隧道全液压边顶拱砼衬砌钢模台车计算书

PAGE.PAGE.湖北鑫达工程机械有限公司网址：TELAX道全液压边顶拱拱砼衬砌钢模模台车计算书（一）概述：根据贵单位承建的的工程可知知：贵方所需需台车是全液液压边顶拱砼砼衬砌钢模台台车（以下简简称台车）。此此台车是以电电机驱动行走走机构带动台台车移动，利利用液压油缸缸和螺旋千斤斤进行模板立立模和脱模来来进行隧洞砼砼浇注的设备备。根据对隧隧道衬砌长度度的要求，台台车设计为112米,总重量126T，全液压边顶顶拱砼具有结结构合理可靠靠、操作方便便、成本较低低、衬砌速度度快、隧道砼成形面好好等优点。（二）台车的结结构设计：台台车主要由模模板部份、台台架部份、平平移机构、门门架部份、行行走机构、液液压系统、支支承千斤、电电气控制系统统等组成。1、模板部份:模模板部份由两两块顶模和两两块侧模组成成一个砼横向向断面，两块块顶模用螺栓栓连接两侧模模与顶模用铰铰耳销轴连接接，8块模板的宽宽度均为1.5米，，纵向由由8块组成12米的模板总长，每块模板板之间用螺栓栓连接，模板板面板厚度为为δ12mm，模板加强强筋用槽钢[12B和槽钢[16A做成，加加强筋的间距距为250mmm，其弧板宽宽度为3000mm。模板连接接梁采用槽钢钢[20b合成.。2、台架部份：台架架由4根上纵梁,9根弦梁和633根小立柱组组成。主要是是承受顶模上上部砼及模板板的自重。其其上纵梁由钢钢板δ=14mm/δ=12mm焊成成工字截面,横梁采用工工字钢I25b.小立柱采用用工字钢I20b制成。3、平移机构：平移移机构在前后后门架横梁各各安装一套，平平移油缸4个（HSGK002—B100//55）。平移油油缸的作用是是利用其左右右移动来调整整模板中心线线与隧洞中心心线相吻合，其其工作压力为为16MPPa，最大推力力为20吨，水平移移动行程为左左右各1000mm。4、门架部份：门架架由下纵梁、立立柱、横梁及及纵向连接梁梁组成。各横横梁及立柱用用连接梁和斜斜拉杆连接，各各构件均用螺螺栓连接成一一个整体。是是整个台车的的主要承重结结构件。门架架下纵梁用δ１４mm和δ12mm钢板焊成箱形形截面。立柱柱和横梁采用用δ１４mm和δ12mm钢板板焊接成工字字截面，以增增加门架抗砼砼的侧压力。5、行走机构：台车车行走机构由由2套主动机构构，2套从动机构构组成。主动动机构由2台5.5KW同步电机驱驱动摆线减速速器，再通过过链条、链轮轮减速驱动门门架行走。利利用电机的正正反转可实现现台车的前进进与后退，其其行走速度为为6m/min，行走轮直直径为φ300mmm。从动机构构不安装电机机和减速器。起起支撑和行走走作用。6、液压系统：液压压系统由4个竖向油缸缸（前已作叙叙述）、6个侧向油缸缸（HSGK—B100//55mmm）、4个平移油缸缸（前面已作作叙述）和一一套泵站组成成。侧模板的的立模和脱模模由侧模油缸缸来完成。同同时起着支承承侧模板及侧侧墙砼压力的的作用，其工工作压力为16MPa，推力为30吨。泵站系系统利用一个个三位四通换换向阀进行换换向，控制各各油缸的伸缩缩。4个竖向油缸缸各由一个换换向阀控制，侧侧模每边3个油缸由一一个换向阀控控制，4个平移油缸缸前后各2个由一个换换向阀控制。每每个竖向油缸缸安装1个液压锁紧紧阀来锁定每每个竖向油缸缸，确保台车车在浇注时不不致下降．液液压油泵流量量为10L/mmin，电机功率率为4KW，液压系统统工作压力为为16MPa。7、支承千斤：支承承千斤由台架架千斤、侧向向千斤和门架架支承千斤三三部份组成。侧侧向千斤主要要用来支承砼砼的侧向压力力和调整侧模模板位置，螺螺杆直径为φ60mm，调调整行程为2200mmm。门架支承承千斤连接在在门架下纵梁梁下面，顶在在轨面上，主主要是承受台台车和砼的重重量，确保台台车的稳定性性，其螺杆直直径为φ80mm，调调整行程为1120mmm。8、电气系统：电电气系统主要要是对液压系系统油泵电机机的开关和行行走机构电机机的正反转进进行控制。行行走电机设有有过载保护。9、台车的主要技术术参数：顶拱半径：RR8350mmm（按常规设设计是加大550mm）边拱半径：RR5650mm（按常规规设计是加大大50mm）拱高：8177mm重量：126T砼衬砌长度：12米额定电压：3380Ｖ油泵电机功率：4ＫＷ行走轮电机功率：：11ＫＷ(5.5KW**2=11KW)台车行走速度：6mm/min（三）、台车模板板受力分析及及刚度、强度度校核1、概述台车结构的受力分分析分工作和和非工作两种种状态。在做做受力分析和和刚度、强度度校核时应以以工作时的最最大荷截为依依据。故在此此我单位对台台车非工作状状况下不做分分析与校核。2、模板受力分析台车模板分为顶部部模板和左右右侧模板2部份。顶部部模板的载荷荷主要由砼自自重和顶部注注浆口封堵时时产生的挤压压力构成。