CN111119941B - 一种二衬台车顶模安装装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种二衬台车顶模安装装置，包括滑动槽组、导轨装置、导轨移动机构、顶升装置、转运装置，所述滑动槽组安装在台车门架立柱上，设有供所述导轨装置纵向滑动的空间，所述导轨装置在所述导轨移动机构的作用下可沿所述滑动槽组移动，所述顶升装置安装在门架底纵梁上，用于将顶模顶升至转接高度，所述转运装置可沿所述导轨装置移动并能够升降，用于转接顶模和移动顶模至安装位置并放置在台梁上。本发明还提供一种应用于所述装置的施工方法。本发明可实现二衬台车顶模的安装，操作简单，安全可靠。

Description

一种二衬台车顶模安装装置及其施工方法

技术领域

本发明涉及隧道施工设备领域，具体说是一种二衬台车顶模安装装置及一种应用于所述装置的施工方法。

背景技术

目前隧道二衬台车一般在隧道洞内安装，由于洞内空间的限制，通常采用装载机辅以手动葫芦进行拼装，其拼装流程为：拼装准备→确定吊点位置→拱顶吊点位置的挑高扩挖→施作吊点锚杆→洞内场地平整→铺设台车走行轨道→安装走行机构→安装底纵梁→安装门架→安装剪刀撑→安装台梁→安装托架→安装顶模→安装侧模→安装侧模→安装液压系统→整机调试。安装顶模时，将手动葫芦挂在预埋在拱顶的吊点锚杆上，顶模用钢丝绳从外侧吊四个角, 钢丝绳挂在手动葫芦上，通过拉动手动葫芦使顶模提升，当顶模高度超出托架高度后，停止提升，将台车开至顶模下，缓慢放下顶模，与托架连接，然后将台车开走，依序起吊下一节顶模，并与上一节顶模连接。顶板吊点位于拱顶中线，在衬砌厚度不大的情况下，拱顶净高不能满足起吊要求，必须将拱顶挑高，再进行吊点锚杆的施作，锚杆施作后需进行抗拔力试验，达到要求后方可用于起吊。

现有技术主要存在以下缺点：

1、需要对起吊点位置的拱顶挑高扩挖，增加了工程量和施工难度；

2、利用预埋锚杆作为吊点，采用钢丝绳起吊四个角，操控性差，存在安全隐患；

3、受预埋锚杆承载力的限制，需要将托架、顶模分开安装，先安装好托架后再安装顶模，顶模安装时吊住四个角，而顶模呈开口状，受力状态不好，容易使顶模变形；

4、每一节顶模起吊到位后，台车需要开进顶模下，与托架连接后，台车再开走，再进行下一节的拼装，由于台车重量重，惯性大，移动不方便，定位精度低，容易造成两节顶模相互碰撞。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种二衬台车顶模安装装置及一种应用于所述装置的施工方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种二衬台车顶模安装装置，包括滑动槽组、导轨装置、导轨移动机构、顶升装置、转运装置，所述滑动槽组安装在台车门架立柱上，设有供所述导轨装置纵向滑动的空间，所述导轨装置在所述导轨移动机构的作用下可沿所述滑动槽组纵向移动，所述顶升装置安装在门架底纵梁上，用于将顶模顶升至转接高度，所述转运装置可沿所述导轨装置移动并能够升降，用于转接顶模和移动顶模至安装位置并放置在台梁上。

作为优选，所述滑动槽组包括多组滑动槽，从门架前端往后端依次布置在门架两侧立柱的外侧，每组滑动槽包括支撑座、L型挡板组，所述支撑座与台车门架立柱连接，所述L型挡板组由两个L型挡板组成，两个L型挡板开口面对面布置，下端与所述支撑座相连，构成供所述导轨装置纵向滑动的空间。

作为优选，所述导轨装置包括导向杆安装座、导轨梁、导向杆、导轨、铰耳，所述导向杆安装座与所述导轨梁端部相连，所述导向杆两端与所述导向杆安装座相连，所述导轨安装在所述导轨梁的顶部，所述导向杆纵向中轴线与所述导轨纵轴线平行，所述铰耳安装在在所述导轨梁的底部，所述导轨梁下表面与所述支撑座接触，上表面和两侧面与所述L型挡板组接触，限制在由所述支撑座和所述L型挡板组所围成的空间内纵向滑动。

作为优选，所述导轨移动机构一端与门架相连，另一端与所述铰耳相连，所述导轨移动机构的作用为移动所述导轨装置，可以是产生直线运动的驱动机构，可以是液压油缸、电液推杆、电动推杆等。

作为优选，所述顶升装置包括顶升支撑架、第一升降机构、顶升升降架，所述顶升支撑架安装在门架底纵梁上，设有供所述顶升升降架上下滑动的第一导向套，所述顶升升降架设有第一导向杆，所述第一导向杆插入所述第一导向套中，在所述第一升降机构的作用下所述顶升升降架可沿所述顶升支撑架上下移动，所述第一升降机构可以是液压油缸、电液推杆、电动推杆等，所述顶升升降架上设有放置顶模的第一支撑梁，所述第一支撑梁两侧设有挡板，以防止顶模滑出掉落。

