二衬台车施工专项方案介绍

广东省江门至罗定高速公路第十二合同段广东省江门至罗定高速公路第十二合同段 二衬台车专项二衬台车专项 施工方案施工方案 中铁十一局集团有限公司中铁十一局集团有限公司 江门至罗定高速公路第十二合同段项目经理部江门至罗定高速公路第十二合同段项目经理部 二二一三年十二月一三年十二月 目录目录 一、工程概况.1 二、台车概况.1 三、各部件组成.3 四、机、液、电系统.4 五、安装.5 六、就位.5 七、灌注.6 八、护养、脱模.6 九、台车受力分析.6 十、主门架受力分析.10 江罗高速公路第十二合同段 二衬台车施工专项方案 1 隧道台车专项方案隧道台车专项方案 一、一、工程概况工程概况 第 12 标段地处广东省云浮市云安县，起止里程 RK102+660RK111+750，正线长度 9.09km，为双向 6 车道高速公路，隧道 4335m/2 座，其中特长隧道 3191.5m/1 座，长隧道 1143.5m/1 座。 二、台车概况二、台车概况 根据隧道设计衬砌断面和施工具体要求，以及根据我部二衬混凝土施工方法（拱墙一 体，无单独施工矮边墙） ，制定具体的台车方案如下图，台车共四台，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，机械丝杆固定。 主要技术参数 1、一个工作循环的理论衬砌长度： 12 米； 2、衬砌厚度（包括超挖回填厚度）：1000mm； 3、轨距：10400 mm； 4、成拱半径：R18450mm，R25350mm，R31750mm； 5、台车进行速度：8m/min； 6、液压系统工作压力：160Kg/cm2； 7、衬砌上升速度：1.50 米/小时； 8、钢轨采用 43Kg/m 重轨。 9、模板采用 12mm 钢板 10、每台台车重量 130 吨； 台车结构尺寸图（一） 江罗高速公路第十二合同段 二衬台车施工专项方案 2 台车侧视图（一） 台车结构尺寸图（二） 江罗高速公路第十二合同段 二衬台车施工专项方案 3 台车侧视图（二） 台车工作窗口平面图 三、各部件组成三、各部件组成 台车一般由模板总成、托架总成、平移机构、门架总成、主从行走机构、侧向液压油缸、 侧向支承千斤、托架支承千斤、门架支承千斤等组成。 模板组成：模板由 16 块顶模、16 块侧模以及 16 块小边模构成横断面，顶模与顶模之 间通过螺栓联成整体，侧模与顶模、侧模与小边模通过铰耳轴联接。每节模板做成 1.5 米宽， 由多节组合而成，模板之间皆由螺栓联接。 模板上开有呈品字型排列的工作窗，共 32 个，每个窗口尺寸为 50cm*50cm，窗口纵向 江罗高速公路第十二合同段 二衬台车施工专项方案 4 间距为 2.5m，顶部安装有与输送泵 125 接口的注浆装置。 （详见台车工作窗口平面图） 托架总成：托架主要承受浇铸时上部混凝土及模板的自重，它上承模板，下部通过液压 油缸和支承千斤传力于门架。托架由两根纵梁、两根边横梁、多根中横梁及立柱组成。纵梁 由钢板焊接成工字形截面；边横梁及多根中横梁由工字钢制造；立柱由工字钢制造。 平移机构：一台液压台车，平移机构前后各一套，它支承在门架边横梁上。平移小车上 的液压油缸（GE160/90300）上与托架纵梁相连，通过油缸的收缩来调整模板的竖向定位 及脱模，其调整行程为 300mm；而水平方向上的油缸（GE90/50200）用来调整模板的衬砌 中心与隧道中心是否对中，左右可调行程为 100mm。 门架总成：门架是整个台车的主要承重构件，它由横梁、立柱及纵梁通过螺栓联接而成， 各横梁及立柱间通过联接梁及斜拉杆联接。液压台车的主要结构由钢板焊接，整个门架保证 有足够的强度，刚度和稳定性。门架横梁由钢板焊接成 I 或字形截面；立柱同样由工字钢 焊接成 I 或字形截面；纵梁采用钢板焊接而成；斜支承采用工字钢或槽钢；各联接梁采用 槽钢、工字钢或角钢。 主从行走机构：液压台车主从行走机构各两套，它们铰接在门架纵梁上。主行走机构由 Y 型电机驱动一级齿轮减速后，再通过两级链条减速，其行走速度为 8m/min，行走轮直径为 350mm; 侧向液压油缸：侧向液压油缸主要是为边模板脱模，同时起着支承模板的作用，侧向油 缸（GE100/63400） ，根据衬砌长度选用 4 个油缸，其调整行程为 250mm。 侧向螺旋千斤：安装在门架上的螺旋千斤用来支承、调节模板位置，承受灌注混凝土时 产生的压力。螺杆直径为 65mm，其调整行程为 250mm。考虑此台车的特别性螺杆为单螺杆。 