CN102536261B - 一种伸缩式紧急避车带隧道衬砌台车 - Google Patents

Abstract

一种伸缩式紧急避车带隧道衬砌台车，包括门架总成、模架总成及托架总成，门架总成包括分离开来的左门架总成（1）和右门架总成（20），左门架总成（1）上部依次连接有左托架总成（30）和左模架总成（70），右门架总成（20）上部依次连接有右托架总成（40）和右模架总成（70’），在左、右托架总成（30、40）之间连接有可拆卸中间托架总成（50），左门架总成（1）的上横梁（2）与右门架总成（20）的上横梁（21）之间设有伸缩连接机构。该台车可以自动、快速地拼装成紧急避车带的衬砌模架，从而有效地提高紧急避车带衬砌速度，保障衬砌质量，减轻劳动强度。

Description

一种伸缩式紧急避车带隧道衬砌台车

技术领域

本发明涉及一种隧道施工机械，尤其涉及一种伸缩式紧急避车带隧道衬砌台车。

背景技术

在比较长的公路隧道施工中，通常会衬砌多个紧急避车带，公知的公路隧道紧急避车带主要用于避免隧道内出现意外事故而阻碍整个交通运输，避免人员伤亡。由于隧道的紧急避车带断面比主洞隧道的断面要宽出几米，所以常规的紧急避车带衬砌台车不能直接通过主洞到达下一个紧急避车带隧道。一般的施工工艺是将浇筑完成后的紧急避车带台车拆卸一部分使台车便于通过主洞到达下一个紧急避车带，剩下的一部分零部件则需通过其他设备运输至目的地后与主体台车重新拼装使用。采用这种方法衬砌紧急避车带，需要在隧道内进行拆卸、运输、拼装作业，因隧道内场地狭小，空间有限，且衬砌台车周而复始的拆卸，这种方法不仅直接导致衬砌精度难以保证，而且现场拼装劳动强度大，施工效率低，工期长。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种伸缩式紧急避车带隧道衬砌台车，该台车工作时通过伸缩连接机构伸展可以自动、快速地拼装成紧急避车带的衬砌模架，不工作时通过伸缩连接机构收缩而不影响台车在隧道内的走行，从而有效地提高紧急避车带衬砌速度，保障衬砌质量，减轻劳动强度。

为解决上述技术问题，本发明的一种伸缩式紧急避车带隧道衬砌台车是这样加以解决的：包括门架总成，由顶模架及侧模架组成的模架总成，位于门架总成与顶模架之间的托架总成以及走行机构，门架总成包括分离开来的左门架总成和右门架总成，其中左门架总成上部依次连接有左托架总成和左模架总成，右门架总成上部依次连接有右托架总成和右模架总成，在左、右托架总成之间连接有可拆卸中间托架总成；左门架总成的上横梁与右门架总成的上横梁之间设有伸缩连接机构。

进一步地，伸缩连接机构包括左门架总成的上横梁内腔设置的导套和右门架总成的上横梁上设置的导柱，该导套和导柱滑动配合。

进一步地，伸缩连接机构还包括驱动装置，该驱动装置位于左、右上横梁之间且两端分别与左、右门架总成的上横梁上对应设置的耳座铰接。

进一步地，驱动装置包括伸缩节和加长节。

进一步地，伸缩节包括动力伸缩油缸或电动推杆。

进一步地，加长节连接在伸缩节的一端，该加长节沿轴向方向设有若干间距排列的插销孔。

进一步地，左门架总成的上横梁与固结在左托架总成上的纵梁之间以及右门架总成的上横梁与固结在右托架总成上的纵梁之间通过滚子滚动连接。

进一步地，还包括，左门架总成的上横梁与固结在左托架总成上的纵梁之间连接有微调油缸/丝杆千斤顶，右门架总成的上横梁与固结在右托架总成上的纵梁之间连接有丝杆千斤顶/微调油缸。

