衬砌台车受力分析

水利枢纽输水隧洞的二衬——关于针梁台车衬砌施工摘要：通过针梁台车进行水利枢纽输水隧洞的建设，能够取得较为良好的建设效果，本文则对针梁台车的结构、工作原理以及应用技术进行了分析。

关键词：水利枢纽；输水隧洞；针梁台车一、工程概况西霞院水利枢纽输水及灌区工程是河南省的重要水利工程项目之一，该工程从洛阳市进行引水，通过输水总干渠向西霞院灌区输水，其中输水总干渠总长114.02千米，同时能够为下游提供一定的用水。

而输水隧洞则是输水总干渠穿越沁河的必要建筑，其总长为2850米。

二、针梁台车结构形式（一）模版总成模板在针梁台车中主要用于隧洞的成型，在实际应用过程中，能够决定隧洞的实际大小与尺寸。

而在应用模板的过程中，也需要考虑到压缩作用对于模板半径的影响，为了充分发挥模板的功能，其实际半径应当比理论半径大25毫米左右。

同时，模板由四部分组成，即顶模、底模与左、右侧模板。

（二）针梁总成针梁的主要作为钢模的受力平台和台车轨道，且针梁主要由型钢构成。

（三）梁框总成梁框下部与底模相连接，从而形成门框形状的结构，而该结构的上方与下方都安装有行走轮。

梁框在针梁台车中主要起到的是承载复合的作用，能够承受混凝土浇筑过程中产生的压力。

（四）底座底座安装在针梁的两端，分别为前底座与后底座，而在底座上也可以进行油缸的安装。

（五）端头堵板端头堵板的主要功能是防止钢模的两端出现封堵的现象，从而确保钢模的正常使用。

（六）抗浮装置针梁台车在参与施工建设的过程中，往往是进行一次性的浇筑，而这也要求其钢模具备一定的抗浮功能，确保钢模不会再浇筑过程中出现上下晃动的现象。

因此，在钢模的两侧会安装抗浮千斤顶，而抗浮架的使用则能够进一步提升钢模的抗浮能力，避免了错台问题的出现。

（七）行走装置针梁台车的行走装置由支座和相应的滚轮构成。

（八）水平和垂直对中调整机该装置能够通过对针梁的调整而实现对模板位置的调整。

三、针梁台车工作原理（一）钢模工作原理针梁台车的钢模能够完成立模、拆模的工作，这主要是由钢模上的三组油缸提供动力而实现的。

全圆针梁式液压钢模衬砌台车分析1、工程概况CB取水隧道是某核电项目的一子项工程。

它的主体部分有三条隧道组成。

隧道中心线之间的水平距离为15m ，它与取水头部及PX泵房相连。

该隧道起点中心标高为-21.700m，末端隧道中心标高为-19.900m，自起点隧道中心标高至末端隧道中心逐渐升高，坡度为0.0019，隧道长约1300～1350m。

两侧1#、3#两条隧道为一心圆，圆形断面隧道开挖直径6.3m，衬砌厚度0.4m。

中间2#隧道开挖尺寸为三心圆，隧道开挖宽度3.8m、高2.7m，衬砌浇筑成型为两条内经1.4m 的圆形隧道。

CB隧道1#、3#洞二次衬砌采用全圆针梁式液压钢模衬砌台车，台车有效衬砌长度为12米/循环，每循环施工2.5天2、全圆针梁式液压钢模衬砌台车全圆形针梁式液压钢模台车由整圆钢模板、针梁式走行架、全圆形针梁式模板台定位机构、液控传动系统及电气控制五部分组成，台车设计总重量80T。

钢模在纵向长度上分为八节，每节 1.5m，模板的整圆环由一块顶模、两块侧模和一块底模构成。

顶模与侧模的连接为铰接，可在油缸控制下收拢和撑开，以达到穿行和立模的目的；两底模之间也为铰接，在起吊油缸和起吊架作用下，以铰轴为圆心向台车纵向中心垂直平面收拢，以便从门架中间穿过。

2.1全圆针梁式液压钢模衬砌台车结构模板由模板、针梁（滑梁）、液压系统、电动系统和防浮支撑系统等组成。

2.1.1模板：是由环型骨架、面板和各加强板、筋等焊接而成，为了拆装和运输方便，分成24片，用螺栓和铰链等方法连接固定成为一体。

2.1.2针梁：是用各种型钢焊接为珩架式，为了安装运输及9米衬砌变4.5米衬砌等情况分两段用法兰、螺栓连接。

2.1.3液压系统：是由油泵、油缸、控制器、制动系统和管线组成，它具有精度高，密封性好，内容高压等特性。

2.1.4电动系统：是由行走卷扬机和附着振动器组合为台车的电动系统。

2.1.5防浮支撑系统：为台车走行和灌注中的固定和定置部分，根据对台车在浇筑过程中产生的浮力进行计算，台车设计时在针梁上部安装4个20T，液压抗上浮支撑，总的抗上浮力为80T。

