CN104695981A - 一种顶升加高系统以及包含此系统的衬砌台车 - Google Patents
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Abstract
本发明的第一目的在于提供一种结构精简、制造容易、顶升加高效果好的顶升加高系统，具体为：一种顶升加高系统，包括至少2组对称设置在衬砌台车门架系统上的顶升加高单件，衬砌台车门架系统包括上部门架部分以及下部门架部分，上部门架部分包括横梁桁架，下部门架部分包括立柱；顶升加高单件包括导柱支座、导套、导柱、顶推支座以及顶升油缸；导套和导柱上分别设有定位孔以及定位部件。本发明的第二目的在于公开一种衬砌台车，结构精简，便于顶升加高，能够适应较大变高隧道断面的边墙及拱顶的二次衬砌需求，实用性强。具体技术方案如下：一种衬砌台车，包括门架系统，门架系统包括上部门架部分和下部门架部分以及设置在两者上的顶升加高系统。
Description
技术领域
本发明涉及隧道衬砌装置领域，特别地，涉及一种顶升加高系统以及包含此系统的衬砌台车。
背景技术
隧道开挖后需要两次衬砌加固，初次衬砌使用混凝土喷浆机或混凝土喷浆车进行喷射混凝土支护，二次衬砌最常用的支护设备为衬砌台车。因地质结构不同和隧道内部结构设施及功能需要，隧道断面大小形状各异，一般不同隧道需要有对应不同的特定的衬砌台车进行二次衬砌支护。同样因隧道内部设施及功能的需要，往往同一条隧道并不是相同的一个断面，在不同的功能段，施工断面可能会有变宽或变高，如隧道下锚段、双线铁路变三线的变线段、水利隧道所设置的泄洪变截面段等。当隧道高度变化较大时，同样需要衬砌台车能够加高以满足衬砌要求。
现有技术中可以改变其高度的装置如下：专利号为201320782485.5的实用新型专利公开了一种可调高度的衬砌台车，内圆立柱钢管置于外圆立柱钢管内，且内、外圆立柱钢管预留有间隙，内圆立柱钢管外安装有抱箍，下横梁两端与外圆立柱钢管连接；在外上横梁两端与内圆立柱钢管连接，千斤顶安装在下横梁与上横梁之间；在内圆立柱钢管上设有模板千斤顶，在外圆立柱钢管下端设有行走装置。此种衬砌台车能一定程度上满足高度可调的施工条件的要求，但是其调节方式是将上横梁、下横梁、千斤顶等的组合来实现调节的，且衬砌台车所有立柱均由钢管组成，侧向模板千斤顶需支撑在内圆立柱钢管上，而钢管横向受力的强度和稳定性均较弱，使得衬砌台车整体稳定性能差；其衬砌台车通过调节下横梁与上横梁之间的螺旋顶或油压顶实现高度调节，而螺旋顶或油压顶均需由人工手动操作，其衬砌台车高度调节通过内、外圆立柱钢管的相对运动导向，其衬砌台车立柱数量比较多，且每组下横梁与上横梁之间的螺旋顶或油压顶至少为2个，人工操作很难实现各内、外圆立柱钢管运动同步，容易卡死；隧道断面较高时，要求衬砌台车立柱长，而长钢管受到横向力时容易弯曲变形，内、外圆立柱钢管容易卡死；由于其衬砌台车立柱的特殊结构，也使得其不能满足隧道边墙的衬砌要求，故此衬砌台车的实用性不强。
除此之外还可以采用以下两种方式来满足要求：(1)更换另一台衬砌台车，此种方式将使得施工设备投入加大，施工成本高，材料浪费大；(2)将衬砌台车进行改造，即将衬砌台车包括模板系统、托架系统、门架系统和液压系统等全部拆除后，更换为加高后的新门架系统再进行拼装，之后才能满足使用需求，但是改造过程中还需要设置锚杆、使用吊车、装载机等辅助设备，导致人力、材料资源、经济和时间的大量浪费，并且衬砌施工效率低，施工周期大大延长。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种结构精简、制造容易、顶升加高效果好的顶升加高系统，具体技术方案如下：
一种顶升加高系统，包括至少2组沿其高度方向两侧对称设置在衬砌台车门架系统上的顶升加高单件，所述衬砌台车门架系统包括由上至下设置的上部门架部分以及下部门架部分，所述上部门架部分包括横梁桁架，所述下部门架部分包括立柱；
