CN108799264A - 一种盾构管片预埋槽道成套自动夹紧装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盾构管片预埋槽道成套自动夹紧装置，包括气缸支架、气缸、T型拉杆、拉杆保护套；所述的气缸支架可固定在模具内弧面，气缸的缸体固定在气缸支架上，气缸的活塞杆杆端与T型拉杆的一端连接，T型拉杆的另一端为一个“T”字形的头部，该“T”字形头部可插入槽道内；拉杆保护套间隙套接在T型拉杆上。由于本发明固定在模具上的气缸可驱动T型拉杆伸入槽道并回拉，将槽道与模具面紧紧贴合，在浇筑混凝土，保障槽道在持续夹紧状态，保证槽道不松动，震动结束后管片凝固后，气缸驱动T型拉杆上升后旋转90度让,脱离开槽道，以便起吊管片。本发明具有安装效率高、耗材用量少、不需要破坏槽道、槽道预埋质量高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种隧道生产设备，特别是涉及一种盾构管片预埋槽道成套自动夹紧装置。
背景技术
隧道是由管片组成。以前隧道里的线缆及轨道等其他部件的安装都是在哪安装就在哪的管片上打洞，放膨胀螺栓，经常会因为打偏，而重复打洞，严重影响隧道的使用寿命。为了杜绝重复施工，现在常在管片内预埋套管槽道预埋在混凝土中，表面与混凝土平齐。槽道有多种型号，它有一个防松动的设计，将专用T型拉杆3配合使用，既紧固方便，还可任意调节，是许多大型工程项目如铁路隧道、桥梁、机场等的首选紧固件。预埋槽道可以应用在轨道交通、高铁、建筑物等场合。轨道交通中地铁盾构隧道管片中的预埋槽道在模具上，对于贴合固定的要求非常严格。现有技术存在多种固定方式，但目前还没有一种能完全解决槽道在管片模具上贴合固定的方法。
预埋槽道固定安装方案,目前主流的安装配合方案主要有以下三种：
（1）特制螺栓固定法。
（2）特制塑料螺母固定法。
（3）塑料杆支撑法。
（1）特制螺栓固定法。首先在模板上焊接凸起，用于槽道的初步定位。然后将特制的螺栓焊接在钢筋笼上，待钢筋笼到位以后，拧紧螺栓，施加力于预埋槽道之上，从而完成定位的目的。采用此种方法无需在管片模板上开孔，通过焊接和螺栓紧固方式固定预埋槽道。该方式成本较高。采用钢筋焊接方式存在施工难度大，且容易对槽道表面造成不必要的损伤；并且在管片浇筑时，由于附着振动器的存在使槽道和模具内弧面脱离，无法达到预计的预埋效果。
（2）特制塑料螺母固定法。采用一种特制塑料螺母构件，通过与在管片模具上加工的螺杆连接，安装固定预埋槽道，由于固定预埋槽道采用的是特制塑料螺母和铁质的螺栓连接，脱模时需要增加管片脱模的总力，使塑料螺母内侧的螺纹直接发生破坏，这样容易损坏与模具连接的螺杆，需要经常更换螺杆，增加了塑料螺母耗材。
（3）塑料杆支撑法。预埋滑槽与钢筋笼之间垫专用支架，用钢筋笼自重形成一定压力, 钢筋笼与模具盖板之间增加支架，利用盖板和钢筋笼的压力固定滑槽, 需要定制大量的滑槽支架及钢筋笼与模具盖板支架,生产中耗材成本高，安装存在一定的安全性。
此外，通过上述的方法进行固定时，效率底、耗材成本高，存在安全隐患，而且质量不稳定，槽道被管片水泥覆盖住，贴合固定时不能安全有效的稳定贴合，使管片成型后，预埋在管片中的槽道被水泥覆盖住，且易污染模板面，清除覆盖槽道表面水泥费工费时，且不美观。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安装效率高、耗材用量少、不需要破坏槽道、槽道预埋质量高的盾构管片预埋槽道成套自动夹紧装置。“预埋槽道成套自动连接装置”经试验结果综合比较，具备经济、环保、节能、高效等特点，克服了目前行业内传统安装方式的各种弊端，充分发挥了管片自动生产流水线的功能，特别是能保证管片成品质量和槽道预埋技术指标。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：
