CN102434171B - 隧洞底部混凝土侧滑衬砌施工方法及侧滑式针梁底模台车 - Google Patents

隧洞底部混凝土侧滑衬砌施工方法及侧滑式针梁底模台车 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种能够减少气泡缺陷的隧洞底部混凝土侧滑衬砌施工方法及侧滑式针梁底模台车。所述方法的施工步骤依次是:模板组就位、侧滑浇筑混凝土、台车纵移。所述的侧滑式针梁底模台车的梁框总成下部前、后分别固定连接有导向轨道,导向轨道与隧洞施工面的设计线性尺寸相匹配;其模板组由一对滑模板组成,该对滑模板相对于梁框中心线所在铅垂面对称设置,且分别通过导滑机构与导向轨道连接,导滑机构通过侧滑牵引系统与梁框总成连接。其能够解决混凝土表面气泡缺陷、新旧混凝土搭接错台及温度裂缝等缺陷,且具有结构可靠、衬砌速度快、施工质量好、施工安全、减少施工条件干扰等优点,主要用于隧洞底部混凝土衬砌施工。

Description

隧洞底部混凝土侧滑衬砌施工方法及侧滑式针梁底模台车
技术领域
[0001] 本发明涉及一种隧洞混凝土施工方法及装置,尤其是一种隧洞底部混凝土衬砌施工方法及装置。
背景技术
[0002]目前,圆型隧洞底部混凝土衬砌施工一般采用组合小模板、拖模和针梁底模衬砌这三种施工方式,所称圆型隧洞底部混凝土一般指在隧洞横截面上,弧长所对应的圆心角为 90。或 120。。
[0003] 第一、组合小模板施工。该种方式是采用标准小模板进行组合施工,主要靠大量人工进行立模、混凝土浇筑、脱模,一个工段指对应模板纵向长度的一段衬砌段,当施工完一个工段后,又用人工搬运模板到下一个工段进行组合立模。这种方式要耗费大量人力、效率低,而且衬砌表面不光滑,衬砌质量很差。
[0004] 第二、拖模施工。该种方式是:在开挖面的左右洞壁上铺设滑移轨道,在轨道上连接刚性滑架,刚性滑架通过液压油缸与底部混凝土衬砌模板连接,在施工完一个工段后,液压油缸收缩将模板收起,外力牵引刚性滑架及模板沿两侧轨道纵向滑移至下一工段进行施工。由于左右轨道要提前在开挖断面铺设,轨道的铺设精度较差,直接影响混凝土施工质量,经常无法满足施工要求,模板没有对中调节系统,全靠人工调整精度,自动化程度低。此夕卜,由于必须在全部已浇筑混凝土都达到初凝时才能脱模,如果衬砌的底部混凝土的高差较大,则新、旧混凝土浇筑时间差较大,容易产生温度裂缝,如果提早脱模则浇筑在上部的混凝土容易垮塌,因此其只适用于衬砌混凝土高差小的隧洞施工。
[0005] 第三、针梁底模台车施工。该种方式是:设计用于底部混凝土衬砌施工的针梁底模台车,整个台车由模板总成、针梁总成、梁框总成、前、后底座及对中调整装置、抗浮装置、行走系统和卷扬机构等组成。
[0006] 针梁总成中的针梁既是底模的受力支撑平台,也是台车行走的轨道,针梁上、下表面设置有行走轨道,梁框总成包括一个门架,门架的下部与底模上的横梁通过螺栓联接构成框架结构,针梁从框架结构的内部穿过,在框架结构的上、下部分别安装有对应于针梁上、下表面行走轨道的行走系统,底模上的横梁与工作表面为圆弧面的模板系连接构成模板总成,模板总成的模板系的弧长所对应的圆心角通常为90°或120°,同一工段整体立模、整体脱模。在针梁的前、后端分别设置有前、后底座,前、后底座是针梁的受力支点,混凝土衬砌时台车的全部重量都落在两个底座上,一般每个底座上安装两个竖向液压油缸顶住台车针梁下端面,竖向油缸的伸缩可使针梁上升和下降,用于模板系的脱模和立模,竖向油缸同时作为模板垂直方向的对中调整装置;前、后底座上还各安装有一个水平油缸作为模板水平对中调整装置,混凝土衬砌时,可以利用其左、右移动来调整针梁的中心线,使之与隧洞中心线平行且位于同一铅垂面上,然后调整竖向油缸使模板系的中心线与隧洞中心线相吻合,此过程称为“模板对中”,每一次移动针梁底模台车后,都要重新调整针梁中心线,使之对中。此外,竖向液压油缸通常还配置有抗倾覆装置,保证竖向液压油缸的受力方向在油缸的中心线上,避免油缸失稳损坏。
