī)械絲桿固定。主要技術(shù)參數(shù)1、一個工作循環(huán)的理論襯砌長度： 12 米；2、襯砌厚度（包括超挖回填厚度）：1000mm；3、軌距：10400 mm；4、成拱半徑：R18450mm，R25350mm，R31750mm；5、臺車進(jìn)行速度：8m/min；6、液壓系統(tǒng)工作壓力：160Kg/cm2；7、襯砌上升速度：1.50米/小時；8、鋼軌采用43Kg/m重軌。9、模板采用12mm鋼板10、每臺臺車重量130噸；臺車結(jié)構(gòu)尺寸圖（一）臺車側(cè)視圖（一）臺車結(jié)構(gòu)尺寸

3、圖（二）臺車側(cè)視圖（二）臺車工作窗口平面圖三、各部件組成臺車一般由模板總成、托架總成、平移機(jī)構(gòu)、門架總成、主從行走機(jī)構(gòu)、側(cè)向液壓油缸、側(cè)向支承千斤、托架支承千斤、門架支承千斤等組成。模板組成：模板由16塊頂模、16塊側(cè)模以及16塊小邊模構(gòu)成橫斷面，頂模與頂模之間通過螺栓聯(lián)成整體，側(cè)模與頂模、側(cè)模與小邊模通過鉸耳軸聯(lián)接。每節(jié)模板做成1.5米寬，由多節(jié)組合而成，模板之間皆由螺栓聯(lián)接。 模板上開有呈品字型排列的工作窗，共32個，每個窗口尺寸為50cm*50cm，窗口縱向間距為2.5m，頂部安裝有與輸送泵125接口的注漿裝置。（詳見臺車工作窗口平面圖）托架總成：托架主要承受澆鑄時上部混凝土及模板的自重

4、，它上承模板，下部通過液壓油缸和支承千斤傳力于門架。托架由兩根縱梁、兩根邊橫梁、多根中橫梁及立柱組成?？v梁由鋼板焊接成工字形截面；邊橫梁及多根中橫梁由工字鋼制造；立柱由工字鋼制造。平移機(jī)構(gòu)：一臺液壓臺車，平移機(jī)構(gòu)前后各一套，它支承在門架邊橫梁上。平移小車上的液壓油缸（GE160/90300）上與托架縱梁相連，通過油缸的收縮來調(diào)整模板的豎向定位及脫模，其調(diào)整行程為300mm；而水平方向上的油缸（GE90/50200）用來調(diào)整模板的襯砌中心與隧道中心是否對中，左右可調(diào)行程為100mm。門架總成：門架是整個臺車的主要承重構(gòu)件，它由橫梁、立柱及縱梁通過螺栓聯(lián)接而成，各橫梁及立柱間通過聯(lián)接梁及斜拉桿聯(lián)接

5、。液壓臺車的主要結(jié)構(gòu)由鋼板焊接，整個門架保證有足夠的強(qiáng)度，剛度和穩(wěn)定性。門架橫梁由鋼板焊接成I或字形截面；立柱同樣由工字鋼焊接成I或字形截面；縱梁采用鋼板焊接而成；斜支承采用工字鋼或槽鋼；各聯(lián)接梁采用槽鋼、工字鋼或角鋼。主從行走機(jī)構(gòu)：液壓臺車主從行走機(jī)構(gòu)各兩套，它們鉸接在門架縱梁上。主行走機(jī)構(gòu)由Y型電機(jī)驅(qū)動一級齒輪減速后，再通過兩級鏈條減速，其行走速度為8m/min，行走輪直徑為350mm;側(cè)向液壓油缸：側(cè)向液壓油缸主要是為邊模板脫模，同時起著支承模板的作用，側(cè)向油缸（GE100/63400），根據(jù)襯砌長度選用4個油缸，其調(diào)整行程為250mm。側(cè)向螺旋千斤：安裝在門架上的螺旋千斤用來支承、調(diào)節(jié)