作为优选，所述转运装置包括转运支撑架、行走机构、第二升降机构、转运升降架，所述行走机构支撑在所述导轨装置上，所述转运支撑架上设有供所述导向杆插入的空间，在所述行走机构和所述导向杆的作用下，所述转运支撑架保持直立状态并可沿所述导轨装置沿台车前后移动，所述转运支撑架设有供所述转运升降架上下滑动的第二导向套，所述转运升降架设有第二导向杆，所述第二导向杆插入所述第二导向套中，所述转运升降架在所述第二升降机构的作用下可沿所述转运支撑架上下移动，所述第二升降机构可以是液压油缸、电液推杆、电动推杆等，所述行走机构为驱动所述转运支撑架移动的装置，可采用电机-减速机驱动、液压马达驱动等方式，所述转运升降架上设有放置顶模的第二支撑梁，所述第二支撑梁两侧设有挡板，以防止顶模滑出掉落。

本发明还提出一种二衬台车顶模安装施工方法，应用于上述的二衬台车顶模安装装置，包括以下步骤：

1、将托架和顶模在地面上拼装在一起，使顶模环向呈封闭状态；

2、利用装载机或起重机械将拼装好的顶模放置在所述顶升装置上；

3、所述顶升装置将顶模提升到转运高度；

4、所述导轨移动机构推动所述导轨装置至转运位置；

5、所述转运装置移动至转运位置并提升使顶模脱离所述顶升装置并高于台梁上表面；

6、所述导轨移动机构推动所述导轨装置收回至初始位置，此时两端均在台车端部位置；

7、所述转运装置移动至安装位置并降低使顶模落到台梁上，与上一节顶模拼接，再进行下一节顶模的拼装。

本发明包括滑动槽组、导轨装置、导轨移动机构、顶升装置、转运装置，先由装载机或起重机械将拼装好的顶模放置在顶升装置上，由顶升装置将顶模提升到转运高度，再通过转运装置将顶模转运至安装位置并放置在台梁上进行拼装，实现了顶模的安装。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：

1、无需预埋锚杆，减少了工程量和施工难度；

2、不受锚杆承载力的限制，在安装过程中，可以将托架和顶模拼装在一起进行转运和安装，顶模受力状态和施工状态一致，受力状态好，顶模不易变形；

3、顶模安装过程运动路径简单，操控方便，可实现自动化拼装，拼装过程安全可靠；

4、顶模安装过程全程不需移动台车本体，只需要移动顶模，移动过程中定位准确，可有效避免两节顶模相互碰撞。

附图说明

图1是本发明一种优选方式的结构示意图；

图2是本发明一种优选方式的另一视角结构示意图；

图3是图2的局部放大视图；

图4是本发明的滑动槽11的结构示意图；

图5是本发明的导轨装置2的结构示意图；

图6是本发明的导轨装置2的另一视角结构示意图；

图7是本发明的顶升装置4的结构示意图；

图8是本发明的转运装置5的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合图1-图8详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

一种二衬台车顶模安装装置，包括滑动槽组1、导轨装置2、导轨移动机构3、顶升装置4、转运装置5，滑动槽组1安装在台车门架立柱上，设有供导轨装置2纵向滑动的空间，导轨装置2在导轨移动机构3的作用下可沿滑动槽组1纵向移动，顶升装置4安装在门架底纵梁上，用于将顶模顶升至转接高度，转运装置5可沿导轨装置2移动并能够升降，用于转接顶模和移动顶模至安装位置并放置在台梁上。

滑动槽组1包括多组滑动槽，从门架前端往后端依次布置在门架两侧立柱的外侧，每组滑动槽包括支撑座111、L型挡板组112，支撑座111与台车门架立柱连接，L型挡板组112由两个L型挡板组成，两个L型挡板开口面对面布置，下端与支撑座111相连，构成供导轨装置2滑动的空间。

导轨装置2包括导向杆安装座21、导轨梁22、导轨23、导向杆24、铰耳25，导向杆安装座21与导轨梁22端部相连，导向杆24两端与导向杆安装座21相连，导轨23安装在导轨梁22的顶部，导向杆24纵向中轴线与导轨23纵轴线平行，铰耳25安装在在导轨梁22的底部，导轨梁22下表面与支撑座111接触，上表面和两侧面与L型挡板组112接触，限制在由支撑座111和L型挡板组112所围成的空间内纵向滑动。

导轨移动机构3一端与门架相连，另一端与铰耳25相连，导轨移动机构3的作用为移动导轨装置2，可以是液压油缸、电液推杆、电动推杆等。

顶升装置4包括顶升支撑架41、第一升降机构42、顶升升降架43，顶升支撑架41安装在门架底纵梁上，设有供顶升升降架43上下滑动的第一导向套，顶升升降架43设有第一导向杆，第一导向杆插入第一导向套中，在第一升降机构42的作用下顶升升降架43可沿顶升支撑架41上下移动，第一升降机构42可以是液压油缸、电液推杆、电动推杆等，顶升升降架43上设有放置顶模的第一支撑梁，第一支撑梁两侧设有挡板，以防止顶模滑出掉落。

