CN100424322C - 全圆一次衬砌分离式导梁模板台架及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种全圆一次衬砌分离式导梁模板台架，其环形衬梁连接于模板内侧，环形衬梁与台架之间支撑有顶模支撑丝盘、侧模支撑丝杠和底模支撑丝杠；台架由行走机构支撑于底侧模板上面的台架行走钢轨上；一套台架与两套底模板交替配合，底模板上面固定连接导梁行走钢轨，导梁行走钢轨上撑有可分离式承重导梁，可分离式承重导梁底部有行走轮，顶部由可调支座与台架底部可拆卸连接，可分离式承重导梁端部由导梁端头支座支撑在初支砼结构上，其中一端与牵引系统连接；另一套底模板安置于下一个混凝土浇灌工位。主要解决断面直径6m～3m的工程衬砌施工模板台车清理难、操作空间小、拆装慢、造价高的技术问题。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种用于衬砌隧道、涵洞的模板台车和施工方法。
(二)背景技术
目前国内外广泛应用针梁式或穿行式模板台车进行隧道或隧洞衬砌施工，虽然施工工艺及其自动化程度较高，但适宜施工的工程大多为直径6m及其以上的断面，对断面直径小于6m以下的工程尚存在模板清理难、操作空间小、拆装速度慢、造价高的缺陷。
(三)发明内容
本发明的目的是提供一种全圆一次衬砌分离式导梁模板台架及其施工方法，主要解决断面直径在6m～3m的工程衬砌施工模板台车清理难、操作空间小、拆装慢、造价高的技术问题。
本发明的目的是这样实现的：这种全圆一次衬砌分离式导梁模板台架，包括模板、台架、导梁、支撑机构和行走系统，模板包括栓接成圆筒形的底模板、底侧模板、侧模板和顶模板，其特征在于：
环形衬梁连接于模板内侧，环形衬梁与台架之间支撑有顶模支撑丝盘、侧模支撑丝杠和底模支撑丝杠；台架由行走机构支撑于底侧模板上面的台架行走钢轨上；
一套台架与两套底模板交替配合，底模板上面固定连接导梁行走钢轨，导梁行走钢轨上撑有可分离式承重导梁，可分离式承重导梁底部有行走轮，顶部由可调支座与台架底部可拆卸连接，可分离式承重导梁端部由导梁端头支座支撑在初支砼结构上，其中一端与牵引系统连接；另一套底模板安置于下一个混凝土浇灌工位。
上述台架前后在可分离式承重导梁上各支撑两根抗浮竖撑。
上述台架纵向为一至三节框架结构，框架结构包括由螺栓连接为一体的台架横梁、台架竖撑、台架纵梁和台架斜撑。
上述可分离式承重导梁、导梁行走钢轨与底模板之间由连接钢板和螺栓连接。
上述可分离式承重导梁由四根水平工字钢、四块竖向钢板、两块水平钢板固定连接而成。
上述全圆一次衬砌分离式导梁模板台架的施工方法，其特征在于施工步骤为：
施工步骤1：底模板拼装定位，导梁行走钢轨铺设就位；
施工步骤2：组装可分离式承重导梁，将导梁沿导梁行走钢轨就位，导梁行走轮支撑在导梁行走钢轨上，端部由导梁端头支座支撑在初支砼结构上，在可分离式承重导梁、导梁行走钢轨与底模板之间由钢板和螺栓连接起来；安装导梁牵引动力系统；
施工步骤3：底侧模板安装定位，然后在两底侧模板的支座上铺设台架行走钢轨；
施工步骤4：吊装台架、环形衬梁、侧模板、顶模板到导梁上方；钢模板拼装顺序为从一侧往另一侧逐块拼装；
施工步骤5：伸展顶模支撑丝杠，将顶模板及环形衬梁定位，环形衬梁与模板采用螺栓钢片拉接；
施工步骤6：伸展侧模支撑丝杠，将侧模板及环形衬梁定位，环形衬梁与模板采用螺栓钢片拉接；
施工步骤7：台架依靠导梁两端的定位支座进行精确定位，台架前后在可分离式承重导梁上各支撑两根抗浮竖撑，在模板台架两端的模板背肋上安装模板定位丝杠支撑在初支结构上，做堵头板，浇灌混凝土；
施工步骤8：铺设下一组底模板，底模板由底模支撑丝杠支撑在初支砼结构上。将底模板的标高及中线调整好，然后在底模板上铺设导梁行走轨；
施工步骤9：待步骤7中浇灌的砼达到一定强度后，将可分离式承重导梁与台架的横梁、底模板1脱离，拆除导梁端头支座，将可分离式承重导梁移动至导梁行走轨上，当导梁移动到相应位置后，将导梁前端支座安装固定，并将导梁进行准确定位，然后将导梁与底模板之间钢板加设附加钢板进行连接；
