-564-第二十四章豎井滑模及鋼模襯砌臺車專項設計方案24.1液壓臺車技術說明24.1.1概要本標段砼襯砌采用全斷面鋼模板砼襯砌隧道臺車，采用電機驅動行走機構帶動臺車行走，利用液壓油缸和螺旋千斤調整模板到位及收模的隧道混凝土成型的機器。它具有成本較低、結構可靠、操作方便、襯砌速度快、隧道成型面好等優(yōu)點，廣泛使用在電站、鐵路及公路隧道中。24.1.2各部件組成臺車由模板總成、托架總成、平移機構、門架總成、主從行走機構、側向液壓油缸、側向支承千斤、托架千斤、門架千斤等組成?？倛D示意見圖24-1-1、圖24-1-2。圖24-1-1圖24-1-2（1）模板總成:模板由四塊頂模、四塊邊模構成橫斷面，頂模與邊模通過鉸耳軸聯(lián)接。每節(jié)模板做成2米寬，環(huán)向由8節(jié)組合而成，縱向由5節(jié)組合成10米襯砌長度，外加100mm搭接，模板縱向之間皆由螺栓聯(lián)接。頂部安裝有與輸送泵接口的注漿裝置，模板板厚為10mm。由于模板頂部受力較大，為保證模板的強度及局部不致變形，在2米寬的模板中部增加了弧形拱板。（2）托架總成:托架主要承受澆鑄時上部混凝土及模板的自重，它上承模板，下部通過平移小車傳力于門架。托架由兩根縱梁、兩根邊橫梁、多根中橫梁及立柱組成。（3）平移機構:平移機構前后各一套，它支承在門架邊橫梁上。平移小車上的液壓油缸（GE180/100-300）上與托架縱梁相連，通過油缸的收縮來調整模板的豎向定位及脫模，其調整行程為200mm；水平方向上的油缸（GE100/63-250）用來調整模板的襯砌中心與隧道中心是否對中，左右可調行程為125mm。（4）門架總成:門架由橫梁、立柱及縱梁通過螺栓聯(lián)接而成，各橫梁及立柱間通過聯(lián)接梁及斜拉桿聯(lián)接。整個門架保證有足夠的強度，剛度和穩(wěn)定性。液壓臺車的主要結構件由鋼板焊接。門架橫梁、立柱由鋼板焊接成工字形截面；縱梁采用箱形截面。（5）主從行走機構:液壓臺車主從動行走機構各兩套，它們鉸接在門架縱梁上。主行走機構由Y型電機（電機帶制動）驅動一級擺線針輪減速后，再通過一級鏈條減速，其行走速度為8m/min，行走輪直徑為φ400mm；（5）側向液壓油缸及千斤頂:側向液壓油缸主要是為模板脫模、立模，同時起著支承模板的作用。結合新澆混凝土的粘合力大小、脫模空間，側向油缸選型為（GE100/63-400），工作油壓為16MPa。根據(jù)臺車襯砌長度10米，左右各布置6個側向油缸。側向螺旋千斤:安裝在門架上的螺旋千斤用來支承、調節(jié)模板位置，承受灌注混凝土時產(chǎn)生的壓力。托架支承千斤:它主要為改善澆注混凝土時托架縱梁的受力條件，保證托架的可靠和穩(wěn)定。門架支承千斤:它聯(lián)接在門架縱梁下面，臺車工作時，它頂在軌道面上，承受臺車和混凝土的重量，改善門架縱梁的受力條件，保證臺車工作時門架的穩(wěn)定。24.1.3機、液、電系統(tǒng)（1）機械系統(tǒng)臺車行走采用兩套機械傳動裝置，通過擺線針輪減速器和一級鏈條減速后驅動臺車行走。為實現(xiàn)兩套驅動裝置同步，采用兩臺電機同時起動；為滿足工況要求，電機可進行正、反轉運行。（2）液壓系統(tǒng)臺車液壓系統(tǒng)采用三位四通手動換向閥進行換向，來實現(xiàn)油缸的伸縮。左右側向油缸每組2個各采用一個換向閥控制兩側水平油缸的動作；四個豎向油缸各用一個換向閥控制其動作；四個小車平移油缸各用一個換向閥操作；利用雙向液控單向閥對四個豎向油缸進行鎖閉，保證模板不致下降。