9米三線砌臺車計算資料要點

1、沈海復線高速公路莆田段 A4標胡峰隧道二襯臺車實施方案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+26AZK91+231,右洞長 967 m （里程樁號為：YK90+27AYK91+24Q,隧道進口 位于直線段內(nèi)，出口位于平曲線范圍內(nèi)，左右曲線半徑分別為R=900mF口 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/h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（福建省中大建工機械制造有限公司）根據(jù)隧道設計斷面圖

2、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(qū)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(jié)構(gòu)簡單化以減輕重量。在重要的鋼結(jié)構(gòu)方面，采用專用工裝模具， 確保產(chǎn)品加工質(zhì)量，產(chǎn)品性能良好、結(jié)構(gòu)合理、襯砌質(zhì)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）(D臺車模板厚度：12mm第1/14頁(2)臺車重量及每延米重量：82噸，9.1噸/m(3)臺車類型：液壓自行式(4)臺車運行速度：8m/min(5)驅(qū)動電機功率：2X5.5KW

3、(6)液壓電機功率：1X5.5KW工作壓力12MPa(7)頂升油缸工作行程：250mm實際達200mm)(8)側(cè)向油缸工作行程：320mm實際達250mm)(9)平移油缸工作行程：土 100mm實際達士 100mm)(10) 一次襯砌長度：9m(11)行走方式：軌道自行式三、主要結(jié)構(gòu)及簡述臺車由行走機構(gòu)、臺車門架、鋼模板、鋼模板垂直升降和側(cè)向伸縮機構(gòu)、 液壓系統(tǒng)、 電氣控制系統(tǒng)6部分組成。(1)行走機構(gòu)行走機構(gòu)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(gòu)完成，行走傳動機構(gòu)帶由液壓推桿制動器， 以保證整機在坡道上仍能安全駐車。采用寬大行走輪

4、，配 32316tt承、20頌條、WX-皺速機 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根，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12mi«夠保證足夠強度。門架立柱采用三角立柱結(jié)構(gòu)， 這樣不僅加強力立柱的強度阻止立柱向內(nèi)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)

5、下，螺桿 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(zhì)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(zhì)量。(4)液壓系統(tǒng)由電動機、液壓泵、手動換向閥、垂直及側(cè)向液壓缸、液壓鎖、油箱及

6、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(cè)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(diào)整機構(gòu)達到調(diào)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(cè)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(cè)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，無蜂窩、

7、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門架月S板厚12mm本計算書針對臺車的 主要受力構(gòu)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(jié)構(gòu)力學，借助結(jié)構(gòu)力學求解器來對本臺 車進行結(jié)構(gòu) 檢算。1模板簡算1.1.1面板側(cè)模板驗算1 .恒載采用內(nèi)部振搗工藝，計算公式：下式計算取較小值。P=rcH_ _ 1/2P=0.22rcto?1?2V式中：P-新澆注混凝土對模板的最大側(cè)壓力(KN/m2)

8、。rc-混凝土密度。第3/14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(cè)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=0.22X25X5X 1.0X 1.15X 31/2=54.8KN/m2取 P=5

9、4.8KN/m22 .動載振搗混凝土時產(chǎn)生的荷載取4KN/m2,傾倒混凝土產(chǎn)生的荷載2KN/m2。3 .側(cè)模承載組合F=1.2P恒+1.4 P活=1.2X54.8+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(nèi)楞(加強筋)采用 6 =12,間距為800mm,橫向內(nèi)楞用角鋼 75*50*6、間距為250mm,面板采用6 =12mm,板與板之間采用6 =12mm的邊筋，螺 栓連接。co=Kco*ql4/Bc , B c=Eh3/12(1-V)式中：Keo-計算系數(shù)，lx/ly=1.0，查表 Keo =0.00406q-模板上作用的均布荷載，計算得q=74.

10、16 KN/m2E-鋼板的彈性模量，查得 E=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： 3B c=Eh /12(1-V)=43.2=K*ql4/ p c=1mm< 滿足要求5 .模板的強度驗算第4/14頁 m max=Mmax/ 0 6 一 ，/.2Mmax=K ql2=1/6*bh2式中：Mmax-板中心的最大彎矩-板的截面模量Keo-彎矩的計算系數(shù)，查表 K 3=0.0368q-板上作用的均布荷載，計算得 q=74.16 KN/m2l-板的矩邊長，取l=0.5mb-板的計算寬度，取b=1.8mh-板的厚度，取h=1.2x1

