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模板台车施工方案

 

 

第一章编制说明

1.编制依据

1.1、甘肃省武罐高速公路WG9标项目合同文件、工程施工图、总体施工组织。

1.2、国家、省、市现行有关法规、标准、技术规范。

2.编制原则

2.1、按照招标文件、投标书、施工图的要求,结合隧道施工环境、特点、工程量及合同总工期要求进行编制。

2.2、指导思想:

施工技术先进、施工方案可行、施工方法稳妥可靠、重信誉守合同、施工组织科学、优质高效安全、不留后患。

2.3、贯彻技术与经济统一,积极应用“四新”,不断提高施工技术水平和施工机械化,以提高施工进度和工程质量。

2.4、坚持实事求是的原则,正确选择施工方案,合理安排施工顺序,加快建设速度,做好人力、物力的综合平衡,均衡生产。

2.5、在确保质量的基础上,缩短工期,节约材料,降低成本,高效完工。

2.6、严格执行设计文件、技术规范和标准的要求,实行全面质量管理。

第二章、工程简介

小石村隧道为特长分离式双洞,左线长1720m,右线长1700m属于WG09合同段。

其中左幅隧道起止桩号为K48+120~K49+840,位于R=1120m,Ls=130m的右转缓和曲线上,纵坡采用+2.4%单向坡,最大埋深约为224.8m;右幅隧道起止桩号为K48+120~K49+820,位于R=1240m,Ls=285m的右转缓和曲线上,纵坡采用+2.4%单向坡,最大埋深约为220m。

左右幅隧道均以Ⅳ级围岩为主,其中左幅Ⅳ级围岩1370m,Ⅴ级围岩345m,明洞5m;右幅Ⅳ级围岩1340m,Ⅴ级围岩355m,明洞5m。

隧道内设有两处车行横洞,四处人行横洞,紧急停车带三处(左洞两处,右洞一处),洞门端墙均采用端墙式洞门。

左右洞各采用一台模板台车施工,模板台车主要施工除紧急停车带地段的主洞各类衬砌围岩。

人行横洞、车行横洞、紧急停车带采用木模施工。

第三章模板台车施工方法

台车根据武罐高速公路WG9标隧道一般断面衬砌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、隧道成型面好的优点。

1、总体设计说明:

1.1、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。

1.2、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》

1.3、结构计算方法与原则:

对台车的主要承力部件为龙门架、上部脸工字钢及模板,我们均按照许用应力进行强度或稳定性的校核。

(混凝土浇注的速度为2m/h)

即:

δ≤【δ】=δs/n

τ≤【τ】=0.6【δ】

或:

δ≤ψ【δ】……稳定性校核

δ……拉应力τ……剪应力

δs……屈服极限n……安全系数

ψ……稳定系数【δ】……许用应力

【τ】……许用剪应力

2、各部件组成

台车一般由模板总成、托架总成、平行机构、门架总成、主从行走机构、侧向液压油缸、侧向支撑千斤、托架支撑千斤、门架支撑千斤等组成。

模板总成:

模板之间通过螺栓连接。

每节模板做成1.5米宽,由多节组合而成。

模板上开有呈品字型排列的工作窗,顶部安装有与输送泵接口的注浆装置。

托架总成:

托架主要承受浇注时上部混凝土及模板的自重,它上承模板,下部通过液压油缸和支撑千斤传力与门架。

托架由两根纵梁、两根边横梁、多根中横梁及立柱组成。

纵梁由钢板焊接成工字形截面;边横梁及多根中横梁由工字钢制造;立柱由工字钢制造。

平移机构:

一台液压台车,平移机构前后各一套,它支撑在门架边横梁上。

平移小车上的液压油缸(GE160/90—300)上与托架纵梁相连,通过油缸的收缩来调整模板的竖向定向定位及脱模,其调整行程为300mm;而水平方向的油缸(GE90/50—200)用来调整模板的衬砌中心与隧道中心是否对中,左右可调行程为100mm。

门架总成:

门架是整个台车的主要称重构件,它由横梁,立柱及纵梁通过螺栓连接而成,各横梁及立柱间通过连接梁及斜拉杆连接。

液压台车的主要结构由钢板焊接,整个门架有足够的强度,刚度和稳定性。

门架横梁由钢板焊接成

字形截面;立柱同样由钢板焊接成

字形截面;纵梁采用钢板焊接而成;斜支撑采用工字钢或槽钢;各连接梁采用槽钢,工字钢或角钢。

主从行走机构:

液压台车主从行走机构各两套,它们铰接在门架纵梁上。

主行走机构由Y型电机驱动一级齿轮减速后,再通过两级链条减速,其行走速度为6.1m/min,行走轮直径为φ360mm;

侧向液压油缸:

侧向液压油缸主要是为模板脱模,同时起着支撑模板的作用,侧向油缸(GE100/63—400),根据衬砌长度选用4个油缸,其调整行程为300mm。

侧向螺旋千斤:

安装在门架上的螺旋千斤来支撑,调节模板位置,承受灌注混凝土时产生的压力。

螺杆直径为90mm,其调整行程为300mm。

托架支撑千斤:

它主要为改善浇注混凝土时托架纵梁的受力条件,保证托架的可靠和稳定。

螺杆直径为90mm,其调整行程为300mm。

门架支撑千斤:

它联接在门架纵梁下面,台车工作时,它顶在轨道面上,承受台车和混凝土的重量,改善门架纵梁的受力条件,保证台车工作是门架的稳定。

螺杆直径为90mm,其调整行程为300mm。

3、机,液,电系统

3.1、机械系统

台车行走采用两套机械传动系统,通过一级齿轮减速器和两级链条减速后驱动台车行走。

为实现两套驱动系统装置同步,采用两套电机同时启动:

为满足工况要求,电机可进行正,反转运行。

3.2、液压系统

台车液压系统采用三位四通手动换向阀进行换向,来实现油缸的伸缩。

左右侧向油缸各采用一个换向阀控制两侧水平油缸的动作;四个竖向油缸各用一个换向阀控制其动作;两个小车平移油缸各用一个换向阀操作;利用双向液控单项阀对四个竖向油缸进行锁闭,保证模板不致下降,采用单项节流阀调节油缸的运动速度。

当换向阀处于中位时,系统卸荷,防止系统发热;直回式回油滤清器和集成阀块简化了系统管理。

3.3、电气系统

电气系统主要对油泵电机的起停及行走电机的正反向运动进行控制。

行走电机没有正反转控制及过载保护。

4、主要技术参数

4.1、一个工作循环的理论衬砌长度:

12米;

4.2、衬砌厚度(包括超挖回填厚度):

800mm;

4.3、轨距:

7000mm;

4.4、成拱半径:

R1=5700mm,

4.5、台车进行速度:

6.1m/min;

4.6、液压系统工作压力:

160Kg/cm2;

4.7、衬砌上升速度:

2.0米/小时;

5、安装

5.1.台车安装方法采用洞外安装后自行进洞。

5.2.铺设轨道:

枕木和钢轨必须合乎要求,铺设后轨距误差控制在±10mm以内;轨道与枕木必须用道钉固定,防止台车行走时发生危险;枕木间距不得大于80cm,以免钢轨被压断。

5.3.吊装:

根据场地条件选择适当吨位的吊车,主件吊装用钢丝绳不小于φ16。

按先后顺序组装台车,组装中必须注意安全。

5.4.安装质量的要求:

因台车在出厂前已进行过出厂内拼装、调试,故在现场应顺利组装。

尽量避免使用气割和电焊的方法影响安装质量,确有因运输变形的情况应尽量校正,具体要求如下:

全车所有螺旋必须齐全,切拧紧;