所述顶升加高单件包括设置在所述横梁桁架上的导柱支座、设置在所述导柱支座下方且固定在所述立柱上的导套、下端在上下方向贯穿所述导套且其上端设置在所述导柱支座上的导柱、设置在所述导柱上且位于所述导套上方的顶推支座以及上端设置在所述顶推支座上且其下端设置在所述导套上的顶升油缸，所述顶升油缸中活塞杆进行伸缩运动时能带动所述导柱在所述导套内沿上下方向运动；
所述导套和所述导柱上分别设有多个相互匹配的定位孔以及与所述定位孔相匹配的定位部件。
以上技术方案中优选的，所述顶升加高单件设置在所述衬砌台车门架系统的外侧壁上；所述导柱的中心轴线以及所述顶升油缸中活塞杆的中心轴线均沿竖直方向设置。
以上技术方案中优选的，所述导柱支座焊接在所述横梁桁架的外壁上；所述导套与所述立柱的外壁之间、所述导柱的上端与所述导柱支座之间均通过螺栓进行固定；所述顶推支座通过定位孔和定位部件的配合固定在所述导柱上；所述顶升油缸中活塞杆的上端通过销轴固定在所述顶推支座上，其缸筒通过铰接座固定在所述导套的外壁上。
以上技术方案中优选的，所述定位部件为销轴。
应该本发明的顶升加高系统，具有以下有益效果：
(1)本发明顶升加高系统包括至少2组对称设置在衬砌台车门架系统上的顶升加高单件，顶升加高单件包括导柱支座、导套、导柱、顶推支座以及顶升油缸，整体结构精简，制造方便；通过顶升油缸结合导柱和导套的配合实现衬砌台车门架系统的加高，使衬砌台车能够适应较大变高隧道断面的二次衬砌需求，其操作简单，人工劳动作业量低，且无资源浪费，大大降低了施工成本和缩短了隧道施工周期。
(2)本发明中所述顶升加高单件设置在所述衬砌台车门架系统的外侧壁上，整个顶升加高系统设置在衬砌台车门架系统的外侧，方便检修、安装和拆卸，实用性强；所述导柱的中心轴线以及所述顶升油缸中活塞杆的中心轴线均沿竖直方向设置，顶升加高系统沿竖直方向设置，顶升加高效果好。
(3)本发明中所述导柱支座焊接在所述横梁桁架的外壁上；所述导套与所述立柱的外壁之间、所述导柱的上端与所述导柱支座之间均通过螺栓进行固定；所述顶推支座通过定位孔和定位部件的配合固定在所述导柱上；所述顶升油缸中活塞杆的上端通过销轴固定在所述顶推支座上，其缸筒通过铰接座固定在所述导套的外壁上。各部件安装和拆卸方便，且整体稳定性好，进一步保证顶升加高效果。
(4)本发明中所述定位部件采用销轴，部件容易获得，且安装和拆卸方便，且牢固性好，实用性强。
本发明的第二目的在于公开一种衬砌台车，结构精简，便于顶升加高，能够适应较大变高隧道断面的边墙及拱顶的二次衬砌需求，实用性强。具体技术方案如下：
一种衬砌台车，包括门架系统和顶升加高系统，所述门架系统包括由上至下设置的上部门架部分以及下部门架部分，所述顶升加高系统为上述的顶升加高系统且其设置在所述上部门架部分和所述下部门架部分上。
为了达到更好的技术效果，所述门架系统还包括附加门架部分，所述附加门架部分与通过所述顶升加高系统将所述门架系统顶升加高后所形成的空腔相匹配。
应用本发明的衬砌台车，具有以下技术效果：
(1)本发明的衬砌台车包括门架系统，所述门架系统包括由上至下设置上部门架部分以及下部门架部分，整体结构精简；门架系统分成上下两部分，可以分开制造和装配，实用性强；所述上部门架部分和所述下部门架部分上设有如上述的顶升加高系统，能够实现衬砌台车门架系统的顶升加高，能够适应较大变高隧道断面的二次衬砌需求；且顶升加高系统能一定程度上分担门架系统内部的作用力，使得整个衬砌台车的门架系统稳定性更好。
(2)本发明中衬砌台车还包括附加门架部分，所述附加门架部分与通过所述顶升加高系统将所述门架系统顶升加高后所形成的空腔相匹配。附加门架部分的设计便于填补顶升加高后门架系统内的空缺部位，均匀门架系统的受力，从而提高整体门架系统的稳定性。
因此，本发明衬砌台车具有以下效果：整体稳定性能好，能够满足同一隧道不同断面的二次衬砌要求，且其门架系统在满足隧道拱顶的衬砌要求的同时，还可以安装侧向模板，实现隧道边墙的衬砌，即本发明衬砌台车可以先后完成整个隧道的边墙和拱顶的衬砌，大大降低了施工成本，缩短隧道二次衬砌施工周期，节省资源。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的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是本发明优选实施例1的顶升加高系统应用于衬砌台车上时的连接关系图；