施工步骤10：重复步骤3，铺设底模两侧的底侧模板，进行支撑和定位，调整模板水平，然后在模板上铺设台架行走钢轨；
施工步骤11：与步骤6相反，当步骤7中已浇灌砼满足拆模要求后，收缩两侧梳型模，并拆除侧模板，并将侧模板与环形衬梁连接；靠近下一组施工缝一环模板不拆除，便于下一组模板搭接和定位；
施工步骤12：与步骤5相反，收缩顶模支撑丝盘，拆除顶模板，并将台架三节之间的连接螺栓松开，使台架节与节之间脱离开，准备分节移动台架；
施工步骤13：将台架分节并挂接模板一起移动到相应位置固定，移动到位后，再将台架组合连接牢固；
施工步骤14：重复步骤5，台架底面与导梁顶部用可调支座进行连接固定，伸展顶模支撑丝杠，使顶模板就位；
施工步骤15：重复步骤6，伸展两侧模支撑丝杠，使侧模板就位；拼装模板台架端头一环侧模板和顶模板；
施工步骤16：重复步骤7，安装两侧模板，对模板台架进行精确定位，安装端头堵头板、水平定位支座和抗浮竖撑；上述步骤8至16依次循环施工。
本发明与现有传统技术相比具有的有益效果：台架和导梁的结构和相互位置的安排有利于减低台架重量和钢材消耗，克服了针梁式和穿行式模板台车重量大、造价高、施工速度慢的缺点，并解决了模板清理难，操作空间小，拆装慢等问题，具有方便施工，节约成本，结构简单，自重较轻，造价较低，操作灵活的优点。本发明可以连续灌注，导梁较短，走行较快，降低工程投入，比采用针梁式模板台车施工节约成本60％。
本发明按照“移动模架、顺序现浇、全圆断面、一次衬砌”的施工方法，采用全圆一次衬砌分离式导梁台架替代针梁式和穿行式模板台车，另一方面砼表面光滑，无纵向施工缝，提高施工质量和施工速度，能够确保结构的安全和质量。
本发明由模板、环形衬梁、台架、导梁、走行机构组成，模板、环形衬梁、台架、导梁可相互脱离，一套台架配两套底模板，且底模板带行走钢轨。由于本发明有两套底模板和两套行走机构，节约了安装时间，交替安装施工大大加快了衬砌施工速度，比传统施工方法快8-9小时。特别适用于断面直径6m～3m的工程衬砌施工，具有模板清理方便、操作空间宽余、拆装速度快捷的优点。
(四)附图说明
图1是本发明模板台架横断面的结构示意图。
图2是本发明模板台架纵剖面的结构示意图。
图3是本发明施工步骤1的示意图；
图4是本发明施工步骤2的示意图；
图5是本发明施工步骤3的示意图；
图6是本发明施工步骤4的示意图；
图7是本发明施工步骤5的示意图；
图8是本发明施工步骤6的示意图；
图9是本发明施工步骤7的示意图；
图10是本发明施工步骤8的示意图；
图11是本发明施工步骤9的示意图；
图12是本发明施工步骤14第一节台架移动的示意图；
图13是本发明施工步骤14第二节台架移动的示意图；
图14是本发明施工步骤14第三节台架移动的示意图。
图15是本发明施工工艺流程图。
图中：1-底模板、2-底侧模板、3-侧模板、4-顶模板、5-台架、6-台架行走轮、7-台架行走钢轨、8-导梁行走钢轨、9-可分离式承重导梁、10-可调支座、11-导梁端头支座、12-初支砼结构、13-滑轮、14-另一套底模板、15-抗浮竖撑、16-侧模支撑丝杠、17-顶模支撑丝盘、18-底模支撑丝扛、19-台架横梁、20-台架竖撑、21-台架纵梁、22-台架斜撑、23-导梁行走轮、24-环形衬梁、25-连接钢板、26-定位支座、27-模板定位丝杠。
(五)具体实施方式
参见图1、图2，这种全圆一次衬砌分离式导梁模板台架包括模板、台架和两者之间的支撑机构。环形衬梁24连接于模板内侧，环形衬梁24与台架5之间支撑有顶模支撑丝盘17、侧模支撑丝杠16和底模支撑丝杠18。
其模板包括栓接成圆筒形的底模板1、底侧模板2、侧模板3和顶模板4，模板尺寸举例：模板直径为4.01m；1429×864mm，864mm边为弧形端；面板厚度为4mm钢板，背肋板为4mm钢板，背肋环向间距为216mm，背肋纵向间距为286mm。底模板采用；1429×1372mm，1372mm边为弧形端。底模板加工直径5mm的排气孔洞，梅花型布置，间距为1m。
