二襯臺車實施方案

1、莞惠城際軌道交通GDK52+000-GDK52+145暗挖隧道二襯臺車實施方案一、 工程概況及臺車簡介莞惠城際軌道交通GDK52+000-GDK52+145暗挖隧道常平常平東區(qū)間，為M型連拱隧道，全長145米，里程樁號（DK52+000-DK52+145）基本位于直線上，設計時速為160km/h，我部根據(jù)實際情況決定采用10m長二襯臺車。我部和臺車廠家根據(jù)隧道設計斷面圖和施工要求提出了具體方案（具體見臺車設計圖），此臺車能保證能保證邊開挖邊襯砌門架凈空厚度和寬度能保證有軌和無軌車輛通行，由于本隧道的特殊性，非對稱性結構受力（即中間墻和二襯拱部、邊墻一次成型），因此本臺車共分兩部分：整機行走采用

2、電機+機械驅動，模板采用全液壓操作，利用液壓缸支（收）模機械鎖定。受場地和施工空間制約，中間墻外側單獨立小背模（具體結構見圖）采用人工搬運，整體拼裝成型，絲頂，木撐加固?？傊诒ＷC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）（1） 臺車模板厚度：10mm（2） 臺車重量及每延米重量：66.35噸，7.35噸/m（3） 臺車類型：液壓自行式（4） 臺車運行速度：8m/min（5） 驅動電機功率：2X7.5kw（6） 液壓電機功率

3、：1X1.5kw，工作壓力：16MPa（7） 頂升油缸工作行程：180mm（實際達到30mm）（8） 側向油缸工作行程：200mm（實際達350mm）（9） 平移油缸工作行程±100mm（實際達±150mm）（10） 一次襯砌長度：10m（11） 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)、中間墻活動模支架、中間墻小背模等8部分組成。（1）行走機構行走機構由主動，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，以保

4、證整機在坡道上仍能安全駐車。我部采用寬大行走輪，配32316軸承，20A鏈條，WX-6減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工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，能夠保證足夠強度。門架立柱采用三角板柱結構，這樣不僅加強立柱的強度，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連為一體，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5個門架上，并分別通過行走

5、輪和基礎千斤傳至軌道地面，在行走狀態(tài)下，螺栓應縮回，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2m，為保證模板有足夠的強度，面板采用10mm，同時采用L90X56角鋼加強，間距250mm，并在每件模板里增加加強弧立板來保證強度和曲度，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，襯砌美觀，在制作中為保證模板外表質量和外形尺寸精度等。我們采用合理的加工，焊接工藝，設計并加工專用拼裝焊接我們采用合理的加工，焊接工藝，設計并加工專用拼裝焊接胎膜，有效保證整體外形尺寸的準確度，焊接變形小，外表面光滑無凹凸等缺陷，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

6、控制了相鄰模板的錯臺問題，能保證混凝土的襯砌質量。（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、郵箱及管路組成，其功用是快捷，方便的完成收（支）模，即頂模升降和支撐側模。（5）中間墻小背模：由模板支架和小面板組成，模板架由18工字鋼，8X80X43X5的槽鋼，螺栓連接，面板寬30cm，長5.7m，厚10mm。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，可能通過臺車的模板調整機構達到調中，能夠滿足設和施工要求。（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

7、用了臺車自身的重量和混凝土質量的壓力，保證了臺車澆筑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，方便兩側澆筑混凝土和振搗作業(yè)，頂部沒有注料口，注入混凝土方便，減輕了施工人員和勞動強度。（4）每片鋼模接縫嚴實，混凝土密實，無蜂窩，斑點，錯臺現(xiàn)象發(fā)生，表面光滑，平整，美觀。五、DK52+000-DK52+145暗挖隧道臺車力學計算（一）計算依據(jù)在隧道臺車長度為10m，模板面板厚度為10mm，門架面板14mm，門架腹板厚12mm，本計算出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，借助力學求解來

