CN109555539A - 一种隧道二次衬砌混凝土台车自动浇筑系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种隧道二次衬砌混凝土台车自动浇筑系统，包括：用以浇筑台车侧部空间的侧模自动浇筑模块、用以浇筑台车顶部空间的顶模自动浇筑模块，侧模自动浇筑模块通过支管Ⅰ与主管道连接，顶模自动浇筑模块通过支管Ⅱ与主管道连接，用以提供混凝土的主管道固定设置在混凝土台车的门架上，支管Ⅰ设有通过油缸执行机构控制的阀门Ⅰ，顶模自动浇筑模块的管路上也设置有通过油缸执行机构控制的阀门。本发明的有益效果是：采用360度自动旋转分度技术，可同时进行两侧对称窗口的带压浇筑，实现了台车模板的受力平衡；浇筑过程中各个浇筑口的转换不需人力参与，且可兼顾每一次的对称浇筑，显著提高施工效率。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工时使用的隧道台车，具体是一种隧道二次衬砌混凝土台车自动浇筑系统。
背景技术
二次衬砌是隧道工程施工在初期支护内侧施工混凝土衬砌，与初期支护共同组成复合式衬砌，其施工要求是要保证混凝土的强度和密实度以及表面平整度。
在隧道衬砌工程中，二次衬砌混凝土浇筑是将混凝土通过管道引至台车模板上的浇筑窗口注入衬砌空间的技术，一般采用管道加溜槽的装置输送混凝土，属于无压力浇注。管道采用三通接头进行分流，在分流管道上或者三通接头主管道上安装阀门控制各个窗口的浇注顺序，并有人工在窗口处配合捣振混凝土；顶模部分利用人工逐个在浇筑口对管浇注，顶模采用自动振捣装置；因此混凝土浇筑过程中人工参与工作量大，劳动强度大，危险性大，且不能两侧同时浇筑，台车易发生偏移，影响二次衬砌的浇注质量且用时较长。
发明内容
本发明的目的是提出一种隧道二次衬砌混凝土台车自动浇筑系统，通过由液压马达驱动减速机构带动旋转浇筑动管进行360度自动分度浇筑，实现左、右浇筑空间各层的自动对称浇筑，并有分流调节装置，保证台车浇筑状态下受力平衡，自动随浇随洗，保证管路不堵塞；顶层采用管路预连接，利用阀门调整浇筑顺序按工艺完成；提高隧道二衬混凝土施工的效率和质量，降低工人的劳动强度。
本发明通过如下技术方案实现：
一种隧道二次衬砌混凝土台车自动浇筑系统，包括：用以浇筑台车侧部空间的侧模自动浇筑模块、用以浇筑台车顶部空间的顶模自动浇筑模块，侧模自动浇筑模块通过支管Ⅰ与主管道连接，顶模自动浇筑模块通过支管Ⅱ与主管道连接，用以提供混凝土的主管道固定设置在混凝土台车的门架上，支管Ⅰ设有通过油缸执行机构控制的阀门Ⅰ，顶模自动浇筑模块的管路上也设置有通过油缸执行机构控制的阀门；所述的侧模自动浇筑模块包括：底座、定管支架、举升支架、旋转支架、旋转动管、定管、软管、气水冲洗管、驱动马达、顶升油缸、平面推力轴承、反冲洗装置，其中，底座通过减震底座固定安装在混凝土台车门架上面，举升支架设置在底座上方中部并通过顶升油缸与底座连接，定管支架设置在底座上并位于举升支架的外部，旋转支架通过平面推力轴承安装在举升支架上，举升支架上设置有驱动马达，驱动马达通过减速机构驱动旋转支架在举升支架上转动，所述的旋转动管、气水冲洗管均设置在旋转支架上，旋转动管与支管Ⅰ之间通过可旋转的伸缩套管连接，气水冲洗管与外部气水管路连接，所述的定管支架上设置有两个反冲洗装置，两个反冲洗装置以平面推力轴承的轴心为中心对称，汽水冲洗管通过反冲洗装置对旋转动管进行冲洗，两个反冲洗装置之间的定管支架上对称于平面推力轴承的轴心设置有均布的定管，每个定管上端均设置有用以连接旋转动管的漏斗形连接口，每个定管下端均连通有用以连接台车两侧模板浇筑口的软管。