本发明是一种盾构管片预埋槽道成套自动夹紧装置，包括气缸支架、气缸、T型拉杆、拉杆保护套；所述的气缸支架可固定在模具内弧面，气缸的缸体固定在气缸支架上，气缸的活塞杆杆端与T型拉杆的一端连接，T型拉杆的另一端为一个“T”字形的头部，该“T”字形头部可插入槽道内；拉杆保护套间隙套接在T型拉杆上。
所述的气缸的活塞杆杆端通过拉杆销轴与T型拉杆的一端固定连接在一起，在拉杆销轴的穿出端有开口销定位。
本发明还包括气动控制机构，该气动控制机构通过管道与气缸连接，控制气缸动作；所述的气动控制机构包括气动开关、保压阀、气缸；所述的气缸通过气动开关控制, 气动开关通过第一路管道与保压阀的进气口连接，各个气缸进气口通过三通与保压阀连接，气动开关的出气口通过第二路管道与各个气缸的出气口连接，气动开关出气口通过三通与保压阀另一通道连接，气缸气体正常排出，气缸正常工作。
采用上述方案后，由于本发明包括气缸支架、气缸、T型拉杆、拉杆保护套，固定在模具上的气缸可驱动T型拉杆伸入槽道并回拉，将槽道与模具面紧紧贴合，在浇筑混凝土，震动前接进气源，模具整体震动中保障槽道在持续夹紧状态，保证槽道不松动，震动结束后管片凝固后，气缸驱动T型拉杆上升后旋转90度让脱离开槽道，以便起吊管片。本发明的自动夹紧、松开是在各个工序流转之间，槽道安装后一直都在持续夹紧状态，从而保证槽道与模板保持固定距离，管片成型后，槽道与管片具有稳定的尺寸，保障了产品的质量，具有安装效率高、耗材用量少、不需要破坏槽道、槽道预埋质量高的优点。
其产生的效益如下：
1、从耗材方面每公里最低减少了2万多的耗材成本，在隧道管片槽道的运用中起到了可观经济效益。
2、缩短安装槽道时间，在实际生产过程中，节约了大量的人工成本。
3、维护成本较低，更换零配件快、周期短的特点。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1是本发明的轴测图；
图2是本发明的立体分解图；
图3是本发明固定槽道的示意图；
图4是本发明气动控制机构的结构示意图；
图5是本发明实际使用的正视图；
图6是图5沿A-A线的剖视图。
具体实施方式
如图1-图3所示，本发明是一种盾构管片预埋槽道成套自动夹紧装置，包括气缸支架1、气缸2、T型拉杆3、拉杆保护套4、气动控制机构5、拉杆销轴6、开口销7。
所述的气缸支架1可固定在模具10内弧面，气缸2的缸体固定在气缸支架1上所述的气缸2的活塞杆杆端通过拉杆销轴6与T型拉杆3的一端固定连接在一起，在拉杆销轴6的穿出端螺接有开口销7定位，所述的T型拉杆3的另一端为一个“T”字形的头部31，该“T”字形头部31可插入槽道20内；所述的拉杆保护套4间隙套接在T型拉杆3上，避免气缸2及T型拉杆3受到因漏浆影响它们动作的可靠性。所述的气动控制机构5通过管道与气缸2连接，控制气缸2动作。
