1、尾水主洞钢模台车设计安装施工方案1工程概况尾水主洞由三条尾水支洞从主机组引出，尾0+000.00为1#尾岔分界点，主洞总长度为1082.316m，尾0+099.06为起坡点，纵向坡度为5%，起点洞轴高程为178.898，终点洞轴高程为227.5。 尾水主洞立面布置为缓坡洞，断面为圆形，衬砌后洞径为9.0m，全段采用钢筋混凝土衬砌，混凝土标号为C30F6W50，衬砌厚度0.8m1.2m。依照进度调节筹划，为加快保证施工进度，主洞增设2台2/3边顶拱钢模台车对隧洞进行衬砌混凝土浇筑，施工桩号为尾0+005尾0+963。2编制根据（1）厂家设计图纸10.2M液压钢模台车构造设计图（2）国标GB5022、31-98机械设备安装工程施工及验收通用规范3 钢模台车设计阐明钢模台车为全液压，自行式构造，行走电机7.5Kw四级电机四台台，液压站功率为5.5Kw。钢模台车模板长度10.2米，门架5榀，面板厚度10mm。门架内可供施工设备通行，设计已充分考虑隧道纵坡5%状况，通过四轮驱动来满足。钢模台车具备对中、抗浮功能，顶升油缸下置，整体强度、刚度较油缸上置优越。台车增设“八”字千斤，防止模板与门架纵向位移，并配备2.2kw振捣器8台，每侧各4台。为以便剩余某些平移滑模施工，建议将剩余某些角度调节为90度，上浮力减小，也容易浇筑满。在转弯段时，台车拆分为4.5米，两端加上楔形模板，模板就可以通过转弯段。3、4钢模台车受力验算钢模台车整个荷载（混凝土、台车自重、混凝土侧压力、混凝土震动捣荷载及混凝土入仓冲击荷载等）是以整个成型断面钢模板竖向、水平方向上各支承油缸及千斤传向于支承门架。钢模板自身承受浇注混凝土时面荷载；门架承受台车行走及工作时竖向及水平荷载（见台车总图），各荷载分项系数，除新浇混凝土自重及模板自重取1.2外，别的施工荷载分项系数取1.4。台车构造受力分析应考虑工作及非工作两种状况下荷载，由于门架是重要承重物体，必要保证有足够强度、刚度及稳定性。因而，强度校核时应以工作时最大荷载为设计计算根据；非工作时，台车只有自重，构造受力较小，此种状况作为台车行走校核及门架纵梁强度验算，暂不考虑。4、由于台车顶模、左右边模受力不同，其载荷分析可成两某些，然后再进行载荷组合，对门架进行强度校核。4.1 模板载荷分析 由于顶模受到混凝土自重、混凝土侧压力、混凝土震动捣荷载及混凝土入仓冲击荷力等荷载作用，其受力条件显然比其他部位模板更复杂、受力更大、构造规定更高。由于边模与顶模设计构造同样，边模不受混凝土自重，载荷较小，因而对其强度分析时只考虑顶模。顶模板通过托架总成承受整个上部模板载荷，而托架纵梁由12支承点（8个螺旋千斤、4个液压油缸）承受竖向载荷并传力于门架。顶部模板承受载荷按开挖1.2米时混凝土自重及注浆口封口时该处挤压力。由于混凝土输送泵通过几十米水平管道及竖直管道向台车输送混凝土，与5、注浆口接口处局部挤压力较大，其他地方压力较小。因而，强度计算时，只考虑自重荷载压力对模板影响这在工程计算中是不可行，在实际设计时，局部加强顶模及考虑一定安全系数。由于上部挤压应力没有确切理证数据可作参照，台车设计普通依照国外类似构造及经验加以考虑。台车顶模沿洞轴方向看是一种圆柱壳，只但是它是由各种1.5米高圆柱形组合而成。计算时，假设顶模下托架支承立柱刚度是足够（25工字钢），而顶模最危险处应在最顶部（由于灌注时压力）。因而，其力学模型可取最顶部托架中间两根立柱间顶模长度、一块模板1.5米宽这某些进行受力分析及强度校核，其受力简图如下4-1。图4-1 分析某些受力简图该某些载荷由两某些构成，一6、是砼自重；二是注浆口封口时产生较大挤压应力，该值取值是一种不拟定，它与灌注封口时操作有极大关系。