所述的定管支架设置有均布在同一圆周的安装孔，所述的圆周与平面推力轴承同心，其中两个相邻的安装孔之间安装有一个反冲洗装置，两个反冲洗装置之间的每个安装孔均安装有定管。
所述的旋转动管由连接管、三通、分流管构成，连接管上端通过可旋转的伸缩套管与支管Ⅰ连通，连接管下端连接有三通，三通的另两个出口端分别连接有分流管，两个分流管分别固定设置在旋转支架上，每个分流管上均设置有流量调节机构，每个分流管的排料口均与定管支架上的安装孔位于同一圆周上，排料口的外形与定管的漏斗形连接口相配合；所述的流量调节机构为通过油缸执行机构控制的闸板阀。
所述的伸缩套管由上内管、下内管、外管、定位套、密封圈构成，上内管上端与支管Ⅰ固连，上内管下部位于外管内的上部并与外管间隙配合，上内管与外管之间设置有密封圈，下内管上部通过定位套安装在外管内的下部，下内管下端与旋转动管的连接管固连；所述的下内管其上部管壁外侧设置为弧形面；所述的外管其下部开口处的管壁外部设置有外螺纹，管壁内部与下内管弧形面的上部相配合；所述的定位套其上部开口设有与外管的外螺纹相配合的内螺纹，定位套下部开口的内壁与下内管弧形面的下部相配合。
所述的气水冲洗管设有两个出料口，每个出料口均与定管支架上的安装孔位于同一圆周上，每个出料口与旋转动管的一个分流管排料口相对应，出料口与分流管排料口之间的中心距等于定管支架上相邻两个安装孔之间的中心距。
所述的反冲洗装置为U型管，U型管一端设有用以连通旋转动管排料口的漏斗形连接口，另一端设有用以连通汽水冲洗管出料口的漏斗形连接口。
所述的举升支架其下部通过法兰与顶升油缸固定连接，顶升油缸的油缸座与底座固定连接。
所述的减速机构由齿轮、齿圈构成，其中，齿轮与驱动马达连接，齿圈与旋转支架固连。
所述的顶模自动浇筑模块由依次连接在支管Ⅱ上的管路A、管路B、管路C、管路D构成，管路A、管路B、管路C、管路D分别与顶模对应的浇筑口连接，管路A上设置有阀门Ⅱ，管路B上设置有阀门Ⅳ，管路C上设置有阀门Ⅵ，管路D与管路C之间的连接管上设置有阀门Ⅶ，管路C与管路B之间的连接管上设置有阀门Ⅴ，管路B与管路A之间的连接管上设置有阀门Ⅲ。
所述的阀门Ⅰ、阀门Ⅱ、阀门Ⅲ、阀门Ⅳ、阀门Ⅴ、阀门Ⅵ、阀门Ⅶ均为通过油缸执行机构控制的闸板阀。
本发明的原理是：1、侧模自动浇注系统设置在台车支撑框架的顶部，旋转动管与主管道连接部分采用可伸缩连接，在举升支架上安装驱动马达、减速机构和旋转支架；旋转动管实现主管道来料的分流，流量调节机构保证两侧分流的均等；2、定管的管口采用漏斗形连接口实现与旋转动管分流管口对接；气水冲洗管的开口与旋转动管的分流管口并联，冲洗刚刚进行过浇筑的软管；3、由液压马达驱动减速机构带动旋转动管实现360度自动旋转分度浇筑，实现左、右浇筑空间各层的自动对称浇筑，并设有分流调节装置，保证台车浇筑状态下受力平衡，自动随浇随洗，保证管路不堵塞；4、顶模自动浇筑模块采用管路预连接，利用阀门调整浇筑顺序按工艺完成。
本发明的有益效果是：采用360度自动旋转分度技术，可同时进行两侧对称窗口的带压浇筑，实现了台车模板的受力平衡，防止台车在偏载力作用下的偏移，提高混凝土实体质量；浇筑过程中各个浇筑口的转换不需人力参与，且在旋转动管分流处设置流量调节装置可以兼顾每一次的对称浇筑，显著提高施工效率；主管道、浇筑软管沿台车结构支撑框架设置，不影响工人正常通行。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为侧模自动浇筑模块的示意图。