6、模板位置，承受灌注混凝土?xí)r產(chǎn)生的壓力。螺桿直徑為65mm，其調(diào)整行程為250mm。考慮此臺車的特別性螺桿為單螺桿。托架支承千斤：它主要為改善澆注混凝土?xí)r托架縱梁的受力條件，保證托架的可靠和穩(wěn)定。螺桿直徑為65mm，其調(diào)整行程為150mm。門架支承千斤：它聯(lián)接在門架縱梁下面，臺車工作時，它頂在軌道面上，承受臺車和混凝土的重量，改善門架縱梁的受力條件，保證臺車工作時門架的穩(wěn)定。螺桿直徑為65mm，其調(diào)整行程為200mm。四、機(jī)、液、電系統(tǒng)1、機(jī)械系統(tǒng)臺車行走采用兩套機(jī)械傳動裝置，通過一級齒輪減速器和兩級鏈條減速后驅(qū)動臺車行走。為實現(xiàn)兩套驅(qū)動裝置同步，采用兩臺電機(jī)同時起動；為滿足工況要求，電機(jī)可進(jìn)行

7、正、反轉(zhuǎn)運行。2、液壓系統(tǒng)臺車液壓系統(tǒng)采用三位四通手動換向閥進(jìn)行換向，來實現(xiàn)油缸的伸縮。左右側(cè)向油缸各采用一個換向閥控制兩側(cè)水平油缸的動作；四個豎向油缸各用一個換向閥控制其動作；兩個小車平移油缸各用一個換向閥操作；利用雙向液控單向閥對四個豎向油缸進(jìn)行鎖閉，保證模板不致下降，采用單向節(jié)流閥調(diào)節(jié)油缸的運動速度。當(dāng)換向閥處于中位時，系統(tǒng)卸荷，防止系統(tǒng)發(fā)熱；直回式回油濾清器和集成閥塊簡化了系統(tǒng)管路。3、電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)主要對油泵電機(jī)的起停及行走電機(jī)的正反向運行進(jìn)行控制。行走電機(jī)沒有正反轉(zhuǎn)控制及過載保護(hù)。五、安裝1臺車安裝在洞外安裝，吊裝前應(yīng)選擇便于進(jìn)洞的安裝地段，安裝完后臺車軸線與隧道軸線夾角應(yīng)不大于

8、5度。2鋪設(shè)軌道：枕木和鋼軌必須合乎要求，鋪設(shè)后軌距誤差控制在±10mm以內(nèi)；軌道與枕木必須用道釘固定，防止臺車行走時發(fā)生危險；枕木間距不得大于70，以免鋼軌被壓斷。3吊裝：根據(jù)場地條件選擇適當(dāng)噸位的吊車，主件吊裝用鋼絲繩不小于16。按先后順序組裝臺車，組裝中必須注意安全。4安裝質(zhì)量的要求：因臺車在出廠前已進(jìn)行過廠內(nèi)拼裝、調(diào)試，故在現(xiàn)場應(yīng)順利組裝。模板外表面盡量避免使用氣割和電焊的方法影響質(zhì)量，確有因運輸變形的情況應(yīng)盡量校正，具體要求如下：1.全車所有螺栓必須齊全，且擰緊。2.所有模型板拱板連接處的定位銷窗口處的鉸銷、定位銷必須全部存在、并打緊，防止在使用中產(chǎn)生錯臺。3.所有螺旋千斤

9、頂必須在螺紋部分涂黃油，保證旋轉(zhuǎn)自由。4.電氣系統(tǒng)安裝必須是專業(yè)電工進(jìn)行操作，確保安全操作。5.液壓系統(tǒng)試車后，要確保所有油缸動作自如，所有接頭處無漏洞現(xiàn)象。6.在安裝絲杠時，要保證縱向同一排絲杠轉(zhuǎn)向一致，以免操作時出現(xiàn)互鎖現(xiàn)象。六、就位 1安裝試車合格后，在確保臺車上下、左右無障礙物的情況下，啟動行走電機(jī)，操作臺車前行至待襯砌里程，前后反復(fù)動作幾次，使臺車結(jié)構(gòu)放松，停在正確襯砌位置，關(guān)閉行走電機(jī)，并在行走輪處打好木楔或使用阻車器，防止溜車或襯砌中骨架受偏力產(chǎn)生位移，引起跑、爆模。2旋緊底梁下的螺旋支腿，應(yīng)確保底板落在堅實的基礎(chǔ)上。3、在拆掉所有邊模支承絲杠一端鉸銷的情況下，啟動液壓油泵，操縱