如果混凝土已经灌满，而操作人员依然由输送泵输送混凝土 ，由于输送泵理论出口压力（36.5kg/cm2）很大，就有也许导致模板变形破坏。由于输送管长度及高度变化，注浆口接口处压力实际有多大，当前没有理论及实验验证数据可供参照。而台车模板设计制造只能依照经验及类比构造，这在工程上是屡见不鲜，但为了对模板设计有一种基本掌握及满足顾客规定，咱们只能依照使用状况选用一种有待验证值。据此状况，操作者就必要及时掌握和控制灌注状况，依照操作经验鉴定已经灌满，并及时停止输送。4.1.1 分析某些混凝土自重P1如图4-7、1，分析某些长为1632mm，宽为1500mm，混凝土厚为0.5mm，其密度为2.45t/m3,则混凝土自重W1.6321.50.52.453（t）。折算成单位面载荷P13/(1.6321.5)1.23t/ m24.1.2 分析某些挤压面载荷P2该值取为4.7t/ m2，参照自日本歧阜工业公司提供参数1。那么，这某些模板就受到P1与P2作用，两某些合力P= P1+P2=1.23 t/ m3+4.7 t/ m25.93t/ m2。4.1.3 模板弯曲应力由于模板内表面每隔250mm有一根加强角钢，因而，咱们可以把它简化成每隔250mm梁单元来考虑。将宽为250mm模板所受到载荷折算成梁上线载荷。8、这是在有限元单元解决中惯用办法。其翼缘板宽度取它与之相邻筋板间距30（参照自2中97页）,即2500.375mm，实际取值50mm，偏于安全。依照上述模板所受面载荷为5.93 t/ m2。那么在250mm宽，1500mm长面积上所受到载荷为5.930.251.52.22t，将此载荷作用在1.5米长梁上，则其线载荷Q为2.22/1.5=1.48t/m。 图4-2 梁单元横截面如果对整个模板进行受力分析，就必要将整个模板等效成梁单元空间框架构造，运用有限元理论，通过电算进行有限元分析。这里，咱们只能取一根梁进行分析，简化后梁单元力学模型按简支梁解决，这是由于两边有250mm高拱板及立柱支承。梁横截9、面如图4-2。为计算梁弯曲应力，必先计算该梁横截面形心，该截面是由636角钢及15010组合截面，依照图示坐标系，计算组合截面形心O0X、Y坐标。 依照3中附1-4组合截面形心公式计算形心X、Y坐标。，查表可知角钢636横截面积A879.7mm2，惯性矩Ix=469500mm4。将各值代入，则x（100850879.770.7）/(800+879.7) 60.84mm y（100879879.770.7）/(800+879.7) 48.47mm依照组合截面平行移轴公式计算组合截面惯性矩：Ix100103/12810030.532469500879.727.772 1897832.19mm4。抗10、弯截面模数WIx/41.545731mm3。简支梁受到均布载荷作用下最大弯矩位于跨中，其值为：Mmaxql21.911041.52/85.732103Nm。梁最大弯曲应力Mmax/W 5.732103/4.573110-6 117.5Mpa。对A3钢，s160 Mpa，由于s ,因此梁强度通过.4.1.4 板最大位移 梁单元最大变形量，即模板最大位移。依照公式41-114中相应受均布载荷简支梁位移公式：fmax5ql4/384EI式中，E弹性模量，E2.1106 Mpa ；I截面惯性矩，I1.910-6m4；q梁受到均布载荷，q1.9110-4N;l梁长度，l1.5m；将各式代入上式：fmax11、51.911041.54/（3842.110111.910-6） 0.032m3.2mm。