CN102650211A - 直线及曲线段隧洞通用式钢模衬砌台车 - Google Patents

Abstract

一种直线及曲线段隧洞通用式钢模衬砌台车，包括模板总成、门架总成、托架总成、走行系统、液压系统和电控系统，所述模板总成主要包括顶模、左侧模和右侧模，所述托架总成包括托架横梁和托架纵梁，所述门架总成主要包括门架立柱、门架斜撑和门架横梁，所述顶模、左侧模和右侧模在沿隧洞轴线方向均由多节模板拼接构成，所述相邻模板之间安装有纵移油缸，所述顶模安装在所述托架总成的上侧，所述托架总成下侧通过上顶升油缸和横移机构安装在门架总成上侧，本发明在直—曲线变化的隧洞施工工况下，具有提高施工效率、减轻劳动强度、缩短工程工期、经济合理且稳定性高等优点。

Description

直线及曲线段隧洞通用式钢模衬砌台车

技术领域

本发明涉及一种钢模衬砌台车，尤其是涉及一种直线及曲线段隧洞通用式钢模衬砌台车。

背景技术

一般在水利水电工程中有直—曲线变化的导流洞、泄洪洞等二次支护，普遍采用组合式钢模衬砌台车，组合式钢模衬砌台车即，将台车分为两段组成N（米）型号的组合式钢模衬砌台车，N=X+Y；X≤Y，在直线段隧洞施工中采用N（米）型号的组合式钢模衬砌台车，在曲线段的隧洞施工前分别将台车拆分为X、Y段，衬砌曲线段的隧洞，衬砌完曲线段后，到达直线段的隧洞施工前又需将拆分的X、Y段重新组合拼装后使用，每一个直线与曲线段的过渡都需要拆卸或者拼装，台车在衬砌隧洞曲线段时，由于每仓浇注的长度短，曲线段需要分成很多次的衬砌，每一次浇注后的混凝土成型需要一个时间段，种种原因势必会造成施工效率低，劳动强度大，工期长的缺点。水利水电工程中的导流洞、泄洪洞等的横截面都比较大，洞高一般在10米以上，由于衬砌曲线段的钢模台车长度短，高度高，衬砌的过程中台车不仅要承受较大的静载荷，在浇注过程中还要承受较大的动载荷，因此台车在曲线段的衬砌施工中在其稳定性难保证。组合式钢模衬砌台车的两段分别需要配置单独的走行机构、液压系统等，以致于设备的造价成本高，不经济。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种提高施工效率、减轻劳动强度、缩短工程工期、经济合理且稳定性高的直线及曲线段隧洞通用式钢模衬砌台车。

一种直线及曲线段隧洞通用式钢模衬砌台车，包括模板总成、门架总成、托架总成、走行系统、液压系统和电控系统，所述模板总成主要包括顶模、左侧模和右侧模，所述托架总成包括托架横梁和托架纵梁，所述门架总成主要包括门架立柱、门架斜撑和门架横梁，所述顶模、左侧模和右侧模在沿隧洞轴线方向均由多节模板拼接构成，所述相邻模板之间安装有纵移油缸，所述顶模安装在所述托架总成的上侧，所述托架总成下侧通过上顶升油缸和横移机构安装在门架总成上侧。

本发明中，所述左侧模和右侧模分别通过模板导向限位装置与所述门架立柱连接，所述模板导向限位装置包括导柱、导套、伸缩油缸、连接座、导套座和导向槽装置，所述连接座上端通过导向槽装置安装在与所述左侧模和右侧模上连接的安装座上，所述连接座的下端与所述导柱的一端铰接，所述导套安装在所述导套座上，所述导柱的另一端安装在所述导套内并且通过多个滚轮与所述导套滚动连接，所述导套座和连接座分别上设有一对耳板，所述伸缩油缸两端分别连接所述导套座与连接座上的耳板。

本发明中，所述安装座与所述左侧模和右侧模、所述导套座与所述门架立柱之间通过安装有微调距离的导套加宽垫。

本发明中，所述横移机构包括横移油缸及横移小车，所述门架横梁的上端安装有轨道板，所述横移小车的下端卡装在所述轨道板上并且与所述轨道板为滚动连接，所述横移小车的上端通过上顶升油缸与所述托架总成连接，所述横移小车与所述门架横梁之间通过所述横移油缸连接。