一、概述：隧道钢模板衬砌台车是以组合式钢结构门架支撑的大型钢结构模板系统，电动机驱动行走机构带动台车行走。

利用液压油缸和螺旋千斤顶调整模板定位及脱模的隧道混凝土成型设备。

它具有成本低廉，结构可靠、操作方便、衬砌速度快、砼成洞成型好等特点，能有效加快施工速度，减少对洞内其他施工作业的干扰。

因此，衬砌台车被广泛使用在公路、铁路、水电、城市地铁等隧道施工中。

二、衬砌台车的工作原理：衬砌台车是按定作人提供的衬砌断面图和技术交底书要求来设计的。

钢模板衬砌台车外轮廓与隧道衬砌理论内轮廓面一致，通过封堵模板两端的开挖仓面，与已开挖面形成封闭的环形仓，然后浇注混凝土而实现隧道的衬砌施工。

台车动力为电机驱动，轨行式行走系统；模板动作方式为液压缸活塞运动方式，完成立收模及模板中心偏差的调整等动作；台车立模后，需要通过丝杠把模板与架体连成整体，以承受混凝土浇注过程中荷载。

三、衬砌台车结构组成：衬砌台车是由模板总成、顶模架体总成、平移机构、门架总成、主从行走机构、丝杠千斤顶、液压系统、行走系统、电气系统等组成。

1、模板总成：模板是模板台车的最重要部分，其结构、制作工艺的合理性和强度直接关系到隧道衬砌的质量。

我公司制作的模板由顶模和边模各2块构成台车横断面。

顶模之间及边模之间用螺栓连接，边模和顶模间采用铰接机构，用于立模和收模。

9m长模板台车，模板均分为6块，每块分别1.5米宽；10.5m长模板台车，模板均分为7块，每块分别1.5米宽。

模板由面板、法兰、加强角钢、加强筋板等组成。

模板面板厚度为10mm，两端法兰厚度为12mm，考虑到台车在制作和存放过程中焊接应力将法兰内收，两法兰间增加了槽10#作为支撑。

模板的加强角钢用∠75× 50×6的角钢沿模板宽度方向布置，另外还有A3δ10的加强立板（详见下图）。

模板上开有工作窗，其作用为：①浇注混凝土；②捣固混凝土；③涂脱模剂；④清理模板表面。

另外在模板顶部安装有与输送泵接口的注浆装置。

软弱地层公路隧道二次衬砌内应力监测与分析中图分类号：u459.2文献标识码： a 文章编号：一、前言传统新奥法施工理念为综合岩体自身稳定性，引导和控制围岩变形，充分利用围岩的自身稳定能力，理念上与传统的矿山法有着较大的区别。

一般情况下待围岩和初支变形稳定后再施做二衬。

初期支护才是隧道受力的主要结构，二衬只是安全储备。

二衬的施工肯定是要等围岩基本稳定后才能施做的。

但是在从我国目前施工的众多隧道工程，特别是软弱地层下公路隧道来看，设计者在实质上一直把喷锚支护当作取代传统支架作为确保施工安全的一种临时支护措施，而模筑混凝土衬砌仍然按照承载结构设计，其设计参数随围岩级别而变。

实践中，设计者往往对初次衬砌与二次衬砌的荷载分担比，二次衬砌的受力特点及其安全储备量等问题上缺乏真实数据支撑存在诸多疑虑，进而导致在设计上盲目套用，造成极大的浪费及安全隐患。

当前在软弱地层隧道衬砌结构设计时，多为岩石隧道的设计理论和方法的“加强版”，由于软弱地层岩体整体性差，开挖扰动后变形和后期蠕变变形较大，加之当前交通隧道多具有跨度大、隧道长、地质条件复杂、工期紧等特点，造成隧道衬砌结构设计的理论方法和实际施工存在较大差异。

因此，专门围绕软弱地层二次衬砌的内应力受力特点及规律，从现场实测数据出发，开展相应试验研究是十分必要的。

二、现场监测布置2.1 工程概况某隧道位于贵州省西部山区，为分幅隧道。

隧道区工程地质条件极为复杂，大范围穿越煤层，煤层为近水平，岩体软弱破碎。

场区上覆第四系崩塌堆积层（qc）、人工填土（qme）、残坡积（qel+dl）碎石土，下伏三叠系下统飞仙关组（t1f）泥质粉砂岩、二叠系上统长兴组、大隆组（p2c+d）粉砂质泥岩二叠系上统龙潭组（p2l）煤系地层泥质粉砂岩间夹泥岩及煤等。

场区地下水类型为第四系松散岩类孔隙水、基岩裂隙水，赋存于风化裂隙中，地下水埋藏浅。

场区为地下水补给、径流区，其来源主要为地下水渗流、径流补给及大气降水补给，大气降水一部分经地表渗入地下后经基岩风化节理裂隙向低凹地带流动，一部分经坡表汇流后向地势低洼处径流排泄。

