台车设计方案

目录

一、设计概况 (1)

二、设计资料 (1)

三、台车结构设计 (9)

四、机械传动结构设计 (12)

五、液压传动机械设计 (14)

古交兴能电厂至太原供热主管线及中继能源站工程隧道主体工程第三标段衬砌台车设计方案

一、设计概况

衬砌台车的制作和安装需执行《隧道衬砌模板台车设计制造标准规范》、《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）、《公路隧道设计规范》（JTJ042-99）中的相关要求。

衬砌台车设计成边墙顶拱整体浇筑的自行式台车形式；最下部横梁距离底板地面净高不低于4.47m,满足施工设备通行要求。

衬砌台车的结构设计要确保在重复使用过程中结构稳定，刚度满足要求。模板最大变形值不超过3mm。

衬砌台车设计长度为12m台车。

衬砌台车设计时，承载混凝土厚度按0.8m设计校核（标准衬砌厚度一般位置为0.4m，超厚段1.5厚米另加支撑满足施工要求）。

衬砌台车面板伸缩系统采用液压传力杆，台车就位后采用丝杆承载。

侧模和顶模两侧设置窗口，以便进人和泵管下料。

衬砌台车两端及其它操作位置需设置操作平台和行人通道，平台和通道均应满足安全要求。

二、设计资料

1、衬砌台车设计控制尺寸衬砌台车外形控制尺寸，依据隧道设计断面图、施工技术要求确定。见总图《正视图》。

2、设计衬砌厚度该隧道一般位置衬砌厚度0.4m，衬砌台车设

计时，承载混凝土厚度按0.8m设计校核。（超挖至1.5米另加辅助设施）

3、衬砌台车下通行控制尺寸横梁距离地面高度不低于4.2m。

A）台车轨距台车轨距设计为7m。

B)洞内零星材料起吊重量起吊重量一般不超过2吨。

C)浇筑段长度每循环浇筑段长12m。

4、衬砌台车设计方案

衬砌台车的设计如图所示，见《正视图》。该台车特点：采用全液压立收模；电机驱动行走；横向调节位移也采用液压油缸。结构合理，效果良好。

5、钢模板设计控制数据

（1）、模板：控制数据(见下表)

（2）、台车结构台车立柱横向中心距为7m，净空高 4.47m、宽10960m。

（3）、台车机械设备控制数据(见下表)

6、钢模板设计

钢模板的作用是保持隧道衬砌混凝土浇筑的外形及承担混凝土浇筑载荷。钢模板主要由面板、弧形板、支撑角钢、立筋板、活动铰构成。

（1）设计假定：面板弧形板按照双铰耳设计，最大正负弯矩区采用加强措施；面板按四边支撑计算。

（2）荷载及其组合：顶拱钢模面板的计算荷载包括设计衬砌混凝土浇筑荷载、允许超挖及局部过大超挖部分的混凝土浇筑荷载和面板的自重等。

q=q0+ q1+ q2+ q3 式中 q—面板计算载荷，kgf/m2

q0—面板自重，按照初选面板厚度计算；

q1—设计衬砌混凝土荷载，q1=γh

γ—钢筋混凝土容重，可采用2600kgf/ m3

h—设计台车衬砌厚度取1.2m；

q2—允许超挖部分的混凝土载荷，其值为2080kgf/ m2(取0.8m) q3—局部过大超挖部分回填的混凝土荷载（不包括允许超挖部分），为0.8m。

q4—与q3相同，仅加载部位有异；

q5—混凝土侧压力。

q 5=γ R， + C

R，采用0.75m；

C—混凝土入仓对模板的冲击力，设计中采用0.2tf/m2。

（3）台车面板设计

1）面板支撑情况：四边支撑板： a=26㎝，b=75㎝；

2）面板厚度确定见下表：

钢模板面板采用12mm厚的钢板。

（4）、弧板及内部支撑设计：弧板采用A3δ14钢板,宽度300mm，加强筋采用钢板及10#的槽钢，中心间距280mm。

1）内力计算：参照双铰等截面直墙圆拱钢架梁内力公式计算。

计算结果见下表（该表内力均以1m计）

2）弧板及内部支撑截面选择（参照相关公式）。（见下表）

M=q，l2/8 σ=M/W X≤[σ] f max = 5q，l4/384EI X≤l/250 q，—作用在支撑角钢上的线载荷， q， =qa=2.25（t/m）

l—支撑角钢的计算跨度1.5m；

a—支撑角钢间距，为260mm；

W X、I X——分别为对x轴的截面抵抗矩及截面惯性矩，计算截面包括

支撑角钢每侧宽15σ的面板面积；

梁单元的最大变形量，即模板的最大位移：

f max=5*2.25*104*1.54/（384*2.1*1011*3.02*10-6）=0.0023m=2.3mm

通过上述的分析计算可知，整个模板的强度刚度是足够的。

下面的内力也满足要求。

3）弧板及内部支撑(θ=90°)截面处变形计算（参照相关公式）。

（见下表）

4）、活动铰耳设计：顶部模板活动铰耳在截面76.8°。从内力计算表中可知活动铰耳一般都在正弯矩区，仅设计区II处于负弯矩区，而绝对值较正弯矩区小，所以活动铰耳设计采用该截面之最大内力进行。活动铰耳承担该截面的剪力及由弯矩所产生的剪力，弧板与弧板之间用螺栓连接，螺栓主要承受剪力根据相关公式计算所得：M=105162kgf.cm N=7680kgf Q=7405kgf

三、台车结构设计

1、台车主架体设计台车主架体结构按照等截面双铰多层钢架进行内力计算。根据运输条件、吊装力量和方便加工制造等因素，将主架体分为：底梁、立柱、门架横梁、门架斜支撑、门架纵梁、横梁直支撑、横梁直支撑斜拉杆、立柱斜拉杆等。按近似的框架结构简支梁进行计算。（参照台车〈正视图〉）

P1= K1/nG