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2024年3月10日发(作者:harmonyos是什么意思)
模板台车分析介绍
一、在限元计算模型
本计算模型是采用MSC/PARAN有限元分析软件进行建立的,并经过反复完善后得到
的。
该12m全液压钢模板台车的有限元模型主要由3部分组成,即:顶模、边模、架体。
其中顶模、边模的模型较为简单,主要由平面单元和L型梁单元构成,中间加以必要的连
接法兰板,而架体主要由各种截面形状的梁单元组成。其中划分有限元单元62221个划分
出节点共80271个,关联节点24356个。
对该模型简单介绍分为以下三个部分:
1、顶模部分
为真实反映L型钢、连接法兰与顶模面板,顶纵梁与顶模台梁的连接关系,L型钢、
连接法兰、顶纵梁做了偏置,顶模单元3维加偏置模型。
2、边模部分
与顶模类似,边模的L型钢及连接法兰也做了偏置。对于顶模与边模之间的铰接关系,
在有限元模型中用两端处理为单向铰的刚性单元表现。
3、架体模型
架体有限元模型为二维杆件梁单元构成,边模通梁与架体通过丝杆连接,丝杆两端处
理为单向铰接。
二、边界的处理
在有限元计算中,对边界与荷载的处理是最为重要的五环节,依据模板台车在实际施
工过程中的使用情况,我信计算模型中采用了以下几种边界条件的处理方式。
1、对轨千斤顶与钢轨接触处
对轨千顶在施工过程中作用有限,不约束其高度方向(总体坐标Y向)位移是合理的,
所以在实际模型中仅仅约束对丝杆下端X、Z两个方向位移。
2、行走车轮与钢轨接触处的处理
模板台车车轮与钢轨始终保持接触,所以约束其X、Y、Z三向平动位移是合理的;
3、对地丝杆与地面的接触
由于模板台车实际使用中对地丝支撑在混凝土地面上,因此在模型中将地丝杆与地面
的接触处处理为约束X、Y、Z平动自由度。
三、载荷的施加
台车在工作时受混凝土的压力,压力由混凝土自重、震捣力,混凝土入仓产生的冲击
力组合而成,台车模板所承受的载荷可以按静水压力计算,计算公式为:
P=γ*h
γ为混凝土比重,h为混凝土灌注高度
四、分析结果
此次分析计算是采用MSC/NASTRAN程序进行的,具体分析结果简介如下:
1、衬砌高度H=3.5m时,模板最大变形为2.38mm。
1、衬砌高度H=4.5m时,模板下部最大变形为1.03mm,边模板最大变形为3.85mm。
1、在台车最后封顶时,最大变形在台梁处,为3.56mm。
第四章 技术说明
一、概要:
客运专线模板台车标准高,要求严,各个施工单位对此都比较重视,我们中隧集团多
次组织专家对客运专线模板台车进行研讨,制定了中隧集团客运专线模板台车设计制造标
准。为了进一步提高衬砌台车的可靠性和经济性,我公司特联合中国航天科技集团第十一
研究所对郑西客运专线模板台车结构进行了有限元受力分析,并在此基础上对客运专线台
车进行了结构优化和生产工艺优化。现在我公司生产的台车质量更优,成本更低(性价比
更优),完全能满足贵项目部客运专线模板台车要求。
隧道钢模板衬砌台车是以组合式钢结构门架支撑大型钢结构模板系统,电动机驱动行
走机构带动台车行走。利用液压汕缸和螺旋千斤顶调整模板到位及脱模的隧道混凝土成型
设备。模板台车属于非标产品,可根据贵方施工组织要求另行设计。
二、各部件组成:
台车由模板总成、顶模架体总成、平移机构、门架总成、主从行走机构、丝杆千斤顶、
液压系统、电气系统待组成。
(一)模板总成:横板由两块顶模、两块边模构成台车横断面,顶模与顶模、边模与
边模、通过螺栓联成整体,顶模与边模之间通过铰接轴联接。台车在纵向由多节模板组成,
12m长台车共6节,每节模板宽2m,模板之间皆由螺栓联接。模板开有呈梅花型排列的
工作窗,其作用为:①浇筑混凝土;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。边模和底模间用10根槽钢双扣焊成的箱梁
连在一起来加强边模和氏的整体刚度。模板厚10mm,法兰宽300mm。厚12mm,加强
角钢75×50×6。
(二)顶模架体总成:顶模架体主要承受浇筑时上部的混凝土及模板的自重。它上承
模板,下部通过支撑千斤顶传力于门架,顶模架体由3根纵梁及立柱组成。纵梁由钢板焊
接成工字型堆截在,顶部如梁采用Ⅰ25#型钢制造,小立柱采用Ⅰ18#型钢制造。
