臺車設計計算書Word版

1、臺車設計計算書 (一)工程概況及其對鋼模版臺車設計要求1.鋼模臺車的制作和安裝需執(zhí)行GB50204-92混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范中相關(guān)要求。2.鋼模臺車設計成邊墻頂拱整體澆筑的自行式臺車形勢，并滿足施工設備的通行要求，最下部橫梁的距離底板砼面凈高不低于4m。3.鋼模臺車的支撐系統(tǒng)盡量設計成一種高度可疊加的模塊式結(jié)構(gòu)使之能適應寬度為12m，高度為810m襯砌洞室要求。4.鋼模板臺車的結(jié)構(gòu)設計必須要有準確的計算，確保在重復使用過程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，剛度滿足要求。對模板變形同樣要有準確的計算，最大變形值不能超過2mm，且控制在彈性變形范圍內(nèi)。5.模臺車的設計長度為6m，滿足圓弧段的混凝土襯砌要求。6.

2、一般位置襯砌厚度為0.351m，鋼模臺車設計時，承載混凝土按1.0m，設計按2.0m校核。7.模臺車面板伸縮系統(tǒng)采用液壓傳力桿，臺車就為后按絲桿承載，不采用行走輪承載。8.為避免頂拱澆筑產(chǎn)生空洞，頂模需設置23個封拱器。9.模和頂模兩側(cè)設計窗口，以便進入和泵管下料。10.模板臺車兩端及其它操作位置需設置操作平臺和行人通道，平臺和通道均應滿足安全要求。11.控制尺寸鋼模臺車外形控制尺寸，依據(jù)設計斷面和其他相關(guān)施工要求和技術(shù)要求確定。（見正視圖）。12.該隧道一般位置襯砌厚度0.40.5m，鋼模臺車設計時，承載混凝土厚度按1.0m設計，按照2.0校核。1 / 1413.下通行的施工機械控制尺寸 最

3、高高度不低于4m。 A)臺車軌距 2.8m B)澆筑段長度 澆筑段長度 6m14.模臺車的設計方案鋼模臺車的設計方案如圖所示（正視圖）。該臺車的特點：完全采用液壓式收模；電機驅(qū)動行走；橫向調(diào)節(jié)位移也采用液壓油缸。結(jié)構(gòu)合理效果良好。臺車正視圖15.板設計控制數(shù)據(jù)1、模板：控制數(shù)據(jù)（見下表）項目所對中心角外沿弧長（mm）模板面積（）每節(jié)鋼模寬度（m）頂拱模板73.05°和64.4°635838.151.5（每一段澆筑采用4節(jié)鋼模板）邊拱模板55.3°631237.82、臺車結(jié)構(gòu) 臺車凈空高為5163mm，臺車的凈空寬為4939mm。3、臺車機械設備控制數(shù)據(jù)（見下表）項

4、目單位設計控制數(shù)據(jù)升降油缸缸內(nèi)徑行程桿徑零行程額定壓力mmmmmmmmMPa20030010056016邊模油缸缸內(nèi)徑行程桿徑零行程額定壓力mmmmmmmmMPa903004556016行走機構(gòu)軌距輪壓驅(qū)動力mmtftf2800205016鋼模設計 鋼模板的作用是保持隧洞襯砌混凝土的澆筑的體型及承擔混凝土澆筑載荷。鋼模板主要由面板、弧形板、支撐角鋼、立筋板活動鉸構(gòu)成。A) 設計假定：面板弧形板按照雙鉸耳設計，最大正負彎矩區(qū)采用加強措施；面板按四邊支撐或三邊支撐計算一邊自由板計算。B) 載荷及組合：頂拱鋼模面板的計算載荷包括設計襯砌襯砌混凝土澆筑荷載、允許超挖及局部超挖部分的混凝土澆筑載荷和面板