[0007] 所述行走系统指安装在梁框的门架内针梁的上下方的四套行走架,行走架由支座和滚轮等零件组成,因此针梁随同其行走轨道可在行走架的滚轮上移动,滚轮一般采用带轮边的滚轮,使针梁或梁框移动时不会左右摆动。所述卷扬机构包括安装在梁框端部的两台卷扬机,卷扬机卷筒上的钢丝绳绕过设置在针梁近端的滑轮后固定在梁框端部,由电机经减速器驱动两个卷筒同步旋转,一个卷筒收紧钢丝绳的同时另一个卷筒放出钢丝绳,使得钢模和针梁通过钢丝绳的牵引作相对运动,即固定针梁移动梁框或固定梁框移动针梁,从而完成台车的移动和模板系的移动。因为针梁的行走轨道位于梁框上安装的上、下行走架之间,为减小行走摩擦一般留有一定的行走间隙,在台车上还配备有设置在针梁和梁框之间的定位装置,用于在混凝土衬砌时弥补所述行走间隙,使针梁和梁框、模板系之间紧固连接。
[0008] 应用上述针梁台车进行底部混凝土衬砌时,调整前、后底座上的油缸可实现模板系自动对中就位,模板系就位后,对一个工段进行整体浇筑,达到脱模要求后顶升前、后底座上的竖向油缸进行脱模,最后通过针梁上的双卷筒卷扬机牵引,将模板系移动到下一工段并就位施工。虽然采用液压系统立模、脱模,自动化高,工作效率高,但是成型表面由于施工条件限制,混凝土振捣时气泡无法及时排出,底部混凝土表面始终会出现大量气泡的外观质量缺陷,并可能产生新旧混凝土搭接错台、温度裂缝等质量问题,也只适用于衬砌混凝土高差小的隧洞施工。
发明内容
[0009] 为了克服现有针梁台车进行隧洞底部混凝土衬砌时易形成大量气泡缺陷的不足,本发明所要解决的技术问题是提供一种能够减少气泡缺陷的隧洞底部混凝土侧滑衬砌施工方法,并提供了一种可实现该种衬砌施工方法的侧滑式针梁底模台车。
[0010] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:隧洞底部混凝土侧滑衬砌施工方法,采用针梁底模台车施工,所述针梁底模台车包括模板总成、针梁总成、梁框总成、前、后底座及对中调整装置、行走系统,模板总成包括连接在梁框总成下部的模板组,模板组的纵向长度对应于一个工段的长度,其特征是:所述模板组由一对滑模板组成,分别为左滑模板和右滑模板,左滑模板和右滑模板相对于梁框中心线所在铅垂面对称设置且能够沿设定的横向滑动轨迹相向滑动或反向滑动,所述横向滑动轨迹与隧洞施工面的设计线性尺寸匹配,其施工步骤依次是:
[0011 ] 模板组就位:模板对中,左滑模板和右滑模板的下部边缘相互靠拢;
[0012] 侧滑浇筑混凝土:一边按与已浇筑混凝土的初凝速度匹配的角速度操纵左滑模板、右滑模板沿设定的横向滑动轨迹反向滑动,使左滑模板和右滑模板的上部边缘逐渐上升,且始终保持左滑模板和右滑模板与已浇筑混凝土有搭接部分,一边在已浇筑混凝土纵向两侧左右对称地进行混凝土浇筑,直至该工段余下混凝土浇筑完毕;
[0013] 在该工段最后浇筑的混凝土也初凝后,针梁底模台车纵移至下一工段。
[0014] 重复以上施工步骤进行下一工段施工。
[0015] 本发明的施工方法通过缩短单次立模的模板宽度,改善了施工条件,方使得混凝土在振捣时,气泡更容易排出,从而在极大程度上减少了气泡缺陷的产生,即使产生少量气泡,在脱模后通过人工抹平的方式及时加以处理,从而解决了电站隧洞底部混凝土衬砌施工中表面气泡质量缺陷的难题。