8、對本臺車進行結構檢算。1.計算參數(shù)砼的重力密度為：24KN/m³，砼澆筑速度：2m/h，砼入模時的溫度取20，摻外加劑。鋼材取Q235鋼，重力密度：78.5KN/m³，彈性模量為206GPa，容許抗壓應力為140MPa，容許彎曲應力取381MPa（1.25的提高系數(shù)），有部分零件為45鋼，容許拉壓應力為210MPa。2計算載荷1）振動器產生的荷載：4.0KN/或傾倒混凝土產生的沖擊荷載：4.0KN/，二者不同時計算2）對側模產生的壓力砼對側模產生的壓力主要為側壓力，側壓力計算公式為：P=kh當V/T0.035時，h=0.22+24.9V/T當V/T0.035時，h=1.53

9、+3.8V/T式中：P-新澆筑混凝土對模板產生的最大側壓力（KPa） h-有效壓頭高度（m） V-混凝土澆筑速度（m/h）T-混凝土入模時的溫度（）-混凝土的容重（KN/m³） k-外加劑影響修正系數(shù)，不摻外加劑時取k=1.0，摻緩凝劑作用的外加劑時k=1.2。根據(jù)前述已知條件：因為：V/T=2/20=0.10.035所以：h=1.53+3.8V/T=1.53+3.8X0.1=1.91m最大側壓力為：P=kh=1.2X24X1.9=55KN/3）砼對頂模產生的壓力砼對頂模產生的壓力由砼的重力和灌注砼的側壓力組成：重力P1=g=24KN/m³X0.5m=12KN/，其中g為澆

10、筑砼的厚度由于圓弧坡度變小，取灌注為1m/h。因為：V/T=1/20=0.050.035所以h=1.53+3.8V/T=1.53+3.8X0.05=1.72m側壓力為：P2=kh=1.2X24X1.72=49.5KN/，Pa=1.2X49.5+1.4X4.0-65KN/所以頂模收到的壓力Pb=P1+P2=12+65=78.2KN/所以PbPa，頂模和側模受到的壓力相當。（二）側模和頂模的檢算通過對側模和頂模的面板和弧板的強度和剛度檢算來驗證臺車模板的強度和剛度是否滿足受力要求，側模面板的支撐結構相同，因為頂模面板受混凝土重力作用所受壓力略大，所以只需檢算頂模面板的強度和剛度是否能滿足要求。面板

11、由間距為25cm的角鋼支撐，因此可簡化為跨度為0.25的簡支梁來對面板進行分析。 1.面板計算a 面板強度計算面板為厚度為10mm，面板受到的最大壓力為P=Pb=78.2KN/面板的抗彎模量W=bh²/6=（）X2X0.01²=3X10-5m³面板所受的最大彎矩為Mmax=qI²/8=（）X（78.2X2）X0.25²=1.222KN/m面板受到的彎曲應力為：= Mmax/W=1.222X1000/（2.5X10-5）=48.88MPa=18MPa所以面板的強度滿足要求b 面板的剛度計算面板的慣性矩I=bh³/12=2X0.01

12、79;/12=16.7X10-8m4fmax=ql4/384EI=（78.2X10³X2）X0.254/384X2.06X1011X16.7X10-8=0.046mmL/400=0.625mm所以面板的剛度滿足要求。2.加強角鋼檢算角鋼兩端固支，受均布力q2-=PX0.25=78.2X0.25=19.55KN/m最大彎矩在跨中，M=（1/24）Xql2=19.55X22/24=3.258KN·m加強角鋼采用90X56X6，抗彎模量查表得W=11.74X10-6m³角鋼所受最大彎曲應力=Mmax/w=3.258X10³/（11.74X10-6）=277MP

13、a=381MPa慣性矩查表得I=1.7103X10-8m4最大繞度fmax= ql4/384EI=（19.55X10³X2）X24/384X2.06X1011X171.03X10-8=2.312mmL/400=5mm3.弧板檢算弧板寬280mm，材料812鋼板，模板連接梁最大間距1850mm，弧板受力模型可設為受力分布力的簡支梁，跨距I=1.85m，均布力q3=PaX2/2=71.6X2/2=71.6KN/m（有2片弧板，所以除2）?？箯澞Ａ縒=bh²/6=0.012X0.28²/6=1.57X10-4m³M=qI²²/8=30.63