11、0-2m按上式求得：6max=Mmax/co = 6Kwql2/ bh2=1.58X 104KN/m2 < < 6=2.1X105 KN/m2 ,滿足要求1.1.2內(nèi)楞（加強肋）驗算1 .內(nèi)楞柱的驗算根據(jù)下圖受力定性分析：豎向內(nèi)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。co=Kco*ql4/100EI式中：Keo-計算撓度系數(shù)，查表K 3=0.632q-內(nèi)楞上作用的均布荷載，計算得 q=74.16 KN/m2l-內(nèi)楞計算跨度，l=0.8mE-內(nèi)楞彈性模量，E=2.1 X 108 KN/m2I-內(nèi)楞慣性矩，I=4.33X 10-6 m4按上式計算得：=K *q

12、l4/100EI=0.632X 74.16X 0.41/100X 2.1 乂 4.33X 102=19.2/90930=0.2mm 滿足要求2 .內(nèi)楞強度計算6 max=Mmax/,Mmax=K w ql2式中：Mmax-跨中最大彎矩Keo-最大彎矩計算系數(shù)，查表 K 3=0.077q-內(nèi)楞上作用的均布荷載，計算得 q=74.16 KN/m2l-內(nèi)楞計算跨度，l=0.8m第5/14頁-內(nèi)楞截面矩，查表 =72Xl0-6m3,6 12按上式計算得：KN/m2 < <6 max=Mmax/ =K *ql2/ =0.077 X 74.16 X 0.64/72 X 10-6=5.1 義 1

13、046=2.1X105 滿足計算圖1.1.3內(nèi)楞（正梁）驗算為簡化計算按均布力計算如圖：qi I i i i I I IRaRb第6/14頁=5ql4/384EI式中：q-外楞上作用的均布荷載，計算得 q=74.16 KN/m2l-外楞計算跨度，l=1.8mE-內(nèi)楞彈性模量，E=2.1 X 108 KN/m2I-內(nèi)楞慣性矩，1=5.695 X 10-5 m4計算得：=5ql4/384EI=5X 74.16X 10.5/384X 2.1 X 108X 5.695X 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：(在頂模與邊模較接處臺車受力較

14、薄弱)恒載：P1=2.5X 0.8X1.8X 12.65=455KN,則 q1=253KN/m活載：P2=(4+2+2)X1X2=16KN,則 q2=16KN/m恒載與活載組合：P=1.2P1+1.4P2=326Kn, WJ q=326KN/m22 .面板撓度驗算根據(jù)四邊簡支板計算，豎內(nèi)楞(加強筋)采用 6 =12,間距為800mm,橫向內(nèi)楞用角鋼 75*50*6、間距為250mm,面板采用6 =12mm,板與板之間采用6 =12mm的邊筋，螺栓連接。根據(jù)：co=Kco*ql4/pc , B c=Eh3/12(1-V)式中：Keo-計算系數(shù)，lx/ly=1.0，查表 Keo =0.00406q

15、-模板上作用的均布荷載，計算得q=326KN/mE-鋼板的彈性模量，查得 E=2.1X108 KN/m2V-鋼板的泊松比，查得V=0.3h-鋼板的厚度，采用h=12X10-3m按上式求得： 3B c=Eh /12(1-V)=43.2=K*ql4/ B c=0.3mm< 滿足要求1.2.2 內(nèi)楞驗算根據(jù)結(jié)構(gòu)設計圖，內(nèi)楞受力面圖第7/14頁如圖:q=326I ； i I I 1.8按四等跨連續(xù)梁驗算內(nèi)楞撓度驗算：=K*ql 4/100EI式中：Keo-計算撓度系數(shù)，查表 K w 1=0.632, K co 2=0.967q-內(nèi)楞上作用的均布荷載，計算得 q1=253 KN/m2 , q2=1

16、6KN/m2l-內(nèi)楞計算跨度，l=0.8mE-內(nèi)楞彈性模量，E=2.1 X 108 KN/m2I-內(nèi)楞慣性矩，I=4.33X 10-6 m4,按上式計算得：=K 1*ql4/100EI+ K 2*ql4/100EI =0.632 X 253 X 0.41/100 X 2.1 X 4.33 X102+0.967X 16X 0.41/100X 2.1 X 4.33X 102=1 mm< 滿足要求1.2.3 外楞驗算為簡化計算按均布荷載，計算簡圖如圖第8/14頁q=3261.8=5ql4/384EI式中：q-外楞上作用的均布荷載，計算得 q=326KN/m2l-外楞計算跨度，l=1.8mE-內(nèi)