[0016] 应用原来的针梁底模台车时,对同一工段的混凝土是整体立模、整体浇筑,整体初凝时间较长,相邻工段混凝土浇筑时间相差较长,新旧混凝土之间容易产生温度裂缝,但本发明中,同一工段的混凝土是一边滑模一边浇筑,整体达到初凝的时间缩短,新旧混凝土浇筑时间差缩短,不容易产生温度裂缝,可适用于衬砌混凝土高差大的隧洞施工。
[0017] 应用原来的针梁底模台车施工时,由于模板总成与梁框之间是刚性连接,模板只能依靠调整前、后底座上的竖向油缸和水平油缸实现位置调整,在上一工段施工完毕向下一工段前移时,台车针梁需要重新对中,产生对中误差时,由于模板的宽度较宽,横向两端不能同时与旧混凝土贴合的情况较容易出现,也就是新旧混凝土较容易出现搭接错台,此时需要依靠人工处理,而本发明中,模板宽度变窄许多,较少出现模板横向两端不能同时与旧混凝土贴合的情况,并且,模板本身是活动的,即使模板对中时有所误差,也可在施工要求许可的范围内,在模板向两侧滑移的过程中逐步纠正,避免出现搭接错台的现象。这也是本发明的侧滑衬砌施工方法的优点所在。
[0018] 本发明的侧滑式针梁底模台车,包括模板总成、针梁总成、梁框总成、前、后底座及对中调整装置、行走系统,模板总成包括连接在梁框总成下部的模板组,模板组的纵向长度对应于一个工段的长度,所述梁框总成下部前、后分别固定连接有导向轨道,导向轨道与隧洞施工面的设计线性尺寸相匹配;所述模板组由一对滑模板组成,分别为左滑模板和右滑模板,左滑模板和右滑模板相对于梁框中心线所在铅垂面对称设置,左滑模板和右滑模板分别通过导滑机构与导向轨道连接,导滑机构通过侧滑牵引系统与梁框总成连接。
[0019] 在侧滑牵引系统驱动下,导滑机构可携滑模板沿导向轨道双向滑动,而导向轨道又与隧洞施工面的设计线性尺寸相匹配,也就是说左滑模板和右滑模板能够沿设定的与隧洞施工面的设计线性尺寸匹配的横向滑动轨迹相向滑动或反向滑动,与现有的针梁底模台车相比,本发明的侧滑式针梁底模台车的关键改进正在于此。该种设计缩短了单次立模的模板宽度,在混凝土烧筑时,随着滑模板的滑动,一边立模一边脱模,且滑模板的滑动可对尚未初凝的已浇筑混凝土进行抹平,对出现气泡的局部表面进行填充,极大程度上减少了混凝土表面气泡缺陷的产生。
[0020] 考虑到模板与隧洞中心线的对中是依靠模板对中实现的,而模板对中又是依靠前、后底座上的水平和竖向油缸的伸缩实现的,由于油缸的伸缩控制精度受到限制,加之每一次台车移动后针梁都重新进行对中操作,不能保证在每一工段的模板对中时,针梁中心线均能够实现与隧道中心线的完美重合,也即在相邻工段的施工中,前、后工段的针梁中心线不一定重合,梁框总成的中心线也就不一定重合,由于导向轨道与梁框总成下部是固定连接的,为了保证导滑机构能够自如地沿导向轨道来回滑动,则导滑机构的位置也须随导向轨道位置确定,如果模板与导滑机构之间为刚性连接,就可能出现新旧混凝土错台。
[0021] 为了避免这种现象,本发明中,将所述滑模板相对于导滑机构可回转连接,滑模板上设置有相应的回转定位机构,从而可在模板对中后进一步对模板位置进行微调,提高模板的对中精度,减少错台的发生率;或在观测到有错台可能时,在施工要求许可的范围内,在侧滑过程中对模板进行微调,逐步弥合相邻前、后工段模板的位置误差,避免错台现象。
[0022] 为了实现左右模板上下滑移,克服滑移时侧滑模板自重和混凝土的浮力对模板位置精度的影响,提高衬砌质量,所述导向轨道包括上滑面和下滑面,所述单个导滑机构包括一对导滑架及安装在导滑架上的上轮和下轮,两导滑架分置于导向轨道的纵向两侧并与滑模板连接,上轮与上滑面滚动接触,下轮与下滑面滚动接触,上轮和下轮均采用单轮缘滚轮。