托架支承千斤：它主要为改善浇注混凝土时托架纵梁的受力条件，保证托架的可靠和稳 定。螺杆直径为 65mm，其调整行程为 150mm。 门架支承千斤：它联接在门架纵梁下面，台车工作时，它顶在轨道面上，承受台车和混 凝土的重量，改善门架纵梁的受力条件，保证台车工作时门架的稳定。螺杆直径为 65mm， 其调整行程为 200mm。 四、机、液、电系统四、机、液、电系统 1、机械系统 台车行走采用两套机械传动装置，通过一级齿轮减速器和两级链条减速后驱动台车行走。 为实现两套驱动装置同步，采用两台电机同时起动；为满足工况要求，电机可进行正、反转 运行。 2、液压系统 台车液压系统采用三位四通手动换向阀进行换向，来实现油缸的伸缩。左右侧向油缸各 采用一个换向阀控制两侧水平油缸的动作；四个竖向油缸各用一个换向阀控制其动作；两个 江罗高速公路第十二合同段 二衬台车施工专项方案 5 小车平移油缸各用一个换向阀操作；利用双向液控单向阀对四个竖向油缸进行锁闭，保证模 板不致下降，采用单向节流阀调节油缸的运动速度。 当换向阀处于中位时，系统卸荷，防止系统发热；直回式回油滤清器和集成阀块简化了 系统管路。 3、电气系统 电气系统主要对油泵电机的起停及行走电机的正反向运行进行控制。行走电机没有正反 转控制及过载保护。 五、安装五、安装 1台车安装在洞外安装，吊装前应选择便于进洞的安装地段，安装完后台车轴线与隧 道轴线夹角应不大于 5 度。 2铺设轨道：枕木和钢轨必须合乎要求，铺设后轨距误差控制在10mm 以内；轨道与 枕木必须用道钉固定，防止台车行走时发生危险；枕木间距不得大于 70，以免钢轨被压 断。 3吊装：根据场地条件选择适当吨位的吊车，主件吊装用钢丝绳不小于 16。按先后 顺序组装台车，组装中必须注意安全。 4安装质量的要求：因台车在出厂前已进行过厂内拼装、调试，故在现场应顺利组装。 模板外表面尽量避免使用气割和电焊的方法影响质量，确有因运输变形的情况应尽量校正， 具体要求如下： 1.全车所有螺栓必须齐全，且拧紧。 2.所有模型板拱板连接处的定位销窗口处的铰销、定位销必须全部存在、并打紧，防止 在使用中产生错台。 3.所有螺旋千斤顶必须在螺纹部分涂黄油，保证旋转自由。 4.电气系统安装必须是专业电工进行操作，确保安全操作。 5.液压系统试车后，要确保所有油缸动作自如，所有接头处无漏洞现象。 6.在安装丝杠时，要保证纵向同一排丝杠转向一致，以免操作时出现互锁现象。 六、就位六、就位 1安装试车合格后，在确保台车上下、左右无障碍物的情况下，启动行走电机，操 作台车前行至待衬砌里程，前后反复动作几次，使台车结构放松，停在正确衬砌位置，关闭 行走电机，并在行走轮处打好木楔或使用阻车器，防止溜车或衬砌中骨架受偏力产生位移， 引起跑、爆模。 2旋紧底梁下的螺旋支腿，应确保底板落在坚实的基础上。 3、在拆掉所有边模支承丝杠一端铰销的情况下，启动液压油泵，操纵升降油缸上升至 设计拱顶标高，锁紧举升油缸上的机械锁紧螺母；操纵调心油缸，使台车中线对正隧道中线， 江罗高速公路第十二合同段 二衬台车施工专项方案 6 旋下台梁下支腿并拧紧；操纵边模油缸使边模伸出至设计尺寸。若油缸动作不同步，可采用 锁紧靠近一个油缸的丝杠，继续动作操作阀使同排其他油缸继续伸出。微量调节时可用丝杠。 边模达到设计尺寸后，连接好所有边模杠并确保旋紧。 4台车就位结束后，必须关掉液压油泵电源，以免误动阀组操作手柄，使台车结构变 形或损坏液压缸。 5在模型板外表面涂脱模剂。 6安装堵头板，并加设必要的支撑。 7 此台车受断控制施工衬砌时门架内一定要 6 道内衬，内衬力约 350 公斤每根.边模底 用边墙钢筋拉死。以防边模爆模。 七、灌注七、灌注 1灌注起始，应从距离基础上约 1.52m 处的作业窗开始灌注，并注意倒换灌注位置， 防止局部受力过大引起变形，灌注过程中，严格控制左右高差不大于 80。严禁由拱顶直 接浇注。 2开始灌注混凝土的速度应不大于衬砌上升速度。 3当灌注至拱肩处时，应设专人在拱部端头处观察排气口，以防灌满后过度泵送压坏 模型板。 4.灌注过程中，采用捣固棒捣固即可，若需在模型板内侧安装使用平板式振动器，应事 先增加辅助支撑，且以高频振动为宜，每次振动时间不超过 60 秒。 八、护养、脱模八、护养、脱模 灌注结束后，养护到规定时间，即可准备脱模。 1.拆除堵头板和支承。 2.启动液压油泵，操纵边模油缸微量外伸，使丝杠松动。拆除边模所有丝杠后，操纵边 模油缸，使边模板收回，脱离成型表面。 