即模板最大变形为3.2mm。通过上述分析计算可知，整个模板强度及刚度是够，台车使用是安全。4.1.5 竖向千斤强度校核混凝土自重通过每边6个支撑千斤及行走承受，并通过千斤及油缸传力于钢轨上。通过构造受力分析可知，中间6个千斤承受压力较两边行走受力大，两边行走承受力只相称于一种千斤承受力；因而，竖向千斤承受轴向载荷为：P408.86/1429.2tz竖向千斤采用矩形螺纹8010，螺杆及螺母均为15钢，其s360 Mpa，b180 Mpa，108Mpa，安全系数为2。由于螺杆和螺母材料相似，只需校核螺杆螺纹强12、度。依照1127中螺杆弯曲强度公式：b=3FH1/d3b2nb螺杆剪切强度公式：F/d3bn式中：F轴向载荷N，F29.2104；H1基本牙型高度mm，H10.5p5mm；d3外螺纹小径，d369mm；n螺纹圈数，nH/P，P为螺距，螺杆高度H90mm，则n9；b螺纹牙根部宽度mm，矩形螺纹b0.5P，即b5mm。将各值代入上式：则b329.21045/6959 52Mpab51.1075104/695952.4 Mpa因而，竖向千斤螺杆强度通过。4.2 边模板载荷分析台车边模板左右对称，构造及安全相似，由于模板下部向里靠拢，不承受混凝土自重，因而自重载荷不必考虑，只考虑浇注砼时挤压应力对其影13、响。边墙挤压压力选为4.7t/m2,该值取自日本歧阜工业公司12米液压台车计算值2；当前国内所有台车设计皆参照自该公司产品。国内并没有台车设计国标可参照。边模上部通过销轴于上模板连接，底部靠基脚千斤支撑于地面，中间通过四根千斤连接梁四个支撑点支撑。每边支撑千斤四排共24个支撑点承担挤压力引起水平载荷，而挤压力引起竖向载荷通过台车自重（约89吨）及抗浮千斤来稳定。为偏于安全考虑，上部及下部假设不承受约束，整个水平方向上载荷靠24个支撑点（行走及千斤）承受。4.2.1 水平千斤强度校核水平千斤采用梯形螺纹Tr609，螺纹高度H80mm，螺距P9mm，则螺杆弯曲及剪切强度为：b=3FH1/d3b2n14、b螺杆剪切强度公式：F/d3bn式中：F轴向载荷N，F45.71104；H1基本牙型高度mm，H10.5p4.5mm；d3外螺纹小径，d350mm；n旋合圈数，nH/P，P为螺距，螺杆高度H80mm，则n8.89；b螺纹牙根部宽度mm，矩形螺纹b0.65P，即b5.85mm。将各值代入上式：则b345.711044.5/505.8528.89 129.13 Mpab45371104/505.858.8955.95 Mpa因而，水平方向支撑千斤强度通过。4.3 门架构造受力分析及强度校核台车门架是一种空间整体框架构造。其重要水平及垂直方向载荷靠五片门架承受。为了保证整体构造稳定性，两片门架横梁之15、间通过9根18b工字钢连接，各立柱之间通过18b工字钢及75角钢将其连接成整体。在六片门架中，中间门架受力最大。4.3.1 门架横梁强度计算横梁计算按简支梁考虑，偏于安全。则横梁受到应力为：N/A+Mmax/W对于A3钢，s240 Mpa，安全系数取1.5，s=160 Mpa，式中：N横梁轴向压力N，45.71104N;A横截面积，A3001229761420864mm2。Mmax横梁受到最大弯矩，MmaxF10.38 51.10751040.38 19.42104NmW截面抗弯模数依照组合截面惯性矩公式Ixbh3/12（4表1-1-77），Ix149763/12+2（300143/12+3016、0141932） 1.398109mm4WIx/200=6.9885106mm3。