10、升降油缸上升至設(shè)計拱頂標(biāo)高，鎖緊舉升油缸上的機(jī)械鎖緊螺母；操縱調(diào)心油缸，使臺車中線對正隧道中線，旋下臺梁下支腿并擰緊；操縱邊模油缸使邊模伸出至設(shè)計尺寸。若油缸動作不同步，可采用鎖緊靠近一個油缸的絲杠，繼續(xù)動作操作閥使同排其他油缸繼續(xù)伸出。微量調(diào)節(jié)時可用絲杠。邊模達(dá)到設(shè)計尺寸后，連接好所有邊模杠并確保旋緊。4臺車就位結(jié)束后，必須關(guān)掉液壓油泵電源，以免誤動閥組操作手柄，使臺車結(jié)構(gòu)變形或損壞液壓缸。5在模型板外表面涂脫模劑。6安裝堵頭板，并加設(shè)必要的支撐。7此臺車受斷控制施工襯砌時門架內(nèi)一定要6道內(nèi)襯，內(nèi)襯力約350公斤每根.邊模底用邊墻鋼筋拉死。以防邊模爆模。七、灌注1灌注起始，應(yīng)從距離基礎(chǔ)上約1

11、.52m處的作業(yè)窗開始灌注，并注意倒換灌注位置，防止局部受力過大引起變形，灌注過程中，嚴(yán)格控制左右高差不大于80。嚴(yán)禁由拱頂直接澆注。2開始灌注混凝土的速度應(yīng)不大于襯砌上升速度。3當(dāng)灌注至拱肩處時，應(yīng)設(shè)專人在拱部端頭處觀察排氣口，以防灌滿后過度泵送壓壞模型板。4.灌注過程中，采用搗固棒搗固即可，若需在模型板內(nèi)側(cè)安裝使用平板式振動器，應(yīng)事先增加輔助支撐，且以高頻振動為宜，每次振動時間不超過60秒。八、護(hù)養(yǎng)、脫模灌注結(jié)束后，養(yǎng)護(hù)到規(guī)定時間，即可準(zhǔn)備脫模。1.拆除堵頭板和支承。2.啟動液壓油泵，操縱邊模油缸微量外伸，使絲杠松動。拆除邊模所有絲杠后，操縱邊模油缸，使邊模板收回，脫離成型表面。3.操縱舉

12、升油缸微量上升后，松開鎖緊螺母和臺梁下的螺旋支腿，反向推動舉升油缸控制手柄，使舉升油缸受模板自重下降，拱模脫離成型表面。4.旋起底梁下螺旋支腿，取掉行走輪處的木楔或阻車器，操縱臺車前行，至下一襯砌位置。5.臺車模板與已襯砌表面搭接時，搭接長度不大于100mm。以免搭接過長造成錯臺。九、臺車受力分析1、側(cè)壓力的確定（側(cè)壓力只與澆注混凝土高度有關(guān)，與厚度無關(guān)）。根據(jù)建筑手冊中“現(xiàn)澆砼結(jié)構(gòu)模板的設(shè)計”可知側(cè)壓力公式為：F=0.22rct012V1/2F新澆筑砼對模板的最大側(cè)壓力（KN/M2）rc混凝土的重力密度（KN/M3）t0新澆筑混凝土的初時間（h），可按實測確定，當(dāng)缺乏試驗資料時，可采用t0=

13、200/（T+15）計算（T為混凝土的溫度oC）V混凝土的澆筑速度（m/h）1外加劑影響修正參數(shù)，不摻外加劑時取1.0，摻具有緩凝作用的外加劑時取1.22混凝土坍落度影響修正參數(shù)，當(dāng)坍落度小于30mm時取0.85,5090mm時取1.0, 110150mm時取1.15（1）、各參數(shù)的確定：rc取24KN/ M3t0=200/(T+15)=200/(25+15)=5V的確定施工時采用混凝土輸送泵澆注，輸送泵排量為2530m3/h，取最大值30m3/h，澆注混凝土平均厚度取1.0m，混凝土長度去臺車長度12m，兩邊平衡澆注，考慮到澆注時，換管與時間耽誤，取修正系數(shù)0.75，故：0.75x30m/h