本发明的行走分为台架行走和导梁行走两部分。台架5由行走机构6支撑于底侧模板上面的台架行走钢轨7上，侧模板3由侧模支撑丝杠16与台架5连接，底模板1由导梁与底模由连接钢板25连接。
一套台架5与两套底模板1和14交替配合，底模板1上面固定连接导梁行走钢轨8，导梁行走钢轨上撑有可分离式承重导梁9，可分离式承重导梁底部有导梁行走轮23，顶部由可调支座10与台架底部可拆卸连接，可分离式承重导梁端部由导梁端头支座11支撑在初支砼结构12上，其中一端经滑轮13与牵引系统连接；另一套底模板14安置于下一个混凝土浇灌工位。
为增加抗浮功能，上述台架前后各有两根抗浮竖撑15支撑在可分离式承重导梁9上。当模板台架拼装完成后，就可开始安装模板台架的抗浮支撑和动力系统，完成模板台架拼装。
上述台架5纵向为一至三节，长度为12m。台架5是由螺栓将台架横梁19、台架竖撑20、台架纵梁21、台架斜撑22连接成一体的框架结构。台架横梁、台架竖撑采用工字钢制作，台架纵梁采用工字钢，台架斜撑采用角钢。环形衬梁24采用工字钢。
上述可分离式承重导梁9、导梁行走钢轨8与底模板1之间由连接钢板25和螺栓连接。
可分离式承重导梁9由四根水平工字钢、四块竖向钢板、两块水平钢板固定连接而成。
本发明的施工步骤参见图3-14，施工工艺流程图见图15。
施工步骤1：参见图3，底模板拼装定位，导梁行走钢轨铺设就位。
首先铺垫150×150方木，保证底模板1稳定，然后拼装底模板，底模板依靠底模支撑丝杠18进行初步定位，然后在底模板上铺设导梁行走钢轨8，导梁行走导轨为两根方钢。
施工步骤2：参见图4，组装可分离式承重导梁9，可分离式承重导梁9由两组两根工字钢、四块竖向钢板、两块水平钢板组成，顶部连接可调支座10，底部组装导梁行走轮23和导梁端部支座11。将导梁沿导梁行走钢轨8就位，走轮23支撑在导梁行走钢轨8上，端部由导梁端头支座11支撑在初支砼结构12上，在可分离式承重导梁9、导梁行走钢轨8与底模板1之间由连接钢板25和螺栓连接起来。
施工步骤3：参见图5，底侧模板安装定位，铺设台架行走钢轨7。两底侧模板依靠丝杆支座进行初步定位，连接在底模板两边，在底模板下方铺垫150×150方木，保证两侧模板稳定。
施工步骤4：参见图6，吊装台架、环形衬梁、侧模板、顶模板到导梁上方。当导梁定位后，直接将台架用手拉葫芦进行吊装。当第二组台架吊装完成时，开加设两组台架之间的斜撑和纵梁；钢模板拼装顺序为从一侧往另一侧逐块拼装。
施工步骤5：参见图7，伸展顶模支撑丝盘17，将顶模板及环形衬梁定位；环形衬梁与模板采用螺栓钢片拉接。
施工步骤6：参见图8，伸展侧模支撑丝杠16，将侧模板及环形衬梁定位；环形衬梁与模板采用螺栓钢片拉接：检查模板台架上所有螺栓连接。
施工步骤7：参见图9，台架依靠导梁两端的定位支座26进行精确定位，台架前后在可分离式承重导梁9上各支撑两根抗浮竖撑15，在模板台架两端的模板背肋上安装模板定位丝杠27并支撑在初支结构12上，做堵头板，浇灌混凝土。
施工步骤8：参见图10，在下一铺设下一组底模板14，底模板14由底模支撑丝杠18与初支砼结构12连接。将底模板的标高及中线调整好，然后在底模板上铺设导梁行走轨8。
施工步骤9：参见图11，待步骤7中浇灌的砼达到一定强度后，将可分离式承重导梁9与台架5的横梁、底模板1脱离，拆除导梁端头支座，采用卷扬机作为动力将可分离式承重导梁9移动至导梁行走轨8上，当导梁移动到相应位置后，将导梁前端支座安装固定，并将导梁进行准确定位，然后将导梁与底模板之间钢板加设附加钢板进行连接。
施工步骤10：参见图5，重复步骤3，铺设底模两侧的底侧模板2，进行支撑和定位，调整模板水平，然后在模板上铺设台架行走钢轨7。
施工步骤11：参考图7，与步骤6相反，当步骤7中已浇灌砼满足拆模要求后，收缩两侧梳型模，并拆除侧模板，并将侧模板与环形衬梁挂接；靠近下一组施工缝一环模板不拆除，便于下一组模板搭接和定位。