液壓原理見圖24-1-3圖24-1-3（3）電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)主要對油泵電機的起停及行走電機的正反向運行進行控制。電氣原理見圖24-1-4圖24-1-424.1.4主要技術參數(shù)工作循環(huán)的理論襯砌長度：10米；襯砌厚度（包括超挖回填厚度）：1200mm；軌距：8000mm；成拱半徑：R1=7510mm（輪廓半徑放大10mm）；液壓系統(tǒng)工作壓力:16MPa；24.1.5其它(1)臺車灌注混凝土上升速度控制在1.0米/小時左右。(2)使用臺車必須嚴格按照操作順序及要求，正確使用和維護保養(yǎng)，以確保臺車安全正常工作，延長其使用壽命。24.2液壓滑模技術說明24.2.1滑模設計滑模設計將參照國家標準GB113-87《液壓滑動模板施工技術規(guī)范》中的有關要求。根據(jù)豎井結構型式和布置特點，滑模系統(tǒng)主要由平臺系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)等組成。(1)工作原理以預澆底層為基礎，每隔一定距離設金屬支承桿一根，將液壓穿心千斤頂套裝在每根支承桿上，通過螺栓把液壓千斤頂?shù)牡鬃c提升框架的頂部連接在一起，把模板懸掛在提升框架上，提升框架采用四周空間框架結構。模板采用調整絲桿撐緊。在提升框架的頂部鋪設木板，以堆放設備及材料，下部懸掛吊架平臺。將所有液壓千斤頂分組采用串聯(lián)或并聯(lián)的方式與液壓控制系統(tǒng)相連。（2）平臺系統(tǒng)工作平臺分上、下兩大部分。上部由提升框架平面組成，其功能為工人操作及設備、鋼筋、雜物的堆放等；下部由提升框架下部的內懸掛吊架平臺組成，其功能主要為工人對已襯砌表面檢查、修補及養(yǎng)護的操作平臺。所有平臺皆用30mm左右的木板搭接而成。（3）模板系統(tǒng)由模板、提升框架、支承千斤等組成，由型鋼制作的提升框架沿圓四周范圍內有規(guī)律布置。模板由5mm鋼板及角鋼等材料制成，各部件間用螺栓連接。模板高度1.2m，由大模板聯(lián)接成一個整體。整個大模板沿四周分上下兩層設置支撐，其目的是為了將模板支撐到位，防止模板移位，并能調整模板的安裝精度。（4）液壓系統(tǒng)由液壓控制站HY-36S、調平器XT-GYD-60、液壓穿心千斤頂、管路、分油器等組成。液壓穿心千斤頂選用30套（Φ12米）或40套（Φ18米），型號為GYD-60型滾珠式或楔塊式千斤頂，支承桿采用Φ48x3.5mm的鋼管，整體提升力為30x3=90噸（Φ12米）或40x3=120噸（Φ18米），考慮到空間框架結構大、受力復雜不均、施工設備及物資、施工人員、滑升阻力及滑升過程中經(jīng)常需要調平等，因此留有較大的提升裕量。輸油管路一般采用分組布置，每組千斤頂?shù)臄?shù)目不超過8臺。油路布置的形式基本上分兩種，一種是分組串聯(lián)，另一組是分組并聯(lián)，也可采用主油路并聯(lián)分油路串聯(lián)的方式。（5）輔助系統(tǒng)包括模板上升監(jiān)測系統(tǒng)、工作用電及照明、爬梯、安全護欄、建筑安全網(wǎng)等。也包括灑水養(yǎng)護、中心測量、水平測量等裝置。中心測量用重垂線觀察模板的水平位移，在模板的多個不同位置設重垂線。水平測量利用水準管，觀察滑模盤的水平度。