CN110894792A - 一种栈桥式下开口全断面同步施工设备及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种栈桥式下开口全断面同步施工设备及其施工方法，属于隧道施工及地下工程技术领域，设备包括自行式栈桥，自行式栈桥上设置有整体架构为倒U型的全断面模板台车；全断面模板台车上方设置有顶模；顶模两端铰接侧模；侧模通过侧油缸与全断面模板台车连接；两块侧模下端均铰接一块底模，铰接处通过底油缸连接；两块底模之间通过底连杆相互连接；顶模、侧模、底模共同构成隧道的全断面模板；全断面模板台车两侧设置有通过升降油缸控制上下升降的升降柱，升降柱下端设置有移动轮。本发明可以实现隧道全断面的同时浇筑施工，施工过程中不影响隧道的开挖，并且不影响隧道内部的施工设备车辆通过，提高施工效率。
Description
技术领域
本发明属于隧道施工及地下工程技术领域，具体为一种栈桥式下开口全断面同步施工设备及其施工方法。
背景技术
随着我国基础建设的快速发展，其中隧道施工的要求越来越高，部分隧道施工中对全断面模板的快速成环和对断面弧形的要求越来越高。目前自行式栈桥的推广，已经将栈桥下方的仰拱浇筑结合得相对较好，栈桥能够携带整体式仰拱模板的快速移动定位加固等。但是由于需要防水板布置和二衬钢筋的施工区域安排，以及各施工区域间的调度，仰拱浇筑和二次衬砌浇筑都隔有多个施工区域。在有些没有填充层设计的隧道时，传统的防水板、钢筋安装台车和全断面模板台车没有轨道放置的位置，台车整体的定位和移动都不快捷方便，模板定位加固都比较困难。还有些小隧道中采用针梁台车但是衬砌时无法满足开挖通车的要求。以上的种种因素导柱施工周期的加长，施工效率低，各类成本大。
发明内容
本发明针对以上问题，提供一种栈桥式下开口全断面同步施工设备及其施工方法，它可以实现隧道全断面的同时浇筑施工，施工过程中不影响隧道的开挖，并且不影响隧道内部的施工设备车辆通过，提高施工效率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种栈桥式下开口全断面同步施工设备，包括自行式栈桥，所述自行式栈桥上设置有整体架构为倒U型的全断面模板台车；所述全断面模板台车上方设置有用于浇筑隧道顶面的顶模；所述顶模两端铰接侧模；所述侧模通过侧油缸与全断面模板台车连接；两块所述侧模下端分别铰接第一底模和第二底模，铰接处通过底油缸连接；所述第一底模和第二底模之间通过可拆卸的底连杆相互连接；所述顶模、侧模、第一底模、第二底模共同构成隧道的全断面模板；所述第一底模和第二底模位于自行式栈桥下方；
所述全断面模板台车两侧设置有通过升降油缸控制上下升降的升降柱，升降柱下端设置有移动轮。
在上述技术方案的基础上进一步改进如下：
所述全断面模板台车由主横梁及其两侧的立柱共同组成多组倒立的U型架相互连接构成；所述主横梁上端设置支撑杆连接顶模；所述立柱侧边设置侧油缸连接侧模；所述立柱下端设置有移动轮；所述升降柱设置在立柱外侧。
多组倒立的U型架之间的立柱之间通过下连接梁连接；主横梁之间通过上连接梁连接；上连接梁与下连接梁之间通过加强杆连接。
所述立柱与主横梁之间设置有驱动立柱横向移动的横移油缸。
所述自行式栈桥为左右对称的梁体或支架结构，上表面两侧设置有用于全断面模板台车移动的轨道。
一种栈桥式下开口全断面同步施工设备的施工方法，包括如下施工步骤：
模板定位：全断面模板台车在自行式栈桥上移动到指定位置后，控制升降油缸伸出使得顶模就位，控制侧油缸伸出使得侧模张开就位，控制底油缸伸出使得底模张开就位，在两块底模之间通过底连杆连接固定；
浇筑成型：在隧道内壁与已定位好的全断面模板之间进行混凝土浇筑成型施工；
收模操作：待混凝土浇筑成型后，将两块底模之间的底连杆拆卸掉；控制底油缸收缩，使得两块底模收拢；控制侧油缸收缩，使得侧模收拢；再控制升降油缸收缩，使得顶模下降完成收模；
台车移动：待所有模板脱模收拢后，全断面模板台车移动至下一个工作区域进行施工。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