3.操纵举升油缸微量上升后，松开锁紧螺母和台梁下的螺旋支腿，反向推动举升油缸控 制手柄，使举升油缸受模板自重下降，拱模脱离成型表面。 4.旋起底梁下螺旋支腿，取掉行走轮处的木楔或阻车器，操纵台车前行，至下一衬砌位 置。 5.台车模板与已衬砌表面搭接时，搭接长度不大于 100mm。以免搭接过长造成错台。 九、台车受力分析九、台车受力分析 1、侧压力的确定（侧压力只与浇注混凝土高度有关，与厚度无关） 。 根据建筑手册中“现浇砼结构模板的设计”可知侧压力公式为： F=0.22rct012V1/2 F新浇筑砼对模板的最大侧压力（KN/M2） 江罗高速公路第十二合同段 二衬台车施工专项方案 7 rc混凝土的重力密度（KN/M3） t0新浇筑混凝土的初时间（h） ，可按实测确定，当缺乏试验资料时，可采用 t0=200/（T+15）计算（T 为混凝土的温度 oC） V混凝土的浇筑速度（m/h） 1外加剂影响修正参数，不掺外加剂时取 1.0，掺具有缓凝作用的外加剂时取 1.2 2混凝土坍落度影响修正参数，当坍落度小于 30mm 时取 0.85,5090mm 时取 1.0, 110150mm 时取 1.15 （1） 、各参数的确定： rc 取 24KN/ M3 t0=200/(T+15) =200/(25+15) =5 V 的确定 施工时采用混凝土输送泵浇注，输送泵排量为 2530m3/h，取最大值 30m3/h，浇注混 凝土平均厚度取 1.0m，混凝土长度去台车长度 12m，两边平衡浇注，考虑到浇注时，换 管与时间耽误，取修正系数 0.75，故： 0.75x30m/h=(1.0 x12xV)x2 V=1.125m/h 1 取 1.0 2 取 1.15 （2） 、侧压力计算： F=0.22x24x5x1.125x1x1.15 =32.20 KN/M 由于本台车使用时设计混凝土厚度为 450mm600mm，而本次验算选取混凝土厚度为 1000mm，考虑到震动荷载等相对应侧压力来说要小，所以直接考虑到 2.0 的安全系数，不再 考虑荷载组合。 2、边模的强度验算 （1） 、模板强度验算 面板厚度 12mm，间距 250 布置 80#角钢，将侧压力视为均布载荷，取面板与角钢组成的 截面来计算： 均布载荷：q=F x 0.25/1000 =2 x 32.2x0.25/1000 =16.1N/mm 江罗高速公路第十二合同段 二衬台车施工专项方案 8 弯 矩： M=ql/8 =16.1x1500/8 =452.8x104 Nmm 模板截面模量： H bhBH W 6 33 =30.526 x 103 mm3 设计应力： =M/W =452.8x104/(30.526x10) =148.4N/mmfm=215N/mm 设计应力仅为需用应力的 70%，模板强度合符要求。 注：fm 为模板设计许用应力规范值。 (2)刚度校核 公式：（中点挠度） EI ql y 384 4 max =108.87cm4 H bhBH W 12 33 得=0.067cm 87.1081096 . 1 384 150 5 . 12 6 4 max y 中点位移 ymax=0.67mm。合格。 （2） 、弧板强度验算： 弧板截面模量 W=1/6(14 x 250) =125 x 103mm 为了计算方便，将弧板按直板计算： 均布载荷： q=(Fx1500/1000) =2 x 32.2 x 1500/1000 =96.6N/mm 弯 矩： M=ql/8 =96.6x1800/8 =40 x106Nmm 设计应力： =M/W =40 x106/(2x125x103) =156N/mmfm=215N/mm (注：弯矩由 2 块弧板承担) 设计应力仅为许用应力的 70%，弧板强度合符要求。 （3） 、弧板联接梁的强度验算： 弧板联接梁为18#组焊 江罗高速公路第十二合同段 二衬台车施工专项方案 9 截面模量： W=137x103 x2 =274x103 mm 均布载荷： q=Fx1500/1000 =2 x 32.2x1800/1000 =156N/mm 弯 矩： M=ql/8 =156x1800/8 =47x106 Nmm 设计应力： =M/W =47x106/(274x103) =176N/mmF.千斤顶满足稳定性要求。 3、上拱板的强度验算 上拱板与横梁联接成为一个穹形钢体，承受的正压力远大于侧向压力 故只需对上模板受正压力进行强度验算。 模板每平方米上所受正压力，即混凝土的自重，衬砌厚度按 1.0