城东隧道二衬台车实施方案

1、目录 工程概况 2 台车概况 2 台车主要结构 3 行走系统 3 门架系统 3 整体钢模面板 3 液压系统 3 电气系统 3 加固系统 4 台车安装 4 安装地点选择 4 平整场地，铺设轨道 4 安装行走轮架总成 4 安装底纵梁 4 安装门架 4 安装锁梁、剪刀撑 4 安装台梁 5 安装吊梁立柱、顶模板 5 安装边模 5 安装液压及电器系统 5 安装附件及验收 5 台车受力验算 5 计算依据 5 计算条件 5 面板校核 5 面板槽钢校核 7 模板总成强度刚度校核： 8 门架强度校核 10 结论 12 城东隧道衬砌台车设计实施方案 1. 工程概况 城东隧道位于 周宁县 城东，采用单 向双洞 布置

2、，其中左 线隧道 起讫桩号为 ZK65+764 ZK66+435长度672米；右线隧道起讫桩号为 YK65+760- YK66+425长度 665米。最大埋深 106米。隧道采用单向坡，左线纵坡 0.5%/970.92，右线纵坡 0.5%/900。 隧道采用小净距设计，进口线间距 11.5m,出口线间距12.3m,净空为：11.5 x 5m 左线进口曲线半径R=589.06m右线进口曲线半径R=550m洞门均为削竹式。 隧道围岩等级以U级围岩为主，具体围岩等级划分如下：洞门40米，明洞33米, V级围岩77米，W级围岩82米，川级围岩195米，U级围岩910米。 2. 台车概况 台车长度的确定

3、 根据计算得最小半径（550m圆曲线与9.975m直线弧弦距（矢距）H=22mm考虑 到台车净空尺寸放大5cm,现场采用9.975m长二衬台车能够满足设计及施工要求。 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 体方案见附图城东隧道台车方案设计图 ；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 L= 9975mm 门架内净空高度 4423mm-4669mm 台车轨距 B=8100mm 行走速度 6-8m/min 爬坡能力 5%。 电源 3/1=380V/220V 总功率 2

4、0.5Kw 行走电机 7.5KW*2=15KW油泵电机 7.5KW 液压系统压力Pmax=16MPa 油缸技术参数： 顶升油缸工作行程S400 边模油缸工作行程S300 平移油缸工作行程S200 3. 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。 3.1. 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。 3.2. 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

5、柱连接梁， 剪力架等部件组成。架体面板厚 14mm腹板厚12mm能够保证足够强度。台车下考虑 车辆通行，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。 3.3. 整体钢模面板 单块模板宽度为2.0m,为保证模板有足够的强度，面板采用12mm同时采用槽钢 加强，间距280mm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

6、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。 3.4. 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。 3.5. 电气系统 主要由液压电机、行走电机、振动器、照明等组成。 3.6. 加固系统 台车定位好之后，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。 4. 台车安装 4

7、.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ZK65+740-ZK65+760段，右线 YK65+74O-YK65+760段做为台车拼装地段。采用洞外安装方式进行拼装。 4.2. 平整场地，铺设轨道 由于拼装台车地段属于水田软土，台车拼装前先进行软土地基处理，按设计要求清 除淤泥，换填隧道洞渣，按公路路基施工技术规范要求，分层填筑、碾压、整平， 使场地尽量平坦，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v 5mm中心线尽量与隧道中心线重合，其误差 v 15mm轨道枕木间距按30cm控制，并用道钉固牢，钢轨采用 43k

8、g/m重轨。 4.3. 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。 4.4. 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。 4.5. 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。 4.6. 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各空间所设的剪刀 撑。利用垂球或眼观的方

9、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。 4.7. 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。 4.8. 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。 4.9. 安装边模 顶模经检查无误后可以安装边模，安装边模时要对称安装，以防侧

10、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。 4.10. 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。 4.11. 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。 5. 台车受力验算 5.1. 计算依据 城东隧道

11、台车长度为9.975m,模板面板厚度为12mm门架面板14mn,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。 5.2. 计算条件 按每小时浇灌2m高度的速度，每平方米承受5T载荷的条件计算。 5.3. 面板校核 每块模板宽1995mm纵向加强槽钢间隔280mm - 5 - 计算单元图： q -9 - 280尸 其中：q砼对面板的均布载荷：q =0.5Kgf/cm2 强度校核模型 根据实际结构，面板计算模型为四边固定模型 根据公式: max q二 12.5kgf/m? (b)2q 其中：a比例

12、系数。当a/b=199.5/28=7 a取0.6 t面板厚 t=1.2cm b槽钢间隔宽度b=28cm (T max中心点最大应力 得 c max=0.6x(28/1.2F2x0.5161Kgf/cm2 c =1300Kgf/cm2 (合格) 刚度校核 见强度校核模型 根据公式: m ax (f)4ft 式中：B比例系数。由 a/b=199.5/28=7 B取0.0378 E弹性模量 A3钢板E=1.96x106 kgf/cm2 3 max中点法向最大位移。 得：3 max=0.0032cm 中点法向位移3 max=0.0032cm0.035cm （合格） 注：a、B取值详见机械设计手册第一卷

13、相关参数。 54面板槽钢校核 计算单元 踽5 强度校核 计算模型 根据实际结构，槽钢计算模型为两端固定 q=12.5kgf/m2 H I I I I I I I11 1 强度校核 qd 12 x=L ，最大弯矩在两端处 Mmax 12.5 199 .52 12=41458.6 kgfcm M忆 公式：24 x=L/2 ，槽钢中点弯矩 2 -12.5 199.5 M 得：24=20729.3kgfcm 由 W如图： 48（B） W BA bh3 根据公式：6H =74.2 cm3 M max 所以两端 3 max= W =558kgf/cm21300kgf/cm2 中点： W =279kgf/c

14、m21300kgf/cm2（合格） 刚度校核。 见强度校核模型。 ql4 ymax 公式：384EI 梁（中点挠度） I BH3 bh3 12=415cm4 4 12.5 199.5 imax 得 384 1.96 10415=4.1cm 中点位移：ymax=4.1mm（合格） 模板总成强度刚度校核： 强度校核 计算单元： q=75kgf/cmA2 计算模型: M 公式：12 ； W -75 139.82 M - 12=122150kgfcm Z WZiWz2 根据公式： ey1 ；ey2 BH3 bh3 199 .528 .03 197 .1 26 .83 Iz 12 = 12 =48789

15、.9cm4 aH2 bd2 2.4 28.02 197.1 1.22 y1 2(aH bd) 2(2.4 28.0 197.1 1.2) =3.56cm e H ey1 y2y1=28.0-3.56=24.44cm 得: Wz1 48789.9 3.56= i3705m3 Wz2 48789.9 24.44 =i996cm3 -10 - 故：面板端应力：c 1=8.9kgf/cm21300 kgf/cm2 腹板端力：c 2=61.19kgf/cm21300kgf/cm2 由于实际应力小于许用应力。故不用再校核刚度。 门架强度校核 计算单元： 5U73J673 rn.-n F1=0.5x0.5x1995（模板长）x240（有效受力高度）/5（门架）=23940kgf 12 - 计算模型： 门架中A截面（正中间）最为薄弱。故只校核 A截面抗弯能力。 公式: W Bh3 bh3 30 973 28.8 94.23 =5681cm3 6H =6 97