盾构后配套设备的选型计算

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1、盾构后配套设备的选型计算隧道网www.stec.net(2005-8-10)        新闻来源：《现代隧道技术》   摘 要：文章通过分析计算，确定了盾构后续设备的主要技术参数，从而为盾构开挖配套设备选型提供了技术根据。   关键词： 盾构机 后配套设备 选型计算  中图分类号：U455．3+3   文献标识码：A    为满足上海地铁R413标段盾构工程施工的需要，除盾构机整机为外购外，需对盾构机的整个后续设备，即盾构后配套进行选型计算。选型设备包括电瓶车、碴土车、管片车、砂浆车、龙门吊等。根据以往隧

2、道施工经验，结合5大原则，即尺寸包容(尺寸链)原则、满足施工进度要求原则、设备能力等级弃小取大及保证施工安全原则、考虑实际施工环境影响原则、尽量采用现有厂家生产通用标准件原则，可确定盾构施工后配套设备的主要技术参数及完成选型工作。 本次需制造的盾构后配套设备将用于上海地铁R413标段盾构工程施工，运输轨道为单线，轨距为762mm，线路最大纵坡为35％o，轨道设计最小曲线半径180m，线路使用24kS／m钢轨。    1 电瓶车及编组车辆选型计算   根据标书中工期的施工安排，洞内盾构每环出碴分两次运出(两列车

3、进出)，每次由一台电瓶车牵 引，配备两节管片车、一节砂浆车、三节碴土车。设备选型依据如下述。 1．1 碴土车选型   计算每环出碴方量：    考虑到与井口为出碴而计划配备的25t龙门吊匹配，除去碴土车的自重，每节装碴重为14t以下较为合理，再结合每次出碴方量(56。8／2)÷4=7．1m3， 取整后得出每节斗容为y=8m3。   相应每节碴土车自重参数：    1．3 管片车选型   计算每环管片重量：每环管片由三块标准块、二块邻接块、一块封顶块组成。计算重量为22t(管片内径为5．5m)，取两节管片车装运

4、较为合理，每节管片车所装管片可取约总重的一半计算，即M管／2二22／2二11t。   相应每节管片车自重参数：M管车=3t。  1．4 电瓶车选型   (1)碴、浆、管运输方式   根据施工组织安排，运输方式定为每环两列车两次出碴：一列车在隧道内作业，另一列车在井口卸碴、装管片及装砂浆，交叉进行。   (2)电瓶车牵引时最大重量计算   电瓶车每环出碴时牵引重量最大，结合实际，最大重量时列车编组为：三节满载碴土车+一节空砂浆车+两节空管片车，对出碴时牵引重量进行计算，可算出牵引最大重量为：  (3)牵引计算 

5、  电瓶车牵引计算以最不利的运行条件作为计算依据，根据线路情况，重载M=65t，上坡最大坡度=25％o为最不利条件(j=35％o坡度时为重载下坡)，计算过程如下。   根据电机工程手册，此状态下电瓶车应具有的最小粘重户，按起动条件计算：将以上参数代人公式，得户=12．4t，若考虑到轨道条件不好，粘着系数较低，取Ψ=0．20，那么电瓶车的粘重户=16．27t。   从以上计算看出，电瓶车的粘重为18t可以保证电瓶车牵引65t列车可靠运行。      (4)电瓶车的选型   根据以上计算数据，结合几家厂家给出的各

6、型电瓶车牵引吨位表、图，建议采用兰州机车厂生产的18t的电瓶车，该型号电瓶车在25％o的上坡段(本标段直线推进段的最大坡度为26％。)，时速为10km／h的状况下，可牵引吨位为73．6t，能满足施工需求。 在35％0的小半径曲线段施工时，重车为下坡，同时因施工速度放慢，电瓶列车时速降为8km／h，或还可采用2台18t的电瓶车同时牵引保持10km／h的工况，均能满足施工需求。    2 电瓶车及编组车辆技术参数的确定及技术说明  参考上面的已知条件及计算得出的主要参数，可确定电瓶车及编组车辆相关技术参数，如表1

7、所示。   2．1 碴土车技术说明   碴土车主要由转向架、底盘、车厢等系统组成。   (1)转向架   转向架是碴土车的走行机构，每台碴土车有两个转向架。它由两个侧架、一个横梁、两对轮对、四组弹簧、两个制动缸等部件组成。在碴土车运动时，通过芯盘转向，弹簧减震。制动方式为排风制动，当列车管压力为0时，闸瓦通过制动缸内的制动弹簧，经过杠杆机构进行制动；当列车管压力为0．4MPa时，闸瓦缓解。   (2)底盘   底盘通过螺栓与转向架芯盘连接，拆卸方便。   (3)车厢   车厢与底盘通过一个凹形箱定位厂勺底盘无

8、任何连接，因此可直接起吊，弃碴方便，容量约为8m3。     2．2 砂浆车技术说明   砂浆车主要结构由车体、走行部、动力系统、搅拌系统、电器控制系统等几部分组成。   (1)车体主要由10mml6Mn钢板组焊而成，其最大容积为5m’，两端端板为14mml6Mn钢板，车体两端设有轴销式牵引联接装置，用于车辆和机车的连接。   (2)走行部采用两轴轴箱承载式走行机构，轴箱上部设有两组复合减震弹簧，不