14、=(1.0x12xV)x2 V=1.125m/h1取1.02取1.15（2）、側(cè)壓力計算： =32.20 KN/M² 由于本臺車使用時設(shè)計混凝土厚度為450mm600mm，而本次驗算選取混凝土厚度為1000mm，考慮到震動荷載等相對應(yīng)側(cè)壓力來說要小，所以直接考慮到2.0的安全系數(shù)，不再考慮荷載組合。2、邊模的強(qiáng)度驗算（1）、模板強(qiáng)度驗算面板厚度12mm，間距250布置80#角鋼，將側(cè)壓力視為均布載荷，取面板與角鋼組成的截面來計算：均布載荷：q=F x 0.25/1000 =2 x =16.1N/mm彎 矩： M=ql²/8 =16.1x1500²/8 =452.8

15、x104 N·mm模板截面模量： =30.526 x 103 mm3設(shè)計應(yīng)力： =M/W=452.8x104/(30.526x10³) =148.4N/mm²<fm=215N/mm²設(shè)計應(yīng)力僅為需用應(yīng)力的70%，模板強(qiáng)度合符要求。注：fm為模板設(shè)計許用應(yīng)力規(guī)范值。(2)剛度校核公式：（中點撓度）=108.87cm4得=0.067cm中點位移 ymax=0.67mm。合格。（2）、弧板強(qiáng)度驗算：弧板截面模量W=1/6(14 x 250²)=125 x 103mm³ 為了計算方便，將弧板按直板計算： 均布載荷： q=(Fx1500/

16、1000) =2 x 32.2 x 1500/1000 =96.6N/mm 彎 矩： M=ql²/8 =96.6x1800²/8 =40x106N·mm設(shè)計應(yīng)力： =M/W =40x106/(2x125x103) =156N/mm²fm=215N/mm²(注：彎矩由2塊弧板承擔(dān)) 設(shè)計應(yīng)力僅為許用應(yīng)力的70%，弧板強(qiáng)度合符要求。（3）、弧板聯(lián)接梁的強(qiáng)度驗算： 弧板聯(lián)接梁為18#組焊截面模量： W=137x103 x2 =274x103 mm³ 均布載荷： q=Fx1500/1000 =2 x 32.2x1800/1000 =156N/

17、mm彎 矩： M=ql²/8=156x1800²/8=47x106 N·mm設(shè)計應(yīng)力： =M/W =47x106/(274x103) =176N/mm²<fm=215N/mm。 設(shè)計應(yīng)力僅為許用應(yīng)力的70%，弧板聯(lián)接梁強(qiáng)度符合要求。(4)、千斤頂強(qiáng)度驗算弧板聯(lián)接梁為18#組焊均布載荷q=156N/mm單根千斤頂F=156N*1900=220248N千斤頂使用89*6無縫鋼管=F/A=220248/1564.5=140 N/mm²<fm=215N/mm。千斤頂強(qiáng)度符合要求（5）千斤頂穩(wěn)定性驗算。 本臺車使用雙向及單向千斤頂倆種，最長千

18、斤頂工作長度1690mm。L/MM=1690/89=18>10，所以需要進(jìn)行穩(wěn)定性驗算。臨界荷載： 活塞縱向彎曲破壞的臨界荷載 N末端條件洗漱，查表得n=1. E活塞桿材料的彈性模量。取E=Pa J活塞桿的轉(zhuǎn)動慣量。J= L活塞桿計算長度。取1.69m 計算得出N所以>F.千斤頂滿足穩(wěn)定性要求。3、上拱板的強(qiáng)度驗算上拱板與橫梁聯(lián)接成為一個穹形鋼體，承受的正壓力遠(yuǎn)大于側(cè)向壓力故只需對上模板受正壓力進(jìn)行強(qiáng)度驗算。模板每平方米上所受正壓力，即混凝土的自重，襯砌厚度按1.0米計算，正壓力：N=24 KN/m3 x 1.0m =24 KN/m2較側(cè)壓力32.2KN/m2稍小，但上模板剛度較下模板好。由下模板的計算可知，設(shè)計應(yīng)力遠(yuǎn)小于許用應(yīng)力，通過計算亦可得出上模板強(qiáng)度是符合要求的，在此不作計算。 十、主門架受力分析（1）橫梁分析： 橫梁受力簡易示意圖橫梁受力狀況又與模板最頂部受力狀況不同，它受注漿口封口時產(chǎn)生的擠壓力的影響小。所以每榀門架受力q=1×2×2.45=4.9t/m.F=5.2×4.9=25.48tFmax=25.48×1.2=30.6t橫梁為2×1000 I=2×21700=43400cm4 W=2×1090=21