ｗａ ｓ ｕｓｅｄ ｔ ｏ ａｎａｌ ｙｚ ｅ ｔ ｈｅ ｄｅｓｉ ｇｎ．Ｔｈｅ ｖｅｒ ｉ ｆ ｉ ｃａ ｔ ｉ ｏｎ ｓｈ ｏｗ ｓ ｔ ｈａｔ ｔ ｈｅ ｄｅｓｉ ｇｎ ｍ ｅｅ ｔ ｔ ｈｅ ｃｏｎｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｉ ｏｎ ｒ ｅｑｕｉ ｒ ｅｍ ｅｎｔ ｓ ａｎ ｄ ｔ ｈｅ
预 模板
从 而为 桥 梁设 计 人 员提供 了从 建模 、 分析 、 设 计 到 计 算 的
整体 解 决 方案 。
自从 ２ ０ ０ ２ 年ｌ 】 月 北 京 迈 达 斯 技 术 有 限 公 司 成 立 以
来 ， Ｍｉ ｄ ａ ｓ 系 列 产 品 已成 功 应 用 于 国 内 上 万 个 实 际 工 程 项 目中 ， 涉 及桥 梁 、 建筑 、 岩土 、 机 械 等领 域 。其 中最 具 代表 性 的有 世界跨 度最 大 的斜拉桥一 苏通 大桥 ， 以及２ ０ ０ ８ 年
析。 程 序 融入 了 中国 的公路 、 铁路 、 市政 桥 梁 的相 应 规 范 ，
为６ 、 ９ 、 １ ２ ｍ等 规 格 。 图 １ 为 衬砌 台车结 构 示 意 图 ， 衬 砌 长 度 为９ ｍ 由 顶 模 板 、 侧模 板 、 底模板 、 上横梁 、 液压 油缸 、 丝杆和机械千斤顶 、 门架、 主从行走机构 、 门 架 支 承 千 斤 顶ｅ ｌ ｏ ａ ｄ ｄ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｐ ｏｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ， ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏｃ ｅ ｓ ｓ ａｎ ｄ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ，ａ ｎ ｄ Ｍｉ ｄ ａ ｓ ／ Ｃｉ ｖ ｉ ｌ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ
【关 键 词 】 Ｍｉ ｄ ａ ｓ ／ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ ； 衬 砌 台车 ； 有 限元 ； 模 拟

台车设计计算书此份台车结构强度设计计算及校核书是根据项目经理部提供的台车设计要求及所附图纸中提供的技术参数进行结构受力演算，其结果仅对该台台车的结构受力有效。

一、工程概况及其对钢模台车设计要求1、钢模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》和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式，并满足施工设备通行要求，最下部横梁距离底板砼面净高不低于4.1m。

3、对钢模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。

对模板变形同样有准确的计算，最大变形值不得超过2mm，且控制在弹性变形范围内。

4、钢模台车设计长度为9.2米。

5、钢模台车设计时，承载混凝土厚度按0.6m设计校核。

6、钢模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，不采用行走轮承载。

7、侧模和顶模两侧设置窗口，以便进人和泵管下料。

8、钢模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、钢模台车设计控制尺寸钢模台车外形控制尺寸，依据隧道设计断面和其他的相关施工要求和技术要求确定。

见总图《正视图》。

2、设计衬砌厚度钢模台车设计时，承载混凝土厚度按0.6m设计校核。

3、车下通行的施工机械的控制尺寸最大高度不高于4m；A）台车轨距 4000mm。

B)洞内零星材料起吊重量一般不超过3吨。

C)浇筑段长度浇筑段长9m。

3、钢模台车设计方案该台车特点：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。

4、钢模板设计控制数据（1）、模板：控制数据(见下表)（2）、台车机械设备控制数据(见下表)5、钢模板设计钢模板的作用是保持隧洞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，活动铰将其分成几段，利用连接螺栓合成整体。

弥楚台车检算资料一、检算依据1、林织铁路《衬砌模板台车设计图》2、《钢结构设计手册》3、《铁路混凝土与砌体工程施工规范》4、《路桥施工计算手册》二、台车组成的主要参数1、台车的结构衬砌台车主要由模板总成、托架总成、平移机构、门架总成、台车大梁、主从行走机构、侧向液压油缸、侧向支撑千斤、顶撑液压油缸、基础千斤等组成。

2、主要技术参数台车总重量（自重） 850 KN一个工作循环的理论衬砌长度12 m最大衬砌厚度（包括开挖回填厚度）600 mm （平均开挖多50 mm）。

三、检算有关取值说明：1、混泥土侧压力混泥土浇注速度 V= 2 m/h混泥土浇注温度1=20℃识现场具体工定，这里按照该温度计算。

初凝时间 t0=200/（T+15）=5.71h侧面模板最大压力:Pm=0.22yt08182V1/2 或 24h（h为混凝土的有效压头）取二者较小值使用式中：81坍落度修正系数（W3cm, 81 = 0.85,5〜9cm, 81 = 1,11~15cm, 8=1.2）； 8 2外加剂修正系数（不加时82 = 1,掺缓凝剂82 = 1.2）；混凝土容重取Y =24KN/m3这里以24为基数进行计算;h为有效压头高度； H 为浇筑高；Pm=61.4KPa （这里修正系数均取1.2进行检算）内部捣鼓压力P1 =4Kpa 侧面压力泵送冲击力及混凝土倾倒冲击力P2 =2Kpa混凝土侧压力P =67.4Kpa2、考虑砼灌注时，衬砌断面可能存在开挖现象，混凝土厚度按600mm取值。