进一步地，走行机构包括主动走行装置和被动走行装置、主动走行装置和被动走行装置均安装有带走行轮的走行轮架，其中左门架总成或右门架总成一侧的走行轮架可旋转90度。

进一步地，左、右门架总成沿整个台车的纵向至少等距分布二组以上，其中每一组均包括相应的可拆卸中间托架总成以及伸缩连接机构。

采用本发明的伸缩式紧急避车带隧道衬砌台车，由于门架总成包括分离开来的左门架总成和右门架总成，其中左门架总成上部依次连接有左托架总成和左模架总成，右门架总成上部依次连接有右托架总成和右模架总成，在左、右托架总成之间连接有可拆卸中间托架总成；左门架总成的上横梁与右门架总成的上横梁之间设有伸缩连接机构，通过伸缩连接机构的作用可带动一边的门架总成、托架总成和模架总成水平伸缩运动，达到紧急避车带需要的断面位置后再连接可拆卸中间托架总成以及台车相应的各支撑连接件，即可快速地形成紧急避车带的衬砌模架，从而有效地提高紧急避车带衬砌速度，保障衬砌质量，减轻劳动强度。

由于伸缩连接机构包括左门架总成的上横梁内腔设置的导套和右门架总成的上横梁上设置的导柱，该导套和导柱滑动配合，可以实现伸缩过程中的门架导向和稳定作用。

由于伸缩连接机构还包括驱动装置，该驱动装置包括伸缩节和加长节，伸缩节包括动力伸缩油缸或电动推杆，加长节连接在伸缩节的一端，该加长节沿轴向方向设有若干间距排列的插销孔。这种设置一方面可以实现伸缩连接机构工作时的自动伸缩，减轻劳动强度，提高效率，另一方面通过插销插接不同的插销孔，加大动力伸缩油缸或电动推杆的伸缩行程，无需特殊的加长油缸或电动推杆，就能满足工作需要。

此外，左门架总成的上横梁与位于其上的左托架总成的纵梁之间以及右门架总成的上横梁与位于其上的右托架总成的纵梁之间通过滚子滚动连接，可以大大减少托架总成与门架总成相互运动的阻力。在左门架总成的上横梁与位于其上的左托架总成的纵梁之间连接有微调油缸/丝杆千斤顶，右门架总成的上横梁与位于其上的右托架总成的纵梁之间连接有丝杆千斤顶/微调油缸，通过微调油缸可以实现模架总成衬砌前横向对中微调，保证衬砌质量。走行机构包括主动走行装置和被动走行装置，其中主动走行装置和被动走行装置均安装有带走行轮的走行轮架，其中左门架总成或右门架总成一侧的的走行轮架可旋转90度，可以使台车的伸缩连接机构伸缩运动时其移动端的载荷由走行轮承载，减少阻力。

附图说明

构成本说明书一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明只是用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明伸缩式紧急避车带隧道衬砌台车实施例的结构示意图；

图2是图1所示实施例的侧向结构示意图；

图3是图2中门架上横梁的断面C处的结构示意图；

图4是图1中左门架A处的局部放大示意图；

图5是图1中右门架B处的局部放大示意图；

图6是图1中中间托架结构示意图；

图7至图14是本发明实施例伸缩式紧急避车带隧道衬砌台车工作过程状态示意图。

具体实施方式

下文参照附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参照图1和图2，本发明伸缩式紧急避车带隧道衬砌台车实施例，包括门架总成，由顶模架及侧模架组成的模架总成，位于门架总成与顶模架之间的托架总成以及走行机构150。

门架总成由分离开来的左门架总成1和右门架总成20构成。其中左门架总成1上部连接有左托架总成30，在左托架总成30的上面连接有左模架总成70，左模架总成70包括左顶模架71以及与左顶模架71下端顺序连接的第一侧模架72、第二侧模架73、第三侧模架74；同样，右门架总成20上部连接有右托架总成40，在右托架总成40的上面连接有右模架总成70’， 右模架总成70’包括右顶模架71’以及与右顶模架71’下端顺序连接的第一侧模架72、第二侧模架73、第三侧模架74。在左顶模架71与右顶模架71’之间的连接端通过一个斜面75螺栓连接在一起。在左托架总成30与右托架总成40连接端之间通过连接法兰36（参见图4和图5）用螺栓将可拆卸中间托架总成50连接在一起。左门架总成1的上横梁2与右门架总成20的上横梁21之间设有伸缩连接机构。

