CN108005684A - 分离式钢模台车及其施工方法 - Google Patents

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黎汉进
吴新平
许庆华
丁荣斌
姚进
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    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/04Lining with building materials
    • E21D11/10Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor
    • E21D11/102Removable shuttering; Bearing or supporting devices therefor

Abstract

本发明提出了一种分离式钢模台车包括模板、门架、牵引行走部分、支撑结构及液压系统,模板位于所述门架的周侧,模板包括顶模以及与顶模相连的侧模,门架包括上纵梁、横梁、竖撑、二横梁、行走梁及立柱,上纵梁与横梁之间设置有用于承受侧模压力的举升油缸;模板和门架可纵向分离为两部分,门架在纵向分离处通过连接护板及第一连接件连接,模板的纵向分离处通过第一连接件连接。本发明还提出了该分离式钢模台车的施工方法,通过发明的分离式钢模台车,能够简单快速的实现钢模台车的分离与拼合,解决了在隧洞曲线段混凝土施工中,钢模台车因设计过长难以通行的问题。

Description

分离式钢模台车及其施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及隧道施工用的钢模台车领域,尤其涉及一种分离式钢模台车及其施工 方法。
背景技术
[0002] 水电工程引水工程、道路、桥涵等土木工程领域均会碰到很多隧洞施工作业。隧洞 的作业主要为隧洞岩石爆破开挖及混凝土衬砌两大工序。根据施工工期、质量、安全及经济 效益等工程特点,隧洞混凝土的衬砌一般均采用钢模台车进行施工。钢模台车可提高混凝 土施工的机械化程度,加快施工进度,保证工程质量。由于模板具有足够的强度和刚度,稳 定性好,面板平整光滑。成型后的混凝土面平整光滑,外观质量优良。另具有立模作业速度 快,效率高,投入人力少,操作简单等特点。当前用于隧洞混凝土衬砌的钢模台车有门架式 钢模台、全圆针梁式钢模台车、穿行式钢模台车等多种。其中门架式钢模车使用较多。其一 般施工工艺多为先浇好隧洞底板部分,再在底板上铺设钢轨,在钢轨上架设安装钢模台车, 再进行隧洞顶边拱的混凝土衬砌浇筑。这种台车隧洞施工浇筑是二次成形,工期长,质量也 得不到保证。
[0003] 采用全圆针梁式台车浇筑衬砌施工,针梁体积较长,台车制造成本高。在直径较小 的隧洞中施工时,施工面狭小,操作困难,且对有弯曲段的隧洞适应性较差,不能发挥作用。
[0004] 采用穿行式钢模台车施工时须制作两套模板,且在施工时反复安装多段模板穿 行,其模板拆装连接工作量和难度大,工人施工强度高,效率低。
[0005] 按照钢模台车的运行方式,钢模台车又主要分为整体式、拼装式与分离式三种,常 见的分离式钢模台车为上下分离,以解决隧洞洞型大小变化而设计施工。但在隧洞直线标 准浇筑仓面长的情况下,钢模台车会因设计较长而无法或难以对小半径曲线段进行施工。
[0006] 因此,本发明的目的是提供一种分离式钢模台车,旨在解决现有技术中钢模台车 在隧洞直线标准浇筑仓面长的情况下,会因设计较长而无法或难以对小半径曲线段进行施 工的缺陷。
发明内容
[0007] 本发明提供了一种能够快速、简单地实现钢模台车的纵向分离与拼合,解决了曲 线段难以通行的问题,尤其适合小半径曲线段或急弯道施工的分离式钢模台车。
[0008] 本发明的分离式钢模台车包括模板、门架、牵引行走部分、支撑结构及液压系统, 所述模板位于所述门架的周侧,所述模板包括顶模以及与顶模相连的侧模,模板与门架之 间通过液压千斤顶与丝杠连接,所述门架包括上纵梁、横梁、竖撑、二横梁、行走梁及立柱, 上纵梁与横梁之间设置有用于承受侧模压力的举升油缸,竖撑位于横梁与而二横梁之间, 所述行走梁设于立柱底部,与车轮相连;所述模板和门架可纵向分离为两部分,门架在纵向 分离处通过连接护板及第一连接件连接,模板的纵向分离处通过第一连接件连接;