5、的自重等。 式中q面板計算載荷載荷載荷組合=262設計襯砌混凝土 =5000允許超挖部分回填 =500局部過大超挖部分回填 =2157同，加載部位有異 =2157混凝土側(cè)壓力 =4800面板=7657弧形板設計情況（ 頂拱澆筑完成時）=5762設計情況（側(cè)墻澆筑到頂拱時）=4800校核情況（中間1/4跨有局部超挖時）=7979校核情況（半跨有局部超挖時）=10562 面板的自重，按照初選面板厚度計算 設計襯砌混凝土載荷， 混凝土的容重，可采用 h設計襯砌的厚度，已知為1m 允許超挖部分的混凝土載荷，其值為500（按允許0.20.3m計）局部過大超挖部分回填的混凝土載荷（不包括允許超挖部分）為1

6、.5m含義同，僅加載部位有異混凝土側(cè)壓力R-內(nèi)部插入振搗器影響半徑，采用0.75m；C-混凝土入倉對模板的沖擊力，目前采用0.2C）臺車面板設計 3.1面板支撐情況：四邊支撐板：a=20cm，b=150cm3.2面板厚度見下表支撐情況a/b按強度驗算求按撓度驗算求系數(shù)（kgf·m）(cm)系數(shù)（cm）四邊支撐0.1330.00470.000368.7840.500.000820.69 根據(jù)計算結(jié)果，采用10mm鋼板做面板效果更好。4、 弧板及內(nèi)部支撐設計：弧板采用鋼板，寬度為200mm，加強筋為75756的角鋼，中心距為260mm。4.1內(nèi)力計算：參照雙鉸等截面直墻圓拱鋼架梁內(nèi)力計算

7、公式，計算結(jié)果見下表（該表內(nèi)力均以1m計）載荷作用支座反力各種計算情況下是鋼拱梁各截面的組合內(nèi)力（度）02076.8106=5762kgf/mV=29.345設計情況M-22.623-16.52724.81414.976H=2.021N26.98923.6932.6064.281Q0-8.624-2.62211.76kgf/mV=0設計情況M23.12616.953-28.314-28.105H=0.288N2.0225.33328.10527.549Q08.748.6279.996/mV=6.745校核情況M20.23916-20.431-15.639H=0.288N1.7694.60727

8、.6423.548Q-1.5837.4843.078-15.639kgf/mV=2.087合并情況M21.82915.588-20.42313.109H=0.1066N1.5914.72623.21921.655Q08.322.479-9.5754.2弧板內(nèi)部支撐截面選擇（參照相關(guān)公式）。（見下表）/8 作用在支撐角鋼上的線載荷，=qa（t/m） L支撐角鋼的計算跨度1.5m； a支撐角鋼間距，為280mm 分別為對X軸的截面抵抗矩及截面性矩，計算截面包括支撐角鋼每側(cè)寬15的面板面積。 由于梁單元的最大變形量，即模板的最大位移： 通過上述分析計算可知，整個模板的強度是足夠的。下面的內(nèi)力也滿足要

9、求。選擇的截面計算截面內(nèi)力（kgf.cm.kgf）截面應力（kgf. ）與比較基本截面設計情況=M=71022N=23521041(外)1632（內(nèi)）設計情況M=720010N=2836.81392(外)1658（內(nèi)）最大正負彎矩截面校核情況=M=1019836N=8921321(外)1499（內(nèi)）校核情況M=1117194N=7381448(外)1655（內(nèi)）校核情況=M=-1049011N=169281169(外)1669（內(nèi)）校核情況M=-1027567N=169281169（外）1673（內(nèi)）4.3弧板及內(nèi)部支撐（=）截面處變形計算（參照相關(guān)公式）。見下表。受力情況比較設計情況2.11

10、/7151/400<1/400設計情況-1.51/1000<1/400校核情況2.51/600<1/400(未考慮側(cè)向混凝土抗力)5、 活動鉸耳設計：頂部模板活動鉸耳仔截面。從內(nèi)力計算表中可知活動鉸耳一般在正彎矩區(qū)，僅設計區(qū)處于負彎矩區(qū)，而絕對值較正彎矩區(qū)小，所以活動鉸耳設計采用該界面之最大力進行?；顒鱼q耳承擔該截面的剪力及由彎矩所產(chǎn)生的剪力，弧板和弧板之間用螺栓連接，螺栓主要承受剪力根據(jù)相關(guān)公式計算所得M=105162kgf.cm. N=7680kgf Q=7405kgf項目計算需要的直徑選用截面直徑（mm）螺栓d12.416模板銷子d2540（三）臺車的結(jié)構(gòu)設計1、臺車主

