基于3Dmax的隧道襯砌臺(tái)車(chē)協(xié)調(diào)動(dòng)作的仿真設(shè)計(jì)
襯砌模板臺(tái)車(chē)(簡(jiǎn)稱(chēng)臺(tái)車(chē))是澆筑隧洞二次襯砌混凝土的施工設(shè)備,配合其它輔助機(jī)械,可大量降低勞動(dòng)力,提高隧洞二襯施工的機(jī)械化效率,提升施工進(jìn)度,具有投入成本低、結(jié)構(gòu)可靠、操作方便、隧洞成型面好等優(yōu)點(diǎn),因此,在公路、鐵路、水利水電及市政、國(guó)防軍工等工程施工中廣泛應(yīng)用。而在襯砌臺(tái)車(chē)設(shè)計(jì)工作中,因臺(tái)車(chē)種類(lèi)多、設(shè)計(jì)時(shí)間短,用以往的二維繪圖軟件,設(shè)計(jì)結(jié)果總不盡人意,而且很不直觀,容易出錯(cuò),同時(shí)在傳統(tǒng)的安裝說(shuō)明也很難表達(dá)安裝步驟與各部分的安裝方法。本文對(duì)襯砌臺(tái)車(chē)的設(shè)計(jì)、安裝進(jìn)行三維可視化,并針對(duì)工作過(guò)程的協(xié)調(diào)性問(wèn)題進(jìn)行襯砌過(guò)程的仿真,有利于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行直觀的技術(shù)說(shuō)明,并對(duì)技術(shù)人員的專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)提供條件。這也是襯砌臺(tái)車(chē)設(shè)計(jì)工作中有待解決的問(wèn)題。
1、隧道襯砌臺(tái)車(chē)的結(jié)構(gòu)
襯砌臺(tái)車(chē)是隧道施工過(guò)程中二次襯砌不可或缺的非標(biāo)產(chǎn)品,主要有簡(jiǎn)易襯砌臺(tái)車(chē)、全液壓自動(dòng)行走襯砌臺(tái)車(chē)如圖(圖1)和網(wǎng)架式襯砌臺(tái)車(chē)(圖2)。全液壓襯砌臺(tái)車(chē)又可分為邊頂拱式、全圓針梁式、底模針梁式、全圓穿行式等。全圓式襯砌臺(tái)車(chē)常用于水工隧道施工中,不允許隧道有砼施工縱向接縫,在水工隧道跨度較大時(shí)一般使用全圓穿行式,邊頂拱式襯砌臺(tái)車(chē)應(yīng)用最為普遍,常用于公路、鐵路隧道及地下洞室的砼二次襯砌施工。
本文設(shè)計(jì)一全液壓自動(dòng)行走襯砌臺(tái)車(chē)。臺(tái)車(chē)是靠自身具有的支撐體系、模板體系,同時(shí)又具有走行系統(tǒng),形成既能快速移動(dòng)又能快速支撐和拆除的一整套模板系統(tǒng)。臺(tái)車(chē)由行走機(jī)構(gòu)、臺(tái)車(chē)架、鋼模板、模板垂直升降和側(cè)向伸縮機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)6部分組成。
具體結(jié)構(gòu)如圖3所示。
2、襯砌臺(tái)車(chē)的設(shè)計(jì)
襯砌臺(tái)車(chē)是按襯砌斷面圖和技術(shù)要求來(lái)設(shè)計(jì)的。鋼模板襯砌臺(tái)車(chē)外輪廓與隧道襯砌理論內(nèi)輪廓面一致,通過(guò)封堵模板兩端的開(kāi)挖倉(cāng)面,與已開(kāi)挖面形成封閉的環(huán)形倉(cāng),然后澆注混凝土而實(shí)現(xiàn)隧道的襯砌施工。臺(tái)車(chē)動(dòng)力為電機(jī)驅(qū)動(dòng),軌行式行走系統(tǒng);模板動(dòng)作方式為液壓缸活塞運(yùn)動(dòng)方式,完成立收模及模板中心偏差的調(diào)整等動(dòng)作;臺(tái)車(chē)立模后,需要通過(guò)絲杠把模板與架體連成整體,以承受混凝土澆注過(guò)程中荷載。
3.1就位臺(tái)車(chē)試車(chē)合格后,在確保臺(tái)車(chē)上下、左右無(wú)障礙物的情況下,啟動(dòng)行走電機(jī),操作臺(tái)車(chē)前行至待襯砌里程,前后反復(fù)動(dòng)作幾次,使臺(tái)車(chē)結(jié)構(gòu)放松,停在正確襯砌位置,關(guān)閉行走電機(jī),并在行走輪處打好木楔或使用阻車(chē)器,防止溜車(chē)或襯砌中骨架受偏力產(chǎn)生位移,引起跑、爆模。旋緊底梁下的螺旋支腿,應(yīng)確保底板落在堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)上。
3、結(jié)語(yǔ)
本文根據(jù)隧道襯砌臺(tái)車(chē)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對(duì)全液壓自動(dòng)行走襯砌臺(tái)車(chē)工作流程進(jìn)行了3D仿真,這不僅在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)階段可以進(jìn)行機(jī)器的優(yōu)化設(shè)計(jì),還可以對(duì)操作工人進(jìn)行安排的調(diào)試的培訓(xùn),通過(guò)虛擬程序就可深刻的了解機(jī)器的操作與運(yùn)行。3DMAX高質(zhì)量的襯砌臺(tái)車(chē)運(yùn)行動(dòng)畫(huà)使仿真效果更加清晰,可以對(duì)產(chǎn)品的起到宣傳和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的作用。
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