- qHPm浇筑时模板受力情况3、振捣砼产生的水平力对水平面模板按2kPa计算，对垂直面模板按4kPa计算。

4、各部分检算时都做了偏于安全的简化，以确保结构安全。

5、不含有关丝杠、走行轮的检算。

四、主要部件的检算1、模板的检算1.1 模板检算顶拱模板主要承受混凝土的重力和泵送的冲击力。

混凝土的容重取Y=24KN/m3。

泵送冲击力对模板的局部作用力很大，但一般注浆孔都做了局部的加强，为了简化计算这里不做泵送时对局部模板的压力计算。

衬 砌混 凝土 在 初凝前 ，因为 是流 体 ，其
４２严格控制混凝土浇注速度 、顺序 ．
躁交 逼建设监理》２０￣ １ ０６ 期 所 示 ，假设Ｐ 圆心以 下浇 注衬砌 混凝土 的任 Ｅ开的位置 不合理 ；施工过程 中工人 为了少换 ［】隧道衬 砌模板 台车设计的探讨 《 为 １ ４ 中国建 ０７ 确 意 质点 ，重量 为Ｇ，质点Ｐ 两个分 力 ，ｆＦ 次输送管连续 浇注混凝土过高 ，往 往会造成 筑金属结构》２０年Ｏ 有 ｌ １ｉ ｌ ｌ ［ ５ 】浅谈隧道衬廊 施工缝开裂的原 因及其整 （ 质点对台车的径 向压 力）、Ｆ （ ２ 质点对岩面 台车上浮 ，要求左 右侧交替浇注混凝 土，每次 治 《 安徽建筑》２０年Ｏ ０７ ６ 路隧道衬砌混凝土通 病防治 《 】公 安徽建 的压 力） ，Ｂ 角为质点径 向受力方 向和水平方 浇注 高度和 两侧 高差均 不超过 ｌ ｍ。在 浇注 圆 【 筑》２０年Ｏ期 ０７ ５ 向的夹角 ，Ｆ ＝ ／ ｉＢ ２ Ｇ ｔ ｎ Ｂ ｌ Ｇ ｓ 、Ｆ ＝ ｃａ ｇ 。台车 心以下的混凝土时 采用一台罐车运输等措 施来 ｎ
一
ｒ
著 ｔ 【《 ２ 铁路隧道施工规范》。 ］ 符 合流体 力学 受力原理 ，台车上浮原 因是混凝 ｝ 衬砌 圆心以下的混凝土浇注速 度的快 慢是 相 关蔓 ： 嶂 ５ 中 土 对台车的径 向压 力的垂直分 力所致 。如 图１ 台车上浮的关键 ，台车在制作过程 中混凝 土窗 【】隧道衬 砌混凝土裂缝的成因与 防治 《
工艺 、投入的机械设备情 况、衬砌台车的 自身 结构、施工进度等诸 多因素相 关 ，很少提到一
个理论高度上来 ，佛子岭隧 道右线衬砌是抗浮
混凝 土原 材料 采 用电 子计 量装 置 、强制 搅拌 ｉ
机拌 和 （ ￥ ０ 型搅 拌 机两 台 ） 、６ 罐 车 Ｊ ５０ ｍ３

用全 圆穿 行式 ；边 顶拱 式衬砌 台车应用 最 为普遍 ，常用 于公路 、铁路 隧道 及地 下洞 室 的混凝 土二 次衬 砌施 工 。 １ １ 简易 衬 砌 台车 ． 简 易衬砌 台车一般 设计 为钢拱架 式 ，使用标 准组合 钢模板 ，可不 设 自动行 走 ，采用 外动 力拖 动 ，脱立 模板 全 部为人 工操作 ，劳动 强度 大 。该 类衬砌 台车一般 用 于短隧 道施 工 ，特别 是对 于平 面 和空 间几何 形 状复杂 、工序 转换频 繁 、工 艺 要 求 严格 的隧 道 混凝 土 衬 砌 施 工 ，其 优 越 性 更 明 显 。如 小金 口双 连拱 隧道 ，长 ２０ ０ ｍ，平面处 在 Ｒ＝ ０ｍ 的圆 曲线 变化 段 ，洞 内横 坡从 ｉ ２ ３０ ＝± ％ 变 到 ＋ ％ ，同 时该隧 道亦处在 Ｒ＝ ００ 的竖 曲线 上 ，使 隧道 洞 形呈 “ 曲 ” 状 态 ，而 中墙 又 ５ ３０ ｍ 双
困难 。
用该类衬砌 台车时应注意两侧走行轨 的铺设高差不大于 １ ，否则将造成丝杆千斤和顶升油 ％
缸变 形 。在有坡 道 的隧道 内衬 砌时 ，为 了调整衬 砌标 高 ，会造 成 台车前后 端 的高差 、模 板端 面与 门架 端 面不平 行 ，将 使模 板与 门架 之 间形 成很 大 的水 平 分力 ，造成 模板 与 门架之 间 的支撑丝 杆千
渝、贵广等铁路工程 ，隧道工程数不胜数。建设单位对隧道施工质量 的要求越来越高，长大隧
道 、甚 至几百 米 的隧道 也要求 用整体 钢模 衬砌 台车衬砌 。本 文着重介 绍 隧道衬 砌施 工 中常用 混凝 土衬 砌 台车 的设 计使用 技术 。
１ 混凝 土衬 砌 台车分 类
混凝 土衬 砌 台车是 隧道施 工过程 中二 次衬砌 不 可或缺 的非标产 品 ，主要有 简 易衬砌 台车 、全