上述左门架总成1、依次连接其上的左托架总成30、左模架总成70、以及右门架总成20、依次连接其上的右托架总成40、右模架总成70’以及可拆卸中间托架总成50、伸缩连接机构构成一对称的门架组。该门架组沿整个台车的纵向分布，至少分布二组以上，本实施例为三组。每组之间的间隔距离根据紧急避车带的的纵向衬砌长度确定。各门架组之间的立柱10下部通过下纵梁13连接、中部通过剪刀支撑14连接、上部左门架总成1的上横梁2以及右门架总成20的上横梁21通过四组间隔开来的纵梁15连接、上部左托架总成30的横梁39以及右托架总成40的横梁41通过四组间隔开来的纵梁37连接构成台车整体结构。

参照图3，作为本实施例的一种优选结构，伸缩连接机构包括左门架总成1的上横梁2内腔设置的矩形导套5和右门架总成20的上横梁21上设置的相应的导柱23，导柱23可伸入导套5内滑动配合，采用这种导套与导柱配合滑动的内置式结构可以使保证伸缩时具有良好的导向和稳定作用，占有空间较小。在其它的实施例中，也可以采用现有技术中的其它伸缩结构，比如轨道式或外置式等类似结构。

为加强台车走行时左、右门架总成1、20与左、右托架总成30、40之间的纵向连接稳定性，在托架纵梁37与左、右门架总成的上横梁2、21之间设有稳定装置100。本实施例的稳定装置设置在中间一组的门架靠近内侧的两根纵梁37上，（即在左、右门架总成的上横梁2、21与位于左、右托架横梁39、41中间的两根纵梁37上）。稳定装置为L形结构，其上部与纵梁37的下侧固结，下部横向伸出一端的端部连接有靠轮101。稳定装置100对称设于纵梁37的两侧，稳定装置的靠轮101分别抵接至相应的纵梁37的两侧壁。通过靠轮101可以将门架与托架沿纵向很好的连接起来，而且不影响门架与托架之间的相互横向移动。

进一步地，结合参照图4和图5，伸缩连接机构还包括驱动装置60。该驱动装置60由伸缩节61和加长节62构成。其中伸缩节61是一带动力的伸缩油缸，当然，在另外的实施例中，伸缩节61也可以是电动推杆。驱动装置60采用带动力的伸缩油缸或电动推杆主要是实现自动伸缩，减轻劳动强度，提高工作效率。加长节62连接在伸缩节61的一端，（即连接在伸缩油缸活塞杆相对的另一端），该加长节62可为若干拼装在一起的节段，每一节段沿轴向方向设有若干间距排列的插销孔63。驱动装置60优选位于左门架总成的上横梁2和右门架总成的上横梁21之间的下侧。驱动装置60的右端与右门架总成20的上横梁21设置的相应耳座22铰接，驱动装置60的左端(即带加长节62的一端)伸入左门架总成1的上横梁2设置的相应耳座3内，并用插销4连接。

参照图1和图3，作为本实施例的另一优选结构，各门架组的左门架总成（1）的上横梁（2）与固结在左托架总成（30）上的纵梁（37）之间以及右门架总成（20）的上横梁（21）与固结在右托架总成（40）上的纵梁（37）之间安装有滚子38。滚子38通过滚子支架安装在纵梁37的下侧相应位置，当伸缩连接机构工作时该滚子38可分别沿左门架总成的上横梁2以及右门架总成的上横梁21的横向平面滚动，可以大大减少托架总成与门架总成相互运动的阻力。

进一步地，其中，左门架总成（1）的上横梁（2）与固结在左托架总成（30）上的纵梁（37）之间连接有微调油缸（140），右门架总成（20）的上横梁（21）与固结在右托架总成（40）的纵梁（37）之间连接有丝杆千斤（141）。在微调过程中时，解除丝杆千斤141一端的约束，通过微调油缸140带动左、右托架总成30、40和连接其上的左、右模架总成70、70＇整体左、右移动，从而实现左、右模架总成70、70＇在衬砌前横向对中微调，保证衬砌质量。微调完成后再安装丝杆千斤141。在右边的伸缩端安装丝杆千斤141，一方面可以使门架与托架形成整体结构，防止台车衬砌过程中因微调油缸产生泄流造成的门架与托架之间的发生位移，另一方面，参照图12，当带动力的伸缩油缸61伸缩运动时，通过丝杆千斤141可以将右门架横梁21的运动传递给右托架横梁41，即丝杆千斤141在右门架横梁21与右托架横梁41之间起到稳定和传力作用。

