隧道衬砌台车(无轨行走)设计方案说明

深圳市东部过境高速公路连接线工程施工第2标段

斜井衬砌台车(9m)设计方案说明

一、台车基本形式选择

本斜井设计为两车道隧道，根据其净空断面图、衬砌砼最大设计厚度（40Cm）以及台车加工制作招标合同要求，该衬砌台车设计长度为9m的方案, 全车采用无轨式液压行走系统，设集中控制装置。

1、台车结构设计

我公司台车结构设计形式有：1.按顶升类型分,基本分为上液压顶升式及下液压顶升式两种；2.按门架横梁结构分，可分为单横梁结构形式和双横梁结构形式；

3.按斜撑的形式分，可单斜撑结构，双斜撑结构和全三角斜撑结构。以上各形式结构各有其优缺点，设计时根据实际情况和技术要求选用结构，扬长避短。

经分析施工方要求文件中《衬砌台车技术要求》，考虑到通风设备和电器设备等穿行空间要求较高，所以本台车结构方案选用：下顶升式+单横梁结构形式+三角形立柱结构。此种组合结构具备以下特点：1.采用了单横梁和三角形立柱结构使台车结构分布更合理，缩短了立柱力臂长，受力点更分散；2. 采用了三角形立柱结构，立柱采用δ12钢板组焊从而保证了强度与刚度，并为电器设备等提拱更多的穿行空间。

综合以上理论分析与实际衬砌效果表明，采用此种结构组合最符合招标单位要求。其主要结构及工作原理简介：

台车由行走机构、台车架、钢模板、模板垂直升降和侧向伸缩机构、液压系统、电气控制系统6部分组成，如下图所示。

台车横断面

台车纵断面

上述台车主要结构部位如下：

1-顶模板2-上部台架3-水平调整油缸4-门架上纵梁5-门架横梁

6-门架立柱7-侧向支撑千斤8-边模板9-侧向脱模油缸10-升降油缸

11-模板连接通梁12-模板顶地千斤13-门架横梁连接梁14-门架立柱连接梁15-立柱剪刀架16-基础千斤17-行走系统18-工作平台19-工作梯20-下纵梁2、液压行走机构

如图所示，纵向滑移轮座通过挂钩挂于主架下纵梁下部，纵向滑移油缸通过销绞连接，将纵向滑移轮座与主门架形成错动模式。台车需要纵向行走时，顶升油缸收缩，台车下降至纵向滑移轮座落至地面上且平移滑座悬空，使滑移轮座生根，台车处于悬空状态。然后纵向滑移油缸收缩拉动主门架下纵梁在纵向滑移轮座的滚轮上移动，整个台车往前移动。纵向滑移油缸收缩到零行程后，顶升油缸伸出至平移滑座落至地面生根且纵向滑移轮座悬空，纵向滑移油缸伸出拉动纵向滑移轮座前移，直至油缸满程。到此台车纵向行走的一个循环结束。

电控原理图

3、台车门架

台车门架由下纵梁、门架立柱及横梁、侧向联接剪刀架、水平支撑架等组成，各部分通过螺栓联为一体，两端门架支撑于行走轮架上，中门架下端装有支撑螺杆，衬砌施工时，混凝土载荷通过模板传梯到5个门架上，间距2.1m，并分别通过行走轮和支撑丝杆至轨道地面。在行走状态下，螺杆应缩回，门架上部前段装有操作平台，放置液压及电气装置。

4、模板

模板是直接衬砌混凝土的工作部件，是由螺栓联为一体的数块顶模和侧模组成，纵向共分6片，每片宽1.5m。顶模与侧模采用铰接。侧模可相对顶模绕销轴转动，支模时，顶部液压油缸将顶模伸到位，再操作侧向液压缸，将侧模伸到位，调整顶部、侧部支撑丝杆、完成支模，收模时，按上述相反顺序实施。不需要拆模板，采用衬砌台车提高了衬砌质量和施工效率，降低了劳动强度。每块模板上有工作窗口，用与灌注混凝土。

5、液压系统

由电动机、液压泵、手动换向阀、垂直及侧向液压缸、液压锁、油箱及管路组成。其功用快件、方便地完成支收模、即顶模升降和支撑侧模。手动换向阀分别控制模板垂直升降和两侧模的侧向伸缩，当液压缸将模板支撑到位后，再调整支撑丝杆到位，灌注混凝土对模板产生的垂直和侧向载荷主要由液压缸和丝杆承载。

液压系统原理图

二、技术规格及执行标准

1、台车基本技术参数及技术性能

模板最大长度L＝9m

模板厚度10mm

最大通过能力（高x宽）4200mm*3800mm 台车跨距B=7200mm

行走速度3m/min

爬坡能力30％

衬砌厚度最大1000mm

电源3/1=380V/220V

总功率20.5Kw（单线）

行走电机7.5KW*2=15KW 油泵电机7.5KW

液压系统压力p=16MPa Pmax=20MPa

油缸技术参数：

顶升缸D180*100*S600

侧向缸D90*d50*S300

水平调整缸D100*d55*S200

2、执行的相关标准及技术规范

1）模板台车整体尺寸验收标准

序号项目标准（误差）

1 轮廓半径±2mm

2 模板平面度≤1mm/2m

3 模板错台≤1mmm

4 模板接缝间隙≤1mm

5 表面粗糙度≤0.5㎜

≤2㎜/2m，≤5㎜/10m

6 模板台车外轮廓表面纵向直线度误差

≤6㎜/12m

7 窗面与模板面弧度一致，错台、间隙误差≤1mm

自模板顶点，按高度2m的间距划分，该处弦

≤±2㎜8

长与设计值误差

9 模板台车前后端轮廓误差≤3mm

2）结构外形尺寸允许偏差和检验办法

序号项目边墙拱部隧底检验办法

1 平面位置+10mm 尺量

2 垂直度±2‰尺量

3 高程

±30mm

-10mm

水准测量

4 结构表面平整度10mm 10mm 2m靠尺或断面仪测量3）台车允许的拼装偏差

序号项目标准

1 台车净跨±4mm

2 台车两端门架间距±3mm

3 台车立柱中心线构成的对角线±3mm

4 中间门架立柱和垂直油缸的同轴度要求1/1000

5 纵向排列的侧向油缸和侧向千斤顶同面偏差±3mm

6

垂直油缸收缩到最低位置时的顶面应在同一水

平面内

±3mm

4）单块模板制造公差

序号项目标准

1 对角线误差≤2㎜

2 长度误差±1㎜

3 宽度误差±1㎜

4 平面度误差≤2㎜/2m

5 角钢间距误差≤5㎜

6 铰接孔位置误差≤0.5㎜