14、1KN·m=Mmax/w=30.63X10³/（1.57X10-4）=277MPa=381MPaI=bh³/12=0.012X0.01³/12=16.7X10-8m4fmax=5 ql4/384EI=5X（71.6X10³）X1.854/384X2.06X1011X2.2X10-5=2.41mmL/400=4.5mm（三）門架檢算除了模板滿足受力要求，要保證臺車的強度和穩(wěn)定性，門架也需要滿足受力要求，因此有必要對門架進行受力分析，門架橫梁與門架立柱之間用螺栓緊固，不僅傳遞集中力而且傳遞彎矩，因此作為一個整體的分析。 門架所示豎向千斤和油缸傳遞下

15、來，門架寬5m，豎向力也主要是由5m范圍內的模板傳遞下來，10m臺車總共傳遞的豎向力為F總=78.2KN/X10mX5m=3910KN，共5榀門架，每榀門架有3個豎向受力點，則每個受力點傳遞的力F=3910/15=260.67KN。側向力由側模傳至千斤，側模高度5.5m，則F=71.6KN/X10mX5。5=3938/20=196.9KN，由以上分析，根據(jù)臺車門架尺寸，得出驗算模型如下圖所示：求解得到彎矩圖： 3.1 強度檢算 由彎矩圖可知門架最大彎矩發(fā)生在橫梁中心，對比門架橫梁和立柱截面可知，該處也是最危險的點，門架橫梁H=0.6m，寬b=0.25m，其截面特性W=bH³-（b-g

16、）h³³-（0.25-0.012）（0.6-0.028）³/6X0.6=2.63X10-3m³I=bH³-（a-g）h³³-（0.25-0.012）（0.6-0.028）³/12=0.79X10-3m³強度：=M/W=269/2.63=102.3MPa=381MPa門架橫梁的強度滿足要求，因此門架的強度滿足受力要求。（四）下縱梁的檢算觀察臺車圖可知，下縱梁受門架傳遞的向下的力，同時受到行走和基礎千斤的支撐，門架傳遞的豎向壓力為F=3910/10=391KN，基礎千斤采用的是108*8無縫鋼管（45鋼），鋼

17、管截面積為2.513X210=528KN，因此下縱梁受力模型可簡化為下圖所示： 391 391 391 391 391 （1） 2 （2） 3 4 （4） 5 1 528 528 528分析得到彎矩圖： （1） （2） （3） （4）1234237.6 237.6 237.6下縱梁梁高0.5m，寬0.5截面特性：W=bH³-（b-g）h³/6H=0. 5X0.5³-（0. 5-0.024）（0.5-0.028）³/6X0.5=4.15X10-3m³I=bH³-（a-g）h³/12=0. 5X0.5³-（0.25-0

18、.024）（0.5-0.028）³/12=1.04X10-3m³下縱梁彎曲應力 =M/W=237.6/4.15=57.2MPa=381MPa最大撓度發(fā)生在下縱梁中心處，以兩個基礎千斤的間距2.5m受集中力391計算：F=FL³/48EI=391X2.5³X10³/48X2.06X1011X1.04X10-3=5.9X10-5mL/400=6X10-3m。（五）絲桿千斤的檢算 絲桿千斤容易發(fā)生的破壞為壓桿失穩(wěn)，即無縫鋼管受力彎曲導致絲桿千斤的破壞，本節(jié)主要分析無縫鋼管壓桿的穩(wěn)定性，來驗證絲桿千斤的受力是否滿足要求。臺車千斤有三種：基礎千斤、豎向千斤和側向千斤?；A千斤較短，工作長度約為500mm，不易發(fā)生壓桿失穩(wěn)，因此主要分析豎向千斤和側向千斤的壓桿穩(wěn)定性。5.1 豎向千斤的穩(wěn)定性 采用的是108*8的無縫鋼管，工作長度約為0.8m，每個豎向千斤受力為F1=391KN。根據(jù)路橋施工計算手冊第12章1.2節(jié)表12-2軸心受壓穩(wěn)定性計算公式為N/Am1。N/Am=391/2.2=177.73MPa由長細比=Io/=（I/A）0.5=0.0491（0.1084-0.0964）/（0.054²-0.048²）0.5=0.036m=Io/=0.8/0.036=22查表得1