图2是本发明优选实施例2的衬砌台车被顶升加高后的第一下部门架系统、局部上部门架系统以及2组顶升加高单件的连接结构示意图；
图3是图2中第一下部门架系统与上部门架系统之间增加附加门架部分后与2组顶升加高单件的连接结构示意图；
11-导柱支座，12-导套，13-导柱，14-顶推支座，15-顶升油缸，16-定位孔，17-定位部件，18-销轴，19-铰接座；
21-上部门架部分，22-第一下部门架部分，23-附加门架部分，24-空腔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1：
一种顶升加高系统，包括至少2组沿其高度方向两侧对称设置在衬砌台车门架系统外壁上的顶升加高单件(具体的数量可以根据实际情况进行选择)，所述衬砌台车门架系统包括由上至下设置的上部门架部分以及下部门架部分，所述上部门架部分包括横梁桁架，所述下部门架部分包括立柱。
所述顶升加高单件的结构详见图1，具体包括设置在所述横梁桁架上的导柱支座11、设置在所述导柱支座11下方且固定在所述立柱上的导套12、下端在上下方向贯穿所述导套12且其上端设置在所述导柱支座11上的导柱13、设置在所述导柱13上且位于所述导套12上方的顶推支座14以及上端设置在所述顶推支座14上且其下端设置在所述导套12上的顶升油缸15，所述顶升油缸15中活塞杆进行伸缩运动时能带动所述导柱13在所述导套12内沿上下方向运动。所述导柱13的中心轴线以及所述顶升油缸15中活塞杆的中心轴线均沿竖直方向设置，顶升加高系统沿竖直方向设置，顶升加高效果好。
所述导套12和所述导柱13上分别设有多个相互匹配的定位孔16以及与所述定位孔16相匹配的定位部件17，所述定位部件17采用销轴，部件容易获得，且安装和拆卸方便，且牢固性好，实用性强。定位孔16可以等间距设计也可以根据实际需求进行设计。
所述导柱支座11焊接在所述横梁桁架的外壁上；所述导套12与所述立柱的外壁之间、所述导柱13的上端与所述导柱支座11之间均通过螺栓进行固定；所述顶推支座14通过定位孔16和销轴的配合固定在所述导柱13上；所述顶升油缸15中活塞杆的上端通过销轴18固定在所述顶推支座14上，其缸筒通过铰接座19固定在所述导套12的外壁上。各部件安装和拆卸方便，且整体稳定性好，进一步保证顶升加高效果。
应用本发明的顶升加高系统，具体原理如下：顶升加高系统安装后，其工作过程如下：
顶升加高时，将顶升油缸的活塞杆伸出，由于顶升油缸的活塞杆头部与顶推支座通过销轴连接，且顶推支座与导柱通过销轴锁住，使得顶升油缸推动导柱和包括横梁桁架的上部门架部分(包括托架系统和模板系统)同时升高，当顶升油缸达到最大行程时，将销轴插入，将导柱与导套锁死，然后将销轴拔出，将顶升油缸的活塞杆缩回，使顶推支座相对导柱下移，待顶升油缸的活塞杆全部缩回后，将销轴插入，将顶推支座与导柱锁住，然后拔出销轴，将顶升油缸活塞杆伸出，如此反复，直到达到指定加高高度后，将销轴全部插入，将顶升加高系统锁死即可。
如需将衬砌台车降低，则按与顶升加高相反的操作即可。
如果将本实施例的顶升加高系统用于普通的衬砌台车时，安装好顶升加高系统后，将门架系统由横梁桁架和立柱之间分拆成上门架部分和下门架部分即可。
实施例2
一种衬砌台车，包含门架系统和如实施例1所述的和顶升加高系统，所述门架系统包括所述门架系统包括由上至下设置的上部门架部分21以及下部门架部分，所述顶升加高系统设置在所述上部门架部分21和所述下部门架部分上，具体是：所述门架系统依次连接形成所衬砌的隧道壁面的形状(一般为拱形)的第一下部门架系统22、上部门架系统21以及第二下部门架系统，所述第一下部门架系统22与所述上部门架系统21之间以及所述第二下部门架系统与所述上部门架系统21之间均设有如实施例1所述的顶升加高单件。