衬砌台车技术说明书一、前言：本台车是我公司自行设计、开发研制的以电动机驱动行走机构带动台车行走，利用液压油缸和螺旋千斤调整模板到位及收模而使隧道混凝土成型的用于铁路、公路隧道模板衬砌的施工机械。

本台车根据施工方提供的隧道断面图和施工技术要求而设计制造的，具有成本较低、结构可靠、操作方便、衬砌速度快、隧道成型面好等优点。

本说明书重点阐述了衬砌台车的结构特点，质量技术要求，安装、拆卸方法，施工中操作的步骤及注意事项。

二、总体设计说明：2．1、总体设计构思：衬砌台车的作用主要是满足隧道二次衬砌，提高隧道衬砌质量，减轻工人作业强度，达到迅速、安全、可靠、方便、省力的施工目的。

本台车采用轨行式，液压动力控制立、拆模作业。

2.2、设计规范与标准：（1）、《钢结构设计手册》（2）、《钢结构焊接规范》（3）、《钢结构工程施工质量验收规范》（4）、《铁路桥涵施工技术规范》（5）、《机械设计手册》2.3、全液压自行式台车受力分析：台车在衬砌过程中，两侧边模主要受砼的侧向挤压力，顶部模板主要受砼的压力，门架部份既受侧向力又受正压力。

由于模板最下端和台车最宽处存在截面积差，故在浇注过程中，台车还是受砼对它的浮力。

2.3.1、侧压力的确定（侧压力只与浇注混凝土高度有关，与厚度无关）。

根据《建筑手册》中“现浇砼结构模板的设计”可知侧压力公式为：F=0.22r c t0β1β2V1/2F—新浇筑砼对模板的最大侧压力（KN/M2）r c—混凝土的重力密度（KN/M3）t0—新浇筑混凝土的初时间（h），可按实测确定，当缺乏试验资料时，可采用t0=200/（T+15）计算（T为混凝土的温度o C）V—混凝土的浇筑速度（m/h）β1—外加剂影响修正参数，不掺外加剂时取1.0，掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2β2—混凝土坍落度影响修正参数，当坍落度小于30mm时取0.85,50∽90mm 时取1.0, 110∽150mm时取1.15（1）、各参数的确定：①r c取24KN/ M3②t0=200/(T+15)=200/(25+15)=5③V的确定施工时采用混凝土输送泵浇注，输送泵排量为25∽30m3/h，取最大值30m3/h，浇注混凝土平均厚度取1.0m，两边平衡浇注，考虑到浇注时，换管与时间耽误，取修正系数0.75，故：0.75x30m3/h=(1.0x10xV)x2V=1.125m/h④β1取1.0⑤β2取1.15（2）、侧压力计算：F=0.22x24x5x1.125x1x1.15=32.20 KN/M22.3.2、边模的强度验算（1）、模板强度验算面板厚度12mm，间距250布置75#角钢，将侧压力视为均布载荷：均布载荷：q=F x 0.25/1000=32.2x0.25/1000=8.05N/mm弯矩： M=ql2/8=8.05x15002/8=226.4x104 N·mm模板截面模量： W=1/6 x (250x62)+9.93x103x2=20.526 x 103 mm3设计应力：σ=M/W= 226.4x104/(20.526x103) =110.3N/mm2<f m=215N/mm2模板强度合符要求。

隧道台车计算书（一）概述：根据贵单位承建的隧道工程可知：贵方所需台车是全液压边顶拱砼衬砌钢模台车（以下简称台车）。

此台车是以电机驱动行走机构带动台车移动，利用液压油缸和螺旋千斤进行模板立模和脱模来进行隧洞砼浇注的设备。

根据对隧道衬砌长度的要求，台车设计为12米,总重量126T，全液压边顶拱砼具有结构合理可靠、操作方便、成本较低、衬砌速度快、隧道砼成形面好等优点。

（二）台车的结构设计：台车主要由模板部份、台架部份、平移机构、门架部份、行走机构、液压系统、支承千斤、电气控制系统等组成。

1、模板部份: 模板部份由两块顶模和两块侧模组成一个砼横向断面，两块顶模用螺栓连接两侧模与顶模用铰耳销轴连接，8块模板的宽度均为1.5米，，纵向由8块组成12米的模板总长，每块模板之间用螺栓连接，模板面板厚度为δ12mm，模板加强筋用槽钢[12B和槽钢[16A做成，加强筋的间距为250m m，其弧板宽度为300 m m。