24.2.2滑模結構安裝滑模安裝應精心組織，做到文明施工、安全操作。其安裝應遵循以下步驟：24.2.2.1保證安裝基礎水平在安裝高程，先準備澆注好安裝基礎的水平，重點是模板外圍線以內100mm寬的范圍，必須保證安裝基礎水平。事先應定好理論襯砌中心，用線畫好模板理論襯砌的外輪廓線，模板將以此為安裝基準，通過測量隊的密切配合，確保安裝基礎的水平高差不大于5mm。24.2.2.2安裝模板總成、支撐千斤模板安裝應按區(qū)安裝。模板安裝吊運時應輕拿輕放，防止碰撞，以保模板不致于摔壞變形。為保證結構的對稱受力，安裝時應注意結構的對稱性。每塊模板應與理論位置重合，誤差不大于2-3mm。模板安裝后，把相對應的支撐千斤裝上并撐緊就位模板，各區(qū)模板間用螺栓緊固聯(lián)接。模板就位后，必須保證每塊模板有3-5‰的下錐度，即上部較下部大4-6mm，絕對不允許有反錐。整個模板安裝就位后，應對各聯(lián)接件做一次全面的檢查，看螺栓聯(lián)接是否穩(wěn)固，支承千斤是否固定可靠等。24.2.2.3安裝提升框架、工作平臺欄桿(1)所有走臺皆用木板搭接，放置在平臺及支架上，各木板之間用鐵絲適當固定；(2)所有框架內側表面及下部平臺掛架內側必須用建筑安全網(wǎng)覆蓋，用鐵絲固定；(3)上部走臺工作區(qū)，用于堆放工具、雜物及鋼筋等；(4)走臺工作區(qū)的承載重量不得大于3000公斤，且應分散放置；24.2.2.4下部平臺掛架的安裝由于澆注第一模時，調壓井下部高度不夠，只有待澆注幾個循環(huán)后，下部高度足夠時，再安裝下部平臺掛架、側面走臺及防護欄桿。24.2.2.5外形尺寸檢查安裝好后應檢查各區(qū)大模板的外形尺寸，其誤差不得大于5mm。三棱形拼接模板與大模板的聯(lián)接對位準確，在1.2米的高度內,以不漏漿為原則。24.2.2.6液壓及電氣設備的安裝液壓及電氣設備的安裝將在液壓及電氣工程師的負責指導下安裝。24.2.3滑模施工24.2.3.1施工準備滑模施工前必須做好準備工作，其中包括底板的鑿毛、沖洗，滑模組裝調試，測量放線工作，為滑模定位組裝做好準備。（1）滑模制作組裝滑模按設計要求制作后，進行組裝調試，并按有關質量標準進行檢查調整。（2）千斤頂試驗編組耐壓:加壓120kg/cm2，5分鐘不滲不漏；空載爬升:調整行程30mm；負荷爬升:記錄加荷5噸,支撐桿壓痕和行程大小,將行程相近的編為一組。施工用千斤頂，按一般要求需備用一部分，且需經(jīng)常檢修，還需備用彈簧、上卡頭、排油彈簧、鋼珠、密封圈、卡環(huán)、下卡頭等。（3）滑模調試滑模組裝檢查合格后,安裝千斤頂、液壓系統(tǒng)，插入爬桿并進行加固,然后進行試滑升3～5個行程，對提升系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、盤面及模板變形情況進行全面檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，確保施工順利進行。施工現(xiàn)場需敷設一趟3×25+1×10電纜，提供380伏電源。為確?；Ｊ┕ろ樌M行，不發(fā)生粘模事故，應做好備用電源準備工作。為保證混凝土質量，在模板下端一周鋪設噴淋管，以便于及時對出模的混凝土進行養(yǎng)護。24.2.3.2滑模施工（1）鋼筋綁扎滑模施工的特點是鋼筋綁扎、混凝土澆筑滑?