隧道开挖施工台架专项方案(含计算书).doc

1、新建 xxxxx段标段隧道工程开挖作业台架专项施工方案编制： 审核： 审批： xxxxx段工程指挥部二一年十二月隧道工程开挖作业台架专项施工方案1、工程概括CKGZTJ-9标位于云贵高原构造剥蚀中低山区，正线起讫里程为DK818+413DK881+601，全长 63.745双线公里。隧道 19座共43.485km（L4km 隧道 3座，3kmL4km 隧道 1座，2kmL3km隧道 1座，1kmL2km 隧道 2座，L1km 的隧道 12座） ，其中级风险隧道 3座，级风险隧道 1座，隧道工程占线路总长的 68.3%。本标段隧道开挖采用装载机拖动行走简易台车，该台车制作简单、使用灵活方便、刚度

2、大、炮眼位置及方向容易控制，并且可以同时满足 30台以上 YT-28风动凿岩机同时作业。2、制作过程主要组成部分：工字钢门架、侧翼“翅膀” 、底纵梁、钢筋网片、伸缩钢管、风水管道系统、牵引钢丝绳等组成。如下图：简易开挖台车正视图简易开挖台车侧视图2.1工字钢门架门架采用不同规格的型钢用焊接而成的门字型台架,共 3排,排与排间距 2.2m,采用 20a工字钢作立柱, 20a工字钢作纵梁, 20a工字钢作横梁,采用 14工字钢与 16工字钢作斜撑,采用门架立柱外侧面采用12.6 槽钢水平横向加固。2.2侧翼“翅膀”由 1.5m长的两根 20a工字钢作为 2架、由 2.5m长的两根 20a工字钢作为

3、一架，分别再配以斜撑。2.3底纵梁有两根 5.95m长的 20a工字钢并焊作为纵梁。2.4钢筋网片由 5根长 5.15m(间距为 1.825m)的 10槽钢纵向搭接在横梁上作为纵向链接和工作平台的骨架，在纵向和横向上分别用 12 的螺纹钢焊接，间排距 12cm。3、工作原理由装载机前斗挂拉台车上的钢丝绳，通过装载机前后移动牵引台车前后行走，台车到达掌子面后，使用伸缩钢管和钢筋网片使整个工作平台与掌子面围岩相接，工人利用台车上的照明和风水管系统可以较快的作好开挖前准备并开始凿岩作业。4、工作程序装载机就位挂牢钢丝绳牵引行走台车就位测量放样调整伸缩钢管钻工就位开始钻孔作业5、材料用量序号 材料名称

4、 长度（m） 重量（吨） 备注1 20a工字钢 215 2.402 12.6槽钢 46.35 0.463 14工字钢 12 1.14 16工字钢 15 1.25 12 螺纹钢 724 0.647、注意要点1.保证焊接质量。2.保证车辆通行净空。3.行走轮车轴定期维护防止生锈。4.爆破时台车远离掌子面 60米以上距离。附件:隧道开挖台架结构验算资料隧道开挖台架结构验算一、隧道开挖台架组成门架总成：门架采用不同规格的型钢用焊接而成的门字型台架,共3排,排与排间距2.2m,采用20a工字钢作立柱, 20a工字钢作纵梁, 20a工字钢作横梁,采用14工字钢与16工字钢作斜撑,采用门架立柱外侧面采用12

5、.6槽钢水平横向加固。二、门架横梁检算顶部钢管每区格面积S1= 0.752.2= 1.65m 2,人、小型机具、材料等荷载按2.5KN/m 2计算，每 根 立 杆 承 受 的 荷 载 为 F1=1.652.5=3.63 KN 。门架横梁受力可简化为受集中荷载的三跨等跨连续梁计算,跨度取最大值L = 5.7m,集中力为每根立杆承受的荷载F1=3.63KN 。 F1F1F1立柱 斜撑 斜撑 立柱 1)抗弯强度检算最大弯矩M max= KMFL ,KM 弯矩系数,查表得0.311;即得出M max= 0.311 3.63 1.73= 1.95 KN .m横梁截面强度 =M max/W = 1.95

6、10 6/(237 103)= 8.23N /mm2f= 215N /mm2,抗弯强度满足要求！2)抗剪强度检算最大剪力V max= KvF ,查表得Kv= 1.311;即V max= K vF 9 =1.3113.63=4.76KN横梁截面抗剪强度=V max Sx/(Ix tw)=4.76 10 3 136.1 103/(2370 104 7)=3.9N /mm2fv=125N /mm 2,抗剪强度满足要求！3)挠度变形检算 =KW F 9L s/(100 E Ix),查表得K W = 2.716即 = 2.716 3.63 1.73 3/(100 2.06 108 237010-8)=0

7、.105 10-3m=0.105mm =0.105mm = L /400= 5700/400=14.25mm,L 跨度; 受力挠度变形满足要求！4)横梁稳定性检算横梁长细比 = h /ix= (4.432+1.22)/8.15 10 -2=84,查表得 =0.661,N = A f,即f=N /( A)= F1/( A)3.63 103/(0.661 35.5 100)= 1.55N /mm2f=215N /mm 2,门架横梁稳定性满足要求！三、门架立柱及斜撑受力检算顶部钢管每区格面积S1= 0.752.2= 1.65m 2,钢管架总重F2=20.6 KN 。横梁重F3=(6.8 27.9 6

8、 9.8/1000) 1.2=11.2 KN 1.2=13.44KN ;纵梁重F4=(12 27.9 2 9.8/1000) 1.2= 6.6KN 1.2= 7.92K N 。每根立柱承受的力F4= (S16.3576.6+F2+F3+ F4)/(33)F4= (1.656.3576.6+20.6+13.44+7.92)/(33)= 12.57KN ,斜撑受的力F5= 12.57/COS25= 12.7KN 。工14工钢斜撑稳定性检算立柱长细比 = uL /ix,u= 1,L1= 2.73m ; =1 2.73/(5.76 10 -2)= 47,查表得 =0.924,N = A f,即f= F

9、5/( A)= 12.7 103/(0.924 21.5 100)=6.4N /mm2f=215N /mm 2,稳定性满足要求！工16工钢斜撑稳定性检算立柱长细比 = uL /ix,u= 1,L2= 2.88m ; =12.88/(6.5810 -2)= 44,查表得 =0.932,N = A f,即f= F5/( A)=12.7 103/(0.932 26.1 100)=5.3N /mm2f=215N /mm 2,稳定性满足要求！结论:台车门架立柱及斜撑受力均满足要求！通过上述的分析计算可知，整个台架的强度及刚度是足够的。参考文献：1、 隧道施工机械简明手册第一册，铁道部隧道工程局，1984；2、 弹性和塑性力学中的有限单元法 ，机械工业出版社，1988；3、 材料力学 ，人民教育出版社，1983；4、 机械设计手册第三版，化学工业出版社，1994。计算：xxx 复核：xxx