模板连接梁采用槽钢[20b合成.。

2、台架部份：台架由4根上纵梁,9根弦梁和63根小立柱组成。

主要是承受顶模上部砼及模板的自重。

其上纵梁由钢板δ=14mm/δ=12mm焊成工字截面,横梁采用工字钢I25b.小立柱采用工字钢I20b制成。

3、平移机构：平移机构在前后门架横梁各安装一套，平移油缸4个（HSGK02—B100/55）。

平移油缸的作用是利用其左右移动来调整模板中心线与隧洞中心线相吻合，其工作压力为16 MPa，最大推力为20吨，水平移动行程为左右各100 m m。

4、门架部份：门架由下纵梁、立柱、横梁及纵向连接梁组成。

各横梁及立柱用连接梁和斜拉杆连接，各构件均用螺栓连接成一个整体。

是整个台车的主要承重结构件。

门架下纵梁用δ１４mm和δ12m m钢板焊成箱形截面。

立柱和横梁采用δ１４mm和δ12mm钢板焊接成工字截面，以增加门架抗砼的侧压力。

5、行走机构：台车行走机构由2套主动机构，2套从动机构组成。

⼆衬台车模板验算多变径模板台车的检算为了保证多变径模板台车的强度、刚度、稳定性，必需对台车进⾏检算，保证隧道衬砌施⼯的安全。

1 模板系统受⼒分析台车模板分顶模、左右边模，由于顶模受到混凝⼟⾃重、施⼯载荷及注浆⼝封⼝时的挤压⼒等载荷的作⽤，其受⼒条件显然⽐其他部位的模板更复杂、受⼒更⼤、结构要求更⾼。

由于边模与顶模的结构构造⼀样，边模不受砼⾃重，载荷较⼩，因此对其强度分析时只考虑顶模。

顶模板通过上纵梁总成承受整个上部模板的载荷，⽽上纵梁有16个⽀撑点（12个机械千⽄顶，4个液压油缸）承受竖向载荷并传⼒⾄门架。

由于混凝⼟输送泵通过管道向台车输送混凝⼟，与注浆⼝接⼝处的局部挤压⼒较⼤，其他地⽅压⼒较⼩。

在衬砌时的混凝⼟⾃重及边墙压⼒靠模板承受。

模板的整体强度即有拱板承受⼜有千⽄顶承受，以保证模板⼯作时的绝对可靠。

台车模板沿洞轴⽅向看是⼀个圆柱壳，只不过它是由多个2⽶⾼的圆柱形组合⽽成。

通过计算得知模板下的托架⽀承及圆弧拱板的刚度是⾜够的，⽽顶模最危险处应在最顶部（由于灌注时的压⼒）。

因此，其⼒学模型可取最顶部2m×2.1m模板进⾏受⼒分析及强度校核，其受⼒简图如图1-1。

图1-1 模板受⼒简图该部分载荷由两部分组成，⼀是砼的⾃重；⼆是注浆⼝封⼝时产⽣的较⼤挤压⼒，该取值是⼀个不确定的，它与灌注封⼝时的操作有极⼤关系。

如果混凝⼟已经灌满，⽽操作⼈员仍然由输送泵输送混凝⼟，由于输送泵的理论出⼝压⼒（36.5Kg/cm2）很⼤，就有可能造成模板的变形破环。

由于输送管的长度及⾼度的变化，注浆⼝接⼝处压⼒实际有多⼤，⽬前没有理论及实验验证的数据可供参考。

据此情况，操作者就必须及时掌握和控制灌注情况，根据操作经验判定已经灌满，并及时停⽌输送。

（1）分析部分的混凝⼟⾃重P1分析部分的长为2m，宽为1.5m，混凝⼟厚为0.5m，其密度为2.4t/m3，则混凝⼟⾃重为：W=2×1.5×0.5×2.4=3.6（t）则单位⾯载荷为：P1=3.6/（2×1.5）=1.2t/m2（2）分析部分的挤压⾯载荷P2该值取为4.7 t/m2，参考⾃⽇本岐⾩⼯业公司提供的参数（《隧道施⼯机械简明⼿册》第⼀册，铁道部隧道⼯程局，1984）。

二次衬砌的台车施工技术例析1、工程概况狮子岩隧道位于重庆市涪陵区南沱镇大坝村和龙驹村之间，位于百洞溪东侧，杨沟西侧，线路呈北西—南东走向，隧道穿越狮子岩山脉，为中低山地貌，隧道最大埋深厚约302m。