；叫凶鳂I(yè)，連續(xù)進行互相適應，模體就位后，按設計進行鋼筋綁扎、焊接，搭接及焊接要符合設計規(guī)范要求，滑升施工中，爬桿在同一水平內接頭不超過1/3，因此爬桿要有3種以上長度（2.0m2.4m2.8m...),錯開布置,正常滑升時,每根爬桿長2.4m,要求平整無銹皮,當千斤頂滑升距爬桿頂端小于350mm時，應接長爬桿，接頭對齊，不平處用挫找平，爬桿同環(huán)筋相連加固。（2）混凝土運輸、下料及上下人員滑模施工用混凝土由攪拌站提供,拌合車運到工地,由起吊設備懸吊吊罐下料,直接入倉。圓四周采用分料平臺旋轉下料。鋼筋及其它材料采用吊罐，用起吊設備下放到工作面，人員由爬梯上下。（3）施工工藝1）混凝土澆筑滑模施工按以下順序進行：下料-平倉振搗-滑升-鋼筋綁扎-下料。滑?；髮ΨQ均勻下料，按分層30cm一層進行，采用插入式振搗器振搗，經(jīng)常變換振搗方向，并避免直接振動爬桿及模板，振搗器插入深度不得超過下層混凝土內50mm，模板滑升時停止振搗?；Ｕ；鶕?jù)現(xiàn)場施工情況確定合理的滑升速度，按正?；看伍g隔不大于1.5小時，控制滑升高度30cm，日滑升高度控制在10m左右。混凝土初次澆筑和模板初次滑升應嚴格按以下六個步驟進行：第一次澆筑300mm厚半骨料的混凝土或砂漿，接著按分層300mm澆筑兩層，厚度達到900mm時，開始滑升30-50mm檢查脫模的混凝土凝固是否合適，第四層澆筑300mm后滑升300mm，若無異常情況，便可進行正常澆筑和滑升。模板初次滑升要緩慢進行，并在此過程中對提升系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、盤面及模板變形情況進行全面檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，待一切正常后方可進行正常澆筑和滑升。2）模板滑升施工進入正常澆筑和滑升時，應盡量保持連續(xù)施工，并設專人觀察和分析混凝土表面情況，根據(jù)現(xiàn)場條件確定合理的滑升速度和分層澆筑高度。依據(jù)下列情況進行鑒別：滑升過程中能聽到“沙沙”的聲音；出模的混凝土無流淌和拉裂現(xiàn)象，手按有硬的感覺，并留有1mm左右的指?。荒苡媚ㄗ幽ㄆ?。3）表面修整及養(yǎng)護混凝土表面修整是關系到結構外表和保護層質量的工序，當混凝土脫模后，須立即進行此項工作。一般用抹子在混凝土表面作原漿壓平或修補，如表面平整亦可不做修整。為使已澆筑的混凝土具有適宜的硬化條件，減少裂縫，在模板下端一周鋪設噴淋管噴水對混凝土進行養(yǎng)護。4）止水、預埋件及預留處理需鑿毛和埋件處理；止水帶、分縫瀝青板需隨澆隨埋；針對不同埋件設專人及時進行處理。5）?；胧┘笆┕たp處理滑模施工要連續(xù)進行，因結構變化、意外?；瑫r應采取“?；胧被炷镣Ｖ?jié)仓螅扛?.5-1小時，滑升1-2個行程，直到混凝土與模板不在粘結（一般4個小時左右）。由于施工造成施工縫，根據(jù)水電施工規(guī)范，預先作出施工縫，然后在復工前將混凝土表面殘渣除掉，用水沖凈，先澆一層減半的骨料混凝土或水泥砂漿，然后再澆筑原配混凝土。6）滑模控制滑模中線控制：為保證豎井中心不發(fā)生偏移，應在豎井中心、陰陽角各懸掛一根垂線進行中心測量控制，保證其模板邊緣部位的測量要求?；Ｋ娇刂疲阂皇抢们Ы镯?shù)耐狡鬟M行水平控制，二是利用水準管測量，進行水平檢查。7）滑模拆除滑?；林付ㄎ恢脮r，將滑?；蘸?，利用起吊設備在高處拆除?