CN103437782B - 液压自移式钢模台车及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压自移式钢模台车及其施工方法，用于全断面圆型隧洞混凝土衬砌施工，所述液压自移式钢模台车包括台车移动装置、台车结构架、钢结构组合模板及液压控制装置，所述台车结构架设置于所述台车移动装置上，所述台车结构架与所述台车移动装置活动连接，所述钢结构组合模板设置于所述台车结构架内，所述钢结构组合模板与所述台车结构架为铰接，所述液压控制装置用于控制所述液压自移式钢模台车。本发明的液压自移式钢模台车结构简单、安装方便、适应性强、能对隧洞底部混凝土先行脱模并能够及时修补混凝土施工缺陷。

Description

液压自移式钢模台车及其施工方法

技术领域

本发明涉及隧洞混凝土衬砌的作业装置领域，特别涉及一种液压自移式全断面圆型隧洞混凝土衬砌施工的钢模台车及其施工方法。

背景技术

目前，全断面圆型隧洞混凝土衬砌通常采用针梁式钢模台车，现有技术下的针梁式钢模台车不但可以完成全断面圆型隧洞混凝土的衬砌，而且能够安全快速的通过隧洞圆弧段，但现有技术中针梁式钢模台车比较突出的缺点是：一是台车重量大、针梁长，安装、拆除不方便；二是制造、安装相对成本高，短长度隧洞难以摊销其成本，断面越大，摊销费用越高；三是适应性相对较差，台车在洞内转弯困难，对于小曲率转弯根本无法实现；四是衬砌混凝土在待强后才能脱模，混凝土施工缺陷无法及时得到处理，尤其是底部的缺陷只能在台车移动后才能修补。

综上所述，提供一种结构简单、安装方便、适应性强、能对隧洞底部混凝土先行脱模并能够及时修补混凝土施工缺陷的全断面圆形隧洞混凝土衬砌作业装置，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种液压自移式钢模台车。

为了达到上述目的，本发明提供一种液压自移式钢模台车，用于全断面圆型隧洞混凝土衬砌施工，所述液压自移式钢模台车包括台车移动装置、台车结构架、钢结构组合模板及液压控制装置，其中所述台车移动装置包括前轮、后中轮、后轮及支撑装置，用于支撑并且移动钢模台车；所述台车结构架设置于所述台车移动装置上；所述台车结构架为门架式结构并且包括钢结构框架、中柱梁及支撑连接装置，所述中柱梁及支撑连接装置设于所述钢结构框架内部，用于支撑所述钢结构框架；所述台车结构架中部设置有用于材料运输及人员通行的通道；所述钢结构组合模板由多个模板构成，上述多个模板能够连接成整体用于圆型隧洞混凝土衬砌施工；所述多个模板通过液压千斤顶与所述台车结构架相连；所述液压控制装置用于控制所述液压自移式钢模台车的液压油缸及液压千斤顶；所述钢结构组合模板包括顶模、底模及两块侧模，所述顶模与所述两块侧模之间铰接，所述顶模、底模及两块侧模通过侧模通梁与底模通梁与所述台车结构架相连，其中一顶模托架通过所述顶模通梁与一顶模油缸相连，以支撑所述顶模；一底模连接托架通过所述底模通梁与一底模油缸相连，以支撑所述底模；所述底模设置为在底模混凝土强度达到设计强度的1/4时能够先行脱模，并且在混凝土达到脱模强度后，再按照先脱所述侧模、再脱所述顶模的顺序全部脱模，其中在所述钢结构框架底部具有脱模空间，在所述底模脱模后，所述脱模空间能够容纳人员进入其中以修补底部混凝土施工缺陷。

优选地，所述台车移动装置还包括前轮轨道、后中轮工具轨道、后辅轮及液压爬轨器，所述液压爬轨器固定在所述前轮轨道上并与所述液压自移式钢模台车相连，所述液压爬轨器由所述液压控制装置控制。

优选地，所述钢结构框架的入料口设置有工作平台或走道。

优选地，所述液压控制装置包括液压油缸、液压千斤顶、连接油管及液压控制台，所述液压控制台安装在所述液压自移式钢模台车的端头，通过所述液压油管与所述液压缸及所述液压千斤顶连接。

