高速公路隧道襯砌液壓臺車模板檢算

第1頁共9頁太原至佳縣高速公路(呂梁段)路基第十六合同同段高速公路隧道襯襯砌液壓臺車車模板檢算一、概要全斷面面鋼模板砼襯襯砌隧道臺車車（簡稱臺車車），是以電電動機驅(qū)動行行走機構(gòu)帶動動臺車行走，利利用液壓油缸缸和螺旋千斤斤調(diào)整模板到到位及收模的的隧道混凝土土成型的機器器。它具有成成本較低、結(jié)結(jié)構(gòu)可靠、操操作方便、襯襯砌速度快、隧隧道成型面好好等優(yōu)點，廣廣泛使用在電電站、鐵路及及公路隧道中中。臺車襯砌砌一個循環(huán)的的工作長度為為10.5米。它適合合于任何曲拱拱斷面，不管管是單線鐵路路隧道，還是是雙車道高速速公路隧道等等。二、各部件組成成臺車一一般由模板總總成、托架總總成、平移機機構(gòu)、門架總總成、主從行行走機構(gòu)、側(cè)側(cè)向液壓油缸缸、側(cè)向支承承千斤、托架架支承千斤、門門架支承千斤斤等組成。模板總成：模板板由兩塊頂模模及兩塊邊模模構(gòu)成橫斷面面，頂模于頂頂模之間通過過螺栓聯(lián)成整整體，邊模與與頂模通過鉸鉸耳軸聯(lián)接。每每節(jié)模板一般般做成1.5米寬，由多多節(jié)組合而成成，縱向由7節(jié)組合成10.5米襯砌長度度，模板之間間皆由螺栓聯(lián)聯(lián)接。模板上上開由呈品字字型排列的工工作窗，頂部部安裝有輸送送泵接口的注注漿裝置。模模板板厚為10mm，各加強筋筋采用75×6的角鋼。托架總成：托架架主要承受澆澆鑄時上部混混凝土及模板板自重，它上上承模板，下下部通過液壓壓油缸和支承承千斤傳力于于門架。托架架由兩根縱梁梁、兩根邊橫橫梁、多根中中橫梁及立柱柱組成。縱梁梁由鋼板焊接接成工字型截截面；邊橫梁梁及多根中橫橫梁由工字鋼鋼制造；立柱柱由工字鋼制制造。平移機構(gòu)：一一臺液壓臺車車，平移機構(gòu)構(gòu)前后各一套套，它支撐在在門架邊橫梁梁上。平移小小車上的液壓壓油缸（GE1600/90-3300）上與托架架縱梁相連，通通過油缸的收收縮來調(diào)整模模板的豎向定定位及脫模，其其調(diào)整行程為為200mm；而水平方方向上的油缸缸（GE1000/50-2200）用來調(diào)整整模板的襯砌砌中心與隧道道中心是否對對中，左右可可調(diào)行程為100mm。門架總成：門架架是整個臺車車的主要承重重構(gòu)件，它由由橫梁、立柱柱及縱梁通過過螺栓聯(lián)接而而成，各橫梁梁及立柱間通通過連接梁和和斜拉桿聯(lián)接接。液壓臺車車的主要構(gòu)件件由鋼板焊接接，整個門架架保證有足夠夠的強度，剛剛度和穩(wěn)定性性。門架橫梁梁由鋼板焊接接成工字型截截面；立柱同同樣由鋼板焊焊接成工字型型截面；縱梁梁采用箱型截截面焊接而成成；斜支承采采用工字鋼；；各聯(lián)接梁采采用工字鋼。主從行走機構(gòu)：：液壓臺車主主從行走機構(gòu)構(gòu)各兩套，它它們鉸接在門門架縱梁上。主主行走機構(gòu)由由Y型電動驅(qū)動動以及齒輪減減速后，再通通過兩級鏈條條減速，其行行走速度為8m/miin，行走輪直直徑為φ300mm。側(cè)向液壓油缸：：側(cè)向液壓油油缸主要是為為模板脫模，同同時起著支承承模板的作用用，側(cè)向油缸缸（GE1000/63-4400),根據(jù)襯砌長長度選用6各油缸，其其調(diào)整行程為為300mm。側(cè)向螺旋千斤：：安裝在門架架上的螺旋千千斤用來支承承、調(diào)節(jié)模板板位置，承受受灌注混凝土土?xí)r產(chǎn)生的壓壓力。托架支承千斤：：它主要為改改善澆鑄混凝凝土?xí)r托架縱縱梁的受力條條件，保證托托架的可靠和和穩(wěn)定。