隧道进口位于南沱镇大坝村的缓坡上，西侧有一深槽，宽约100m，深约50m，深槽两侧基岩完整，进口端地势稍陡，坡度角约为20～30°，坡向约为290°；出口位于杨沟西侧的陡坡中部，植被以灌木为主，坡度约30～40°。

隧道洞身地势平缓，植被茂密，以松树、水塘、稻田和玉米为主。

2、二衬机械化施工设备配套技术本隧道工程二次衬砌采用全液压自行式12米液压衬砌台车，混凝土灌注采用混凝土输送泵泵送，输送使用搅拌式混凝土输送车，洞外设自动计量混凝土拌合站。

在组装大模板衬砌台车时要注意横向支撑的强度和刚度，控制混凝土灌注过程中模板的变形，保证净空要求，要求台车本身结构强度足够大。

2.1机械设备配套通过多座类似的公路隧道衬砌施工的经验，并对所需的机械设备进行了认真的研究，通过计算分析，优化机械设备配置，使机械设备性能相匹配，与施工能力协调统一，隧道主要衬砌设备选型配套情况见下表1。

2.2保证衬砌作业连续性的措施（1）合理配置机械设备，储备充足的机械设备易损件，做到设备有用有备；加强机械设备操作现场培训和设备检修保养。

（2）建立衬砌前的设备检查制度，设备有故障或能力不匹配不开盘2.3衬砌台车调试、就位（1）台车采用钢结构大模板，具有液压支拆模和电动走行系统，工厂制造后运至现场安装。

（2）施工示意如下图1：（3）台车拼装后的调试处置台车模架、模板局部变形、加工尺寸偏差等是造成衬砌错台等衬砌外观质量问题的主要原因。

①衬砌台车现场拼装完成后，必须在轨道上往返走行3～5次后，再拧紧固螺栓，并对部分连接部位加强焊接以提高台车的整体刚度。

②检查台车尺寸部位是否准确，掌握加工偏差大小情况，必要时进行整修。

③衬砌前对模板表面采用抛光机进行彻底打磨，清除锈斑，涂油防锈。

隧道二次衬砌台车受力简析摘要衬砌台车是当前山岭隧道施工不可或缺的辅助机具，在隧道二衬混凝土施工进度特别是安全、质量控制方面发挥着重要作用。

为确保施工有序，台车设计及自身的安全质量卡控显得尤为重要，其中受力分析是较为关键一环，有关技术参数必须检算到位。

本文以12米全断面衬砌台车为实例，对其进行简要的受力分析。

关键词隧道；衬砌台车；受力分析前言全断面钢模板砼衬砌隧道台车（简称台车）受力分析主要包括顶模和边模两部分。

台车结构受力分析应考虑工作及非工作两种工况下的载荷，强度校核时应以最大载荷为设计计算依据。

非工作状态，台车只承受自重，结构受力较小；工作状态，台车受自身重量、混凝土自重、振捣、混凝土入仓产生的冲击等各方面产生的力，因此，台车强度校核载荷应以工作状态产生的荷载为依据进行校核[1-2]。

衬砌台车主视图及侧视图如图1所示。

1 台车整体受力分析1.1 顶模板载荷分析顶模板通过托架总成承受整个上部模板的载荷，而托架纵梁又承受竖向载荷并传力于门架。

顶部模板承受的载荷有最大开挖0.8米时的混凝土自重及注浆口封口时该处的挤压力。

由于混凝土输送泵通過几十米的水平管道及竖直管道向台车输送混凝土，与注浆口接口处的局部挤压力较大，其他地方压力较小，因此，强度计算时，只考虑自重载荷的压力对模板影响，这在工程计算中是可行的。

顶部模板受力简图如图2所示。

假设混凝土厚度为最大开挖厚度0.8m，台车衬砌长度为12m，同时假定上部整个混凝土的自重由顶模板承受，所灌注混凝土即为图中的阴影部分面积S（由ABCD四点构成的阴影面）。

S=8.92m2，则混凝土自重W=12×8.92×2.45=262.25（t﹚，顶模板自重G=26.32﹙t﹚。

1.2 边模板载荷分析台车边模板左右对称，结构及受力相同，由于模板下部向里靠拢，不承受混凝土自重，因此自重载荷不必考虑，只考虑浇注混凝土时的侧压力对其影响，如图3所示。

方法二：采用内部振捣器时，新浇混凝土对钢模板的最大侧压力F，按下式计算：F=0.22rht0β1β2V1/2，公式中：F―混凝土侧压，rh―混凝土的容重，2.45t∕m3，t0―新浇混凝土的初凝时间（h）取5小时，β1―外加剂影响系数，不加外加剂时取1.0，加具有缓解作用的外加剂时取1.2，β2―混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于3cm时取0.85；当坍落度为5―9cm时取1.0；当坍落度为11―15cm 时取1.15，V―混凝土的浇筑速度（m∕h），取1.5m∕h将上述各值代入：F=0.22×2.45×5×1.2×1.15×1.51/2=4.56（t∕㎡）边墙的侧压力取为4.7t∕㎡，该值取自日本歧埠工业公司液压台车的计算值，大于目前国内边模板的侧压力计算值，偏于安全。