优选地，所述液压自移式钢模台车可制成分节式。

优选地，所述液压自移式钢模台车长度为10-16米。

本发明还提供一种使用上述液压自移式钢模台车的施工方法，用于全断面圆型隧洞混凝土衬砌施工，所述施工方法包括：

安装液压自移式钢模台车的前轮轨道、支座及后中轮工具轨道、所述后中轮；

安装液压爬轨器及爬轨器油缸，所述液压自移式钢模台车由所述液压爬轨器拉到混凝土浇筑段；

所述液压自移式钢模台车就位后，拆除所述液压自移式钢模台车底部的轨道；

各模板由液压控制装置驱动液压油缸控制，所述顶模撑到设计高度，两侧模板和底板支撑到位；

进行混凝土浇筑；

在所述底模混凝土强度达到预定设计强度时，将底模脱模；

混凝土达到脱模强度后，将各模板全部脱模。

优选地，所述液压控制装置驱动所述液压油缸控制各模板时，按照先撑顶模、再撑侧模、后撑底模的顺序。

优选地，所述各模板在脱模时按照先脱侧模，再脱顶模的顺序。

本发明的有益效果是：

1、本发明的液压自移式钢模台车为轨道行走式，安装、拆除位置比较灵活；本发明的液压自移式钢模台车是采用液压爬轨器牵拉，因此移动非常方便，每一次的循环施工完毕，都能在较快的时间内移至下一个仓位；而采用全液压集中控制，施工操作方便，可快速实现台车移动、就位、固定、施工、脱模等施工工序，节省人力及台车制作成本。

2、本发明的液压自移式钢模台车脱模符合混凝土强度浇筑规律，能够先脱底模、再脱侧模、最后脱顶模；而且采用本发明的液压自移式钢模台车可使底模脱模空间大，能够先期脱模，脱模后人员便可以及时进入检查混凝土衬砌质量，快速及时处理底部混凝土缺陷，并能及时养护；

3、本发明的液压自移式钢模台车可与用于绑扎隧洞全断面圆型结构钢筋的钢筋安装台车共用轨道，使得钢筋安装台车施工精度高，钢筋绑扎质量有保障，因此可有效提高施工精度及施工速度；

4、本发明的液压自移式钢模台车设计为中空结构，在中部布置的施工通道，能够方便人员、施工材料、工器具通过，有利其它工序平行作业，也可有效提高施工速度，降低施工的时间成本；

5、本发明的液压自移式钢模台车长度相对较小，其长度仅比所述全断面圆型隧洞混凝土衬砌模长度多出2-3米即可，因此可大大适应隧洞转弯的要求，而且本发明液压自移式钢模台车的重量比相同规格隧洞的针梁式钢模台车减少了近一半，因此大幅降低了制造安装成本。

附图说明

通过说明书附图以及随后与说明书附图一起用于说明本发明某些原理的具体实施方式，本发明所具有的其它特征和优点将变得清楚或得以更为具体地阐明。

图1为台车纵剖视图。

图2为台车结构前视图。

图3为台车结构后视图。

图4为台车底模脱模穿行图。

主要元件符号说明：

1  中柱梁             2  砼封堵孔

3  后轮支座           4  后轮

5  后中轮工具轨道     6  底模千斤顶拉杆系统

7  底模油缸           8  前轮支座

9  爬轨器             10 爬轨器油缸

11 底模定位丝杆       12 侧模

13 侧模通梁           14 侧模油缸铰座

15 侧模油缸           16 底模

17 底模连接托架       18 底模通梁

19 辅助轮装置         20 侧模定位丝杆

21 顶模、侧模活动铰耳 22 顶模油缸

23 顶模油缸铰座       24 顶模

25 顶模托架           26 顶模通梁

27 平移机构           28 千斤顶

29 千斤顶             30 观察窗、进料口

31 轨道支座           32 前轮轨道

33 台车前轮。

应当了解，说明书附图并不一定按比例地显示本发明的具体结构，并且在说明书附图中用于说明本发明某些原理的图示性特征也会采取略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在说明书附图的多幅附图中，相同的附图标记表示本发明的相同或等同的部分。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

下面，结合附图对本发明的具体实施例进行描述。

请参阅图1至4所示，本发明提供一种液压自移式钢模台车及其施工方法，所述液压自移式钢模台车能够适应全断面圆型隧洞混凝土衬砌的施工要求，包括结构简单、安装方便、适应性强、能对隧洞底部混凝土先行脱模并能够及时修补混凝土施工缺陷等要求。

