二衬台车实施方案

1、 中国中铁中国中铁 贵州公路建设项目毕节至都格公路贵州公路建设项目毕节至都格公路 BD-TXBD-TX 合同段合同段 隧道二衬台车隧道二衬台车 实施方案实施方案 编编 制：制： 复复 核：核： 批批 准：准： 毕节至都格高速公路毕节至都格高速公路 BD-TXBD-TX 合同段项目部合同段项目部 二二一三年三月一三年三月 目目 录录 目目 录录.1 1.工程概况及台车简介.2 1.1 工程概况 .2 1.2 台车概况 .2 2.台车主要结构.4 2.1 行走系统 .4 2.2 门架系统 .4 2.3 整体钢模面板 .4 2.4 液压系统 .4 2.5 电气系统 .4 2.6 加固系统 .5 3.

2、台车安装.5 3.1 安装地点选择 .5 3.2 平整场地，铺设轨道 .5 3.3 安装行走轮架总成 .5 3.4 安装底纵梁 .5 3.5 安装门架 .5 3.6 安装锁梁、剪刀撑 .5 3.7 安装台梁 .5 3.8 安装吊梁立柱、顶模板 .5 3.9 安装边模.6 3.10 安装液压及电器系统.6 3.11 安装附件及验收.6 4.力学计算.6 4.1 计算依据 .6 4.2 计算参数 .6 4.3 载荷计算及力学模型的建立 .7 4.4 模板的弯曲应力 .9 4.5 模板的最大位移 .10 4.6 门架验算 .10 4.7 结论 .11 隧道二衬台车实施方案隧道二衬台车实施方案 1.工

3、程概况及台车简介 1.1 工程概况 岳家湾暗挖隧道左线起止里程为 ZK120+423ZK124+560, 右线起止里程为 YK120+463YK124+565，区间隧道单洞长度共计 8239m。岳家湾隧道左线平面 线形为直线、R=4000m 的左偏圆曲线、直线、A-420m、R=1200m 的右偏圆曲 线；右线平面线形为直线、R=4000m 的左偏圆曲线、直线、A-450m、R=1250 的右偏圆曲线。 1.2 台车概况 1.2.1、台车长度的确定 根据计算得最小半径（1200m）圆曲线与 12m 直线弧弦距（矢距） H=36mm，考虑到台车净空尺寸放大 5cm，现场采用 12m 长二衬台车能

4、够满足 设计及施工要求。本方案在计算中选用进出口 4 套二衬台车中最大的台车进行 检算,且选取二衬厚度在级围岩时的厚度 50cm 为控制计算进行结构检算。 1.2.2、台车概况 根据隧道设计衬砌断面和施工具体要求，以及根据我部砼的施工方法，制 定台车具体方案如图 1、2。台车采用电机驱动整体有轨行走，模板采用全液压 操作，利用液压缸支（收）模板，机械丝杆机械固定。台车基本技术参数 模板最大长度 L12000mm 门架内净空高度 4750mm 台车轨距 B=6500mm 行走速度 5-8m/min 爬坡能力 3% 电 源 380V/220V 总功率 20.5Kw 行走电机 5.5KW*2=11K

5、W 油泵电机 5.5KW 液压系统压力 Pmax=16MPa 油缸技术参数： 顶升油缸 D200*d90*S300 边模油缸 D120*d55*S300 平移油缸 D130*d55*S200 边墙高度边墙高度 图 1 二衬台车结构尺寸示意图 图 2 二衬台车侧视图 2.台车主要结构 台车由行走系统、门架系统、钢模板、加固系统、液压系统、电气控制系 统、加固系统等部分组成。 2.1 行走系统 行走系统采用 2 台 7.5KW 电机驱动，配 32316 轴承，20A 链条驱动钢轮 行走，共 2 套驱动装置，分别安装于台车门架立柱（下纵梁）下端，左右侧各 一台，电机配减速齿轮箱，沿布好的轨道行走。

6、2.2 门架系统 台车门架设计共 5 榀，由双层门架横梁，上下纵梁，门架立柱，门架立柱 连接梁，剪力架等部件组成。架体面板厚 14cm。腹板厚 12mm，能够保证足 够强度。台车下不考虑行车，尽量减小门架横梁跨度，以减少门架横梁的受力， 门架的各个部件通过螺栓连为一体，门架支撑于行走轮架上，下纵梁安装基础 顶撑，衬砌施工时，混凝土载荷通过模板传递到门架上，在传递到下纵梁，并 分别通过行走轮和基础顶撑传至轨道及地面，在行走状态下，基础顶撑应缩回， 门架上部前段装有操作平台，放置液压及电气装置。 2.3 整体钢模面板 单块模板宽度为 1.5m，为保证模板有足够的强度，面板采用 10mm，同 时采用