将上述各值代入应力公式：则45.71104/20864+19.42104/6.9885106=21.9363s。横梁强度通过。为了保证横梁局部稳定性，横梁腹板布置加强筋板。4.3.2 门架横梁下斜支撑强度校核门架连接梁选用25b工字钢，其截面积A5350mm2，斜支撑受到轴向压力N45.71104N，则挤压应力：45.71104/535010-685.44 Mpas由于横梁与斜支撑中间加强了25b工字钢，因而其稳定性也能保证。上式计算偏于安全。4.3.3 门架立柱强度计算门架立柱是非常重要承力构件，为了保证台车绝17、对可靠工作，对其计算采用压杆稳定进行强度校核。立柱在轴向受到F1作用；在水平方向上，水平载荷靠横梁及斜支撑承担；水平载荷靠模板下14个撑地千斤和门架纵梁承担（依照此处假设，每边7个撑地千斤必要撑紧地面，门架支撑轨道必要稳定）。在中心受压实体构件设计中，静强度及疲劳不是问题，重要应考虑构件稳定性和刚度两个方面。1、立柱稳定性计算 中心受压实体构件总体稳定性计算公式：=N/s式中：N立柱轴向压力N，N=51.1075104NA立柱横截面积，A=300122+42214=12464mm2横截面积惯性矩公式Ix=bh3/12Ix144223/12+2（300143/12+300142182）3.42118、084WIx/225=1.521106（3）截面回转半径rx=（Ix/A）1/2=（3.42108/12464）1/2=165.65；立柱计算长度Ix=2784；计算长细比Ix/rx=2784/165.65=16.807；依照3表319a查得中心压杆稳定系数0.96； 则立柱稳定性=51.1075104/(0.9612464）=42.71Mpas因此立柱稳定性验算通过。2、立柱刚度验算由表351；查得max=100，而计算长细比=16.807mm，因此，刚度验算通过。4.3.4 门架纵梁强度计算纵梁计算按简支梁考虑，偏于安全。则纵梁受到应力为：N/A+Mmax/W对于A3钢，s240 Mpa，19、安全系数取1.5，s=160 Mpa，式中：N横梁轴向压力N，45.71104N;横截面积，A40014257214227216mm2。Mmax纵梁受到最大弯矩，MmaxF10.38 51.10751040.38 19.42104NmW截面抗弯模数依照组合截面惯性矩公式Ixbh3/12（4表1-1-77），Ix145723/12+2（400143/12+572141932） 8.151108mm4WIx/200=4.0755106mm3。将上述各值代入应力公式：则45.71104/27216+19.42104/4.0755106=16.8429s。纵梁强度通过。为了保证纵梁局部稳定性，横梁腹板20、布置加强筋板。另，由上值可看出：纵梁强度安全系数更高。这是由于纵梁受力模式为简支梁，并且在受力点下某些别由下部千斤和行走承受，故纵梁重要考虑其稳定性，纵梁最小安全系数是在台车行走时，此时，下部千斤不受力，在立柱之间与门架之间横梁与斜拉杆存在条件下，纵梁与门架立柱整体性较高，在以往使用经验和在ANSYS有限元分析中纵梁挠度在3mm以内，是满足使用规定。4.4 结论依照上述分析计算，台车门架构造及各受力千斤强度是足够。但在使用过程中，应按照使用规范规定和恰当浇注速度。衬砌厚度严格控制在0.8米范畴内并严格注意封顶时输送泵操作，禁止过度泵送导致浇注口附近局部模板下沉。由于工况及操作变化，在设计台车时21、对局部也许引起变形地方作了必要加强，模板横加强筋板及拱板都较普通台车作了加强。