如附图1-4所示，本发明的液压自移式钢模台车，其结构主要包括台车移动装置、台车结构架、钢结构组合模板及液压控制装置，所述台车结构架设置于所述台车移动装置上，所述台车结构架与所述台车移动装置活动连接，所述钢结构组合模板设置于所述台车结构架内，所述钢结构组合模板与所述台车结构架为铰链连接，所述液压控制装置用于控制所述液压自移式钢模台车。

台车移动装置，所述台车移动装置包括前轮轨道32、后中轮工具轨道5及支撑装置、台车前轮33、前轮支座8、台车后轮4、液压爬轨器9及前后支撑架，所述支撑装置与所述台车结构架连接成整体，所述液压爬轨器9固定在所述前轮轨道32上并与所述台车结构架相连，所述液压爬轨器9由液压控制装置控制。

所述前轮轨道32用轨道支座31支撑，所述前轮导轨32一般为24KG/M钢轨双轨布置，用插筋和型钢固定在隧洞底板上，所述前轮轨道32可与用于绑扎隧洞全断面圆型结构钢筋的钢筋安装台车轨道共用，节省工序时间，而采用轨道式可以保证行走平稳，提高安全可靠性。

所述后中轮工具轨道5浮放在已待强完成的混凝土底板上，一般用38KG/M钢轨单轨分节制造，单节长度3米左右，周转使用。

所述台车前轮33为钢铸造而成，与所述前轮轨道32相配套，采用双轮双侧布置。

所述后轮4也是铸造而成，与所述后中轮工具轨道5上行走。

所述支撑装置包括前轮支座8及后轮支座3，所述前轮支座8和后轮支座3都是用型钢制造，与所述台车结构架连接成整体，布置在所述液压自移式钢模台车两端。

所述液压爬轨器9固定在所述前轮轨道32上，用爬轨器油缸10与所述液压自移式钢模台车相连，所述液压爬轨器9由集中液压控制台控制，驱动爬轨器油缸10循序完成台车的移动。

台车结构架，所述台车结构架包括钢结构框架、中柱梁1及支撑连接装置，所述钢结构框架为门架式，所述中柱梁1及支撑连接装置设于所述钢结构框架内部，用于支撑所述钢结构框架。

所述钢结构框架的内部可设置为中空、镂空或支撑架等结构，优选设置为中空通道式，使得施工时人员、设备、材料可以通过，方便隧洞不同工序之间的平行作业提高工作效率。而且，在所述钢结构框架的入料口30设置有工作平台或走道，所述工作平台或走道从所述台车结构架内部的前端通向后端，一方面用于提高所述液压自移式钢模台车在施工时人员通过及物料移动时的便捷性；另一方面，可以有利于其他工序的平行作业，提高液压自移式钢模台车施工的工作效率。此外，为了方便底模16脱模，门架底部留足足够的脱模空间，保证底板脱模后人员能顺利进入及时修补底部混凝土缺陷。

钢结构组合模板，所述钢结构组合模板包括顶模24、底模16及两块侧模12，所述四块模板用钢板加肋板焊接成标准模块以利于安装拆除，所述顶模24与所述两块侧模12之间通过顶模、侧模活动铰耳21铰连接，所述顶模24、底模16及两块侧模12通过侧模钢结构通梁13、侧模油缸铰座14、底模钢结构通梁18及顶模通梁26与所述台车结构架连成整体，形成相互独立的4块模板梁，所述模板梁与所述台车结构架再通过与液压系统的铰连接，从而达到固定、定位及脱模的功能，两侧模板12上留有一定数量的混凝土进料口30，便于施工过程中的观察、进料及振捣，顶模24预留一个砼封堵孔2，用于进料、排气、振捣等作业，同样的，底模16也要预留部分排气孔，用于排气及振捣等作业。

顶模托架25通过顶模通梁26与顶模油缸22相连，两侧工作原理相同，用于支撑顶模24。

底模连接托架17通过底模通梁18与底模油缸7相连，用于支撑底模16。

所述底模16设置为能够先行脱模，且脱模后的底部空间能够容纳人员进去修补底部混凝土施工缺陷，使得施工质量有保障。

液压控制装置，所述液压控制装置包括液压侧模油缸15、顶模油缸22、底模油缸7以及液压爬轨器油缸10、液压千斤顶28和29、连接油管及液压控制台。

所述液压千斤顶29通过与顶模通梁26相连的平移机构27控制，液压千斤顶28的工作原理与液压千斤顶29的工作原理相同。

可以按照不同的液压自移式钢模台车的长度、直径、以及结构型式等情况来设置液压油缸的数量、千斤顶的数量及吨位。

所述液压控制台为专用设备，安装在所述液压自移式钢模台车的端头，用所述液压油管与各液压缸及各千斤顶连接，采用电脑自动控制，实现本发明的液压自移式钢模台车的移动、行走、升降、找平、支撑、调整、固定、脱模等功能。