转运装置5包括转运支撑架51、行走机构52、第二升降机构53、转运升降架54，行走机构52支撑在导轨装置2上，转运支撑架51上设有供导向杆24插入的空间，在行走机构52和导向杆24的作用下，转运支撑架51保持直立状态并可沿导轨装置2沿台车前后移动，转运支撑架51设有供转运升降架54上下滑动的第二导向套，转运升降架54设有第二导向杆，第二导向杆插入第二导向套中，转运升降架54在第二升降机构53的作用下可沿转运支撑架51上下移动，第二升降机构53可以是液压油缸、电液推杆、电动推杆等，行走机构52为驱动转运支撑架51移动的装置，可采用电机-减速机驱动、液压马达驱动等方式，转运升降架54上设有放置顶模的第二支撑梁，第二支撑梁两侧设有挡板，以防止顶模滑出掉落。

下面将结合图1-图8详细说明本发明的具体实施过程：

1、将托架和顶模在地面上拼装在一起，利用装载机或起重机械将拼装好的顶模放置在顶升升降架43的第一支撑梁上；

2、第一升降机构42推动顶升升降架43向上移动，将顶模提升到转运高度（高出转运升降架54）；

3、导轨移动机构3推动导轨装置2移动，使导轨23一端伸出至转运位置（顶模底下）；

4、行走机构52驱动转运装置5移动至转运位置，第二升降机构53推动转运升降架54向上移动，使顶模脱离顶升升降架43并使顶模底部高度超过台梁上表面；

5、导轨移动机构3推动导轨装置2移动，使导轨23收回，此时两端均在台车端部位置；

6、行走机构52驱动转运装置5移动至安装位置，此时顶模随着转运装置5到达安装位置，第二升降机构53回缩使转运升降架54向下移动，使顶模落到台梁上，与上一节顶模拼接，再进行下一节顶模的拼装。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种二衬台车顶模安装装置，其特征在于：包括滑动槽组、导轨装置、导轨移动机构、顶升装置、转运装置，所述滑动槽组安装在台车门架立柱上，设有供所述导轨装置纵向滑动的空间，所述导轨装置在所述导轨移动机构的作用下可沿所述滑动槽组纵向移动，所述顶升装置安装在门架底纵梁上，用于将顶模顶升至转接高度，所述转运装置可沿所述导轨装置移动并能够升降，用于转接顶模和移动顶模至安装位置并放置在台梁上；

所述滑动槽组包括多组滑动槽，从门架前端往后端依次布置在门架两侧立柱的外侧，每组所述滑动槽包括支撑座、L型挡板组，所述支撑座与台车门架立柱连接，所述L型挡板组由两个L型挡板组成，两个L型挡板开口面对面布置，下端与所述支撑座相连，构成供所述导轨装置滑动的空间；

所述导轨装置包括导轨梁、导轨、铰耳，所述导轨安装在所述导轨梁的顶部，所述铰耳安装在所述导轨梁的底部，所述导轨梁下表面与所述支撑座接触，上表面和两侧面与所述L型挡板组接触，限制在由所述支撑座和所述L型挡板组所围成的空间内纵向滑动；

所述导轨移动机构一端与门架相连，另一端与所述铰耳相连，所述导轨移动机构的作用为移动所述导轨装置，是产生直线运动的驱动机构。

2.根据权利要求1所述二衬台车顶模安装装置，其特征在于：所述导轨装置还包括导向杆安装座、导向杆，所述导向杆安装座与所述导轨梁端部相连，所述导向杆两端与所述导向杆安装座相连，所述导向杆纵向中轴线与所述导轨纵轴线平行。

3.根据权利要求2所述二衬台车顶模安装装置，其特征在于：所述转运装置包括转运支撑架、行走机构、第二升降机构、转运升降架，所述行走机构支撑在所述导轨装置上，所述转运支撑架上设有供所述导向杆插入的空间，在所述行走机构和所述导向杆的作用下，所述转运支撑架保持直立状态并可沿所述导轨装置沿台车前后移动，所述转运支撑架设有供所述转运升降架上下滑动的第二导向套，所述转运升降架设有第二导向杆，所述第二导向杆插入所述第二导向套中，所述转运升降架在所述第二升降机构的作用下可沿所述转运支撑架上下移动，所述转运升降架上设有放置顶模的第二支撑梁，所述第二支撑梁两侧设有挡板，以防止顶模滑出掉落。

4.根据权利要求1所述二衬台车顶模安装装置，其特征在于：所述顶升装置包括顶升支撑架、第一升降机构、顶升升降架，所述顶升支撑架安装在门架底纵梁上，设有供所述顶升升降架上下滑动的第一导向套，所述顶升升降架设有第一导向杆，所述第一导向杆插入所述第一导向套中，在所述第一升降机构的作用下所述顶升升降架可沿所述顶升支撑架上下移动，所述顶升升降架上设有放置顶模的第一支撑梁，所述第一支撑梁两侧设有挡板，以防止顶模滑出掉落。

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