如图4所示，所述的气动控制机构5包括气动开关51、保压阀52、气缸2；所述的气缸2通过气动开关51控制, 气缸2的进气口通过第一路管道53与保压阀52的出气口连接，保压阀52的进气口通过第二路管道54与气缸2的出气口连接，在气缸2与保压阀52连接的第二路管道54上设有气动开关51, 进气、出气通过气动开关51完成，控制自动夹紧松开。所述的气动控制机构5包括气动开关51、保压阀52、气缸2；所述的气缸2通过气动开关51控制, 气动开关51通过第一路管道53与保压阀52的进气口连接，各个气缸2进气口通过三通与保压阀52连接，气动开关51的出气口通过第二路管道54与各个气缸2（通过三通）的出气口连接，气动开关51出气口通过三通与保压阀52另一通道连接，气缸2气体正常排出，气缸2正常工作。
本发明的使用方法：
如图5、图6所示，根据槽道20均匀受力点，在管片模具10上开孔，数量预计2-4个，开孔直径12-12.3MM，把特制固定槽道机构固定板焊接于模板内弧面，管片分布2-4固定拉紧机构，气缸2用一个气动开关51控制，通过改造的特制气缸2带动T型拉杆3旋转90度后进行上下分解运动，实现对槽道20进行自动拉紧及松开动作，防止管片起吊过程中撞到T型拉杆3，损坏机构,震动灌浆过程存在漏浆现象，为上下旋转运动的T型拉杆3设计一个拉杆保护套4，避免气缸及拉杆受到因漏浆影响动作的可靠性。由于管片实际生产是流水作业，本发明提供的自动夹紧、松开机构，在下道工序流转需要断开气源，夹紧系统中需要特制的保压元件，以保证本装置的夹紧零件在持续夹紧槽道状态。在浇筑混凝土，震动前接进气源，模具整体震动中保障槽道在持续夹紧状态，保证槽道10不松动，震动结束后管片凝固后，控制开关可以松开夹紧装置，T型拉杆3上升后旋转90度让开槽道起吊管片。
本发明与现有安装方式对比
1.槽道在管片成型质量对比
| 安装方式 | 固定点的位置稳定性 |
| 特制螺栓固定法 | 螺栓在震动过程中，3MM泡绵压缩过程中，没有持续的夹紧力，固定点与模具弧面存在一定的间隙，有漏浆可能性，造成管片外观不良。 |
| 特制螺母固定法 | 螺栓在震动过程中，3MM泡绵压缩过程中，没有持续的夹紧力，固定点与模具弧面存在一定的间隙，有漏浆可能性，造成外观不良。 |
| 塑料杆支撑法 | 螺栓在震动过程中，3MM泡绵压缩过程中，在钢筋自重及压板压力下，会保持一定的夹紧力，但塑料在移动、或震动中存在脱落等问题，造成管片质量不稳定。 |
| 本发明 | 震动过程中，3MM泡绵在浇筑过程中压缩，气缸能够保持持续的夹紧力，保证槽道与模具弧面贴合，质量稳定。 |
2.耗材对比
| 安装方式 | 当个固定点耗材单价 | 每环耗材数量价格 | 每公里耗材 |
| 特制螺栓固定法 | 5 | 27*5=135 | 833*135=112455 |
| 特制螺母固定法 | 1.2 | 27*1.2=32.4 | 833*32.4=26989 |
| 塑料杆支撑法 | 1.1 | 27*1=29.7 | 833*29.7=24740 |
| 本发明 | 无 | 无 | 无 |
3.安装时间对比
| 安装方式 | 安装当个固定点时间（分钟） | 每环安装固定点时间（分钟） |
| 特制螺栓固定法 | 需要焊接、锁螺栓预计固定点要 2分钟以上，操作不便 | 2*27=54 |
| 特制螺母固定法 | 需要槽道上打孔，锁螺母，预计2分钟以上 | 27*2=54 |
| 塑料杆支撑法 | 要模具改造固定点，需要安装塑料配件，预计2分钟以上 | 27*2=54 |
| 本发明 | 通过气阀同时控制固定点，包含辅助时间，预计20秒以内。 | 27*20=540秒 |
4.维护对比
| 安装方式 | 固定点维护 |
| 特制螺栓固定法 | 模具上焊固定位置，不需要固定点维护 |