砼砼的自重可通通过理论计算算，但注浆口口封堵时产生生的挤压力为为不确定值，与与封堵灌浆时时的操作、输输送泵的操作作等有很大的的关系，当注注浆口处的砼砼已浇满时，如如输送泵仍继继续送料，则则输送泵送料料时间越长，则则注浆口处的的顶模承受的的挤压力越大大，甚至于使使顶模板变形形和损坏，若若台车及输送送泵操作人员员按规范严格格操作，此挤挤压力便不存存在或者很小小，即便如此此，我单位在在台车设计和和制作时仍对对注浆口处进进行了有效的的加强。侧部部模板左右对对称，结构及及受力相同，不不承受混凝土土自重，因此此边模板只考考虑砼的侧向向压力即可。3、模板的强度刚度度验核（1、参考文献：《机机械设计手册册第一卷》机机械工业出版版社出版。2、计算条件件：按每小时时浇灌2m高度的速速度，每平方方米承受5T载荷的条件件计算。）3.1、面板校核(每块模模板宽15000mm，纵向加加强角钢间隔隔250mmm)计算单元图：其中：q—砼对面面板的均布载载荷q==0.5Kggf/cm223.1.1、强度校校核模型根据实际结构，面面板计算模型型为四边固定定模型公式：其中α——比例系数。当a/b==150/225=6α取0.5t——面板厚t==1.2cmb——角钢间隔宽度b=225cmσmax——中心心点最大应力力得σmax=0.5xx(25/11.2)^22x0.5==108.447Kgff/cm2<<[σ]=13000Kgf//cm2。合格。3.1.2、刚度度校核见强度校核模型公式：式中：β——比例例系数。由a/b==150/225=6β取0.02284EE——弹性模量A3钢板E=1..96x1006kgf//cm2ωmax——中点法法向最大位移移。得：中点法向位移ωmmax=0..0055ccm<0.0355cm。合格。3.2、面板角钢校核。3.2.1、计算单单元3.2.2、强度度校核、计计算模型根据实际结构，角角钢计算模型型为两端固定定。3.2.2.2、强强度校核公式：[xx=L，最大弯矩矩在两端处]得：=234377kgfccm公式：[x==L/2角钢中点弯弯矩]得：=117188kgfccm由如如图：==30.66cmm3所以两端=764kggf/cm22<13000kgf/ccm2中点=382kggf/cm22<13000kgf/ccm2。合格。、刚刚度校核。见强度校核模型。公式：（中点挠度度）=108.87cm4得=0.077cm中点位移ymmax=0..77mm。合合格。3.3、模板总成强度刚刚度校核：强度校核：3.3.1、计算单单元：q=75kgf//cm3.3.2、计算模模型：按简支梁计算。结结果偏于安全全。3.3.3、公式：：=210937kgfcmm==21699cm44=4.48=25-4.488=20.552得：=4843cm3=1057cm3故：面板端应力：：=43.55kgff/cm2<<1300kgf/ccm2腹板端力力：=1999.5kkgf/cmm2<13000kgf//cm2由于实际应力小于于许用应力。故故不用再校核核刚度。3.4、门架强度校核：：3.4.1、计算单单元：F=0.5x0..5x9000(模板长)x3855(有效受力高高度)/5(门架)=173325kgff3.4.2、计算模模型：门架中。A-A截截面（正中间间）为门架整整体抗弯受力力的最大集中中点，故只校校核A截面抗弯能能力。B-B截面为门架架立柱的抗弯弯受力的最大大集中点，故故还需要校核核B—B截面的抗弯弯能力。3.4.3、公式：：门架横梁A-A截截面如上图=(30x90^^3-16xx87.6^3))/(6x990)=20582cm33M=425F=4425x177325=773631225kgfccm故：=73631125/200582=3358kgff/cm2<<1300kkgf/cmm2。合格门架立柱B—B截截面如上图=(30x65^^3-16xx62.6^3)//(6x655)=110060cm33M=210F=2210x177325=336382550kgfccm故：=36382250/111060=3329kgff/cm2<<1300kkgf/cmm2。合格为了计算的方便，取取长为1.5米，宽为0.225米，混凝土厚厚1.5米，计算承受受重量:P=11.5×0..25×1..5×2.22=1.233T换算成线载荷为::1.223/1.55=0.822t/m将此段模板作为简简支梁计算得得:Mmax=qll2/8=0.822×1.522/8=0.233tm即为0.23×9.88×103=2.255×103Nm为了计算弯曲应力力,必须求出横横截面的形心心,此截面是由∠70×700×6的角钢及140×8的钢板组成,查表可知:角钢截面积为SS=8166mm2惯性矩Ix==3777000mm44重心距离Zo=119.5mmm截面形心：Y坐坐标=(1400×8×700+816××19.5