本发明中，所述横移小车包括左右两个小车，所述两个小车之间通过横移拉杆连接，所述横移油缸的一端安装在所述横移拉杆上，另一端安装在门架横梁上。

本发明中，所述顶模沿隧道中线分为左右两个部分。

本发明中，所述顶模板与所述托架总成中的托架纵梁采用螺栓可拆卸连接。

采用上述结构，本发明具有如下优点：

1、本发明所述模板分为多节，通过横移机构、纵移油缸与模板导向限位装置相互配合，来调节每节模板的位置，从而同时适应直线和曲线隧洞，拼装完成后的模板通过与楔形模板连接形成曲线段隧洞所需的形状，楔形模板的规格可根据曲线段隧道的曲率变化而变化，从而方便快捷在直线和曲线之间转换，而且施工效率、减轻劳动强度、缩短工程工期；

2、左右侧模分别通过模板导向限位装置以及导套加宽垫连接门架立柱，调整纵移油缸模板可实现纵向移动，增加楔形模板达到曲线段隧洞的衬砌要求，调整收模油缸模板可实现横向移动，达到收模、立模的目的，通过模板的移动便可满足施工要求，模板导向限位装置在模板移动过程中防止台车倾翻，提高稳定性；

3、导套加宽垫的规格型号均依据曲线段隧洞的曲率变化来调整，这样可以使得模板导向限位装置成为一个标准件，只需调整导套加宽垫的型号即可适应各种曲率的曲线段隧洞；

4、所述顶模分成左右两个部分，方便运输。

综上所述，本设备在直-曲线变化的隧洞施工工况下，具有提高施工效率、减轻劳动强度、缩短工程工期、经济合理且稳定性高等优点。

附图说明：

图1为本发明的正视图。

图2为本发明的俯视图。

图3为本发明在曲线段安装的俯视图。

图4为本发明在曲线段安装楔形模板后的俯视图。

图5为本发明在曲线段脱模后的俯视图。

图6为本发明模板导向限位装置的结构示意图。

图7为本发明模板导向限位装置的导向槽装置的结构示意图。

图8为本发明横移机构的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对发明的结构和工作原理作进一步的说明。

本装置主要包括模板总成、门架总成、走行系统、液压系统、电控系统、附件部分等，模板总成主要由左侧模2、右侧模3以及顶模1组成，左侧模2和右侧模3分别通过模板导向限位装置与门架总成连接，模板可实现在水平方向的摆动，顶模1与托架总成8中的托架纵梁81采用螺栓可拆卸连接，托架横梁82连接两托架纵梁81，上顶升油缸13顶住托架纵梁81的下面，上顶升油缸13下沉实现顶模1脱模，侧模依靠丝杆千斤9、侧模油缸10以及模板导向限位装置支撑，楔形模板19只在曲线段隧洞施工中使用。门架总成为刚性整体式，主要由门架立柱4、门架横梁5、门架斜撑7、连接梁等组成，门架上横梁上安装有横移机构，横移机构主要由横移油缸15及横移小车21组成，门架横梁5的上端安装有轨道板20，所述横移小车21的下端卡装在所述轨道板20上，所述横移小车21上设有行走轮，所述横移小车21与所述轨道板20为滚动连接，所述横移小车21的上端通过上顶升油缸13与所述托架总成8连接，所述横移小车21与所述门架横梁5之间通过所述横移油缸15连接，所述横移小车21包括左右两个小车，所述两个小车之间通过横移拉杆22连接，所述横移油缸15的一端安装在所述横移拉杆15上，另一端安装在门架横梁5上，横移小车21的作用是实现模板的对中、微调。