17、楞彈性模量，E=2.1 X 108 KN/m21- 內(nèi)楞慣性矩，I=4.33 X 10-6 m4計算得：=5ql4/384EI=5X328X 10.5/384X 2.1 乂 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+1.4P活=1.2 X (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=9

18、2/2X 35X 10-4=13.1 X 103KN/m2 < 6 y入=Lmax/i=1630/25.1=65< 入滿足要求1.4.2側(cè)模壓桿驗算混凝土側(cè)壓力（見2.1.1）,計算如下:第9/14頁1 .恒載采用內(nèi)部振搗工藝，計算公式：下式計算取較小值。P=rcH _1/2P=0.22rcto?1?2V式中：P-新澆注混凝土對模板的最大側(cè)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-混過凝土側(cè)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

19、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：P1= rcH=25X 7.64=191KNP2=0.22rcto?1?2V1/2=0.22X 25X 5X 1.0X 1.15X 3.01/2=54.8KN取 P=54.8KN2 .動載振搗混凝土時產(chǎn)生的荷載取4KN/m2,傾倒混凝土產(chǎn)生的荷載2KN/m2。3 .側(cè)模承載組合P=1.2P恒+1.4 P活=1.2X54.8+1.4X (4+2) =74.16 KN4 . 6 max=P/2A=74.16/2X26X 10

20、-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，F(xiàn)1的計算見1.2.1中P值，F(xiàn)1=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 10-2 X 9.546)=139 KN用圖乘法計算第10/14頁 max=1/EI(1/2) 乂 0.5 乂 82.65X 0,032+(1/2)X 0.375X 82.65X 0,032+(1/2)X 0.125X 27.

21、45 義 0.042+(2/3) X 0.5X0.13X 0.0585+(2/3)X0.419X0.13X0.0585+(2/3)X0.081X0.018X0.042)= 1/(2.1 X 108X345X 10-8) 乂 (1/2) X 0.5 X 82.65 X 0,032+(1/2) 乂 0.375 乂 82.65 乂 0.032+(1/2) 乂 0.125 乂 27.45 乂 0.042+(2/3) X 0.5 X0.13X 0.0585+(2/3) X 0.419X 0.13X 0.0585+(1/3)X0.081 X 0.018X 0,042)=2.38(mm)滿足要求2.6 門架

22、簡算3、橫梁：為簡化計算將其簡化圖繪制如下:F=470+86+2530=3086KN 均載 q=3086/10.5=294KN/m截面積 A= 0.25 X 0.012x2+0.776 X 0.012=0.015M2M= Md =ql 2/12N1 ; M b= Mc =-ql 2/6N1Mmax=q2/8+MB=(2+3k)/24N 1ql 2l=10.5m h=2.929m 慣性矩，I 1=48308 cm4 I 2=62376 cm4k= I2/ I 1*h/l=0.58 N 1=k+2= 2.58 ,M= Me = -2094KN.m第11/14頁Mmax=1958KN.m3(T =4

23、8x10/0.0102=4.7Mpa<(rs=235Mpa (強度足夠)最大撓度fma尸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(cè)向千斤傳遞的水平力，立柱為板焊工字鋼結(jié)構(gòu)，為簡化計算將其簡化圖繪制如下:Fi=3086/2=1543KN, F2=74.16KN,截面積 A=0.25X 0.012 X 2+0.472 X0.01=0.0107M2 2- 一 一-M=qh/4-(k+3)/6N 1-(4k+1)/N 2M=qh2/4-k/6N 1+2k/NzMC=qh2/4-k/6N 1-2k/N 2 2- 一 一-M=qh /4-(k+3)

24、/6N 1+(4k+1)/N 2k= I 2/ I 1*h/l=0.58 N1=k+2= 2.58 N 2=6k+1= 4.48q=74.16KN/mM= -1947KN.m M b=443 KN.m M(=-593 KN.m Md=1020 KN.m (r=74.16x103/0.0107=7Mpa<b s=235Mpa (強度足夠)最大撓度 f max=El 3/48EI 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

25、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#=PXS=12X106X 兀 X(160+ 2X 10-3)2=2 .4X 105N4根油缸升舉力：第12/14頁F 升X4=9. 6X 105>>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T80x10螺紋1)螺桿根據(jù)第4強度理論理論其危險截面應力(7 ca,其強度條件為(T ca=f(T 2+3 T2)1/2=(Q/A) 2+3(TZWt)21/2< 6式中：A螺桿螺紋段白危險截面積，A=Ttd12/4mm2。Wt螺桿螺紋段的抗扭截