基于3Dmax的隧道襯砌臺車協調動作的仿真設計

襯砌模板臺車（簡稱臺車）是澆筑隧洞二次襯砌混凝土的施工設備，配合其它輔助機械，可大量降低勞動力，提高隧洞二襯施工的機械化效率，提升施工進度，具有投入成本低、結構可靠、操作方便、隧洞成型面好等優點，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用。而在襯砌臺車設計工作中，因臺車種類多、設計時間短，用以往的二維繪圖軟件，設計結果總不盡人意，而且很不直觀，容易出錯，同時在傳統的安裝說明也很難表達安裝步驟與各部分的安裝方法。本文對襯砌臺車的設計、安裝進行三維可視化，并針對工作過程的協調性問題進行襯砌過程的仿真，有利于對產品進行直觀的技術說明，并對技術人員的專業培訓提供條件。這也是襯砌臺車設計工作中有待解決的問題。
1、隧道襯砌臺車的結構
襯砌臺車是隧道施工過程中二次襯砌不可或缺的非標產品，主要有簡易襯砌臺車、全液壓自動行走襯砌臺車如圖(圖1)和網架式襯砌臺車(圖2)。全液壓襯砌臺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一般使用全圓穿行式，邊頂拱式襯砌臺車應用最為普遍，常用于公路、鐵路隧道及地下洞室的砼二次襯砌施工。
本文設計一全液壓自動行走襯砌臺車。臺車是靠自身具有的支撐體系、模板體系，同時又具有走行系統，形成既能快速移動又能快速支撐和拆除的一整套模板系統。臺車由行走機構、臺車架、鋼模板、模板垂直升降和側向伸縮機構、液壓系統、電氣控制系統６部分組成。
具體結構如圖3所示。
2、襯砌臺車的設計
襯砌臺車是按襯砌斷面圖和技術要求來設計的。鋼模板襯砌臺車外輪廓與隧道襯砌理論內輪廓面一致，通過封堵模板兩端的開挖倉面，與已開挖面形成封閉的環形倉，然后澆注混凝土而實現隧道的襯砌施工。臺車動力為電機驅動，軌行式行走系統；模板動作方式為液壓缸活塞運動方式，完成立收模及模板中心偏差的調整等動作；臺車立模后，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就位臺車試車合格后，在確保臺車上下、左右無障礙物的情況下，啟動行走電機，操作臺車前行至待襯砌里程，前后反復動作幾次，使臺車結構放松，停在正確襯砌位置，關閉行走電機，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生位移，引起跑、爆模。旋緊底梁下的螺旋支腿，應確保底板落在堅實的基礎上。
3、結語
本文根據隧道襯砌臺車結構特點，對全液壓自動行走襯砌臺車工作流程進行了3D仿真，這不僅在設計開發階段可以進行機器的優化設計，還可以對操作工人進行安排的調試的培訓，通過虛擬程序就可深刻的了解機器的操作與運行。3DMAX高質量的襯砌臺車運行動畫使仿真效果更加清晰，可以對產品的起到宣傳和市場競爭力的作用。