[0023] 所述侧滑牵引系统包括卷扬机、钢丝绳、侧滑导向机构和动滑轮,所述卷扬机与梁框总成固定连接,钢丝绳的一端与卷扬机连接,钢丝绳的另一端穿过侧滑导向机构和所述动滑轮后固定连接在对应于导向轨道端部的位置,保证导滑机构及模板有足够的滑动行程,控制卷扬机的正反转实现双向滑动,控制卷扬机的转速实现模板的滑动速度与混凝土初凝速度的匹配,避免已浇筑混凝土因未达到初凝即脱模而出现坍塌。
[0024] 为保证滑模板滑动轨迹,首先就要求保证导向轨道的刚度,为此,优选所述前、后的导向轨道各有两根,前侧的两根导向轨道的同侧端部通过第一连接梁相互连接,后侧的两根导向轨道的同侧端部亦同样刚性连接,则梁框前、后的导向轨道均形成导向框架,刚度得到加强,并且,同一导向框架上的同侧导滑机构之间通过第二连接梁相互连接,导滑机构的刚度也得到加强,从而保证了导滑机构携同滑模板沿与隧洞施工面的设计线性尺寸相匹配的轨迹滑动。
[0025] 但无论是采用单根的导向轨道还是采用导向框架,侧滑牵引机构只须前、后各布置对称的左、右各一套即可,且宜布置在导向轨道或导向框架的横向中线上,保证均匀牵弓丨,也便于同步控制。
[0026] 所述导向轨道上设置有均布的滑模板定位结构。
[0027] 所述滑模板与梁框总成之间还连接有辅助支撑结构。
[0028] 本发明的有益效果是:通过设计侧滑式针梁底模台车用于施工,不仅解决了底部混凝土表面大量气泡的外观质量缺陷问题,还解决了新旧混凝土搭接错台、温度裂缝的技术难题;具有成本较低、结构可靠、自动化高、操作方便、衬砌速度快等特点,且改善了工人的劳动条件、提高了衬砌的工艺水平,具有施工质量好、施工安全、减少施工条件干扰等优点,从而具有更优的经济及社会效益,主要用于隧洞底部混凝土衬砌施工,尤其适合于圆形隧洞底部混凝土衬砌施工。
附图说明
[0029] 图1是本发明的侧滑式针梁底模台车的主视图(拟开始浇筑)。
[0030] 图2是本发明的侧滑式针梁底模台车的主视图(浇筑中)。
[0031] 图3是图2的左视图。
[0032] 图4是图2中导向轨道和导滑机构、侧滑牵引系统的示意图。
[0033] 图5是图4的俯视图。
[0034] 图6是导滑机构的示意图。
[0035] 图7是滑模板相对于导滑机构回转连接的示意图。
[0036] 图8是图7的左视图。
[0037] 图7中为清楚起见未画出回转定位机构。
[0038] 图中标记为,1-模板总成,2-针梁总成,3-梁框总成,4-前底座,5-后底座,6_导向轨道,7-导滑机构,8-侧滑牵引系统,9-横向滑动轨迹,10-隧洞施工面,11-滑模板,12-支撑顶杆,13-已浇筑混凝土,14-支撑轨道,15-抗倾翻装置,16-对中调整装置,17-行走系统,18-液压系统,19-电气系统,20-梁框中心线所在铅垂面,21-隧洞中心线,Ila-下部边缘,IIb-上部边缘,60-导向框架,61-上滑面,62-下滑面,63-第一连接梁,70-回转孔板,71-导滑架,72-上轮,73-下轮,74-回转轴,75-顶杆,76-第二连接梁,81-侧滑卷扬机,82-钢丝绳,83-侧滑导向机构,84-动滑轮,91-定位销孔,111-左滑模板,112-右滑模板,171-行走导向机构,172-行走卷扬牵引机构,173-行走轮系。
具体实施方式
[0039] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0040] 如图1〜图8所示,本发明的隧洞底部混凝土侧滑衬砌施工方法采用针梁底模台车施工,所述隧洞为圆形隧洞,所述针梁底模台车包括模板总成1、针梁总成2、梁框总成3、前、后底座4、5及对中调整装置16、由行走导向机构171、行走卷扬牵引机构172和行走轮系173组成的行走系统17,模板总成I包括连接在梁框总成3下部的模板组,模板组的纵向长度对应于一个工段的长度,所述模板组由一对滑模板11组成,分别为左滑模板111和右滑模板112,左滑模板111和右滑模板112相对于梁框中心线所在铅垂面20对称设置且能够沿设定的横向滑动轨迹9相向滑动或反向滑动,所述横向滑动轨迹9与隧洞施工面10的设计线性尺寸匹配,其施工步骤依次是:
[0041 ] 模板组就位:模板对中,左滑模板111和右滑模板112的下部边缘I Ia相互靠拢;
[0042] 侧滑浇筑混凝土:一边按与已浇筑混凝土 13的初凝速度匹配的角速度操纵左滑模板111、右滑模板112沿设定的横向滑动轨迹反向滑动,使左滑模板111和右滑模板112的上部边缘Ilb逐渐上升,且始终保持左滑模板111和右滑模板112与已浇筑混凝土 13有搭接部分,一边在已浇筑混凝土 13纵向两侧左右对称地进行混凝土浇筑,直至该工段余下混凝土烧筑完毕;
[0043] 在该工段最后浇筑的混凝土也初凝后,操纵左滑模板111、右滑模板112相向滑动,使左滑模板111和右滑模板112的下部边缘Ila逐渐下降并再次相互靠拢,模板总成I及梁框总成3作为支撑,支撑在混凝土上,抬升并移动针梁总成2至下一工段,针梁总成2由前、后底座4、5支撑,脱模并移动梁框总成3及模板总成I至下一工段。
[0044] 为确保浇筑质量,可以在模板组就位后,侧滑浇筑混凝土之前,操纵左滑模板111和右滑模板112沿设定的横向滑动轨迹9来回预滑一次,确认滑模板11的位置误差始终在允许范围内,如果发现有误差超出的位置,可以在浇筑混凝土之前对滑模板初始位置进行调整。
[0045] 如图1〜图8所示,本发明的侧滑式针梁底模台车包括模板总成1、针梁总成2、梁框总成3、前、后底座4、5及对中调整装置16、行走系统17,模板总成I包括连接在梁框总成3下部的模板组,模板组的纵向长度对应于一个工段的长度,梁框总成3下部前、后分别固定连接有导向轨道6,导向轨道6为与隧洞施工面10的设计线性尺寸相匹配的圆弧形轨道,导向轨道6的中心线在衬砌时与隧洞中心线21重合,导向轨道6连接在梁框总成3的下部而不是采用悬挂式连接结构,使其结构更为稳定;所述模板组由一对滑模板11组成,分别为左滑模板111和右滑模板112,左滑模板111和右滑模板112相对于梁框中心线所在铅垂面20对称设置,左滑模板111和右滑模板112分别通过导滑机构7与导向轨道6连接,导滑机构7通过侧滑牵引系统8与梁框总成3连接。
[0046] 如图4、图6、图7、图8所示,所述单个导滑机构7包括一对导滑架71及安装在导滑架71上的上轮72和下轮73,单个导滑架上呈三角形布置有一个上滚轮72和两个下滚轮73,三角形的滚轮布置形成极稳定的导滑结构,两导滑架71分置于导向轨道6的纵向两侧并与回转孔板70连接,上轮72与上滑面61滚动接触,下轮73与下滑面62滚动接触,上轮72和下轮73均采用单轮缘滚轮,实现左右限位,导滑机构7底部设置有一回转孔板70,所述滑模板11通过回转轴74与回转孔板70连接,滑模板11上设置有以所述回转轴74为中心呈矩形布置的四根共面顶杆75作为回转定位机构。
[0047] 要使滑模板11能够沿设定的、与隧洞施工面10的设计线性尺寸匹配的横向滑动轨迹9滑动,也就是需要使得滑模板11能够沿水平方向和铅垂方向同时有可控的位移,如果是圆形隧洞,可以通过旋转机构来实现,例如在滑模板11上连接径向摆臂,控制摆臂的角速度即可控制模板的滑动,但摆臂的摆动中心为隧洞中心线21,要么与梁框发生干涉,要么摆动角度受到限制,因此成为难于实现的技术方案。