走行机构150共有四组，分别设置在左、右门架总成1、20的下纵梁13的前、后端的下部，包括两组安装有电机、减速器、安装有走行轮153的走行轮架152的主动走行装置和两组单独安装有走行轮153的走行轮架152的被动走行装置。其中主动走行装置和被动走行装置相对于左、右门架总成1、20的两边对称布置。伸缩端（即右边）的走行轮架152均可旋转90度安装或该走行轮架152直接设计成可旋转90度的结构，这种结构可以使台车的伸缩连接机构伸缩运动时，其移动端右门架总成20承受的载荷由支撑在走行轨170上的走行轮153承载，通过走行轮153的滚动运动，减少伸缩连接机构伸缩运动的阻力。

参照图2，在每一走行轮架152的上部连接有顶升装置，该顶升装置包括顶升油缸200、固结在门架立柱10上的支撑座9、固结在门架下横梁端部的滑套8以及连接在走行轮架上部的伸缩柱154。该伸缩柱154伸入滑套8内滑动配合。顶升油缸200的油缸座支撑在支撑座9的下侧，其活塞杆端部与伸缩柱154的上端铰接。通过顶升油缸200伸缩运动，可以带动整个左、右门架总成1、20的上升和下降。

参照图1，为加强托架总成与模架总成之间的支撑，在左、右托架总成30、40的横梁39、41与顶模架71、71＇以及侧模架72之间连接有竖向支撑31、32、33。结合参照图6，可拆卸中间托架50为倒置的T形结构，其下部横梁51两端设置的连接法兰36与左、右托架的横梁39、41的相应端部连接。两根竖梁53内侧中部设有连接耳座55，上部外侧设有斜撑连接耳板54，顶部与左、右顶模架71、71＇的纵梁连接。其中横向支撑130两端分别与连接耳座55铰接，斜撑连接耳板54连接有斜撑杆34，该斜撑杆34的另一端与立柱33的下部连接。为脱模和伸缩需要，在左、右门架总成的上横梁2、21与的左、右顶模架71、71＇对应位置之间还分别连接有丝杆千斤35。

在左、右门架总成1、20的外侧与左、右侧模架73、74之间分别连接有丝杆千斤35、侧模伸缩油缸180、斜撑杆90、拱角撑杆110，该拱角撑杆110的一端支撑于地锚120。为便于脱模需要，左模架70包括顶模架71、侧模架72、73、74，该顶模架71、侧模架72、73、74的相互之间的端部通过转销76连接。同样，右模架70＇包括右顶模架71＇、侧模架72、73、74，该右顶模架71＇、侧模架72、73、74的相互之间的端部通过转销76连接。在侧模架73与侧模架74的转销76的连接处，设有收模油缸80，该收模油缸80的两端分别与侧模架73、74铰接连接。

此外，台车还设有液压控制系统以及各种扶栏和辅助构件，这里就不再赘述。

工作步骤及工作原理

步骤1、图1示出了本发明实施例伸缩式紧急避车带隧道衬砌台车处于衬砌紧急避车带的衬砌工作状态，其中每一边门架下纵梁13的下侧与走行轨170之间安装有三组临时支撑千斤160。

步骤2、参照图7、图1，衬砌工作完成后，拆卸左、右侧模73、74与左、右门架总成1、20之间连接的丝杆千斤35、拱角撑杆110，斜撑杆90，启动液压控制系统，收模油缸80动作，侧模架74脱模收起。

步骤3、参照图8，启动液压控制系统，侧模伸缩油缸180动作，侧模架73脱模收起。

步骤4、参照图9并结合图2，拆卸临时支撑千斤160，启动液压控制系统，顶升油缸200动作，带动左、右门架总成1、20整体下降，实现左、右顶模脱71、71＇脱模。

步骤5、参照图10并结合图1，拆卸可连接中间托架50的两根竖梁53、竖向立柱32、33、斜撑杆34以及左、右顶模架71、71＇在75处的连接，通过左门架总成的上横梁2与左顶模71之间连接的丝杆千斤35收缩左顶模架71。