；Ｑb置拆除應注意以下事項：①須在跟班經(jīng)理統(tǒng)一指揮下進行，并預先編制安全措施。②操作人員必須配帶安全帶及安全帽。③拆卸的滑模部件要嚴格檢查，捆綁牢固后下放。24.2.3.3滑模施工中出現(xiàn)問題及處理滑模施工中出現(xiàn)問題有：滑模操作盤傾斜、滑模盤平移、扭轉、模板變形、混凝土表面缺陷、爬桿彎曲等，其產(chǎn)生的根本原因在于千斤頂工作不同步，荷載不均勻，澆筑不對稱，糾偏過急等。因此，在施工中首先把好質量關，加強觀測檢查工作，確保良好運行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。（1）糾偏：利用千斤頂自身糾偏，即關閉五分之一的千斤頂，然后滑升2-3行程，再打開全部千斤頂滑升2-3行程，反復數(shù)次逐步調整至設計要求。并針對各種不同情況，施加一定外力給予糾偏。所有糾偏工作不能操之過急，以免造成混凝土表面拉裂、死彎、滑模變形、爬桿彎曲等事故發(fā)生。（2）爬桿彎曲處理：爬桿彎曲時，采用加焊鋼筋或斜支撐，彎曲嚴重時切斷，接入爬桿重新與下部爬桿焊接，并加焊“人”字型斜支撐。（3）模板變形處理：對部分變形較小的模板采用撐桿加壓復原，變形嚴重時，將模板拆除修復。（4）混凝土表面缺陷處理：采用局部立模，補上比原標號高一級的膨脹細骨料混凝土并用抹子抹平。24.2.4液壓千斤同步控制24.2.4.1滑模施工千斤頂同步性控制方法：（1）平臺在組裝時就應抓好組裝質量，使之滿足規(guī)范的要求。（2）在滑升時應注意以下幾點：1）初次滑升前，應用水準儀在各個支承桿找出水準線，并以此作為標準，在支承桿上每隔20-30cm劃線，每一條水準線均作為以后限位調平器的限位標志，為了防止水準線經(jīng)過幾次使用后，有積累誤差，以后每個工作臺班都應重新測量一次水準標志，以提高施工精度。一般來說，如果按照上述的方法進行施工，平臺的不同步性很小，即使出現(xiàn)不同步，經(jīng)過小的調整，即可滿足要求。2）在施工中出現(xiàn)了由于施工管理混亂，而千斤頂?shù)牟煌皆斐闪似脚_的傾斜，可以用液壓控制臺后面的針形閥來調整平臺，使之大致處于一個水平位置，具體方法如下：根據(jù)平臺的高低狀況，將偏高一側的平臺控制油路的針形閥關閉，偏低一側的平臺的油路處于開放狀態(tài)，將控制臺處于加壓狀態(tài)，經(jīng)過幾次動作，平臺將逐步回到大致水平狀態(tài)，然后再按照a所述方法，加以精確調平。3）平臺在提升過程中如果出現(xiàn)中心偏移的情況，也可以利用平臺傾斜法，來加以調整，使構筑物的中心在允許范圍內。4）正?；A段應注意以下幾點：①正?；A段砼每次澆搗25-30cm，每次提升間隔時間為1-2小時；②出模砼表面應設專人清理修飾，當滑升至3m高時，搭設外懸掛平臺，作為清理、修飾外表面的工作平臺。正常滑升程序為：扎筋-澆砼-提升。（3）停滑由于天氣等多種突發(fā)性因素，必須停止施工時，應作?；幚?；①留設水平施工縫，將砼澆至同一水平面；②每隔1h提升一次，連續(xù)提升6-7小時，直至上層砼與模板無粘連；③再次滑升時應將砼表面鑿毛，用石子減半的砼澆搗一層后再繼續(xù)滑升。（4）平臺控制測量①平臺的控制測量可設一上中心點和多個外側點；②每班測一次平臺水平。24.2.4.2技術措施(1)施工前，對混凝土的配合比、外加劑進行試驗工作，測定混凝土的塌落度、凝固時間，為滑模做好技術準備。(2)從滑模組裝到混凝土澆筑施工，嚴格按照豎井周邊線進行控制，確保其垂直度，偏差要符合施工質量技術要求。