施工步骤12：参考图6，与步骤5相反，收缩顶模支撑丝杠，拆除顶模板。并将台架三节之间的连接螺栓松开，使台架节与节之间脱离开，准备分节移动台架。
施工步骤13：参见图12、13、14，依靠卷扬机为动力，将台架分三节，分别移动到相应位置固定，移动过程中保持台架平稳，控制移动速度。台架三节移动到位后，将三节台架组合连接牢固，并调整水平。
施工步骤14：参见图7，重复步骤5，台架底面与导梁顶部用可调支座进行连接固定。采用液压千斤顶作为辅助动力，同时同步伸展顶模支撑丝杠17，使顶模板就位。
施工步骤15：参见图8，重复步骤6，伸展两侧模支撑丝杠16，使侧模板就位；拼装模板台架端头一环侧模板和顶模板。
施工步骤16：参见图9，重复步骤7，安装两侧模板，对模板台架进行精确定位，安装端头堵头板和抗浮竖撑15。
上述步骤8至16依次循环施工。
Claims (6)
1. 一种全圆一次衬砌分离式导梁模板台架，包括模板、台架、导梁、支撑机构和行走系统，模板包括栓接成圆筒形的底模板、底侧模板、侧模板和顶模板，其特征在于：环形衬梁连接于模板内侧，环形衬梁与台架之间支撑有顶模支撑丝盘、侧模支撑丝杠和底模支撑丝杠；台架由行走机构支撑于底侧模板上面的台架行走钢轨上；
一套台架与两套底模板交替配合，底模板上面固定连接导梁行走钢轨，导梁行走钢轨上撑有可分离式承重导梁，可分离式承重导梁底部有行走轮，顶部由可调支座与台架底部可拆卸连接，可分离式承重导梁端部由导梁端头支座支撑在初支砼结构上，其中一端与牵引系统连接；另一套底模板安置于下一个混凝土浇灌工位。
2. 根据权利要求1所述的全圆一次衬砌分离式导梁模板台架，其特征在于：上述台架前后在可分离式承重导梁上各支撑两根抗浮竖撑。
3. 根据权利要求1所述的全圆一次衬砌分离式导梁模板台架，其特征在于：上述台架纵向为一至三节框架结构，框架结构包括由螺栓连接为一体的台架横梁、台架竖撑、台架纵梁和台架斜撑。
4. 根据权利要求1所述的全圆一次衬砌分离式导梁模板台架，其特征在于：上述可分离式承重导梁、导梁行走钢轨与底模板之间由连接钢板和螺栓连接。
5. 根据权利要求1所述的全圆一次衬砌分离式导梁模板台架，其特征在于：上述可分离式承重导梁由四根水平工字钢、四块竖向钢板、两块水平钢板固连而成。
6. 根据权利要求1所述的全圆一次衬砌分离式导梁模板台架的施工方法，其特征在于施工步骤为：
施工步骤1：底模板拼装定位，导梁行走钢轨铺设就位；
施工步骤2：组装可分离式承重导梁，将导梁沿导梁行走钢轨就位，导梁行走轮支撑在导梁行走钢轨上，端部由导梁端头支座支撑在初支砼结构上，在可分离式承重导梁、导梁行走钢轨与底模板之间由钢板和螺栓连接起来；安装导梁牵引动力系统；
施工步骤3：底侧模板安装定位，然后在两底侧模板的支座上铺设台架行走钢轨；
施工步骤4：吊装台架、环形衬梁、侧模板、顶模板到导梁上方；钢模板拼装顺序为从一侧往另一侧逐块拼装；
施工步骤5：伸展顶模支撑丝杠，将顶模板及环形衬梁定位，环形衬梁与模板采用螺栓钢片拉接；
施工步骤6：伸展侧模支撑丝杠，将侧模板及环形衬梁定位，环形衬梁与模板采用螺栓钢片拉接；
施工步骤7：台架依靠导梁两端的定位支座进行精确定位，台架前后在可分离式承重导梁上各支撑两根抗浮竖撑，在模板台架两端的模板背肋上安装模板定位丝杠支撑在初支结构上，做堵头板，浇灌混凝土；
施工步骤8：铺设下一组底模板，底模板由底模支撑丝杠支撑在初支砼结构上，将底模板的标高及中线调整好，然后在底模板上铺设导梁行走轨；
施工步骤9：待步骤7中浇灌的砼达到一定强度后，将可分离式承重导梁与台架的横梁、底模板1脱离，拆除导梁端头支座，将可分离式承重导梁移动至导梁行走轨上，当导梁移动到相应位置后，将导梁前端支座安装固定，并将导梁进行准确定位，然后将导梁与底模板之间钢板加设附加钢板进行连接；
施工步骤10：铺设底模两侧的底侧模板，进行支撑和定位，调整模板水平，然后在模板上铺设台架行走钢轨；
施工步骤11：当步骤7中已浇灌砼满足拆模要求后，收缩两侧梳型模，并拆除侧模板，并将侧模板与环形衬梁连接；靠近下一组施工缝一环模板不拆除，便于下一组模板搭接和定位；