7、 75mm 角钢加强，间距 250mm，并在每件模板里增加加强弧立板来保 证强度和曲度，以保证衬砌轮廓符合设计要求及衬砌美观。在制作过程中为保 证模板外表质量和外形尺寸精度等，采用合理的加工，焊接工艺，设计并加工 专用拼装焊接胎膜，有效保证整体外形尺寸的准确度，尽量减少焊接变形以及 外表面凹凸等缺陷，采用过盈配合的稳定销，将相邻模板的连接板固定为一体， 有效控制相邻模板的错台问题，最终保证混凝土的衬砌质量。 2.4 液压系统 由电动机、液压泵、手动换向阀，垂直及侧向液压缸、液压锁、液压油箱及 液压管路组成。 2.5 电气系统 主要由液压电机、行走电机、振动器、照明等组成。 2.6 加固系统 台

8、车定位好之后，需对台车进行加固，主要包括纵梁横撑加固、面板丝杆支 撑以及基础支撑。 3.台车安装 3.1 安装地点选择 考虑到目前施工进度，结合现场实际情况，选择左线 ZK120+400-423 段及 ZK124+560-580 段，右线 YK120+440-460 段及 YK120+565-590 段做为台车拼 装地段。采用洞外安装方式进行拼装 。 3.2 平整场地，铺设轨道 拼装台车地段所有杂物清走，风水管改线，场地尽量平坦，以便安装作业 。 按台车轨距要求，铺设轨道，轨道要求平直，无明显三角坑，接头无错台，前 后、左右高差5mm，中心线尽量与隧道中心线重合，其误差15mm，轨道 枕木间距

9、按 30cm 控制，并用道钉固牢，钢轨采用 43kg/m 重轨。 3.3 安装行走轮架总成 利用起吊装置（手拉葫芦、挖机配合）将主动轮架和从动轮架，分别放在 已铺好的轨道上，并做临时支撑，按着底纵梁中心线，调整前后轮架的距离， 并用对角线相等的原理，调整轮架的正确方位，并垫平固定。 3.4 安装底纵梁 将底纵梁吊至已摆好的轮架之上，并用螺栓，加设临时支撑，校核对角线 有无变化，如果在正确值内，可安装门形架。 3.5 安装门架 在现场先在地面组装门形架单片总成。然后一片一片的吊装于底纵梁相对 位置，用螺栓临时固定。 3.6 安装锁梁、剪刀撑 为了尽快成为一个有机整体，安装完门形架紧接着安装锁梁和

10、各空间所设的 剪刀撑。利用垂球或眼观的方式进行调整、找正。并及时紧固各部螺栓，使其 形成一个完整的骨架。 3.7 安装台梁 先安装顶升油缸等各部件， 再将台梁采用手拉葫芦调至拱顶，然后采用来回 移动台车的方式把台梁吊装于顶升油缸之上，调整好中心距和对角线以后，加 设临时支撑，用螺栓紧固。 3.8 安装吊梁立柱、顶模板 在安装顶模时应从中间开始，向两端延伸，这样可减少累计误差，安装好 中间第一块顶模，经检查弦长和弦高符合设计标准后，再安装其它顶模，直至 完成顶模安装任务，安装方法同台梁。为了台车的稳定性，此时将台车上的各 种斜撑和剪刀撑全部校核扭紧。 3.9 安装边模 顶模经检查无误后可以安装边

11、模，安装边模时要对称安装 ，以防侧倾，在 安装前应把边模先运进洞，按顺序把模板靠在边墙基础上，移动台车，采用电 动葫芦一块块吊装。 边模安装经调整，表面光滑、平整、接缝处无错台、几何尺寸符合设计要 求，即可安装通梁和支撑系统。 3.10 安装液压及电器系统 行走电器要先于安装 ，以便台车的前后移动。液压系统按台车设计要求安装。 3.11 安装附件及验收 台车大件安装完毕后即进行栏杆、踏梯和工作平台、振动器等附加的安装， 完毕后检查所有紧固螺栓，进行空载试车，检查电器液压系统工作是否正常、 各种动作是否灵活准确到位，如一切正常，再次检查台车断面尺寸，自检合格 后，报监理验收。 4.力学计算 4.

12、1 计算依据 本隧道台车长度为 10.5m，模板面板厚度为 10mm，门架面板 16mm， 门架腹板厚 12mm，根据机械设计手册第一卷 、 弹性和塑性力学中有限单 元法 、 材料力学与结构力学 ，对本台车进行结构检算，验证台车的力学 性能能否满足要求。 4.2 计算参数 砼的重力密度为：26KN/m，砼浇筑速度：2m/h，砼入模时的温度取 15，掺外加剂。钢材取 Q235 钢，重力密度：78.5KN/m，弹性模量为 206GPa，容许抗压应力为 130MPa，容许弯曲应力取 381MPa（1.25 的提高 系数） 。 4.3 载荷计算及力学模型的建立 4.3.1、振动器产生的荷载：4.0KN

13、/或倾倒混凝土产生的冲击荷载： 4.0KN/，二者不同时计算 4.3.2、对侧模产生的压力 砼对侧模产生的压力主要为侧压力，侧压力计算公式为： P=kh 当 V/T0.035 时，h=0.22+24.9V/T 当 V/T0.035 时，h=1.53+3.8V/T 式中：P-新浇筑混凝土对模板产生的最大侧压力（KPa） h-有效压头高度（m） V-混凝土浇筑速度（m/h） T-混凝土入模时的温度（） -混凝土的容重（KN/m） k-外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取 k=1.0，掺缓凝剂作用的外加 剂时 k=1.2。 根据前述已知条件： 因为：V/T=2/15=0.130.035 所以：h=1.