如图6所示，模板导向限位装置6连接着门架立柱4与左侧模2和右侧模3，该装置主要由导套加宽垫62、导柱65、导套66、伸缩油缸61、连接座67、导向槽装置63等组成，导套加宽垫62作为安装模板导向限位装置6的一个微调装置，这样可以使得模板导向限位装置6成为一个标准件，只需调整导套加宽垫的型号即可适应各种曲率的曲线段隧洞，导套加宽垫62可以安装在左侧模2和右侧模3与安装座611之间，也可以安装在导套座64与门架立柱4之间，导套座64上设有一对耳板，伸缩油缸61两端分别连接导套座64与连接座67上的耳板，导向槽装置63的下端与连接座67连接，上端与安装座611连接，为了减小伸缩油缸61在模板横向收模时的摩擦力，分别在导柱65、导套66上设有滚轮，模板在立模时，该装置起到导向的作用，模板在横向收模时该装置起到导向、限位的作用，所述导向槽装置63包括安装在所述安装座611下端的导向座68和安装在所述连接座67上的连接板610，所述连接板610通过销轴69安装在所述导向座68的导向槽内，所述连接座67的下端通过销轴与所述导柱65铰接。

本装置的行走动作是由电控系统控制，行走减速机驱动行走装置，接着由行走装置带动整个台车实现行走动作，本装置的收模、立模采用液压系统与电控系统结合来实现动作的。

施工说明：

本发明到达曲线段隧洞施工场所时，首先将模板总成分节，具体分成几节可依据台车的整体长度决定或者隧洞的曲率决定，在此列举分为三节,如图所示，图中的台车型号为13.5m,共有9块模板利用弧形连接板连接，每块模板长1.5m，本图中是三块模板为1节，节与节之间安装纵移油缸和横移油缸，模板与模板之间均采用螺栓、销轴连接，分节处的两模板间装设有纵移油缸14，通过纵移油缸14伸缩动作可调节分节模板间的距离，在实际操作中靠近曲率较小的纵移油缸比靠近曲率较大的纵移油缸伸出量要大。分节模板通过纵移油缸14以及横移油缸15将其调至合理位置后，将本发明所述的楔形模板19通过螺栓、销轴连接在两分节模板之间，拼装完成后的模板形成曲线段隧洞所需的形状，楔形模板的规格可根据曲线段隧道的曲率变化而变化。为了保证台车的稳定性，门架总成保持原有刚性，整体不做任何的调整。

本发明所述的导套加宽垫62需要根据台车在曲线段隧洞具体的位置来调整，台车靠近曲率较小隧洞壁的前后门架立柱上的导套加宽垫62需将其拆除，拆除的导套加宽垫62加设在靠近曲率较大隧洞壁两端的门架立柱上，导套加宽垫62的规格型号均可依据曲线段隧洞的曲率变化来调整。

具体操作如下：

结合图1、图2可以看出，模板分为三节由顶模1、左侧模2、右侧模3组成，门架总成主要由门架立柱4、门架横梁5、连接梁以及门架斜撑7等组成，顶模1由门架上横梁5上端的托架总成8支撑，左侧模2和右侧模3则依靠模板导向限位装置、丝杆千斤9、侧模油缸10支撑。在直线段的收模时这样实现的：首先将所有支撑侧模的丝杆千斤9、撑地千斤11拆卸，利用侧模油缸10以及模板导向限位装置中的伸缩油缸61的收缩动作实现左侧模2和右侧模3的收模，接着继续控制液压系统12，使门架横梁5上的上顶升油缸13下降，顶模1跟随下沉，从而实现整个脱模过程，图3所示的是本发明在直线段隧洞收模状态的俯视图。