步骤6、参照图11，通过右门架总成的上横梁21与右顶模71＇之间连接的丝杆千斤35收缩右顶模架71＇。

步骤7、参照图12，拆除左、右侧模架74，将右边的两组走行轮架152顶起后旋转90度，同时在走行轮153下面安装相应的走行轨170，放下走行轮架152使走行轮153与走行轨170接触。通过液压控制系统启动门架驱动机构60，台车右侧门架20朝左侧横向移动。当带动力的伸缩油缸61完成一个油缸收缩行程后，拔出插销4，伸缩油缸61伸出到插销孔23与耳座3上设置的插孔对准位置，停止伸缩油缸61，插接插销4后，伸缩油缸61继续收缩移动。

步骤8、参照图13及图14，重复步骤7中的伸缩油缸61的收缩操作过程，使台车横向移动到小于隧道主洞断面190后，拆除横向走行轨170，走行轮架152旋转90度回到原来位置，并沿隧道纵向安装走行轨170，启动台车对称设置的主动走行装置，台车在隧道主洞内自主走行，台车到达下一个紧急避车带位置后，按照以上步骤1-8逆向操作，安装侧模14即可。

从以上实施例的描述中，可以看出，本发明的伸缩式紧急避车带隧道衬砌台车，通过伸缩连接机构可以自动、快速地拼装成紧急避车带的衬砌模架，从而有效地提高紧急避车带衬砌速度，保障衬砌质量，减轻劳动强度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明的具体结构可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (5)

1.一种伸缩式紧急避车带隧道衬砌台车，包括门架总成，由顶模架及侧模架组成的模架总成，位于门架总成与顶模架之间的托架总成以及走行机构（150），其特征在于，所述门架总成包括分离开来的左门架总成（1）和右门架总成（20），其中所述左门架总成（1）上部依次连接有左托架总成（30）和左模架总成（70），右门架总成（20）上部依次连接有右托架总成（40）和右模架总成（70’），在所述左、右托架总成（30、40）之间连接有可拆卸中间托架总成（50），所述左门架总成（1）的上横梁（2）与右门架总成（20）的上横梁（21）之间设有伸缩连接机构；

所述伸缩连接机构包括左门架总成（1）的上横梁（2）内腔设置的导套（5）和右门架总成（20）的上横梁（21）上设置的导柱（23），所述导套（5）和导柱（23）滑动配合；

所述伸缩连接机构还包括驱动装置（60），所述驱动装置（60）位于所述左、右门架总成的上横梁（2、21）之间且两端分别与所述左、右门架总成（1、20）的上横梁（2、21）上对应设置的耳座（3、22）铰接；

所述驱动装置（60）包括伸缩节（61）和加长节（62）；

所述伸缩节（61）包括动力伸缩油缸或电动推杆；

所述加长节（62）连接在伸缩节（61）的一端，该加长节（62）沿轴向方向设有若干间距排列的插销孔（63）。

2.根据权利要求1所述的伸缩式紧急避车带隧道衬砌台车，其特征在于，所述左门架总成（1）的上横梁（2）与固结在左托架总成（30）上的纵梁之间以及右门架总成（20）的上横梁（21）与固结在右托架总成（40）上的纵梁之间通过滚子（38）滚动连接。

3.根据权利要求2所述的伸缩式紧急避车带隧道衬砌台车，其特征在于，所述左门架总成（1）的上横梁（2）与固结在左托架总成（30）上的纵梁之间连接有微调油缸（140）/丝杆千斤（141），右门架总成（20）的上横梁（21）与固结在右托架总成（40）的纵梁之间连接有丝杆千斤（141）/微调油缸（140）。

4.根据权利要求1所述的伸缩式紧急避车带隧道衬砌台车，其特征在于，所述走行机构（150）包括主动走行装置和被动走行装置，主动走行装置和被动走行装置均安装有带走行轮（153）的走行轮架（152），其中左门架总成（1）或右门架总成（20）一侧的走行轮架（152）可旋转90度。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的伸缩式紧急避车带隧道衬砌台车，其特征在于，所述左、右门架总成（1、20）沿整个台车的纵向至少等距分布二组以上，其中每一组均包括相应的可拆卸中间托架总成（50）以及伸缩连接机构。 

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