門架支承千斤：：它聯(lián)接在門門架縱梁下面面，臺車工作作時，它頂在在軌道面上，承承受臺車和混混凝土的質(zhì)量量，改善門架架縱梁的受力力條件，保證證臺車工作時時門架的穩(wěn)定定。三、機、夜、電電系統(tǒng)1、機械系統(tǒng)臺車行走采用兩兩套機械傳動動裝置，通過過一級齒輪減減速器和兩極極鏈條減速后后驅(qū)動臺車行行走。為實現(xiàn)現(xiàn)兩臺裝置同同步，采用兩兩臺電機同時時啟動；為滿滿足工況要求求，電機可進進行正、反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)運行。2、液壓系統(tǒng)臺車液壓系統(tǒng)采采用三位四通通手動換向閥閥進行換向，來來實現(xiàn)油缸的的伸縮。左右右側(cè)向油缸各各采用以各換換向閥控制兩兩側(cè)水平油缸缸的動作；四四個豎向油缸缸各用以各換換向閥控制其其動作；兩個個小車平移油油缸各用一個個換向閥操作作；利用雙向向液控單向閥閥對四個豎向向油缸進行鎖鎖閉，保證模模板不致下降降，采用單向向節(jié)流閥調(diào)節(jié)節(jié)油缸的運動動速度。當(dāng)換向閥處于中中位時，系統(tǒng)統(tǒng)卸荷，防止止系統(tǒng)發(fā)熱；；直回式回油油濾清器和集集成閥快簡化化了系統(tǒng)管路路。3、電器系統(tǒng)電氣系統(tǒng)主要對對油泵電機的的起停及行走走電機的正反反向運行進行行控制。行走走電機設(shè)有正正反轉(zhuǎn)控制及及過載保護。四、主要技術(shù)參參數(shù)1、一個工作循循環(huán)的理論襯襯砌長度：10.5米2、襯砌厚度（包包括超挖回填填厚度）:10000mm；3、軌距：69900mm；4、成拱半徑：：R=54880mm；5、臺車運行速速度：8m/miin;6、液壓系統(tǒng)工工作壓力：160kgg/cm2襯砌模板臺車模模板受力分析析臺車模板分頂模模、左右邊模模，由于頂模模受到混凝土土自重、施工工荷載及注漿漿口封口時的的擠壓力等荷荷載的作用，其其受力條件顯顯然比其他部部位的模板更更復(fù)雜、受力力更大、結(jié)構(gòu)構(gòu)要求更高。由由于邊模與頂頂模的結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)造一樣，邊邊模不受砼自自重，荷載較較小，因此對對其強度分析析時只考慮頂頂模。在襯砌時的混凝凝土自重及邊邊墻壓力靠模模板承受。模模板的整體強強度既有拱板板承受又有托托架及千斤支支承，足以保保證模板工作作時的絕對可可靠。臺車模板沿洞軸軸方向看是一一個圓柱殼，只只不過它是由由多個1.5米高的圓柱柱形組合而成成。通過計算算得知模板下下的托架支承承及圓弧拱板板（220mm寬，12mm厚）的剛度度是足夠的，而而頂模最危險險處應(yīng)在最頂頂部（由于灌灌注時的壓力力）。因此，其其力學(xué)模型可可取最頂部2米長度、1.5米寬的這分分模板進行受受力分析及強強度校核，其其受力簡圖如如圖一:圖一、分析部分分受力簡圖圖二、梁單單元結(jié)構(gòu)受力力簡圖該部分分荷載由兩部部分組成，一一是砼的自重重；二是注漿漿口封口時產(chǎn)產(chǎn)生的較大擠擠壓力，該值值的取值是一一個不確定的的，它與灌注注封口時的操操作有極大關(guān)關(guān)系。如果混混凝土已經(jīng)灌灌滿，而操作作人員任然由由輸送泵輸送送混凝土，由由于輸送泵的的理論出口壓壓力（36.5kkg/cm22)很大，就由由可能造成模模板的變形破破壞。由于輸輸送管的長度度及高度變化化，注漿口接接口處壓力實實際有多大，目目前沒有理論論及實驗驗證證的數(shù)據(jù)可供供參考。據(jù)此此情況，操作作者就必須及及時掌握和控控制灌輸情況況，根據(jù)操作作經(jīng)驗判定已已經(jīng)灌滿，并并及時停止輸輸送。