[0048] 如图1、图2和图4所示,本发明中通过“导向轨道、导滑机构加侧滑牵引机构”的方式来实现滑模板的横向滑动控制,所述侧滑牵引系统8包括侧滑卷扬机81、钢丝绳82、侧滑导向机构83和动滑轮84,所述侧滑卷扬机81与梁框总成3固定连接,钢丝绳82的一端与侧滑卷扬机81连接,钢丝绳82的另一端穿过侧滑导向机构83和所述动滑轮84后固定连接在对应于导向轨道6端部的位置。如此可将模板驱动机构布置于梁框的外部,避免与梁框等结构发生干涉,同时提高了本发明的侧滑式针梁底模台车的通用性,模板驱动机构的控制也较为简单。此外,侧滑牵引系统8也可采用手拉葫芦、电动链条等牵引方式。
[0049] 如图4所示,所述导向轨道6包括上滑面61和下滑面62,导向轨道采用工字型截面、箱型截面或梯形截面的梁。且分别在左滑模板111、右滑模板112的侧滑行程上设置有多处如定位销孔91等滑模板定位结构,用作安全措施,以便在出现异常时能够将滑模板11定位,保证已浇筑混凝土 13的施工质量。
[0050] 如图5所示,所述前、后的导向轨道6各有两根,该两根导向轨道6在其同侧端部通过第一连接梁63相互连接形成导向框架60,同一导向框架60上的同侧导滑机构7之间通过第二连接梁76相互连接,此时,侧滑导向机构83布置在所述第一连接梁63上,所述动滑轮84布置在第二连接梁76上,且侧滑牵引系统位于导向框架60的正中,保证侧滑时牵引力的稳定。
[0051] 由于导向轨道6是布置在梁框总成3的前、后的,亦即模板总成I的前、后的,因此,当工段较长时,最好是在滑模板11与梁框总成3之间还连接有辅助支撑结构,所述的辅助支撑结构不仅在混凝土浇筑时有助于模板克服混凝土浮力,也可用于在台车针梁总成2纵移时,为台车提供更稳定的支撑。如图3所示,所述的辅助支撑结构可以是与导向轨道6相同的设置于梁框总成下部中央位置的支撑轨道14,还可以包括设置在前、后导向轨道6之间的若干支撑顶杆12,这些支撑顶杆12间隔分布。
[0052] 此外,为了实现导向轨道6的准确定位,方便模板的对中,还可设计一套全液压自动定位系统来控制对中调整装置16,这属于本领域技术人员根据本说明书及本领域普通技术知识能够完成的。
[0053] 实施例:[0054] 某侧滑式针梁底模台车主要由模板总成1、导向轨道6、侧滑牵引系统8、梁框总成
3、针梁总成2、行走系统17、导滑机构7、对中调整装置16、液压系统18、电气系统19等组成。
[0055] 其每套模板包括左右两块滑模板11。模板的外轮廓尺寸是按隧道成型半径进行设计,每块滑模板11的宽度一般设计为I〜1.5米,两块滑模板11的纵向长度是根据隧道施工要求来进行设计。单侧滑模板111、112采用两件双榀槽钢组合型钢梁连接,确保整个模板具有足够刚度和直线度。考虑方便运输、吊装,型钢梁与模板设计成多节组合结构,各节之间采用高强度螺栓连接。
[0056] 其导向轨道6既要用于控制左右滑模板11侧滑的滑行轨迹,并满足隧洞施工面的设计线性尺寸;也要用于平衡滑模板11所承受的混凝土侧压力和上托力。导向轨道6采用钢板焊接加工而成。为了保证轨道上、下滑面形状和尺寸准确,轨道采用数控机床下料,焊接后采用液压校正机校正,误差控制在2mm之内。导向轨道6与台车梁框总成3的托架下端连接在一起,确保其稳定性。
[0057] 根据混凝土对模板的粘结力、摩擦力和上托力的大小,其侧滑牵引系统8采用四台侧滑卷扬机81,左右各两台侧滑卷扬机81分别牵引左、右滑模板111、112沿导向轨道6滑行。为了考虑牵引力的均匀、平衡,四台侧滑卷扬机81呈矩形布置,分别布置在模板组的前后两端,且在每两台侧滑卷扬机81的前、后750mm位置各布置一条导向轨道6。
[0058] 其梁框总成的上部为门架,下部为托架,构成一个门框式的框架,在框架上、下部安装有行走轮系173,针梁总成2的针梁可从门架与托架之间穿过,梁框的门架立柱纵向之间的间距为1.5m,为了增强门架的强度和稳定性,门架立柱间设计有连接梁和斜拉杆等,门架立柱和横梁均用工字钢制成,托架则与导向轨道用螺栓联接。