图3为定管支架的示意图。
图4为定管支架的俯视图。
图5为发冲洗装置在定管支架上的位置示意图。
图6为旋转动管的示意图。
图7为气水冲洗管与旋转动管的位置示意图。
图8为伸缩套管的示意图。
图9为顶模浇筑管路的示意图。
图中，1、主管道，2、顶模自动浇筑模块，3、支管Ⅰ，4、支管Ⅱ，5、底座，6、定管支架，7、举升支架，8、旋转支架，9、旋转动管，10、定管，11、软管，12、气水冲洗管，13、驱动马达，14、顶升油缸，15、平面推力轴承，16、反冲洗装置，17、减震底座，18、减速机构，19、伸缩套管，20、闸板阀，21、阀门Ⅰ，22、模板，23、门架，24、安装孔；121、出料口；
191、上内管，192、下内管，193、外管，194、定位套，195、密封圈；
901、连接管，902、三通，903、分流管，904、排料口；
200、顶模，201、管路A，202、管路B，203、管路C，204、管路D，205、阀门Ⅱ，206、阀门Ⅳ，207、阀门Ⅵ，208、阀门Ⅶ，209、阀门Ⅴ，210、阀门Ⅲ。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种隧道二次衬砌混凝土台车自动浇筑系统，包括：用以浇筑台车侧部空间的侧模自动浇筑模块、用以浇筑台车顶部空间的顶模自动浇筑模块2，侧模自动浇筑模块通过支管Ⅰ3与主管道1连接，顶模自动浇筑模块2通过支管Ⅱ4与主管道1连接，用以提供混凝土的主管道1固定设置在混凝土台车的门架23上，支管Ⅰ3设有通过油缸执行机构控制的阀门Ⅰ21，顶模自动浇筑模块2的管路上也设置有通过油缸执行机构控制的阀门；所述的侧模自动浇筑模块包括：底座5、定管支架6、举升支架7、旋转支架8、旋转动管9、定管10、软管11、气水冲洗管12、驱动马达13、顶升油缸14、平面推力轴承15、反冲洗装置16，其中，底座5通过减震底座17固定安装在混凝土台车门架上面，举升支架7设置在底座5上方中部并通过顶升油缸14与底座5连接，定管支架6设置在底座5上并位于举升支架7的外部，旋转支架8通过平面推力轴承安装在举升支架7上，举升支架7上设置有驱动马达13，驱动马达通过减速机构18驱动旋转支架8在举升支架7上转动，所述的旋转动管9、气水冲洗管12均设置在旋转支架7上，旋转动管9与支管Ⅰ3之间通过可旋转的伸缩套管19连接，气水冲洗管12与外部气水管路连接，所述的定管支架6上设置有两个反冲洗装置16，两个反冲洗装置16以平面推力轴承15的轴心为中心对称，汽水冲洗管12通过反冲洗装置16对旋转动管9进行冲洗，两个反冲洗装置16之间的定管支架6上对称于平面推力轴承15的轴心设置有均布的定管10，每个定管10上端均设置有用以连接旋转动管9的漏斗形连接口，每个定管10下端均连通有用以连接台车两侧模板22浇筑口的软管11。
如图3、图4、图5所示，所述的定管支架6设置有均布在同一圆周的安装孔24，所述的圆周与平面推力轴承同心，其中两个相邻的安装孔24之间安装有一个反冲洗装置16，两个反冲洗装置16之间的每个安装孔24均安装有定管10。
如图2、图4、图6所示，所述的旋转动管9由连接管901、三通902、分流管903构成，连接管901上端通过可旋转的伸缩套管19与支管Ⅰ连通，连接管下端连接有三通902，三通902的另两个出口端分别连接有分流管903，两个分流管903分别固定设置在旋转支架8上，每个分流管903上均设置有流量调节机构，每个分流管903的排料口904均与定管支架上的安装孔24位于同一圆周上，排料口904的外形与定管10的漏斗形连接口相配合；所述的流量调节机构为通过油缸执行机构控制的闸板阀20。