14、53+3.8V/T=1.53+3.80.13=2.024m 最大侧压力为：P=kh=1.2262.024=63KN/ 所以侧模受到的压力 P=63+4=67KN/。 4.3.3、砼对顶模产生的压力 砼对顶模产生的压力由砼的重力和灌注砼的侧压力组成： 重力 P1=g=26KN/mX0.5m=13KN/，其中 g 为浇筑砼的厚度 由于圆弧坡度变小，取灌注为 1m/h。 因为：V/T=1/15=0.070.035 所以 h=1.53+3.8V/T=1.53+3.80.07=1.8m 侧压力为：P2=kh=1.2261.8=56.2KN/， 所以顶模受到的压力 P=P1+P2=13+56.2+4=73

15、KN/。 4.3.4、力学模型建立 台车模板由宽 1.5m、厚 10mm 的整块钢板冷弯拼接而成，根据以上计算， 砼对顶模产生的压力最大，取台车最顶部 2*1.5m 部分，建立力学计算模型如 下图。 P2挤压力 P1 砼自重 验算模型受力简图 Mmax 荷载图 单元结构受力简图 弯矩图 X Y Y1 X1 X1 Y1 梁单元横截面图 O 4.4 模板的弯曲应力 由于模板的表面每隔 250mm 有一根背筋（加强角钢 L756） ，因此我们可 以把它简化成间隔 250mm 的梁单元来考虑。将宽度为 250mm 的模板所受到的 荷载折算成梁上均布荷载，其翼缘板的宽度取它与之相邻筋板间距的 30（参

16、考弹性和塑性力学中有限单元法中 97 页） ，即 2500.3=75mm，偏于安全。 根据上述模板所受的面载荷为 6.2t/，那么在 250mm 宽，1500mm 长的面 积上所受到的载荷为 6.20.251.5=2.325t，将此载荷作用在 1.5 米长梁上，则 其均布荷载 q 为 2.325/1.5=1.55t/m。 将整个模板等效成梁单元的空间框架结构，利用有限原理理论，取一根梁进 行分析，简化后梁单元力学模型按简支梁处理，其单元结构受力简图如图所示， 这是因为两边有 220mm 高的拱板及立柱支撑，梁的截面如图所示。 为计算梁的弯曲应力，就必须先计算梁横断面的截面的形心，该截面是由 L

17、756mm 的角钢及 15010mm 的矩形组合截面，根据图示坐系，计算组合截 面形心 0 的 XY 坐标。 根据材料力学组合截形心公式计算形心 X、Y 的坐标， X=AiXi/Ai,Y=AiYi/Ai, 查表可知角钢 75*6 的横截积 A=879.7mm2，惯性矩 Ix= mm2。 将各值代入，则： X=（1501075+879.795.7）/（1200+879.7）=94.6mm Y=（1501075+879.720.7）/（1200+879.7）=62.85mm 根据组合截面的平行移轴公式计算组合截面的惯性矩 Lx：Ix=15083/12+10*15024.66 +879.733.64

18、 =.05 mm4。 抗弯截面模数 W1=Ix/（85-62.85）=mm 抗弯截面模数 W2=Ix/62.85=37839.7 mm 筒支梁受到均布载荷作用下的最大弯矩位于跨中，其值为：Mmax=ql /8=1.55101.5 /8=3.510 N.m。 梁的最大弯曲应力 0=Mmax/W2=3.510/3.78410-5=92.5Mpa381 Mpa。所以 模板强度满足要求。 4.5 模板的最大位移 梁单位的最大变形量，及模板的最大位移。根据受均布载荷简支梁的位移 公式：fmax=5ql4/384EI;式中，E-弹性模量，E=2.110MPa：I-截面的惯性矩， I=2.410-6 m4 q梁受到的均布荷载，1.55104N l-梁的长度 L=1.5m。 将以上各值代入： Fmax=3.5mm 即模板的最大变形为 3.5mm 根据公路工程质量检验评定标准JTG F80/1-2004 可知，砼表面平 整度要求 20mm，大于 3.5mm。即模板的刚度也同样满足要求。 4.6 门架验算 门架刚度、强度根据机械设计手册第一卷与结构力学中相关公式进 行计算。 a、计算模型： F F A A F F 543.9 如上图建立门架计算模型，图中所示门架中 A 截面（正中间）最为薄弱。 故只校核 A 截面抗弯能力。 b、强