[0009] 所述支撑结构在浇筑时为模板和门架提供临时支撑;
[0010] 所述液压系统包括液压控制台、液压千斤顶及液压油管,所述液压控制台位于门 架顶部,所述液压控制台通过液压油管控制液压千斤顶伸缩,以调整台车模板部分的高度 和垂直度;
[0011] 所述牵引行走部分用于移动所述分离式钢模台车。
[0012] 进一步的,所述侧模单边设置有仓门,所述顶模上设置有入仓管,顶模与侧模之间 通过第二连接件连接,顶模的调节和侧模的调节相互独立。
[0013] 进一步的,所述支撑结构包括竖向临时支撑和横向临时支撑,所述竖向临时支撑 采用顶丝或机械式千斤顶支撑,位于上纵梁与横梁之间,以及行走梁与钢轨之间,横向支撑 采用钢管带丝人工旋转进行对撑,位于行走梁之间和底部侧模之间;相邻立柱之G还设置 有剪刀撑。
[0014] 进一步的,所述牵引行走部分包括变速箱、启动电柜、方木和钢轨,所述方木设置 于钢轨与混凝土结构之间,通过启动电柜控制所述变速箱带动所述钢模台车在钢轨上行 走。
[0015] 进一步的,所述横梁上还设置有平移小车和平移架,所述液压千斤顶位于平移小 车的顶部,所述平移小车位于横梁上的槽式轨道内,所述平移架一端通过连接板与平移小 车相连,另一端与横梁相连,所述平移架利用液压千斤顶推动平移小车左右移动,以此来调 整顶部模板。
[0016] 进一步的,所述分离式钢模台车总长为8〜l5m,所述台车在纵向分离处分为两部 分,可利用部分长为6〜9m,不可利用部分长为2〜6m。
[0017]进一步的,所述液压控制台位于可利用部分的钢模台车的门架顶部。
[0018]本发明还提供了一种上述分离式钢模台车的施工方法,其步骤包括:
[0019] S1:清理隧洞弯道施工仓面,进行底板钢筋的绑扎工作,待满足立模前的全部施工 要求后,铺设好方木以及钢轨;
[0020] S2:台车进入弯道前,对分离式钢模台车进行纵向分离,对可利用部分的钢模台车 重新安装液压系统组件及车轮,并完成调试工作;
[0021] S3:利用牵引行走部分将可利用部分的钢模台车移至指定施工仓面位置;
[0022] S4:启动液压系统调整模板进行立模并安装支撑结构;
[0023] S5:进行混凝土浇筑;
[0024] S6:混凝土强度达到设计强度后,拆模;
[0025] S7:移动台车至下一施工仓面,循环S2-S6步骤。
[0026]进一步的,所述步骤2中,对分离式钢模台车进行纵向分离,是指先关闭液压控制 台,然后依次拆除液压液压油管、连接护板及连接件,待钢模台车纵向分离后,将可利用部 分的钢模台车重新安装液压液压油管及车轮。
[0027]进一步的,在立模时,先立顶模,后立侧模,混凝土浇筑时,先浇筑侧模,后浇筑顶 模;拆模时,先拆侧模,后拆顶模。
[0028]与现有技术相比,本发明的分离式钢模台车,能够简单快速的实现钢模台车的分 离与拼合,解决了在隧洞曲线段混凝土施工中,钢模台车因设计过长难以通行的问题,并且 该发明的分离式钢模台车操作与安装简单、用工量少,更满足曲线段混凝土施工进度与外 观质量要求。
[0029] 上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代,只要能达到 本发明的目的。
[0030] 附图内容
[0031] 在下文中将基于仅为非限定性的实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描 述。其中:
[0032] 图1是本发明的分离式钢模台车的横截面图;
[0033] 图2是图1所示的分离式钢模台车的门架的细节图;
[0034] 图3是图2所示的门架纵向分离后的结构示意图;
[0035] 图4是图1所示的分离式钢模台车的模板的细节图;
[0036]图5是图1所示的分离式钢模台车的模板的平移架和平移小车安装结构图;
[0037]图6是图5所示的平移架和平移小车安装结构的左视图。
[0038]在图中,相同的构件由相同的附图标记标示。附图并未按照实际的比例绘制。
[0039] 图中,各附图标记表示:
[0040] 1、顶模;2、上纵梁;3、举升油缸;4、侧模;5、丝杠;6、液压千斤顶;7、横梁;8、竖撑; 9、二横梁;10、立柱;11、行走梁;12、液压控制台;13、启动电柜;14、变速箱;15、横向临时支 撑;16、车轮;17、顶丝;18、纵连梁;19、剪刀撑;20、钢轨;21、方木;22、连接护板;23、平移小 车;24、平移架25、入仓管;况、仓门;27、法兰;28、第二连接件;29、工字钢;30、槽式轨道;31、 连接板。
具体实施方式
[0041]以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。需要说明的 是,只要不构成冲突,本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合,所 形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
[0042]如图1和图2所示,本发明的分离式钢模台车,包括模板、门架、牵引行走部分、支撑 结构及液压系统,模板位于门架的周侧,模板包括顶模1以及与顶模1相连的侧模4,模板与 门架之间通过液压千斤顶6与丝杠5连接,门架包括上纵梁2、横梁7、竖撑8、二横梁9、行走梁 11及立柱10,上纵梁2与横梁7之间设置有用于承受侧模压力的举升油缸3,竖撑8位于横梁7 与而二横梁9之间,行走梁11设于立柱10底部,与车轮16相连;模板与门架可纵向分离为两 部分,如图1所示,A处为钢模台车的纵向分离处,门架在纵向分离处通过连接护板22及第一 连接件连接,模板在纵向分离处通过第一连接件连接;优选的,第一连接件选连接螺丝。 [0043]支撑结构在浇筑时为模板和门架提供临时支撑;
[0044]液压系统包括液压控制台12、液压千斤顶6及液压油管,液压控制台12位于门架顶 部,液压控制台12通过液压油管控制液压千斤顶6伸缩,以调整台车的模板的高度和垂直 度;
[0045]牵引行走部分用于移动该分离式钢模台车。
[0046]图3为分离式钢模台车的门架纵向分离后的结构示意图。
[0047]如图1所示,在一个实施例中,模板与门架之间通过液压千斤顶与丝杠连接,图表 示了液压千斤顶与丝杠的横向安装,其竖向的安装以立柱的位置确定安装间距。
[0048]如图4所示,在一个实施例中,单边侧模4设置有仓门26,顶模1上设置有入仓管25, 仓门26主要用于伸入泵管进行混凝土入仓,同时可供操作人员观察混凝土入仓质量,待两 侧下一层混凝土入仓完后,关闭当前仓门26,开启上一层仓门26再进行连续混凝土入仓,顶 模1与侧模4之间通过第二连接件28连接,如此,对顶模1的调节不会影响对侧模4的调节,同 时对侧模4的调节也不会影响顶模1的调节,优选的,第二连接件选钢销子。
[0049] 仓门26的数量为8-12个,对称设置在侧模4上,优选的,仓门26的数量为12个,单边 侧模4上各包括6个。
[0050] 再次如图1和图2所示,在一个实施例中,支撑结构包括竖向临时支撑和横向临时 支撑,浇筑时起临时支撑的作用,避免模板产生变形。竖向临时支撑采用顶丝17或机械式千 斤顶支撑,竖向临时支撑位于上纵梁2与横梁7之间以及行走梁11与钢轨20之间,横向临时 支撑采用钢管带丝人工旋转进行对撑,主要安装与行走梁11与行走梁11之间以及底部的侧 模4与侧模5之间;相邻立柱10之间还设置有剪刀撑19。
[0051] 如图1所示,在一个实施例中,牵引行走部分包括变速箱14、启动电柜13、方木21和 钢轨20,方木21设置于钢轨20与混凝土结构之间,通过启动电柜13控制变速箱14带动钢模 台车在钢轨20上行走。钢轨20下必须放置方木21,一是为了保护下部的混凝土结构,二是可 以调整轨道的高度使钢模台车可以保持平衡稳定。
[0052] 如图5和图6所示,在一个实施例中,横梁7上还设置有平移小车23和平移架24,举 升油缸3位于平移小车23的顶部,平移小车23位于横梁7上的槽式轨道30内,平移架24—端 通过连接板31与平移小车24相连,另一端与横梁7相连,平移架24为横向的液压千斤顶,平 移架24推动平移小车23左右移动,以调整顶模1左右移动,其目的是使模板符合设计纵向轴 线要求。最后再调整举升油缸使模板高程符合设计要求。
