大跨台车在隧道工程中应用

大跨台车在隧道工程中应用

摘要：本人根据实际应用经验，在本文着重介绍了如何在大跨度明挖隧道衬砌施工中采用台车的施工方法，总结了采用台车施工方法设计施工应注意的方面，以及相比传统的脚手架加模板施工方法其效率高、安全性能好、经济价值高的特点。

Abstract: Based on my personal practical experiences, with the advantages of high efficiency, safety and economic value the author mainly introduces the trolley span construction method in large-span open cut tunnel lining comparing with traditional scaffolding and templates and summarize the related issues that should receive attention.

关键词：大跨台车 隧道 应用

Key Words: trolley span, tunnel, application 引言

厦门机场路JC3标明挖隧道施工是双线隧道，单跨度达到24.748米，最大高度为18.16米，衬砌厚度为700mmm,其中YK7+018~YK7+248段隧道内结构为门式框架且两边各带一条匝道，施工过程中工期紧迫，资金不充足，经项目部研究决定尝试采用台车施工，后经实践证明，采用此施工方法不但保质保量提前完成了施工任务，且未出任何安全事故，给项目部还节约了不少的资金，为此，其应得到广泛的推荐应用。

施工示意图1

说明：1、红线为主体结构线2、台车长支腿承载面为匝道面

施工设计及解决方案（施工示意图图1）

1、1门架、模板关键部位设计

1、1、1顶模架体：顶模架体主要承受浇注时上部的混凝土及模板的自重，下部通过支撑千斤顶传力于门架。顶模架体由两根顶纵梁、四根工钢纵梁、2根

槽钢纵梁、2排台梁及多根工钢小立柱组成。纵梁由钢板焊接成箱型结构，增加了纵梁的受力，顶部台梁采用I25#型钢制造，小立柱采用I18#型钢制造，并且在小立柱之间增加了横向与纵向的斜拉杆，大大增加了顶模架体的强度。

1、1、2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，底纵梁采用钢板焊制成箱形截面。考虑到截面较大且复杂，因此考虑用5纵排立柱来满足衬砌的要求。

1、1、3顶模架体支撑千斤顶、门架支撑千斤顶、抗浮千斤顶。 1）、顶模架体支撑千斤顶：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，保证台架的可靠性和稳定性。由于在升降油缸工作时顶模架体高度发生改变，为保证千斤顶操作的方便，使用了相应吨位的螺旋千斤顶，保证台架的可靠性和稳定性。

2）、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，保证台车工作时门架的稳定性。为了保证千斤顶操作的方便和门架的稳定性，使用了螺旋千斤顶，其承重性能好。

3）、抗浮千斤顶：安装在顶模架体的纵梁上，上与开挖岩面接触，用来传递浇注时台车产生的上浮力。

通过这几个关键部位的改装，区别于以往的隧道衬砌台车，经对其结构设计验算、机械传动结构验算、液压传动机械验算都达到了安全需要。

施工重难点解决方案

2、1行走

台车施工的检查、立模、注浆、脱模工序中和以往的隧道衬砌台车基本相同，但在行走环节上就大非同于普通台车，主要原因为该台车自重在151T，远远超过普通台车，而且行走时两条支腿不在同一水平面上，中间还有一支撑支腿，并一条腿是在匝道面（带坡度，本方案做成台阶式），为此设计了特殊的支腿结构（支腿做成连接盒形式）和行走方式（条件允许的话也可回填匝道至同一水平面，这样更有利于结构的稳定性）

台车衬砌完一模，实现脱模后，台车向前行走。

行至前轮即将下台阶时，停止行走，提升升降油缸，安装辅助行走A，然后降落升降油缸，取下前轮行走B。

台车继续前行至辅助行走A即将下台阶位置，将前轮行走A在台阶下对应位置放置，然后安装行走加高盒，连接内盒与前轮行走B，取下辅助行走A。

行至后轮行走A到台阶处，提升升降油缸，在台阶下安装辅助行走B及行走加高盒，去掉后轮行走A。注意要将加高盒与底梁之间的斜撑连接起来。

台车继续前行，待台车在垂直方向上完全下了台阶之后，停止行走，再整升降油缸安装后轮行走A 。将辅助行走A及其加高盒取下来。

按技术交底的要求，由施工方按要求将台阶端头部分回挖或回填。

启动行走电机，将台车退回制衬砌位置，定位之后再开始衬砌。

钢模板台车必须完全静止后，才能换向行驶。

当轨向坡度过大，而导致台车行驶打滑时，可洒些干细沙到轨面上，以增大粘着力，而使打滑现象消失。

3、优缺点比较（与脚手架施工方式）

3.1 效率高:以13米一组来核算，台车施工控制的好可以达到2~3天一个循环，而脚手架施工从开始架设到拆除再架设至少要10天以上的时间，所以，台车施工比脚手架施工方式效率要高3~4陪。

3.2 安全性能高：由于台车是个整体，受施工条件影响小，操作和控制只需一个人操作，而脚手架施工要多人进行高空作业，而且如果架设没有严格按技术交底搭设，很容易产生安全隐患，脚手架施工危险系数要超台车施工。

3.3经济价值：采用台车施工方式能大大节约成本，拿厦门机场路来说，台车投入的总费用在260万左右，平摊到每米不到12000元/米，采用脚手架施工费用远超此费用，而且台车使用完毕后可以进行处理，回收成本在80万左右

3.4施工质量好：采用台车施工二衬表面光滑，不容易产生蜂窝麻面或空洞，有利于控制二衬的质量

4、体会

综上所诉，在大跨度隧道衬砌方面采用台车方式，可以快速的进行施工，大大缩短了施工的时间，而且由于是整体结构施工，操作简单，投入的人员也少，安全性能远好于脚手架施工方式，台车施工投入少，投入的成本也大大减少，而且能进行二次改装，回收价值也高，能有效的保证二衬质量，所以，无任是从施工效率还是安全性能，或经济价值都要大大强于脚手架加模板形式，应值得在大跨度隧道衬砌中推广应用。

参考文献：

[1]隧道工程砼衬砌台车设计方案洛阳：洛阳中铁强力机械有限公司，2008

[2]顶拱式砼衬砌钢模台车使用说明书 洛阳：洛阳中铁强力机械有限公司，2008

[3]厦门机场路设计图纸 重庆：重庆交通科研设计院 2006

[4]隧道衬砌模板台车设计制造标准规范中国铁道出版社

[5]机械设计手册机械工业出版社、化学工业出版社

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。