图3、图4所示的是本发明由直线段隧洞行走至曲线段隧洞时收模状态的俯视图，为实现能在曲线段衬砌施工的目的，首先将模板平均分成前模板16、中模板17和后模板18三节模板，然后将节与节之间的模板连接螺栓拆除，图中的模板节与节之间安装有两纵移油缸14以及一个横移油缸15。然后将连接顶模1与托架纵梁81上的螺栓拆卸，通过操作液压系统12，使纵移油缸14将两模板移开一小段距离，顶模板1在托架纵梁81上纵向滑动，使得模板导向限位装置6的导向槽装置63中的连接板610在销轴69的带动下，在导向座68的导向槽内移动，从而帮助实现左侧模2和右侧模3的纵向移动。再操作液压系统12，使靠近曲率较小23的纵移油缸14继续动作，后模板18以及与之紧固连接的托架总成8随之移动，这里也通过模板导向限位装置6实现左侧模2和右侧模3的移动，后模板18移至合理的位置后，在中模板17与后模板18间安装楔形模板19，安装楔形模板19之后需调节横移油缸15，使中模板17、后模板18位置对中准确。前模板16与中模板17的操作步骤、楔形模板19安装方式与上述操作方式一样。图5为曲线段脱模后的侧模示意图，楔形模板19的规格型号可随隧道中心线24的曲率变化而变化，门架总成不做任何调整，也就是说门架总成中心线依然为直线，曲率为零，左侧模2和右侧模3调整后，连接左侧模2和右侧模3与门架总成的支撑附件丝杆千斤9、侧模油缸10、撑地千斤11及模板导向限位装置6的长度将做调整，图5中在靠近曲率较小的隧洞壁23台车前后门架立柱上的导套加宽垫62移至另一边的门架立柱4上，导套加宽垫62的规格型号可随隧道中心线24的曲率变化而变化，台车立模时，连接门架立柱4与左侧模2和右侧模3的丝杆千斤9、侧模油缸10以及模板导向限位装置起到支撑、调节模板的作用，顶模1板则由上顶升油缸13支撑、调节。

Claims (7)

1.一种直线及曲线段隧洞通用式钢模衬砌台车，包括模板总成、门架总成、托架总成、走行系统、液压系统和电控系统，所述模板总成主要包括顶模、左侧模和右侧模，所述托架总成包括托架横梁和托架纵梁，所述门架总成主要包括门架立柱、门架斜撑和门架横梁，其特征在于：所述顶模、左侧模和右侧模在沿隧洞轴线方向均由多节模板拼接构成，所述相邻模板之间安装有纵移油缸，所述顶模安装在所述托架总成的上侧，所述托架总成下侧通过上顶升油缸和横移机构安装在门架总成上侧。

2.根据权利要求1所述的直线及曲线段隧洞通用式钢模衬砌台车，其特征在于：所述左侧模和右侧模分别通过模板导向限位装置与所述门架立柱连接，所述模板导向限位装置包括导柱、导套、伸缩油缸、连接座、导套座和导向槽装置，所述连接座上端通过导向槽装置安装在与所述左侧模和右侧模上连接的安装座上，所述连接座的下端与所述导柱的一端铰接，所述导套安装在所述导套座上，所述导柱的另一端安装在所述导套内并且通过多个滚轮与所述导套滚动连接，所述导套座和连接座分别上设有一对耳板，所述伸缩油缸两端分别连接所述导套座与连接座上的耳板。

3.根据权利要求2所述的直线及曲线段隧洞通用式钢模衬砌台车，其特征在于：所述安装座与所述左侧模和右侧模、所述导套座与所述门架立柱之间通过安装有微调距离的导套加宽垫。

4.根据权利要求1至3之一所述的直线及曲线段隧洞通用式钢模衬砌台车，其特征在于：所述横移机构包括横移油缸及横移小车，所述门架横梁的上端安装有轨道板，所述横移小车的下端卡装在所述轨道板上并且与所述轨道板为滚动连接，所述横移小车的上端通过上顶升油缸与所述托架总成连接，所述横移小车与所述门架横梁之间通过所述横移油缸连接。

5.根据权利要求4所述的直线及曲线段隧洞通用式钢模衬砌台车，其特征在于：所述横移小车包括左右两个小车，所述两个小车之间通过横移拉杆连接，所述横移油缸的一端安装在所述横移拉杆上，另一端安装在门架横梁上。

6.根据权利要求5所述的直线及曲线段隧洞通用式钢模衬砌台车，其特征在于：所述顶模沿隧道中线分为左右两个部分。

7.根据权利要求6所述的直线及曲线段隧洞通用式钢模衬砌台车，其特征在于：所述顶模板与所述托架总成中的托架纵梁采用螺栓可拆卸连接。

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