[0053] 在一个实施例中,分离式钢模台车总长为8〜15tn,台车在纵向分离处分为两部分, 可利用部分长为6〜9m,不可利用部分长为2〜6m。
[0054] 优选的,液压控制台12安装在可利用部分的钢模台车的门架顶部,这样在钢模台 车分离后无需在重新拆卸和安装液压控制台。
[0055]在一个实施例中,模板为钢板制作,模板的背面采用角钢进行加强,以提高模板表 面钢度,模板端头焊接法兰27,模板的纵向分离处采用第一连接件连接螺丝连接,另外模板 的纵向采用工字钢26连接,从而对模板整体钢度进行加强。
[0056]本发明的分离式钢模台车的施工方法,其步骤包括:
[0057] S1:清理隧洞弯道施工仓面,进行底板钢筋的绑扎工作,待满足立模前的全部施工 要求后,铺设好方木21以及钢轨20;
[0058] S2:台车进入弯道前,对分离式钢模台车进行纵向分离,关闭液压控制台12,依次 拆除液压油管、连接护板22及连接螺丝,对可利用部分的钢模台车重新安装液压系统组件 及车轮,并完成调试工作;为了利于混凝土浇筑后脱模,浇筑前还需要在模板上刷油。
[0059] S3:利用牵引行走部分将可利用部分的钢模台车移至指定施工仓面位置;启动电 源控制变速箱14带动车轮,将可利用部分的钢模台车移至指定施工仓面位置,切断变速箱 14的电源,及时放置卡轨器,确保台车安全施工。
[0060] S4:启动液压系统调整模板进行立模并安装支撑结构;当确定钢模台车处于安全 状态后,开始启动液压系统调整模板进行立模,按测定的高程先立顶模丨,后立侧模4,操作 液压控制台I2先控制举升油缸3,将顶模1升起至设计高程,再控制两端头平移小车23左右 调整,使顶模1的横断面符合设计要求;然后控制侧边液压千斤顶6张开侧模,达到设计边线 后停止。最后经过多次检查模板安装设计尺寸,重复调整各液压千斤顶6的液压直到达到施 工规范要求。待模板支立满足要求后,人工由上至下开始加固,依次安装竖向顶丝17,侧模 丝杠5,最后安装横向临时钢管支撑。
[0061] S5:进行混凝土浇筑;混凝土采用行水平运输,再泵送方式入仓的方式浇筑,先两 侧侧模入仓,然后在顶模入仓,入仓过程中保持两侧仓面均匀平行上升。在整个浇筑过程 中,利用安装在台车上的附着式震动器进行振捣,其它浇筑方法同常规砼施工方法,在此不 再详细描述。
[0062] S6:混凝土强度达到设计强度后,拆模;依次拆除横向临时支撑,竖向顶丝17,侧模 丝杠5,顶模丝杠5,再操作液压控制台12先控制侧模4上的液压千斤顶6收缩,再控制顶模1 上的液压举升油缸3收缩,最后使整体模板全部脱离混凝土表面。S7:移动台车至下一施工 仓面,循环S2-S6步骤;通过该方法施工完弯道段后,再将分离后的两节台车进行拼接,即可 对弯道后的直线段进行施工。
[0063]需要说明的是,该分离式钢模台车及其施工技术用于隧洞弯道混凝土或类似工程 施工时,台车分离的长度及节数、台车结构大小、模板宽度、钢度及丝杠大小与长度等均可 以根据实际进行调整。
[0064]下面以一个具体工程实例说明。
[0065]发电引水洞由进口引水渠段、塔井段、上平洞段、平面转弯段、斜井段、下平洞段和 岔管段组成。引水隧洞上平洞段长247. lm,其中含有一曲线段R = 40m,a = 28.15, L = 19.656m。上平洞段坡度i = 1:200,成型后内径为6.4m的圆形断面;斜井段长78.65m,坡度i =1:1,采用钢内衬混凝土;下平洞段长175.28m,坡度i = 1:200,断面尺寸和衬砌型式与斜 井段相同。
[0066]结合本工程设计特点,直线标准浇筑仓最大为12m,曲线段浇筑每仓为6.552m,故 钢模台车则设计为可利用部分7.25m、不可利用部分5.25m共两节的可分离式钢模台车,其 中顶模半径为3.2m,可分离式钢模台车的总高度按照举升油缸上升至170mm设计,此时侧模 最低点距地面300mm。此工程在进行混凝土浇筑时,两侧仓面的最大高差不宜大于400mm,浇 筑厚度不宜大于300mm,其它浇筑方法同常规砼施工方法。
[0067]经实际施工证明,本发明的分离式钢模台车能够简单快速的实现钢模台车的分离 与拼合,解决了在隧洞曲线段混凝土施工中,钢模台车因设计过长难以通行的问题,应用在 隧洞曲线段混凝土施工中,具有操作与安装简单、用工量少、施工进度快及外观质量好等优 点。