所有模型板拱板连接处的定位销窗口处的铰销、定位销必须全部存在、并打紧,防止在使用中产生错台。

使用螺旋千斤顶必须在螺纹部分涂黄油保证旋转自由。

电气系统安装必须是专业电工进行操作,确保安全操作。

液压系统试车后,要确保所有油缸动作自如,所有接头处无漏洞现象。

在安装丝杠时,要保证纵向同一排丝杠转向一致,以免操作时出现互锁现象。

以上要求既是对安装人员的要求,也是用户操作使用中应注意的问题。

6、就位

6.1.安装试车合格后,在确保台车上下、左右无障碍物的情况下,启动行走电机,操作台车前行至待衬砌里程。

前后反复动作几次,使台车结构放松,停在正确衬砌位置,关闭行走电机,并在行走处打好木楔或使用阻车器,防止溜车或衬砌中骨架受偏力产生位移,引起跑、爆模。

6.2.旋紧底梁下的螺旋支腿,硬确保底板落在坚实的基础上。

6.3.在拆掉所有边模支撑丝杆一端绞销的情况下,启动液压油泵,操纵调心油缸,使台车中线对正隧道中线,旋下台梁下支腿并拧紧;操纵边模油缸使边模伸出至设计尺寸。

若油缸动作不同步,可采取锁紧靠近一个油缸的丝杆,继续动作操作阀使同排其他油缸继续伸出。

微量调节时可用丝杆。

边模达到设计尺寸后,连接好所有边模杠并确保旋紧。

6.4.台车就位结束后,必须关掉液压泵电源,以免误动阀组操作手柄,使台车结构变形或损坏液压缸。

6.5.在模型板外表面涂膜剂。

6.6.安装堵头板,并加设必要的支撑。

7、灌注

7.1.灌注起始,应从距离基础约1.5~2m处的作业窗开始灌注,并注意倒换灌注位置,防止局部受力过大引起变形,灌注过程中,严格控制左右高差不大于200cm,严禁由拱顶的开始浇注。

7.2.开始灌注混凝土的速度应不大于衬砌上升速度。

7.3.当灌注至拱部时,应设专人在拱部端头处观察排气口,以防止灌满后过度泵送压坏模板。

7.4.灌注过程中,采用捣鼓棒捣固即可,若需要在模型板内测安装使用平板式振荡器,应事先增加辅助支撑,且以高频率震荡为宜。

每次震荡时间不超过60秒。

8.护养、脱模

灌注结束后,养护到规定时间,即可准备脱模。

8.1.拆除堵头板和支撑。

8.2.启动液压油泵,操纵边模油缸微量外伸,使丝杆松动。

拆除边模所有丝杆后,操纵边模油缸,使边模收回,脱离成型表面。

8.3.操纵举升油缸微量上升后,松开锁紧螺母和台梁下的螺旋支腿,反向推动举升油缸控制手柄,使举升油缸受模板自重下降,拱模脱离成型表面。

8.4.旋起底梁下螺旋支腿,取掉行走轮处的木楔或阻车器,操纵台车前行,至下一衬砌位置。

8.5.台车模板与已经衬砌表面的搭接时,搭接长度不大于100mm,以免搭接过长造成错台。

9.使用中注意的问题

9.1.因举升油缸与台车为螺旋连接,操纵举升油缸上升时,四个油缸应均匀、循环上升,严禁一个油缸上升过多而其于油缸未动作。

造成油缸损坏。

9.2.所有左右窗、丝杆处的定位销、绞销遗失后,必须补充同等规格尺寸的销子,不得用其他不合要求的物品代替,比防止生错台或跑模。

9.3.全车螺栓必须每10个工作循环检查一次。

9.4.丝杆螺纹外露部分必须用物品加以覆盖,防止使用中粘土混凝土而失去作用。

9.5.操纵边模油缸动作前,应仔细检查丝杆是拆除,避免因丝杆未拆除是动作油缸造成模板变形。

10、台车模板受力分析

根据衬砌施工实际情况,考虑混凝土拌合站的拌合能力及混凝土运输等客观因素的制约,混凝土实际灌注速度约为20~25方/小时,台车左右两侧交错灌注,则12米台车衬砌厚度为40厘米时的混凝土每侧升高速度约为2米/小时,混凝土凝固时间为2小时,则流动状态下的混凝土的高度始终不会超过2米高,按2米高校核模板强度(实际衬砌施工中,混凝土的两侧高度差应严格限制在2米以内,即流动状态下的混凝土高度始终不会超过2米高)。

混凝土密度为2.5吨/方,所以作用在模板上的极限载荷的集度为q=2.5×2=5吨/米2=0.5kg/cm2。

一、面板校核:

面板约束条件为:

角钢侧两对边简支,筋板侧两对边固定。

则a=1500mmb=250mma/b=6.0α=0.5 β=0.0285 t=12mmE=200GPaq=0.5kg/cm2=0.04905MPaA3钢的容许应力[σ]=130MPa根据《机械设计手册》中公式:

σmax=α(b/t)2q①

ωmax=β(b/t)4(q/E)t②

得到:

σmax=0.5×(350÷12)2×0.04905=30.04MPa<[σ]

ωmax=0.0285×(350÷12)4×(0.04905÷200000)×12=0.105mm<0.5mm

结论:

面板的强度和刚度均满足使用要求。

二、角钢校核:

角钢约束条件为:

两端固定,且假定全部载荷的90%集中作用在角钢上。

根据《机械设计手册》中公式:

M=ql2/24 ①

σ=My/I  ②

ymax=-(ql4)/384EI③

其中E=200GPa=200000MPaI=167.555cm4=167.555×104mm4y=29.06mm

l=1476mmq=0.5×30×90%=13.5kg/cm=13.24N/mm所以:

M=13.24×14762÷24=1201.85Nm

σ=1201.85×103×29.06÷(167.555×104)=21.23MPa<[σ]

ymax=-(13.24×14764)÷(384×200000×167.555×104)

=-0.488mm(负号表示方向)<0.5mm

结论:

角钢的强度和刚度均满足使用要求。

三、弧形筋板校核:

弧形筋板约束条件为:

上端固定,下端简支。

数学模型简化为:

略去筋板中部支撑;以弧形筋板最窄处的尺寸作为整体校核尺寸;均布载荷集中作用在单侧筋板上。

根据《机械设计手册》中公式:

M=ql2/8 ①

σ=My/I  ②

ymax=-5(ql4)/384EI③

其中l=3300mmh=250mmy=125mmI=429687.5cm4=429687.5×104mm4

E=200GPa=200000MPaq=0.5×150=75kg/cm=73.575N/mm所以:

M=73.575×33002÷8=100154.0Nm

σ=100154.0×103×125÷(429687.5×104)=2.91MPa<[σ]

ymax=-5×(73.575×33004)÷(384×200000×429687.5×104)

=-0.132mm(负号表示方向)<0.5mm

结论:

弧形筋板的强度和刚度均满足使用要求。

因此,模板整体的强度和刚度均满足使用要求。

第四章台车设计标准与规范

1、车整体标准与规范

1.1、台车作为一种非标钢结构产品,首先应符合国家有关非标产品所规定的标准及其行业规范,设计规范与《钢结构设计手册》、《钢结构焊接规范》、《隧道施工技术规范》等相关典籍符合。

1.2、台车设计的衬砌厚度应满足于隧道二次衬砌的设计厚度标准。

台车整体结构合理,在保证钢结构承载能力的前提下,应尽量做到轻便易于安装、拆卸。

1.3、模板结合严密(错台≤3mm),模板光洁平整(用2m直尺检查≤3mm),保证门架及模板的刚度,避免模板及门架出现疲劳变形。

1.4、台车工作窗数量、位置合理,台车定位良好,无漏浆、错台现象。

2、台车模板及门架一般要求

2.1、应符合标准要求,并按照经规定程序批准的图纸及技术文件制造。

2.2、必须具有足够的承载力、刚度和稳定性。

2.3、应保证混凝土构件顺利脱模,并不损坏构件。

2.4、可拆卸部件,应保证拆卸方便,连接可靠,定位正确。

2.5、有铰接的模板和工作窗应能开合灵活,装置可靠,定位一致,使用方便,性能可靠,坚固耐用,在振动成型时,不得出现自行松脱等现象。

2.6、叠放台车组件时,应根据生产工艺要求来叠放,防止出现变形。

2.7、制造台车的主材应有材质证明。

2.8、所使用结构用材的强度应符合设计要求,并应有良好的可焊性。

2.9、模板工作面宜采用整体材料制造,如需拼接:

宽度小于2m时,焊缝不得多于一条;不小于2m时,焊缝不得多于两条;长度小于4.2m时,焊缝不得多于一条;不小于4.2m时,焊缝不得多于两条。

2.10、台车各主体部分宜采用整体材料制造。

如拼接时,拼接焊缝不宜多于一条,且拼接的部位宜在受力较小处,拼接焊接应错开。

2.11、钢模板成型工作面上,不应有裂缝、结疤、分层等缺陷,如有某些擦伤、锈蚀、划痕、压痕和烧伤,其深度不得大于0.5mm,宽度不得大于2mm.。

2.12、各台车组件焊缝应按照规定程序批准的设计图纸要求进行加工,焊缝符合下列规定:

各节点处必须满焊;拼接必须满焊;且板厚超过8mm以上时,必须用坡口焊。

2.13、模板工作面上的焊缝,应磨平,接口平面之间及磨平后的焊缝与板面之间的高低差,均不得大于0.5mm。

2.14、在制造中,应采取减少焊接变形的有效措施。

2.15、台车各组件锈色、药皮、焊渣应清理干净。

2.16、台车转动部位保证运

附:

实际工作中可按下表检查

项目

允许偏差(mm)