(三)平移机构:一台液压台车,平移结构前后各一套,它支撑在门架边横梁上,平
移小车通过升降油缸与顶模架体纵梁相连,通过油缸的收缩来调整台车的竖向定位及脱模,
平移机构水平方向前后各有一个油缸,用来调整模板的中心与隧道中心一致。
(四)门架总成:门架是整个台车的主要承重构件,它由横梁、立柱及纵梁通过螺栓
联接而成,各横梁及立柱之间通过连接梁、斜拉杆及剪刀架连接。门架的主要结构件由钢
板焊接,横梁和立柱采用钢板焊制成工字钢截面,底纵梁采用钢板焊接成箱形截面。
(五)主从行走结构:台车行走结构一般由2个主动行走机构及2个从动行走机构组
成。电动机功率为2×7.5kw,台车运行速度为8m/min(台车功率可根据贵方隧道纵坡另
行设计)。
(六)丝杆、千斤顶:共分几种,侧模丝杆、结地丝杆、防错位丝杆、门架对地支撑
丝杆、顶模架体支撑千斤顶、门架支撑千斤顶、抗浮千斤顶。
1、侧模丝杠:安装在边模通梁与门架之间,用来支撑、调节模板位置,承受浇筑混凝
土时产生的压力。螺杆直径为φ65mm。
2、对地丝杠:作用是把浇筑混凝土时产生的压力传递到路面上,改善台车的整体受力
条件。螺杆直径为φ65mm。
3、防错位丝杠:安装在边模通梁与门架之间,用来保证模板台车在行走时和衬砌时的
稳定性。螺杆直径为φ65mm。
4、门架对地支撑丝杠:支撑大门架底纵梁和地面之间,用来改善台梁的受力条件,保
证台架的可靠性和稳定性。螺杆直径为φ65mm。
5、顶模架体千斤顶:它主要是为改善浇注混凝土时台架纵梁和台梁的受力条件,保证
台架的稳定性和可靠性。螺杆直径为φ75mm。
6、门架支撑千斤顶:它连接在门架底纵梁下面,台车工作时,它顶在轨道上,承受劝
车和混凝土的重量,改善门架纵梁的受力条件,保证台车工作时门架析稳定性。螺杆直径
为φ75mm。
7、抗浮千斤顶:安装在顶模架体的纵梁上,上与岩面接触,用来传递浇筑时台车产生
的浮力。
(七)、液压系统:台车的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,左右侧模和底模采用四个换向阀控制两个油缸的动作,四个竖向油缸各采用一个换
向阀控制其动作。两个小平车平移油缸各一个换向阀操作。利用机械锁对四个竖向油缸进
行锁闭,保证模板不致下降。采用单向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,防止系统了热,直回式回油滤清器和集成阀块简化了系统管路。
(八)、电气系统:电气系统主要对行走电机的起、停及正、反向运行进行控制,并为
液压系统提供动力,行走电机设有正反转控制及过载保护。
三、我公司生产的台车的特点:
1、针对相邻两组衬砌以及堵头处出现的错台现象,我公司采取以下解决方案:
(1)、台车两端法兰设计成角钢形式,法兰上巾焊宽100mm厚10mm的钢板,提
高了模板的刚度;
(2)、顶纵梁由两根增加到三根,改善了顶模架体的受力条件,提高了顶模的刚度。
(3)、在模板两的铰接处增加了4根丝杠,提高模板的刚度。
(4)、门架底梁与地面间增加了一排丝杠,改善了门架受力条件,提高了台车的整体
刚度。
(5)、端头模板与门架对齐,保证两端丝杠能支撑在模板的端部。
(6)、模板台车的强度和刚度经在限元受力分析完全满足客运专线标准的要求。
2、台车上啬了搞倾翻装置和防错位丝杠,可保证台车在行走和衬砌时模板与架体间不
发生错位,提高台车的稳定性。
3、注浆孔采用活塞式,可以避免浇注后混凝土产生一个面板厚度的错台。
4、工作窗采用螺栓调节,错台缝隙在1mm以内,混凝土表面质量好。
5、升降油缸采用机械锁,可避免因液压元件内泻产生的油缸下落,保证衬砌时台车不
下沉。
6、台车的开挖端增加了抗浮千斤顶,右保证台车衬砌时不上浮。
7、行走平稳可靠。
8、液压系统操作方便,性能可靠。我公司生产的模板台车的液压系统都是由我公司的
液压件分厂专门为台车配套生产和,可满足施工现场环境。
9、台车具有足够的强度和刚度,满足使用要求。
10、增加通风管保护装置:用来保护通风管在台车行走时不被划破。
11、增加了照明装置,工作平台、梯子更加美观、实用;带扶手和护伴,脚踏板为防
滑板。台车在使用上更加安全和方便。
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