如图8所示，所述的伸缩套管19由上内管191、下内管192、外管193、定位套194、密封圈195构成，上内管191上端与支管Ⅰ3固连，上内管191下部位于外管193内的上部并与外管193间隙配合，上内管191与外管193之间设置有密封圈195，下内管192上部通过定位套194安装在外管193内的下部，下内管192下端与旋转动管9的连接管901固连；所述的下内管192其上部管壁外侧设置为弧形面；所述的外管193其下部开口处的管壁外部设置有外螺纹，管壁内部与下内管弧形面的上部相配合；所述的定位套194其上部开口设有与外管193的外螺纹相配合的内螺纹，定位套194下部开口的内壁与下内管弧形面的下部相配合。
如图7所示，所述的气水冲洗管12设有两个出料口，每个出料口121均与定管支架上的安装孔24位于同一圆周上，每个出料口121与旋转动管9的一个分流管排料口904相对应，出料口121与分流管排料口904之间的中心距等于定管支架6上相邻两个安装孔24之间的中心距。
所述的反冲洗装置为U型管，U型管一端设有用以连通旋转动管排料口904的漏斗形连接口，另一端设有用以连通汽水冲洗管12出料口121的漏斗形连接口。
所述的举升支架7其下部通过法兰与顶升油缸14固定连接，顶升油缸14的油缸座与底座5固定连接。
所述的减速机构18由齿轮、齿圈构成，其中，齿轮与驱动马达13连接，齿圈与旋转支架8固连。
所述的顶模自动浇筑模块2由依次连接在支管Ⅱ4上的管路A201、管路B202、管路C203、管路D204构成，管路A201、管路B202、管路C203、管路D204分别与顶模200对应的浇筑口连接，管路A201上设置有阀门Ⅱ205，管路B上设置有阀门Ⅳ206，管路C上设置有阀门Ⅵ207，管路D与管路C之间的连接管上设置有阀门Ⅶ208，管路C与管路B之间的连接管上设置有阀门Ⅴ209，管路B与管路A之间的连接管上设置有阀门Ⅲ210。
所述的阀门Ⅰ21、阀门Ⅱ205、阀门Ⅲ206、阀门Ⅳ207、阀门Ⅴ208、阀门Ⅵ209、阀门Ⅶ210均为通过油缸执行机构控制的闸板阀。
本发明未详述部分为现有技术。
Claims (10)
1.一种隧道二次衬砌混凝土台车自动浇筑系统，其特征是：包括：用以浇筑台车侧部空间的侧模自动浇筑模块、用以浇筑台车顶部空间的顶模自动浇筑模块，侧模自动浇筑模块通过支管Ⅰ与主管道连接，顶模自动浇筑模块通过支管Ⅱ与主管道连接，用以提供混凝土的主管道固定设置在混凝土台车的门架上，支管Ⅰ设有通过油缸执行机构控制的阀门Ⅰ，顶模自动浇筑模块的管路上也设置有通过油缸执行机构控制的阀门；所述的侧模自动浇筑模块包括：底座、定管支架、举升支架、旋转支架、旋转动管、定管、软管、气水冲洗管、驱动马达、顶升油缸、平面推力轴承、反冲洗装置，其中，底座通过减震底座固定安装在混凝土台车门架上面，举升支架设置在底座上方中部并通过顶升油缸与底座连接，定管支架设置在底座上并位于举升支架的外部，旋转支架通过平面推力轴承安装在举升支架上，举升支架上设置有驱动马达，驱动马达通过减速机构驱动旋转支架在举升支架上转动，所述的旋转动管、气水冲洗管均设置在旋转支架上，旋转动管与支管Ⅰ之间通过可旋转的伸缩套管连接，气水冲洗管与外部气水管路连接，所述的定管支架上设置有两个反冲洗装置，两个反冲洗装置以平面推力轴承的轴心为中心对称，汽水冲洗管通过反冲洗装置对旋转动管进行冲洗，两个反冲洗装置之间的定管支架上对称于平面推力轴承的轴心设置有均布的定管，每个定管上端均设置有用以连接旋转动管的漏斗形连接口，每个定管下端均连通有用以连接台车两侧模板浇筑口的软管。