[0068]虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述,但在不脱离本发明的范围的情况 下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在冲突, 各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公 开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1. 一种分离式钢模台车,包括模板、门架、牵引行走部分、支撑结构及液压系统,其特征 在于,所述模板位于所述门架的周侧,所述模板包括顶模以及与顶模相连的侧模,模板与门 架之间通过液压千斤顶与丝杠连接,所述门架包括上纵梁、横梁、竖撑、二横梁、行走梁及立 柱,上纵梁与横梁之间设置有用于承受侧模压力的举升油缸,竖撑位于横梁与二横梁之间, 所述行走梁设于立柱底部,与车轮相连;所述模板与门架可纵向分离为两部分,门架在纵向 分离处通过连接护板及第一连接件连接,模板在纵向分离处通过第一连接件连接; 所述支撑结构在浇筑时为模板和门架提供临时支撑; 所述液压系统包括液压控制台、液压千斤顶及液压油管,所述液压控制台位于门架顶 部,所述液压控制台通过液压油管控制液压千斤顶伸缩,以调整台车模板部分的高度和垂 直度; 所述牵引行走部分用于移动所述分离式钢模台车。
2. 根据权利要求1所述的分离式钢模台车,其特征在于,所述侧模单边设置有仓门,所 述顶模上设置有入仓管,顶模与侧模之间通过第二连接件连接,顶模的调节和侧模的调节 相互独立。
3. 根据权利要求2所述的分离式钢模台车,其特征在于,所述支撑结构包括竖向临时支 撑和横向临时支撑,所述竖向临时支撑采用顶丝或机械式千斤顶支撑,所述竖向临时支撑 位于上纵梁与横梁之间,以及行走梁与钢轨之间,所述横向临时支撑采用钢管带丝人工旋 转进行对撑,位于行走梁与行走梁之间以及底部侧模与侧模之间;相邻立柱之间还设置有 剪刀撑。
4. 根据权利要求3所述的分离式钢模台车,其特征在于,所述牵引行走部分包括变速 箱、启动电柜、方木和钢轨,所述方木设置于钢轨与混凝土结构之间,通过启动电柜控制所 述变速箱带动所述钢模台车在钢轨上行走。
5. 根据权利要求4所述的分离式钢模台车,其特征在于,所述横梁上还设置有平移小车 和平移架,所述举升油缸位于平移小车的顶部,所述平移小车位于横梁上的槽式轨道内,所 述平移架为横向液压千斤顶,一端通过连接板与平移小车相连,另一端与横梁相连,顶部模 板、举升油缸与平移小车三者焊接连在一起,所述平移架推动平移小车左右移动。
6. 根据权利要求1所述的分离式钢模台车,其特征在于,所述分离式钢模台车总长为8 〜15m,所述台车在纵向分离处分为两部分,可利用部分长为6〜9m,不可利用部分长为2〜 6m 〇
7. 根据权利要求6所述的分离式钢模台车,其特征在于,所述液压控制台位于可利用部 分的钢模台车的门架顶部。
8. —种使用权利要求1-7任一权利要求所述的分离式钢模台车的施工方法,其特征在 于,包括: S1:清理隧洞弯道施工仓面,进行底板钢筋的绑扎工作,待满足立模前的全部施工要求 后,铺设好方木以及钢轨; S2:台车进入弯道前,对分离式钢模台车进行纵向分离,对可利用部分的钢模台车重新 安装液压系统组件及车轮,并完成调试工作; S3:利用牵引行走部分将可利用部分的钢模台车移至指定施工仓面位置; S4:启动液压系统调整模板进行立模并安装支撑结构; S5:进行混凝土饶筑; S6:混凝土强度达到设计强度后,拆模; S7:移动台车至下一施工仓面,循环S2-S6步骤。 _
9.根据权利要求8所述的施工方法,其特征在于,所述步骤2中,对分离式钢模台车进行 纵向分离,是指先关闭液压控制台,然后依次拆除液压液压油管、连接护板及连接件,待钢 模台车纵向分离后,将可利用部分的钢模台车重新安装液压液压油管及车轮。
10.根据权利要求8所述的施工方法,其特征在于,在立模时,先立顶模,后立侧模,混凝 土烧筑时,先饶筑侧模,后饶筑顶模;拆模时,先拆侧模,后拆顶模。
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