因而该钢模台车设计合理，使用安全可靠。5 钢模台车安装流程5.1 门架系统安装流程门架、立柱、斜撑拼装成龙门架，吊装于下纵梁之上联接行走机构、下纵梁安装于轨道上门架之间纵向、横向联接整个门架系统螺栓联接、检查、拧紧 上部台架各立柱、弦梁安装、联接上纵梁吊装在门架之上联接门架系统完毕5.2 模板安装流程联接顶模与上部台架各立柱、弦梁顶模平衡地吊装在上部台架两边边吊装侧模，与顶模铰接，左右平衡安装调节每块顶模之间错缝错台安装、调试液压系统调节侧模之间错缝错台，拧紧螺栓安装侧模连接通梁模板组装完毕挂装丝杆千斤6 钢模台车安22、装施工6.1施工准备钢模台车安装场地选用为尾水主洞尾0+430尾0+410、尾0+973尾0+963段，规定做好洞安全防护办法，如发现洞壁上残存着松动岩石，及时清除掉。依照钢模台车长度在洞内准备安装场地，并对洞底部进行清底解决。台车安装前先将要施工工作面清理干净不得有钢筋、木块、水泥等杂物。在要安装施工部位进行测量放点打出桩号、轨道中心线及高程点以便进行安装。洞室顶部上按厂家规定布置置多排锚杆，承重不不大于5T。工件采用葫芦在洞内进行吊装，保证洞内足够照明；现场工作人员规定佩戴安全帽，高空作业规定佩带保险绳。钢丝绳牢固要结实，吊装时，捆扎牢固，派人统一指挥。门架、平台走道上铺齐木板。6.2钢构23、件运送和存储构件依照安装顺序，分单元成套供应，运送构件时，依照钢构件长度，重量选用车辆；文明装卸，不准扔掷构件。构件存储在平整、坚实、无积水场地上，构件按种类、型号、安装顺序分开存储，钢构件底层垫枕有足够支承面，保证支点不下沉。相似型号钢构件叠放时，各层钢构件支点在同始终线上，以防止构件被压坏变形。依照场地实际状况及针梁台车构造特点，台车顶模、侧模和门架均须借助吊车、行车、吊葫芦完毕。一方面在洞内恰当位置设立锚杆，以以便吊葫芦使用；然后用随车吊将针梁台车构件吊至在车上，拉至发尾水主洞安装位置。6.3 安装台车配年均采用随车吊运送到尾水主洞安装部位，门架采用220挖掘机及50装载机配合人工进行安24、装，安装就位后应紧固螺栓，斜撑某些也应安装到位。模板采用顶部锚杆吊点安装，开动行走电机牵引台车架向前行走5m，使一圈模板组装后，顶模能位于员点正下方，依次组装顶模、两侧模，好定位销并紧固连接螺栓。运用顶部两吊点用钢丝绳分别拴信顶模两吊耳，220挖掘机用钢丝绳提住两侧模下部，使模板缓慢直立，再用手拉葫芦将两侧模底部径向拉开，再运营台车架至模板下方，下降模板，安装，紧固模板与承重梁连接螺栓，用手动撑杆支撑好模板，然后按同样办法安装其他模板。采用人工用麻绳将平台提高到侧模恰当位置，焊于侧模腹板上，平台安装完毕后，再将栏杆、爬梯焊于平台相应位置。按照液压系统布置图安装各油路分派器、控制阀、连接各油路；25、安装控制电路，启动液压系统，依次调试各油缸，并安装于侧模支座上。卸下侧模手动撑杆，启动液压系统，调试、伸缩侧模油缸使侧模各油缸同步伸缩自如；顶升、调试顶模油缸，使其伸缩自如；调节模移油缸，其伸缩行程应一致，启动行走电机，使整套钢模台车在轨道上来回运营两个循环。7 重要资源配备 重要设备及工器具配备 表7-1序号设备名称型号单位数量备注1挖掘机220台1现场辅助安装2汽车吊25t台1吊装3全站仪台1测量定位4自卸汽车25t台1倒运材料5随车吊台1倒运材料6电焊机台3焊接7专用工具套2安装 劳动力筹划表 7-2工 种数量工种数量安装工5人司机3人电焊工3人管理及技术人员2人起重工1人安全员1人电工26、1人辅助人员1人合 计：16人8 质量、安全、文明施工办法8.1 质量保证办法1、整个施工过程严格按设计及施工规范规定进行施工。