(3)嚴格按照分層分片對稱澆筑混凝土，每次滑升間隔時間不超過2小時，滑升高度最大不超過300mm。(4)每次澆筑后必須露出最上面一層橫筋，鋼筋綁扎間距符合要求，每層鋼筋基本上呈一水平面，上下層之間接頭要錯開，豎筋間距按設計布置均勻，相鄰鋼筋的接頭要錯開，在同一水平面的鋼筋接頭數(shù)應小于總數(shù)的1/5。(5)要經(jīng)常備用一部分鋼筋，豎筋不超過50根，橫筋不少于3層。(6)在滑升的過程中，每次滑升要進行一次測量工作，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。(7)交接班應在工作面進行，了解上班滑升情況和發(fā)現(xiàn)問題，制定本班的滑升方式，并滑升2-3個行程進行測定。(8)加強設備的使用和維護工作，控制箱在每次滑升前油泵空轉1--2分鐘，給油終了時間2-3秒，回油時間不少于10秒，在滑升過程中應了解設備運行狀態(tài)，有無漏油和其它異常現(xiàn)象，工作不正常的千斤頂要及時更換，拆開檢修備用。(9)因故停止?jié)仓炷脸^2小時，應采取“緊急?；胧辈ν９ぴ斐傻氖┕たp認真處理。(10)冬季施工要采取保暖措施，確?；炷恋恼Ｄ?。24.2.4.3質量保證措施及安全措施（1）操作盤和輔助盤要設護欄，盤面經(jīng)常保持清潔，以防墜物傷人。（2）各種懸吊裝置要牢固可靠，必須進行日常檢查工作，確保安全無事故。（3）做好電氣設備管理和維護工作，防止漏電事故發(fā)生。（4）經(jīng)常檢查液壓管路，發(fā)現(xiàn)破損及時更換，防止高壓油管傷人。24.3臺車門架結構受力分析24.3.1概述襯砌隧道臺車的整個載荷是以整個成型斷面鋼模板豎向、水平方向上各支承油缸及千斤最終傳遞于支承門架上。因此，門架作為鋼模板臺車的關鍵受力部件尤為重要。該臺車根據(jù)襯砌長度縱向采用多榀門架受載。分析時，為簡化計算，采用單榀門架作為單元進行有限元分析。24.3.2設計計算主要依據(jù)《機械設計手冊》新版，機械工業(yè)出版社，2005：15-9；《隧道施工機械簡明手冊》第一冊，鐵道部隧道工程局，1984；《水利水電工程施工組織設計手冊》第五卷，中國水利水電出版社，1997：812；《施工結構計算方法與設計手冊》，中國建筑工業(yè)出版社，1999：233；《起重運輸機金屬結構》，中國鐵道出版社，1983；《鋼結構設計規(guī)范》（GB50017-2003）。24.3.3主要技術參數(shù)臺車門架結構受力分析按1m/h澆筑速度進行，頂模按襯砌厚度1200mm校核（考慮超挖厚度）。臺車材料主要為Q235B，其σs=235MPa、σb=375～460MPa、[σ]=170MPa，混凝土容重Υn=2.45t/m3。臺車總體性能參數(shù)如下：（1）一個工作循環(huán)的理論襯砌長度：10米；（2）臺車門架縱向榀數(shù)：5榀；（3）臺車橫移量：左、右各125mm（4）成拱半徑：R1=7510mm（輪廓半徑放大10mm）；（5）臺車運行速度：8m/min；（6）液壓系統(tǒng)工作壓力:16Mpa；（7）允許混凝土澆注速度：≤1.0m/h。（8）混凝土初凝時間：5h。 