[0059] 其针梁总成是钢模的受力支撑平台和台车纵向行走的轨道,其结构采用装配式桁架组合结构。针梁主要由型材组焊而成;在针梁上、下还焊接有四条40X40mm的方钢轨道。为了运输和安装方便,根据实际长度分成几节,各节之间用高强度螺栓连接。
[0060] 其行走系统包括行走导向机构172、行走卷杨牵引机构173及四套安装在门架内针梁的上、下方的行走轮系173。行走系统是由支座和多个滚轮等零件组成,支座由槽钢构成,滚轮是铸钢件,滚轮设计成带轮边的结构,使针梁或模板相对移动时不会左右摆动。其行走卷扬牵引机构采用一套摆线针轮减速器驱动双卷筒作同步旋转。模板和针梁通过钢丝绳的牵引作相对运动,即固定针梁移动模板或固定模板移动针梁。行走导向机构172设置在针梁两端,行走卷扬牵引机构173安装在针梁的中部,卷扬机有两个钢丝绳卷筒,两个卷筒之间用链条连接,两个卷筒上的钢丝绳分别与梁框总成的前后端连接,从而带动针梁或丰旲板运动,完成台车的移动。
[0061 ] 其导滑机构主要由上轮系和下轮系组成。上轮系主要是平衡滑模板自重,下轮系主要是承受混凝土上托力。结合导向轨道6的结构特点,并为了防止模板侧滑出现纵向偏移问题,导滑机构采用单轮缘车轮左右限位方式,轮缘与导向轨道6间隙控制在小于3mm。
[0062] 其对中调整装置安装在针梁端部下面的前底座4、后底座5上,前底座4、后底座5上各安装有两个与针梁连接的竖向油缸,竖向油缸的伸缩可使台车整体上升和下降,以便导向轨道垂直方向的对中调整;前底座4、后底座5上还各安装有一个水平油缸,利用其左、右移动来调整导向轨道中心线与隧洞中心线相吻合。[0063] 其还包括液压系统,该系统通过液压油缸的伸缩来完成导向轨道定位、找正。液压系统由四个竖向油缸、两个水平油缸和一套泵站等组成。
[0064] 其还电气系统,电气系统主要对液压系统油泵电机的开关和五台卷扬机电机的正、反运转进行控制。它采用380V三相四线制供电,它供给油泵电机、卷扬机电机、变频机组、附着式振动器、照明和电焊机用电等。
[0065] 其工作过程如下。
[0066] 先采用两端底座上的水平、竖向油缸进行自动对中调试:通过底座竖向油缸上、下运动,可以实现导向轨道6垂直方向的对中调整,即将导向轨道6中心线调至其与隧洞中心线21相吻合。
[0067] 再启动侧滑牵引系统8把左、右滑模板111、112对称放到底部,然后对侧滑式针梁底模台车整体尺寸进行全面检查和验收,合格之后开始左右对称、均匀、平齐浇注混凝土,边浇筑混凝土边开启侧滑卷扬机81,但要注意使滑模板11的滑动速度与混凝土的初凝速度相匹配,使滑模板11沿导向轨道6慢慢向上滑移。为了在浇筑过程中防止意外事故发生,必要时用导滑机构7上配备的定位销插入导向轨道6上的定位销孔91中,以锁住模板。如刚浇注好的混凝土表面出现气泡时,工人可站在滑模板11上进行人工抹掉表面气泡的处理。如此循环到该一工段的混凝土浇筑完成,然后,把滑模板11通过侧滑卷扬机81对称放到底部锁定,再通过行走针梁中部的双卷筒卷扬机使模板移动到下一个循环进行下一工段的侧滑施工。
[0068] 台车纵移时,安装在针梁上的双卷筒卷扬机用两根钢丝绳,分别绕过针梁端部和梁框上的滑轮,固定在针梁两端,针梁和模板互为支点相对运动使台车前进。脱模之前,收缩底座油缸,悬吊底座,针梁下面轨道落在下端的行走轮系173上,开动卷扬机使针梁向前移动,到位后放下底座,油缸顶升针梁,进行脱膜、脱模后,开动卷扬机使其反方向运动,模板即可随同梁框一同向前移动。

Claims (9)