11、架體設計：臺車主架體結(jié)構(gòu)按照等截面雙鉸多層鋼架進行內(nèi)力計算。根據(jù)運輸條件、吊裝力量和方便加工制造等因素，將主架體分為：底梁、立柱、門架橫梁、門架斜支撐、門架縱梁、橫梁直支撐、橫梁直支撐斜拉桿、立柱斜拉桿等。按近似的框架結(jié)構(gòu)簡支梁進行計算。參照臺車（正視圖）車架選用截面f （cm）焊制工字鋼30#橫梁9905300.7焊制工字鋼50#立柱1112焊制工字鋼50#橫梁14582、臺車托架設計 臺車托架分為頂拱架和邊拱托架。邊拱托架結(jié)構(gòu)簡單、受力桿件按照簡支梁記性計算：頂拱托架主要有頂縱梁、臺梁、小立柱、小立柱拉桿等組成結(jié)構(gòu)緊湊、受力效果好，按照框架結(jié)構(gòu)簡支梁進行計算。（四）機械傳動結(jié)構(gòu)設計1、垂直

12、升降機械 垂直升降機械起固定支撐作用的采用螺桿式千斤頂，螺桿和絲母均采用梯形螺紋。起重螺桿的設計主要是對螺桿的直徑確定，其次是對螺桿的自鎖性及穩(wěn)定性進行驗算。根據(jù)工地使用特點，要求其中螺桿具有較大的剛度。螺桿直徑按壓縮扭轉(zhuǎn)和彎曲的復合應力來確定： F= f=tg 螺桿螺母間的摩擦角大于螺紋的升角，可以保證自鎖。根據(jù)臺車自重及其他外力合計確定本臺車所選用的絲桿直徑為75mm，絲母的直徑為110，螺紋型號為Tr10。 2、水平支撐機械 水平支撐機械采用雙頭螺桿，它主要完成側(cè)向模板的就位和固定支撐，也可以作為鋼模板的橫向細微調(diào)節(jié)使用。水平支撐螺桿在立模襯砌時壓力較大。水平支撐機構(gòu)螺桿的螺紋內(nèi)徑d按照

13、下列公式進行計算在： 根據(jù)臺車側(cè)向收模力估算及其他外力合計確定本臺車所選用的絲桿直徑為65mm，絲母直徑為90，螺紋型號為Tr10。3、行走裝置設計 采用電機帶動擺線針輪減速機和開式齒輪傳動，帶動主動輪，電動機與減速機直聯(lián)式。驅(qū)動計算中，因為鋼模板臺車在隧道洞中運行，可以不計風阻力；考慮到軌道鋪設不平，洞內(nèi)運行條件差，其驅(qū)動功率應適當加大；隧道的縱向坡度影響較大，必須詳細計算驅(qū)動功率。 G臺車的自重， 摩擦系數(shù) 縱向坡度計算所得的角度，坡度按照最大計算。選用2臺5.5kw電動機、減速器同時驅(qū)動，采用制動器制動，速度控制在8m/min。（五）液壓傳動機械的設計 1、液壓千斤頂基本尺寸確定 根據(jù)鋼模臺車方案設計確定的參數(shù)（載荷、行程）進行計算;然后根據(jù)臺車結(jié)構(gòu)布置要求和操作，油缸基本參數(shù)與尺寸的規(guī)定，結(jié)合國內(nèi)油缸標準、外徑系列尺寸選取油缸直徑。 1.1活塞桿直徑d 式中Q為活塞桿上的推力?；钊麠U長度根據(jù)行程及布置要求決定，其受壓時的穩(wěn)定驗