| 特制螺母固定法 | 模具上需要安装螺栓，通过起吊脱模强行拉断，经常需要对螺丝进行更换维护，同时会对模具有不同程度的损坏 |
| 塑料杆支撑法 | 模具改造固定点，因漏浆等原因，清理困难，经常需要对固定点进行维护，更换麻烦。 |
| 本发明 | 通过气缸控制，基本上一年内免维护，更换气缸及T型拉杆也只需1-5分钟时间。 |
管片的构成、本发明的工作原理及功能：
1.1管片的构成及装置分布
1.1.1管片一环由标准块、邻接块、封顶块（3+2+1）组成，共计6片管片。
1.1.2标准块、连接块，需要四个夹紧固定点，封顶块需要2个夹紧固定点，一环管片总计需要22个夹紧固定点，6套独立的装置。
1.2．本发明的工作原理及功能
1.2.1该装置主要动力是空气，通过气动开关控制特制气缸的旋转，上下运动，实现T型螺杆的自动夹紧、松开动作。
1.2.2由于管片生产是流水线作业，气源随时都要断开，通过装置的特制保压阀，确保模具在运行中槽道在管片中的位置。
1.2.3砼振捣时，高频震动下，装置再次接进气源，在持续的压力下槽道能稳定贴合模具表面，保证槽道位置的精度，以确保预埋质量。
1.2.4该装置极大提高了管片生产流水线工作效率及槽道的安装速度和精度，同时避免了管片预埋耗材的使用和浪费，最终确保了管片成品的质量。
3、模具改造：
2.1标准块、邻接块管片模具，夹紧点位置在指定的模具中心偏移150mm,中间两个孔距离弧长约720mm,两侧孔弧长约1000mm,开孔为直径12.1mm，装好气缸的支架位置通过工装进行内弧面定位，固定方向，调整好后，进行焊接。（开孔距离现场协商后确定具体距离进行开孔）.
2.2封顶块管片模具，夹紧点位置在指定的模具中心偏移150mm, 中间两个孔距离弧长约720mm，开孔为直径12.1mm，装好气缸的支架位置通过工装进行内弧面定位，固定方向，调整好后，进行焊接。（开孔距离现场协商后确定具体距离进行开孔）.
2.3气缸支架焊接完成后，其余配件按要求进行装配后，调试动作，动作无误后，模具
改造结束。
2.4 预埋槽道成套自动连接装置中，为预防漏浆问题影响及损坏装置，通过感应开关、电瓶、指示灯等，更好预防解决因漏浆带来的装置旋转不动，起吊前进行简单快速处理，避免因漏浆对夹紧固定点带来的损坏。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。
Claims (3)
1.一种盾构管片预埋槽道成套自动夹紧装置，其特征在于：包括气缸支架、气缸、T型拉杆、拉杆保护套；所述的气缸支架可固定在模具内弧面，气缸的缸体固定在气缸支架上，气缸的活塞杆杆端与T型拉杆的一端连接，T型拉杆的另一端为一个“T”字形的头部，该“T”字形头部可插入槽道内；拉杆保护套间隙套接在T型拉杆上。
2.根据权利要求1所述的盾构管片预埋槽道成套自动夹紧装置，其特征在于：所述的气缸的活塞杆杆端通过拉杆销轴与T型拉杆的一端固定连接在一起，在拉杆销轴的穿出端有开口销定位。
3.根据权利要求1所述的盾构管片预埋槽道成套自动夹紧装置，其特征在于：还包括气动控制机构，该气动控制机构通过管道与气缸连接，控制气缸动作；所述的气动控制机构包括气动开关、保压阀、气缸；所述的气缸通过气动开关控制, 气动开关通过第一路管道与保压阀的进气口连接，各个气缸进气口通过三通与保压阀连接，气动开关的出气口通过第二路管道与各个气缸的出气口连接，气动开关出气口通过三通与保压阀另一通道连接。
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