本发明的液压自移式钢模台车的长度可根据隧洞衬砌浇筑段的长度来确定，一般较短，优选为10-16米，可制成分节模块式，根据隧洞的长度变化而调整，不但可适应隧洞转弯的要求，而且不受组装场地的限制，并且重量相对小，因此成本相对低，而且安装、拆除十分方便。

另外，本发明的液压自移式钢模台车可在洞外组装，也可以在洞内组装，利用液压爬轨器9沿铺设好的轨道行走。为了使本发明的液压自移式钢模台车能够适应隧洞不同曲率的转弯要求，在设计制造时就要充分考虑钢模台车对其转弯的要求，必要时可以调整其模数，使其在需要时可以自由拆卸拼装，以满足不同曲率半径隧洞转弯的需要。

下面，详细介绍本发明的液压自移式钢模台车的施工方法：

液压自移式钢模台车在预定组装地点组装完毕，验收合格，并进行试运行，测试各系统运行是否正常；

安装台车前轮轨道32、支座31及后中轮工具轨道5、后中轮4，利用钢筋安装台车绑扎隧洞全断面圆型结构钢筋；

安装液压爬轨器9及爬轨器油缸10，台车由液压爬轨器9拉到混凝土浇筑段，台车前轮33在安装好的轨道32上行走，后中轮4在人工铺设的后中轮工具轨道5上行走，后辅轮19在底板混凝土面上行走；

台车就位后，抽掉台车底部的一段模长度的轨道。台车模板12、16、24由液压控制装置驱动液压油缸7、15、22控制，按照先撑顶模24、再撑侧模12、后撑底模16的顺序，顶模采用液压千斤顶撑到设计高度。两侧模板和底板支撑到位后，再装好侧模定位丝杆20、底模定位丝杆11，将模板调整到设计规格尺寸和位置，安装好端头止水及挡头模板；

架设混凝土泵及泵管：混凝土浇筑到两侧时，混凝土泵管由两侧预留的进料孔30接入仓号，按顺序分层进行混凝土浇筑，待混凝土浇筑至顶拱后，泵管从顶拱的封堵孔2接入仓号内，最后进行封堵，完成一个循环的混凝土浇筑；

在底板混凝土强度达到设计强度的1/4(混凝土初凝前)，利用底模油缸7及底模千斤拉杆系统6先将底模脱模；如图4所示，人员进入检查混凝土质量，在混凝土初凝前按要求及时修补混凝土缺陷并养护；

混凝土达到脱模强度后，拆掉堵头模板，拆除侧模定位丝杆20，按照先脱侧模12、再脱顶模24的顺序全部脱模；

利用钢筋安装台车轨道32及安装好后中轮工具轨道5，用液压爬轨器9将台车拉送到下一个仓位，再依上顺序进行下一个循环的施工；依次循环完成整个洞段的混凝土衬砌。

采用本发明的液压自移式钢模台车可以得到的优点为：

1、由于本发明的液压自移式钢模台车为轨道行走式，因此安装、拆除位置比较灵活；又因为采用液压爬轨器牵拉，所以移动非常方便，每循环施工完毕，能在较快的时间内移至下一个仓位；此外，采用全液压集中控制，施工操作方便，可快速实现台车移动、就位、固定、施工、脱模等施工工序。

2、本发明的液压自移式钢模台车脱模符合混凝土强度浇筑规律，先脱底模、再脱侧模、最后脱顶模；特别是底模脱模空间大，可先期脱模，脱模后人员可以及时进入检查混凝土衬砌质量，快速及时处理底部混凝土缺陷，并能及时养护；

3、本发明的液压自移式钢模台车与钢筋安装台车共用轨道，台车施工精度高，钢筋绑扎质量有保障，施工速度可有效提高；

4、本发明的液压自移式钢模台车设计为中空结构，可在中部布置施工通道，方便人员、施工材料、工器具通过；有利其它工序平行作业；

5、本发明的液压自移式钢模台车长度相对较小，仅比衬砌模长长2-3米即可，不但可适应隧洞转弯的要求，而且重量比相同规格隧洞的针梁式钢模台车减少了近一半，制造安装成本大幅降低。

