台车设计计算书

台车设计计算书

(一)工程概况及其对钢模版台车设计要求

1.钢模台车的制作和安装需执行GB50204-92《混凝土结构工程施工及验收规范》中相关要求。

2.钢模台车设计成边墙顶拱整体浇筑的自行式台车形势，并满足施工设备的通行要求，最下部横梁的距离底板砼面净高不低于4m。

3.钢模台车的支撑系统尽量设计成一种高度可叠加的模块式结构使之能适应宽度为12m，高度为8～10m衬砌洞室要求。

4.钢模板台车的结构设计必须要有准确的计算，确保在重复使用过程中结构稳定，刚度满足要求。对模板变形同样要有准确的计算，最大变形值不能超过2mm，且控制在弹性变形范围内。

5.模台车的设计长度为6m，满足圆弧段的混凝土衬砌要求。

6.一般位置衬砌厚度为0.35～1m，钢模台车设计时，承载混凝土按1.0m，设计按2.0m校核。

7.模台车面板伸缩系统采用液压传力杆，台车就为后按丝杆承载，不采用行走轮承载。

8.为避免顶拱浇筑产生空洞，顶模需设置2～3个封拱器。

9.模和顶模两侧设计窗口，以便进入和泵管下料。

10.模板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。

11.控制尺寸钢模台车外形控制尺寸，依据设计断面和其他相关施工要求和技术要求确定。（见正视图）。

12.该隧道一般位置衬砌厚度0.4～0.5m，钢模台车设计时，承载混凝土厚度按1.0m设计，按照2.0校核。

13.下通行的施工机械控制尺寸最高高度不低于4m。

A)台车轨距 2.8m

B)浇筑段长度浇筑段长度 6m

14.模台车的设计方案

钢模台车的设计方案如图所示（正视图）。该台车的特点：完全采用液压式收模；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。

台车正视图

15.板设计控制数据

1、模板：控制数据（见下表）

3、台车机械设备控制数据（见下表）

钢模板的作用是保持隧洞衬砌混凝土的浇筑的体型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。

A) 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；面板按四边支撑或三边支撑计算一边自由板计算。

B) 载荷及组合：顶拱钢模面板的计算载荷包括设计衬砌衬砌混凝土浇

筑荷载、允许超挖及局部超挖部分的混凝土浇筑载荷和面板的自重等。

0123q q q q q =+++式中q ——面板计算载荷2

kgf

m

0q

1q ——设计衬砌混凝土载荷，1q h γ= γ——混凝土的容重，可采用32500/kgf m h ——设计衬砌的厚度，已知为1m

2q ——允许超挖部分的混凝土载荷，其值为5002/kgf m （按允许0.2～0.3m 计）

3q ——局部过大超挖部分回填的混凝土载荷（不包括允许超挖部分）

为1.5m

4q ——含义同，仅加载部位有异 5q ——混凝土侧压力

R----内部插入振捣器影响半径，采用0.75m ； C---混凝土入仓对模板的冲击力，目前采用0.22/tf m C ）台车面板设计

3.1面板支撑情况：四边支撑板：a=20cm ，b=150cm 3.2面板厚度见下表

4、 弧板及内部支撑设计：弧板采用312A δ钢板，宽度为200mm ，加

强筋为75Χ75Χ6的角钢，中心距为260mm 。

4.1内力计算：参照双铰等截面直墙圆拱钢架梁内力计算公式，计算结果见下表（该表内力均以1m 计）

2q l M =，/8

q ，——作用在支撑角钢上的线载荷，q ，=qa （t/m ） L ——支撑角钢的计算跨度1.5m ； a ——支撑角钢间距，为280mm

,X X W I ——分别为对X 轴的截面抵抗矩及截面性矩，计算截面包括

支撑角钢每侧宽15σ的面板面积。

由于梁单元的最大变形量，即模板的最大位移：通过上述分析计算可知，整个模板的强度是足够的。

下面的内力也满足要求。

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下表。

活动铰耳设计：顶部模板活动铰耳仔截面00

+。从内力计算

4017

表中可知活动铰耳一般在正弯矩区，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界面之最大力进行。活动铰耳承

担该截面的剪力及由弯矩所产生的剪力，弧板和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

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）›

简单、受力杆件按照简支梁记性计算：顶拱托架主要有顶纵梁、台梁、小

立柱、小立柱拉杆等组成结构紧凑、受力效果好，按照框架结构简支梁进

行计算。

（四）机械传动结构设计

1、垂直升降机械 垂直升降机械起固定支撑作用的采用螺杆式千斤顶，螺杆和丝母均采用梯形螺纹。起重螺杆的设计主要是对螺杆的直径确定，其次是对螺杆的自锁性及稳定性进行验算。根据工地使用特点，要求其中螺杆具有较大的刚度。

螺杆直径按压缩扭转和弯曲的复合应力来确定： F=21d /4π c tg s /d απ= f=tg ρ

螺杆螺母间的摩擦角ρ大于螺纹的升角α，可以保证自锁。根据台车自重及其他外力合计确定本台车所选用的丝杆直径为75mm ，丝母的直径为110，螺纹型号为Tr10Χ030。

2、水平支撑机械 水平支撑机械采用双头螺杆，它主要完成侧向模板的就位和固定支撑，也可以作为钢模板的横向细微调节使用。水平支撑螺杆在立模衬砌时压力较大。水平支撑机构螺杆的螺纹内径d 按照下列公式进行计算在：

根据台车侧向收模力估算及其他外力合计确定本台车所选用的丝杆直径为65mm ，丝母直径为90，螺纹型号为Tr10Χ030。

3、行走装置设计 采用电机带动摆线针轮减速机和开式齿轮传动，带动主动轮，电动机与减速机直联式。

驱动计算中，因为钢模板台车在隧道洞中运行，可以不计风阻力；考虑到轨道铺设不平，洞内运行条件差，其驱动功率应适当加大；隧道的纵向坡度影响较大，必须详细计算驱动功率。

G ——台车的自重， μ——摩擦系数

α——纵向坡度计算所得的角度，坡度按照最大计算。 选用2台5.5kw 电动机、减速器同时驱动，采用制动器制动，速度控制在8m/min 。