相对于传统的隧道顶面和底面需要分开施工，本发明在移动式栈桥上设置了全断面模板台车，全断面模板台车可以控制隧道的全断面模板快速组合成环，同时也能快速收拢，因此可以实现隧道全断面的一次性同步浇筑快速施工，同时在施工过程中不影响栈桥上的施工车辆通过，减少人员和辅助设备投入，提高施工效率，保证施工质量，节约成本和施工空间。
附图说明
图1为本发明施工时的侧面示意图；
图2为本发明施工完后移动到下一个工位的侧面示意图；
图3为全断面模板台车的侧面结构示意图；
图4为全断面模板台车施工状态端面示意图；
图5为底模收模后的结构示意图；
图6为底模与侧模完成收模状态结构示意图；
图7为底模、侧模、顶模全部收模的状态结构示意图；
图8为行走架端面图；
图9为行走架侧面图。
图中：1、自行式栈桥；4、全断面模板台车；5、行走架；6、支撑腿；7、行走轮；31、第一底模；32、第二底模；41、立柱；42、主横梁；43、支撑杆；44、横移油缸；45、升降油缸；46、升降柱；47、移动轮；48、侧油缸；49、顶模；50、侧模；51、加强杆；52、下连接梁；53、上连接梁；54、底油缸；55、底连杆。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
如图1-图9所示，具体的一个实施例：一种栈桥式下开口全断面同步施工设备，一种栈桥式下开口全断面同步施工设备，包括自行式栈桥1，所述自行式栈桥1上设置有整体架构为倒U型的全断面模板台车4；所述全断面模板台车4上方设置有用于浇筑隧道顶面的顶模49；所述顶模49两端铰接侧模50；所述侧模50通过侧油缸48与全断面模板台车4连接；两块所述侧模50下端分别铰接第一底模31和第二底模32，铰接处通过底油缸54连接；所述第一底模31和第二底模32之间通过可拆卸的底连杆55相互连接；所述顶模49、侧模50、第一底模31、第二底模32共同构成隧道的全断面模板；所述第一底模31和第二底模32位于自行式栈桥1下方；
所述全断面模板台车4两侧设置有通过升降油缸45控制上下升降的升降柱46，升降柱46下端设置有移动轮47。
如图1所示，自行式栈桥1一端设置有支撑腿6支撑在地面上，另一端设置有行走轮7行走在隧道成型底面上；在自行式栈桥1上设置有可滑动的行走架5；后端行走轮7着地，驱动自行式栈桥1和行走架5间的位置关系，使自行式栈桥1在行走架5上滑行。
如图8-9所示，行走架5下端设置有升降腿；支撑腿6为可伸缩的结构，一般采用油缸控制升降；行走架5和支撑腿6交替支撑，使自行式栈桥1在行走架5上滑行，栈桥朝前移动行走，其中行走架5的两侧上下位置设置有滚轮，自行式栈桥1底端面两侧设置有用于自行式栈桥1移动的第三轨道15，第三轨道15位于行走架5上的滚轮上方，在滚轮上移动。
在上述实施例的基础上进一步优化如下：
第一底模31和第二底模32宽度可以相同也可以不同。
本发明的进一步拓展，两块底模中的任意一块可以与对应侧的侧模做成整体结构，使得隧道整体模板由原顶模、其中一块底模与侧模构成的整体模板、原侧模、其中一块原底模共同组成。
如图3-4所示，所述全断面模板台车4由主横梁42及其两侧的立柱41共同组成多组倒立的U型架相互连接构成；所述主横梁42上端设置支撑杆43连接顶模49；所述立柱41侧边设置侧油缸48连接侧模50；所述立柱41下端设置有移动轮47；所述升降柱46设置在立柱41外侧。
如图3-4所示，多组倒立的U型架之间的立柱41之间通过下连接梁52连接；主横梁42之间通过上连接梁53连接；上连接梁53与下连接梁52之间通过加强杆51连接。
如图4所示，为了使得全断面模板台车适应不同宽度的栈桥使用，所述立柱41与主横梁42之间设置有驱动立柱41横向移动的横移油缸44。
如图4所示，所述自行式栈桥1为左右对称的梁体或支架结构，上表面两侧设置有用于全断面模板台车4移动的轨道。
一种栈桥式下开口全断面同步施工设备的施工方法，包括如下施工步骤：
模板定位：如图4所示，全断面模板台车4在自行式栈桥1上移动到指定位置后，控制升降油缸45伸出使得顶模49就位，控制侧油缸48伸出使得侧模50张开就位，控制底油缸54伸出使得第一底模31和第二底模32张开就位，在第一底模31和第二底模32之间通过底连杆55连接固定；