24.3.4載荷分析與計算（1）邊模側壓力計算:臺車在澆注邊墻時，門架主要承受邊模引起的側壓力,新澆混凝土對鋼模板的最大側壓力F，按以下公式(見《施工結構計算方法與設計手冊》)計算：F=0.22rt0β1β2V1/2式中F—混凝土側壓力；r—混凝土的比重，2.45t/m3；t0—新澆混凝土的初凝時間（h），取5小時；β1—外加劑影響系數(shù)，不加外加劑時取1.0；摻具有緩凝作用用的外加劑時取1.2；β2—混凝土坍落度影響修正系數(shù)，當坍落度小于3cm時取0.85；當坍落度為5-9cm時取1.0；當坍落度為11-15cm時取1.15；V—混凝土的澆筑速度（m/h），取1.5m/h；將上述各值代入，F(xiàn)＝0.22×2.45×5×1.2×1.15×1.51/2＝4.56（t/m2）。邊墻的側壓力實際取為4.7t/m2，該值參考日本歧阜工業(yè)公司液壓臺車的計算值（見《隧道施工機械簡明手冊》第一冊），該值較目前國內邊模板的側壓力計算大些，偏于安全。由于邊模垂直度較大，可近似的視其為直邊墻來進行水平載荷的計算，已知臺車襯砌長度為10米，邊模板長度為14.8米，則邊模板水平載荷為：（2）頂?；炷磷灾赜嬎沩敳磕０宄惺艿妮d荷有最大開挖1.2m（含超挖厚度）時，混凝土的自重及注漿口封口時該處的擠壓力，由于混凝土輸送泵通過幾十米的水平管和豎直管道向臺車輸送混凝土，與注漿口接口處的局部理論擠壓力（36.5kg/cm2）較大，其他地方壓力較小，因此，強度計算時，只考慮自重載荷的壓力對模板的影響，這在工程計算中是可行的。在實際設計時，頂部模板局部加強，并考慮一定的安全系數(shù)，由于上部擠壓力沒有確切的理論數(shù)據(jù)做參考，臺車設計一般根據(jù)國外類似結構及經(jīng)驗加以考慮。（3）混凝土自重P1臺車在澆注頂拱時，門架主要承受頂部混凝土的自重。頂部最大襯砌厚度1.2m（考慮超挖厚度），臺車襯砌長度為10米。襯砌時，頂部整個混凝土的自重由上部圓弧模板承受，則頂部模板受力如下。頂部混凝土截面積，其面積為S，即：則混凝土自重24.3.5校核工況分析臺車結構受力分析應考慮工作及非工作兩種工況下的載荷，由于門架是主要的承重物件，必須保證有足夠的強度、剛度及穩(wěn)定性。因此，強度校核時應以工作時的最大載荷為設計計算依據(jù)；非工作時，臺車只有自重，結構受力較小，此種工況作為臺車的行走校核及門架縱梁的強度驗算，本次分析暫不考慮。24.3.6有限元分析（1）實體建模根據(jù)設計要求，按實際結構尺寸用AutodeskInventorProfessional2012對整體門架進行三維實體建模并指定材料，門架全部采用Q235B碳鋼。該材料的性能參數(shù)見表24-3-1所示。表24-3-1Q235B性能參數(shù)材料Q235B常規(guī)質量密度7.86g/cm3屈服強度235MPa極限拉伸強度450MPa應力楊氏模量220GPa泊松比0.275ul切變模量0GPa應力熱膨脹膨脹系數(shù)0.000012ul/c熱傳導率56W/(mK)比熱460J/(kgc)（2）分析計算分析軟件采用Inventor2012自帶的ANSYS模塊。利用軟件自身劃分網(wǎng)格。門架縱梁下表面為固定約束處，共2處。將力加載到門架的相應位置處。最后利用ANSYS程序自動求解。（3）計算結果門架結構的分析結果數(shù)據(jù)見表24-3-2。表24-3-2分析結構結果名稱最小值最大值體積1246961019mm3質量9788.644kgMises等效應力0.026257MPa174.14MPa位移(變形)0mm3.578mm安全系數(shù)1.1887ul15ul圖24-3-1等效應力圖24-3-2變形圖24-3-3安全系數(shù)24.3.7結論通過計算可知，門架的位移、應力、安全系數(shù)均滿足設計要求,完全能保證臺車的安全襯砌和使用。