1、分析部分的的混凝土自重重P1如圖一，分析部部分的長為2米，寬為1.5米，混凝土土厚為1m,其密度為2.45tt/m3，則混凝土土自重W=2*11.5*1**2.45==7.35((t)。這算成單單位面積荷載載P1=7..35/（2*1.5）=2.455t/m2。2、分析部分的的擠壓面荷載載P2該值取為4.77t/m2,參考自日本本歧阜工業(yè)公公司提供的參參數(shù)[1]。那么這部部分模板就受受到P1與P2的作用，兩兩部分的合力力P=P1+P2=2.455+4.7==7.15tt/m2。3、模板的彎曲曲應(yīng)力由于模板的內(nèi)表表面每隔250mm有一根加強強角鋼，因此此，我們可以以把它簡化成成每隔250mm的梁單元來來考慮。將寬寬度為250mm的模板所受受到的載荷折折算成梁上線線載荷。這是是在有限元單單元處理中常常用的方法，其其翼緣板的寬寬度取它與之之間相鄰板間間距的30%（參考[2]中97頁），即250*00.3=755mm，偏于安全全。根據(jù)上述模板所所受的面載荷荷為7.15tt/m2，那么在250mm寬，1500mmm長的面積上上所受到的荷荷載為7.15**0.25**1.5=22.68（t)，將此荷載載作用在1.5米長梁上，則則其線載荷q為2.68//1.5=11.79（t/m)。圖三、梁單元的的橫截面如果對整個模板板進行受力分分析，就必須須將整個模板板等效成梁單單元的空間框框架結(jié)構(gòu)，利利用有限元理理論，通過電電算進行有限限元分析。這這里，我們只只能一根梁進進行分析，簡簡化后的梁單單元力學(xué)模型型按簡支梁處處理，其受力力簡圖如圖二二，這是因為為兩邊有250mm高的拱板及及立柱支承。梁梁的橫截面如如圖三。為計算梁的彎曲曲應(yīng)力，必先先計算該梁橫橫截面的形心心，該截面是是由75*6的角鋼及150*110的組合截面面，根據(jù)圖示示坐標系，計計算組合截面面形心O0的X、Y坐標。根據(jù)[3]中附附1-4組合截面形形心公式計算算形心的X、Y坐標。x=∑Aixi/∑Ai，y=∑Aiyi/∑Ai查表可知角鋼775*6的橫截面面面積A=8799.7mm22，慣性矩Ix=4669500mmm4。將各值代入，則則x=（150*110*75++879.77*95.77）/（1200++879.77）==83.766mmy==(150**10*799+879..7*20..7)/(11200+8879.7))==54.344mm根據(jù)組合截面的的平行移軸公公式計算組合合截面的慣性性矩：Ix=1150*1003/12+110*1500*24.6662+4695500+8779.7*333.6422=222011550.87mmm4?？箯澖孛婺?shù)WW1=IX//（83-544.34）=768002mm3?？箯澖孛婺?shù)WW2=IX//54.344=405007mm3。簡支梁受到均布布載荷作用下下的最大彎矩矩位于跨中，其其值為：Mmaax=ql22/8=1..79*1004*1.52/8=5..03*1003(N.m)。梁的最大彎曲應(yīng)應(yīng)力σ=Mmax/W2=5.003*1033/4.05507*100-5=1244.18[MMpa]對A3鋼，[66s]=1160Mpaa,所以，梁的的強度通過。4、模板的最大大位移梁單元的最大變變形量，即模模板的最大位位移。根據(jù)公式[4]]1-1144中對應(yīng)的受受均布載荷簡簡支梁的位移移公式：fmmax=5qql4/384EEI式中，E-彈性性模量，E=2.11*105MPa;II-截面的慣性性矩，I=2.22*10-66m4;qq-梁受到的均均布載荷，q=1.667*1044N；LL-梁的長度，l=1.55m；將各值代入上式式：fmmax=5**1.67**104*1