浇筑成型：在隧道内壁与已定位好的全断面模板之间进行混凝土浇筑成型施工；
收模操作：如图5-7所示，待混凝土浇筑成型后，将第一底模31和第二底模32之间的底连杆55拆卸掉；控制底油缸54收缩，使得第一底模31和第二底模32收拢；控制侧油缸48收缩，使得侧模50收拢；再控制升降油缸45收缩，使得顶模49下降完成收模；
台车移动：待所有模板脱模收拢后，全断面模板台车4移动至下一个工作区域进行施工。
本发明具体工作原理：主要由全断面模板台车，自行式栈桥组成。
1、自行式栈桥上设置有轨道，全断面模板台车骨架支撑在栈桥两侧位置移动。
2、全断面模板台车由全断面模板和台车骨架组成，隧道断面成型主要由顶模板、侧模板、底模板组成，其中底模板对半拆分成两块板构成。
3、全断面模板台车可以栈桥上纵向位置变化。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种栈桥式下开口全断面同步施工设备，包括自行式栈桥(1)，其特征在于，所述自行式栈桥(1)上设置有整体架构为倒U型的全断面模板台车(4)；所述全断面模板台车(4)上方设置有用于浇筑隧道顶面的顶模(49)；所述顶模(49)两端铰接侧模(50)；所述侧模(50)通过侧油缸(48)与全断面模板台车(4)连接；两块所述侧模(50)下端分别铰接第一底模(31)和第二底模(32)，铰接处通过底油缸(54)连接；所述第一底模(31)和第二底模(32)之间通过可拆卸的底连杆(55)相互连接；所述顶模(49)、侧模(50)、第一底模(31)、第二底模(32)共同构成隧道的全断面模板；所述第一底模(31)和第二底模(32)位于自行式栈桥(1)下方；
所述全断面模板台车(4)两侧设置有通过升降油缸(45)控制上下升降的升降柱(46)，升降柱(46)下端设置有移动轮(47)。
2.根据权利要求1所述的一种栈桥式下开口全断面同步施工设备，其特征在于，所述全断面模板台车(4)由主横梁(42)及其两侧的立柱(41)共同组成多组倒立的U型架相互连接构成；所述主横梁(42)上端设置支撑杆(43)连接顶模(49)；所述立柱(41)侧边设置侧油缸(48)连接侧模(50)；所述立柱(41)下端设置有移动轮(47)；所述升降柱(46)设置在立柱(41)外侧。
3.根据权利要求2所述的一种栈桥式下开口全断面同步施工设备，其特征在于，多组倒立的U型架之间的立柱(41)之间通过下连接梁(52)连接；主横梁(42)之间通过上连接梁(53)连接；上连接梁(53)与下连接梁(52)之间通过加强杆(51)连接。
4.根据权利要求2所述的一种栈桥式下开口全断面同步施工设备，其特征在于，所述立柱(41)与主横梁(42)之间设置有驱动立柱(41)横向移动的横移油缸(44)。
5.根据权利要求1所述的一种栈桥式下开口全断面同步施工设备，其特征在于，所述自行式栈桥(1)为左右对称的梁体或支架结构，上表面两侧设置有用于全断面模板台车(4)移动的轨道。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种栈桥式下开口全断面同步施工设备的施工方法，其特征在于，包括如下施工步骤：
模板定位：全断面模板台车(4)在自行式栈桥(1)上移动到指定位置后，控制升降油缸(45)伸出使得顶模(49)就位，控制侧油缸(48)伸出使得侧模(50)张开就位，控制底油缸(54)伸出使得第一底模(31)和第二底模(32)张开就位，在第一底模(31)和第二底模(32)之间通过底连杆(55)连接固定；
浇筑成型：在隧道内壁与已定位好的全断面模板之间进行混凝土浇筑成型施工；
收模操作：待混凝土浇筑成型后，将两第一底模(31)和第二底模(32)之间的底连杆(55)拆卸掉；控制底油缸(54)收缩，使得第一底模(31)和第二底模(32)收拢；控制侧油缸(48)收缩，使得侧模(50)收拢；再控制升降油缸(45)收缩，使得顶模(49)下降完成收模；
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