2、安装时严格按设计图纸以及GB50231-98 机械设备安装工程施工及验收通用规范原则执行。3、施工时采用相应施工办法保证施工质量。4、安装时，严格按安装工序进行，前一道工序不合格，不得进入下道工序施工。5、控制点设立时，由安装单位配合我部进行测量，控制点应用红色喷漆做好标记，所有安装控制点设立时必要采用同一系统坐标，以保证安装精度。6、验收过程实行“三检一验”制，即每道工序须经班组自检、厂家复检、质检环保部终检，监理工程师终验控制程序,本道工序经验收合格后方可进行27、下道工序施工。8.2 安全保证办法1、现场施工人员，特殊工种必要持证上岗，服从统一指挥，不得违章作业。2、安装施工现场，所有技术人员和施工人员必要戴好安全帽，系好帽带。高空作业人员必要挂好安全带。3、施工现场起重工应对使用钢丝绳、卡环经常性检查，安装吊运时必要用指挥旗和哨子同步进行指挥。4、脚手架和安装防护平台应用架子管搭设，用卡具固定保证安装施工人员安全。5、施工用电线路必要按关于规定铺设，并严格按操作规程作业。6、施工现场要悬挂安全警示标志。如：防止坠物，施工现场注意事项等。7、所有参加安装施工人员，严格按照各自安全操作规程进行作业，服从分派，听从指挥。8.3 文明施工保证办法1、施工现场28、材料、机械设备按施工现场地平面安放稳固，各种材料分门别类有序堆放。2、按施工规划实行布置管理，施工现场内所有暂时设施按规定布置，使现场处在整洁有序状态。3、合理安排施工顺序避免工序互相干扰，凡正道工序对上道工序会产生损伤或污染，要对上道工序采用保护或覆盖办法。4、施工用电线路，整洁有序铺设，并固定牢固。5、各项施工生产活动严格按照关于规程规范作业，杜绝野蛮施工和盲目施工。6、施工完毕后，按规定及时拆除所有安全防护设施和其他暂时设施，并将工地及周边环境清理整洁，做到工完、料清、场地净。9 安全风险评估 施工安全风险评估表 表10-1序号危害名称风险种类风险级别风险控制办法1钢模台车失稳坠落、物体29、打击低风险严格按照厂家提供阐明书进行台车操作，加强现场技术交底；加强安全管理2高空作业时坠落坠落低风险配备个人安全防护用品，高空作业时系好安全绳，塔架临边做好防护栏3高空作业人员酒后、病后上岗作业高空坠落、物体打击低风险禁止酒后及病后初愈上岗作业4高空向上向下抛工具或零件物体打击低风险高空作业配发工具袋，随身工具及零星物件应放在工具袋中5未上锁电源箱触电低风险操作电箱应上锁，安全员对电箱进行上锁检查。6用电不安全触电低风险从事电器作业人员要持证上岗，非电工及无证人员禁止从事电器作；并应符合规范DL/T5370-第6.16.6 条 款关于现场施工用电规定7车辆运送违章冲撞低风险进行专人指挥；对现30、场车辆进行监督检查8垂直方向交叉施工坠落、物体打击低风险合理安排工作面，警戒区域红白带围护，专人监督，禁止非作业人员进入9高空作业机具存储不当物体打击低风险加强教诲，提高施工人员自我防护意识施工时；加强现场检查，高空作业配发工具袋，随身工具及零星物件应放在工具袋中10高处作业未佩戴安全防护用品坠落中档风险安装防护拦，系好安全带11工作平台物体掉落打击低风险工作平台上不容许放置原材料，要放置必要保证下方作业安全，按规定规定设立安全防护办法12支立模板时失稳物体打击低风险严格按操作规定加固模板，专人检查13照明局限性摔拌、坠落低风险设足够照明和安全标志14不良交通路况交通意外中档风险定期对道路维护保养，设立道路警示标志，车轮与危险边沿保持安全距离15电焊弧光、焊渣灼（烫）伤低风险操作人员穿戴好防护用品