2.根据权利要求1所述的一种隧道二次衬砌混凝土台车自动浇筑系统，其特征是：所述的定管支架设置有均布在同一圆周的安装孔，所述的圆周与平面推力轴承同心，其中两个相邻的安装孔之间安装有一个反冲洗装置，两个反冲洗装置之间的每个安装孔均安装有定管。
3.根据权利要求1或2所述的一种隧道二次衬砌混凝土台车自动浇筑系统，其特征是：所述的旋转动管由连接管、三通、分流管构成，连接管上端通过可旋转的伸缩套管与支管Ⅰ连通，连接管下端连接有三通，三通的另两个出口端分别连接有分流管，两个分流管分别固定设置在旋转支架上，每个分流管上均设置有流量调节机构，每个分流管的排料口均与定管支架上的安装孔位于同一圆周上，排料口的外形与定管的漏斗形连接口相配合；所述的流量调节机构为通过油缸执行机构控制的闸板阀。
4.根据权利要求1所述的一种隧道二次衬砌混凝土台车自动浇筑系统，其特征是：所述的伸缩套管由上内管、下内管、外管、定位套、密封圈构成，上内管上端与支管Ⅰ固连，上内管下部位于外管内的上部并与外管间隙配合，上内管与外管之间设置有密封圈，下内管上部通过定位套安装在外管内的下部，下内管下端与旋转动管的连接管固连；所述的下内管其上部管壁外侧设置为弧形面；所述的外管其下部开口处的管壁外部设置有外螺纹，管壁内部与下内管弧形面的上部相配合；所述的定位套其上部开口设有与外管的外螺纹相配合的内螺纹，定位套下部开口的内壁与下内管弧形面的下部相配合。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种隧道二次衬砌混凝土台车自动浇筑系统，其特征是：所述的气水冲洗管设有两个出料口，每个出料口均与定管支架上的安装孔位于同一圆周上，每个出料口与旋转动管的一个分流管排料口相对应，出料口与分流管排料口之间的中心距等于定管支架上相邻两个安装孔之间的中心距。
6.根据权利要求1所述的一种隧道二次衬砌混凝土台车自动浇筑系统，其特征是：所述的反冲洗装置为U型管，U型管一端设有用以连通旋转动管排料口的漏斗形连接口，另一端设有用以连通汽水冲洗管出料口的漏斗形连接口。
7.根据权利要求1所述的一种隧道二次衬砌混凝土台车自动浇筑系统，其特征是：所述的举升支架其下部通过法兰与顶升油缸固定连接，顶升油缸的油缸座与底座固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种隧道二次衬砌混凝土台车自动浇筑系统，其特征是：所述的减速机构由齿轮、齿圈构成，其中，齿轮与驱动马达连接，齿圈与旋转支架固连。
9.根据权利要求1所述的一种隧道二次衬砌混凝土台车自动浇筑系统，其特征是：所述的顶模自动浇筑模块由依次连接在支管Ⅱ上的管路A、管路B、管路C、管路D构成，管路A、管路B、管路C、管路D分别与顶模对应的浇筑口连接，管路A上设置有阀门Ⅱ，管路B上设置有阀门Ⅳ，管路C上设置有阀门Ⅵ，管路D与管路C之间的连接管上设置有阀门Ⅶ，管路C与管路B之间的连接管上设置有阀门Ⅴ，管路B与管路A之间的连接管上设置有阀门Ⅲ。
10.根据权利要求1或9所述的一种隧道二次衬砌混凝土台车自动浇筑系统，其特征是：所述的阀门Ⅰ、阀门Ⅱ、阀门Ⅲ、阀门Ⅳ、阀门Ⅴ、阀门Ⅵ、阀门Ⅶ均为通过油缸执行机构控制的闸板阀。
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