上述实施例是用于例示性说明本发明的原理及其功效，但是本发明并不限于上述实施方式。本领域的技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，在权利要求保护范围内，对上述实施例进行修改。因此本发明的保护范围，应如本发明的权利要求书覆盖。

Claims (9)

1.一种液压自移式钢模台车，用于全断面圆型隧洞混凝土衬砌施工，其特征在于，所述液压自移式钢模台车包括台车移动装置、台车结构架、钢结构组合模板及液压控制装置，

其中所述台车移动装置包括前轮、后中轮、后轮及支撑装置，用于支撑并且移动钢模台车；

所述台车结构架设置于所述台车移动装置上；所述台车结构架为门架式结构并且包括钢结构框架、中柱梁及支撑连接装置，所述中柱梁及支撑连接装置设于所述钢结构框架内部，用于支撑所述钢结构框架；所述台车结构架中部设置有用于材料运输及人员通行的通道；

所述钢结构组合模板由多个模板构成，所述多个模板能够连接成整体用于圆型隧洞混凝土衬砌施工；所述多个模板通过液压千斤顶与所述台车结构架相连；

所述液压控制装置用于控制所述液压自移式钢模台车的液压油缸及液压千斤顶；

所述钢结构组合模板包括顶模、底模及两块侧模，所述顶模与所述两块侧模之间铰接，所述顶模、底模及两块侧模通过侧模通梁与底模通梁与所述台车结构架相连，其中一顶模托架通过所述顶模通梁与一顶模油缸相连，以支撑所述顶模；一底模连接托架通过所述底模通梁与一底模油缸相连，以支撑所述底模；所述底模设置为在底模混凝土强度达到设计强度的1/4时能够先行脱模，并且在混凝土达到脱模强度后，再按照先脱所述侧模、再脱所述顶模的顺序全部脱模，其中在所述钢结构框架底部具有脱模空间，在所述底模脱模后，所述脱模空间能够容纳人员进入其中以修补底部混凝土施工缺陷。

2.根据权利要求1所述的液压自移式钢模台车，其特征在于，所述台车移动装置还包括前轮轨道、后中轮工具轨道、后辅轮及液压爬轨器，所述液压爬轨器固定在所述前轮轨道上并与所述液压自移式钢模台车前端相连，所述液压爬轨器由所述液压控制装置控制。

3.根据权利要求1所述的液压自移式钢模台车，其特征在于，所述钢结构框架的入料口设置有工作平台或走道。

4.根据权利要求1所述的液压自移式钢模台车，其特征在于，所述液压控制装置包括液压油缸、液压千斤顶、连接油管及液压控制台，所述液压控制台安装在所述液压自移式钢模台车的端头，通过所述液压油管与所述液压缸及所述液压千斤顶连接。

5.根据权利要求1所述的液压自移式钢模台车，其特征在于，所述液压自移式钢模台车制成分节式。

6.根据权利要求1所述的液压自移式钢模台车，其特征在于，所述液压自移式钢模台车长度为10-16米。

7.一种使用权利要求1-6中任一项所述的液压自移式钢模台车的施工方法，用于全断面圆型隧洞混凝土衬砌施工，所述施工方法包括：

安装液压自移式钢模台车的各段轨道、支座及各轮；

安装液压爬轨器及爬轨器油缸，所述液压自移式钢模台车由所述液压爬轨器拉到混凝土浇筑段；

所述液压自移式钢模台车就位后，拆除所述液压自移式钢模台车底部的轨道；

各模板由液压控制装置驱动液压油缸控制，所述顶模撑到设计高度，两侧模板和底板支撑到位；

进行混凝土浇筑；

在所述底模混凝土强度达到预定设计强度时，将底模脱模；

混凝土达到脱模强度后，将各模板全部脱模。

8.根据权利要求7所述的液压自移式钢模台车的施工方法，其特征在于，所述液压控制装置驱动所述液压油缸控制各模板时，按照先撑顶模、再撑侧模、后撑底模的顺序。

9.根据权利要求8所述的液压自移式钢模台车的施工方法，其特征在于，所述各模板在脱模时按照先脱侧模，再脱顶模的顺序。