基于3Dmax的隧道襯砌臺(tái)車協(xié)調(diào)動(dòng)作的仿真設(shè)計(jì)

襯砌模板臺(tái)車（簡稱臺(tái)車）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、國防軍工等工程施工中廣泛應(yīng)用。而在襯砌臺(tái)車設(shè)計(jì)工作中，因臺(tái)車種類多、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)車的設(shè)計(jì)、安裝進(jìn)行三維可視化，并針對(duì)工作過程的協(xié)調(diào)性問題進(jìn)行襯砌過程的仿真，有利于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行直觀的技術(shù)說明，并對(duì)技術(shù)人員的專業(yè)培訓(xùn)提供條件。這也是襯砌臺(tái)車設(shè)計(jì)工作中有待解決的問題。
1、隧道襯砌臺(tái)車的結(jié)構(gòu)
襯砌臺(tái)車是隧道施工過程中二次襯砌不可或缺的非標(biāo)產(chǎn)品，主要有簡易襯砌臺(tái)車、全液壓自動(dòng)行走襯砌臺(tái)車如圖(圖1)和網(wǎng)架式襯砌臺(tái)車(圖2)。全液壓襯砌臺(tái)車又可分為邊頂拱式、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。臺(tái)車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)車由行走機(jī)構(gòu)、臺(tái)車架、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)車的設(shè)計(jì)
襯砌臺(tái)車是按襯砌斷面圖和技術(shù)要求來設(shè)計(jì)的。鋼模板襯砌臺(tái)車外輪廓與隧道襯砌理論內(nèi)輪廓面一致，通過封堵模板兩端的開挖倉面，與已開挖面形成封閉的環(huán)形倉，然后澆注混凝土而實(shí)現(xiàn)隧道的襯砌施工。臺(tái)車動(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)車立模后，需要通過絲杠把模板與架體連成整體，以承受混凝土澆注過程中荷載。
3.1就位臺(tái)車試車合格后，在確保臺(tái)車上下、左右無障礙物的情況下，啟動(dòng)行走電機(jī)，操作臺(tái)車前行至待襯砌里程，前后反復(fù)動(dòng)作幾次，使臺(tái)車結(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器，防止溜車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
本文根據(jù)隧道襯砌臺(tái)車結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)全液壓自動(dòng)行走襯砌臺(tái)車工作流程進(jìn)行了3D仿真，這不僅在設(shè)計(jì)開發(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)車運(yùn)行動(dòng)畫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)爭力的作用。