所述顶升加高单件的数量可以是2组，其分别对称设置在所述第一下部门架系统22与所述上部门架系统21连接处以及所述第二下部门架系统与所述上部门架系统21连接处的中间部位。
所述顶升加高单件的数量可以是4组，所述第一下部门架系统22与所述上部门架系统21连接处对称设有2组顶升加高单件(详见图2)，所述第二下部门架系统与所述上部门架系统21连接处对称设有2组顶升加高单件。
所述第一下部门架系统22、上部门架部分21以及第二下部门架系统可以是分别装配好的3个部分，也可以是根据实际情况将现有的门架系统进行分拆后所形成的3各部分，实用性强。
为了填补顶升加高后门架系统内的空缺部位以及均匀门架系统的受力，从而达到提高整体门架系统的稳定性的目的，所述衬砌台车的门架系统还包括附加门架部分23，所述附加门架部分23分别与所述第一下部门架系统22与所述上部门架系统21之间以及所述第二下部门架系统与所述上部门架系统21之间被顶升加高后所形成的空腔24相匹配(即通过所述顶升加高系统将所述第一下部门架系统22以及第二下部门架系统分别与所述上部门架部分21分开，从而使得所述第一下部门架系统22与所述上部门架系统21之间以及所述第二下部门架系统与所述上部门架系统21之间均形成一定的空腔24)，详见图3。
应用本发明的衬砌台车，能够实现衬砌台车门架系统的顶升加高，能够适应较大变高隧道断面的边墙和拱顶的二次衬砌需求，实用性强。
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 (6)
1.一种顶升加高系统，其特征在于：包括至少2组沿其高度方向两侧对称设置在衬砌台车门架系统上的顶升加高单件，所述衬砌台车门架系统包括由上至下设置的上部门架部分以及下部门架部分，所述上部门架部分包括横梁桁架，所述下部门架部分包括立柱；
所述顶升加高单件包括设置在所述横梁桁架上的导柱支座(11)、设置在所述导柱支座(11)下方且固定在所述立柱上的导套(12)、下端在上下方向贯穿所述导套(12)且其上端设置在所述导柱支座(11)上的导柱(13)、设置在所述导柱(13)上且位于所述导套(12)上方的顶推支座(14)以及上端设置在所述顶推支座(14)上且其下端设置在所述导套(12)上的顶升油缸(15)，所述顶升油缸(15)中活塞杆进行伸缩运动时能带动所述导柱(13)在所述导套(12)内沿上下方向运动；
所述导套(12)和所述导柱(13)上分别设有多个相互匹配的定位孔(16)以及与所述定位孔(16)相匹配的定位部件(17)。
2.根据权利要求1所述的顶升加高系统，其特征在于：所述顶升加高单件设置在所述衬砌台车门架系统的外侧壁上；所述导柱(13)的中心轴线以及所述顶升油缸(15)中活塞杆的中心轴线均沿竖直方向设置。
3.根据权利要求1-2任意一项所述的顶升加高系统，其特征在于：所述导柱支座(11)焊接在所述横梁桁架的外壁上；所述导套(12)与所述立柱的外壁之间、所述导柱(13)的上端与所述导柱支座(11)之间均通过螺栓进行固定；所述顶推支座(14)通过定位孔(16)和定位部件(17)的配合固定在所述导柱(13)上；所述顶升油缸(15)中活塞杆的上端通过销轴(18)固定在所述顶推支座(14)上，其缸筒通过铰接座(19)固定在所述导套(12)的外壁上。
4.根据权利要求3所述的顶升加高系统，其特征在于：所述定位部件(17)为销轴。
5.一种衬砌台车，其特征在于：包括门架系统和顶升加高系统，所述门架系统包括由上至下设置的上部门架部分(21)以及下部门架部分，所述顶升加高系统为如权利要求1-4任意一项所述的顶升加高系统且其设置在所述上部门架部分(21)和所述下部门架部分上。
6.根据权利要求5所述的衬砌台车，其特征在于：所述门架系统还包括附加门架部分(23)，所述附加门架部分(23)与通过所述顶升加高系统将所述门架系统顶升加高后所形成的空腔(24)相匹配。
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