模板台车受力分析1、台车构成隧道全断面衬砌台车主要由门型框架（纵梁、横梁、底梁、竖撑、顶推螺杆斜撑）、面板（顶模板、边模板、加强肋）、行走系统（滑动钢轮、电动机）、液压系统、连接件及紧固装置构成。

各构（杆）件采用M20螺栓连接，螺栓孔均采用机械成孔，孔径较螺栓杆体大2mm。

台车构造具体见图一、图二。

图一：全断面衬砌台车构造图图二：9m长衬砌台车侧视图整体式衬砌台车总体构造如下所示：顶模总成：2组；顶部架体：1组；升降油缸：4件；平移装置：2组；门架体：1组；边模总成：2组；边模丝杠：26件；边模通梁：8件；边模油缸：4件；底部丝杠体：14件。

台车标准长度为9m时，设置12个工作窗口。

二、台车结构受力检算模板支架如图1所示。

计算参照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）、《铁路混凝土与砌体工程施工规范》(TB10210-2001)、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）、《砼泵送施工技术规程》(JG/T3064-1999)。

1、荷载计算（1）、荷载计算1）、上部垂直荷载永久荷载标准值：上部混凝土自重标准值：1.9×0.6×11.0×24=200.64KN钢筋自重标准值：9.8KN模板自重标准值：1.9×11.0×0.01×78.5=16.4KN弧板自重标准值：（11.0×0.3×0.01×2+11.0×0.3×0.01）×78.5=7.77KN台梁立柱自重：0.0068×（1.15+1.45）×2×78.5=2.78KN上部纵梁自重：（0.0115×8.2+0.015×1.9×2）×78.5=11.88KN可变荷载标准值：施工人员及设备荷载标准值：2.5振捣混凝土时产生的荷载标准值：2.02）、中部侧向荷载永久荷载标准值：新浇注混凝土对模板侧面的压力标准值：F=0.22rctoβ1β2v 1/2=0.22×25×8×1.2×1.15×10.5=60.6KN/m2F=rc×H=25×3.9=97.5KN/m2取两者中的较小值，故最大压力为60.6KN/m2有效压力高度h=2.42m换算为集中荷载：60.6×1.9×0.6=69.1KN其中：F—新浇混凝土对模板的最大侧压力；rc—混凝土的表观密度；to—新浇混凝土的初凝时间；v—混凝土的浇筑速度；H—混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度；β1—外加剂影响修正系数；β2—混凝土坍落度影响修正系数；h—有效压力高度。

中铁九局集团有限公司企业标准中铁九局程〔2015〕号隧道衬砌台车技术标准中铁九局集团有限公司二〇一五年四月前言本技术标准依据现行的《公路隧道施工技术规范》、《铁路隧道工程施工技术指南》、《钢结构设计规范》、并结合我局施工的铁路、公路隧道工程经验编制而成。

本标准共分6章，主要包括:总则、术语、基本规定、衬砌台车设计、衬砌台车施工及常用衬砌台车设计及制作。

主要内容如下:1.明确了衬砌台车结构形式，包括简易衬砌台车、全液压自动行走衬砌台车。

2。

明确衬砌台车设计、衬砌台车施工及验收标准。

3.明确了常用铁路、公路衬砌台车的结构标准。

在执行本标准过程中，希望各单位结合工程实践，认真总结经验，积累资料，如发现需要修改和补充之处,请及时将意见及有关资料发至局工管部，供今后修订时参考。

本标准主编单位：中铁九局工程管理部起草人员：刘壮陈英楠梁柏韩冬张立国贺函顾博杨红磊审查人员：金耀毛永志王春林耿波曹志国杨柳枝目录1总则 (1)2术语 (2)3基本规定 (2)4 衬砌台车设计 (5)5 衬砌台车施工 (10)5.1 简易衬砌台车施工 (10)5。

2 全液压自动行走衬砌台车施工 (15)5.3 衬砌台车验收标准 (19)6 常用衬砌台车设计及制作 (21)6。

1 高铁双线隧道衬砌台车 (21)6。

2 公路隧道衬砌台车 (22)6.3 铁路单线隧道衬砌台车 (23)1 总则1。

0.1 为统一我局隧道工程衬砌台车工艺设施技术标准,加强施工管理，保证隧道衬砌质量，确保施工安全，提高临时结构通用性和临时材料的周转使用率，制定本标准。

1。

0。

2 本标准适用于公路、普通铁路、高速铁路隧道衬砌工程.1.0.3 衬砌台车选型应结合工程地质、水文地质、各种作用、结构形式、隧道施工工艺、施工条件和工期等因素影响，合理设计，精心施工.1.0。

4 衬砌台车应具有出厂合格证和产品说明书。

1。

0.5 衬砌台车应有足够的强度、刚度和稳定性.衬砌台车组装完成后应经验收合格方可投入使用.2 术语2。