施工步骤12：收缩顶模支撑丝盘，拆除顶模板，并将台架三节之间的连接螺栓松开，使台架节与节之间脱离开，准备分节移动台架；
施工步骤13：将台架分节并挂接模板一起移动到相应位置固定，移动到位后，再将台架组合连接牢固；
施工步骤14：台架底面与导梁顶部用可调支座进行连接固定，伸展顶模支撑丝杠，使顶模板就位；
施工步骤15：伸展两侧模支撑丝杠，使侧模板就位；拼装模板台架端头一环侧模板和顶模板；
施工步骤16：安装两侧模板，对模板台架进行精确定位，安装端头堵头板、水平定位支座和抗浮竖撑；上述步骤8至16依次循环施工。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: CHINA RAILWAY TUNNEL GROUP CO.; APPLICANT Free format text: FORMER OWNER: BEIJING CHINA RAILWAY TUNNEL ARCHITECTURE CO., LTD. Effective date: 20080606 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20080606 Address after: 3, Mausoleum East Road, West Industrial District, Luoyang, Henan, zip code: 471009 Applicant after: China Railway Tunnel Group Co., Ltd. Co-applicant after: Beijing Chinarailway Tunnel Construction Co., Ltd. Address before: Room 3, building 9, No. 100022, Wai Wai Avenue, Beijing, Chaoyang District Applicant before: Beijing Chinarailway Tunnel Construction Co., Ltd. |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: China Railway Tunnel Stock Co., Ltd. Assignor: Zhongtie Tunnel Group Co., Ltd.|Beijing Chinarailway Tunnel Construction Co., Ltd. Contract fulfillment period: 2008.10.16 to 2013.10.15 contract change Contract record no.: 2008410000069 Denomination of invention: Full circle once lining segregation type nose girder module bench and its construction method Granted publication date: 20081008 License type: Exclusive license Record date: 20081124 |
|
| LIC | Patent licence contract for exploitation submitted for record |
Free format text: EXCLUSIVE LICENSE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2008.10.16 TO 2013.10.15; CHANGE OF CONTRACT Name of requester: CHINA RAILWAY CHANNELS CO., LTD. Effective date: 20081124 |