24.4模板受力分析24.4.1概述臺車模板分頂模和左右邊模，由于頂模受到混凝土自重、施工載荷及注漿口封口時的擠壓力等載荷的作用。其受力條件顯然比其他部分的模板更復雜，結構要求更高，受力更大。由于邊模與頂模的結構構造一樣，且邊模不受砼自重，載荷較小，因此對其強度分析時，只考慮頂模。24.4.2主要設計依據(jù)《隧道施工機械簡明手冊》第一冊，鐵道部隧道工程局，1984；24.4.3主要技術參數(shù)模板面板厚度為10mm；頂?；￠L9.2m；縱向長度為10m；模板材料為Q235B，其σs=235Mpa；σb=375～460Mpa；[σ]=170Mpa；混凝土密度為2.45t/m3；混凝土襯砌厚度為1.2m(含超挖厚度)。24.4.4載荷分析與計算頂部模板承受的載荷有最大開挖1.2m（含超挖厚度）時，混凝土的自重及注漿口封口時該處的擠壓力，由于混凝土輸送泵通過幾十米的水平管和豎直管道向臺車輸送混凝土，與注漿口接口處的局部理論擠壓力（36.5kg/cm2）較大，其他地方壓力較小，因此，強度計算時，只考慮自重載荷的壓力對模板的影響，這在工程計算中是可行的。在實際設計時，頂部模板局部加強，并考慮一定的安全系數(shù)，由于上部擠壓力沒有確切的理論數(shù)據(jù)做參考，臺車設計一般根據(jù)國外類似結構及經(jīng)驗加以考慮。24.4.4.1混凝土自重P1臺車在澆注頂拱時，門架主要承受頂部混凝土的自重。頂部最大襯砌厚度1.2m（考慮超挖厚度），臺車襯砌長度為10米。襯砌時，頂部整個混凝土的自重由上部圓弧模板承受，則頂部模板受力如下。頂部混凝土截面積，其面積為S，即：則混凝土自重折算成單位面載荷P1=291.3/（10×π×7.51×70/180）3.2t/m2。24.4.4.2頂模擠壓面載荷P2該值取為4.7t/m2。參考自日本岐阜工業(yè)公司提供的參數(shù)（見《隧道施工機械簡明手冊》第一冊）。綜合以上分析，頂模板受到的P1與P2的作用，兩部分的合力為：P=P1+P2代入各值，P=3.2+4.7=7.9t/m2。24.4.5有限元分析（1）實體建模根據(jù)設計要求，按實際尺寸和結構用AutodeskInventorProfessional2012對頂模進行三維實體建模并指定材料，模板材料全部采用Q235B，其性能參數(shù)見表24-4-1：表24-4-1Q235B性能參數(shù)材料Q235B常規(guī)質量密度7.86g/cm^3屈服強度235MPa極限拉伸強度450MPa應力楊氏模量220GPa泊松比0.275ul切變模量0GPa應力熱膨脹膨脹系數(shù)0.000012ul/c熱傳導率56W/(mK)比熱460J/(kgc)（1）分析計算分析軟件采用Inventor2012自帶的ANSYS軟件，對頂模實體的10個聯(lián)接盒作為固定約束處。并對頂模實體加載載荷P，最后利用自帶的ANSYS軟件的自動分析功能求解。頂模實體的分析結果數(shù)據(jù)見表24-4-2。表24-4-2分析結果名稱最小值最大值體積375109809mm^3質量2944.612kgMises等效應力0.018308MPa139.68MPa位移(變形)0mm1.339mm安全系數(shù)1.4819ul15ul圖24-4-1圖24-4-2圖24-4-324.4.6結論通過有限元