1.侧滑式针梁底模台车,包括模板总成(I)、针梁总成(2)、梁框总成(3)、前、后底座(4、5)及对中调整装置(16)、行走系统(17),模板总成(I)包括连接在梁框总成(3)下部的模板组,模板组的纵向长度对应于一个工段的长度,其特征是:所述梁框总成(3)下部前、后分别固定连接有导向轨道(6),导向轨道(6)与隧洞施工面(10)的设计线性尺寸相匹配;所述模板组由一对滑模板(11)组成,分别为左滑模板(111)和右滑模板(112),左滑模板(111)和右滑模板(112)相对于梁框中心线所在铅垂面(20)对称设置,左滑模板(111)和右滑模板(112)分别通过导滑机构(7)与导向轨道(6)连接,导滑机构(7)通过侧滑牵引系统(8)与梁框总成(3)连接,所述滑模板(11)相对于导滑机构(7)可回转连接,且滑模板(11)上设置有相应的回转定位机构。
2.如权利要求1所述的侧滑式针梁底模台车,其特征是:所述导滑机构(7)底部设置有一回转孔板(70),所述滑模板(11)通过回转轴(74)与回转孔板(70)连接,滑模板(11)上设置有以所述回转轴(74)为中心呈矩形布置的四根共面顶杆(75)作为回转定位机构。
3.如权利要求1或2所述的侧滑式针梁底模台车,其特征是:所述导向轨道(6)包括上滑面(61)和下滑面(62),所述导滑机构(7)包括一对导滑架(71)及安装在导滑架(71)上的上轮(72)和下轮(73),两导滑架(71)分置于导向轨道(6)的纵向两侧并与滑模板(11)连接,上轮(72)与上滑面(61)滚动接触,下轮(73)与下滑面(62)滚动接触,上轮(72)和下轮(73)均采用单轮缘滚轮。
4.如权利要求1或2所述的侧滑式针梁底模台车,其特征是:所述侧滑牵引系统(8)包括侧滑卷扬机(81)、钢丝绳(82)、侧滑导向机构(83)和动滑轮(84),所述侧滑卷扬机(81)与梁框总成(3)固定连接 ,钢丝绳(82)的一端与侧滑卷扬机(81)连接,钢丝绳(82)的另一端穿过侧滑导向机构(83)和所述动滑轮(84)后固定连接在对应于导向轨道(6)端部的位置。
5.如权利要求1或2所述的侧滑式针梁底模台车,其特征是:所述梁框总成(3)下部前、后的导向轨道(6)各有两根,该两根导向轨道(6)在其同侧端部通过第一连接梁(63)相互连接形成导向框架(60),同一导向框架(60)上的同侧导滑机构(7)之间通过第二连接梁(76)相互连接。
6.如权利要求1或2所述的侧滑式针梁底模台车,其特征是:所述导向轨道(6)上设置有均布的滑模板定位结构。
7.如权利要求1或2所述的侧滑式针梁底模台车,其特征是:所述滑模板(11)与梁框总成(3)之间还连接有辅助支撑结构。
8.采用权利要求1或2所述侧滑式针梁底模台车的隧洞底部混凝土侧滑衬砌施工方法,其特征是:采用所述针梁底模台车施工,其施工步骤依次是: 模板组就位:模板对中,左滑模板(111)和右滑模板(112)的下部边缘(Ila)相互靠拢;侧滑浇筑混凝土:一边按与已浇筑混凝土(13)的初凝速度匹配的角速度操纵左滑模板(111)、右滑模板(112)沿设定的横向滑动轨迹反向滑动,使左滑模板(111)和右滑模板(112)的上部边缘(Ilb)逐渐上升,且始终保持左滑模板(111)和右滑模板(112 )与已浇筑混凝土(13)有搭接部分,一边在已浇筑混凝土(13)纵向两侧左右对称地进行混凝土浇筑,直至该工段余下混凝土浇筑完毕;在该工段最后浇筑的混凝土也初凝后,针梁底模台车纵移至下一工段。
9.如权利要求8所述的隧洞底部混凝土侧滑衬砌施工方法,其特征是:模板组就位后,侧滑浇筑混凝土之前,操纵左滑模板(111)和右滑模板(112)沿设定的横向滑动轨迹(9 )来回预滑一次,确认滑模板(11)的位置误差始终在允许范围内。
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