主控项目

钢结构外尺寸主控项目的允许偏差

单梁、柱、桁架受力

±1

单梁长度误差

±2

构件连接处的截面几尺寸

±3

柱、梁连接的腹板中心线偏移

±2

模板的对角线误差

±3

零件宽度、长度

±1

钢板的局部平面度

±2

焊脚尺寸

≥3

一般项目

钢板厚度及允许偏差应符合其产品标准要求

型钢的规格尺寸及有允许偏差符合其产品标准的要求

焊接按不同的要求采用不同型号的焊条

焊接H型钢的翼缘板拼接缝和腹板拼接缝的间距不应小于200mm

翼缘板拼接长度不应小于2倍宽度,腹板拼接的宽度不应小于300mm,长度不应小于600mm

顶紧接触面应有75%以上面积紧贴

焊缝感观应达到:

外型均匀、成型较好,焊道与焊道、焊道与基本金属间过度较平滑,焊渣和飞溅物基本清除干净

此表根据GB50205—2001

第五章、质量控制措施

1、质量管理,做到从资源投入和过程控制上保证工程质量。

强化全员质量意识教育,组织施工人员学习施工设计图纸、质量标准。

2、坚持岗前培训及持证上岗制度,坚持“三检、四按、五不准、六做到”即:

三检:

“自检、互检、交接检”;四按:

“按图纸、按规范、按工艺、按标准”;五不准:

“资料不健全不准开工、材料不合格不准进场、测量不闭合不准使用、上道工序不合格不准进行下道工序、达不到质量标准不准交工验收”;六做到:

“方案做到合理、技术资料做到齐全、质量检验做到可靠、试验做到真实、测量数据做准确、施工方法做到正确”。

3、加强施工技术管理,严格执行技术责任制,认真审查施工图,严格按照设计文件进行施工。

施工人员必须严格掌握施工标准、检查及验收标准和工艺要求。

逐步进行技术交底,发现问题及时解决。

4、严格执行工程监理制度,及时办理隐蔽工程的签证手续。

5、发挥质检工程师质量否决权作用。

发现违背施工程序,不按设计要求、技术规范及技术交底施工,或使用材料半成品及设备不符合要求等现象,有权制止,必要时下令停工整顿,有权进行处罚。

6、建立质量奖罚制度,明确奖罚标准,做到奖罚分明。

7、严格施工纪律,把好工序质量关,上道工序不合格,不能进行下道工序施工。

8、各种材料均要有试验单或出厂合格证,并且按设计及规范要求进行试验,达到要求后方可投入使用,不合格材料坚决不能使用。

第六章、安全控制措施

1、所有施工人员必须戴安全帽,特殊工种按规定佩戴好防护用品。

2、做好施工现场的生活生产设施布置,合理安排场地内临时设施,封闭施工场地,建立防洪、防火组织,配齐消防设施,制订三防措施和管理制度,使防洪、防火防盗落实到实处。

3、作业台架作业地段应设置“慢行”标志,台架两端设置红色显示灯。

工作台面板及人员上下的梯子要牢固可靠,不得有裸露的尖钉及锋利器角物。

4、工作台架上施工用照明用电线路每天要进行一次检查,确保电线绝缘良好,防止电线破损、漏电伤人(装置漏电保护器)。

5、操作人员严禁吸烟,穿软底胶鞋,并且人员相对固定。

第七章、文明施工措施

1、加强宣传活动,建全党团组织,建全生产制度,提高职工的主人翁意识,统一思想,使广大干部职工认识到文明施工是企业整体形象,是安全生产的保证。

宣传科学抵制邪教,教育职工树立正确的人生观、价值观,提高队伍素质,增强文明施工和加强现场管理的自觉性。

2、结合本工程实际情况,在项目部及各工程队负责人中明确分工,落实文明施工现场责任区,制定相关规章制度,确保文明施工现场管理有章可循。

3、合理布置场地。

各项临时设施必须符合规定标准,做到场地整洁、道路平顺、排水畅通、标志醒目、生产环境达到标准作业要求。

4、现场工程概况、施工组织网络牌、安全纪录牌、防火须知牌、事故记录牌和施工总平面图要设置齐全,规格统一,内容完善,位置醒目。

5、施工现场坚持工完料清,垃圾杂物集中整齐堆放,及时处理。

施工废水严禁任意排放,严格按照招标文件要求经处理后达标排放。

6、参加施工的各类人员要保持个人卫生、仪表整洁,同时应注意精神文明,不打架、不赌博、不酗酒等。

7、不得随意丢弃生产垃圾,做到工完料净场地清;

8、洞口用材须堆放整齐,不得出现材料胡乱丢弃现象;

9、各种施工机具使用完后不得随意堆放,应清洗干净后放在指定的堆放地点。

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