CN112502745A - 一种浇筑系统及衬砌台车 - Google Patents

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张海涛
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Abstract

本发明提供了一种浇筑系统，所述浇筑系统包括上层浇筑装置、下层浇筑装置、滑移组件、支撑架以及注浆主管，所述支撑架滑动设置于所述滑移组件上，所述上层浇筑装置和下层浇筑装置分别设置于支撑架的上侧和下侧，所述上层浇筑装置和下层浇筑装置随支撑架一起运动；所述注浆主管选择性连通上层浇筑装置的注浆管或下层浇筑装置的注浆管，实现上层浇筑装置或下层浇筑装置进行浇筑作业。拱顶浇筑配置上层浇筑装置进行浇筑，拱墙浇筑配置下层浇筑装置进行浇筑，逐层分窗浇筑保证衬砌质量。本发明还提供了一种衬砌台车，实现衬砌台车浇筑作业的可视化管理。

Description

一种浇筑系统及衬砌台车
技术领域
本发明涉及衬砌台车技术领域，具体涉及一种浇筑系统及衬砌台车。
背景技术
铁路、地铁隧道的二次衬砌施工是隧道施工的重要工序和环节，隧道衬砌的施工水平直接影响着隧道的质量、施工速度、施工成本及运营期间的管理等。衬砌台车自20世纪80年代引入中国后，有效降低了人工劳动强度，提高了二衬施工的作业效率，已经成为隧道二衬施工的主要设备。随着我国科学技术的进步与隧道逐年增加的趋势，衬砌台车的研制近年来呈现出逐年增长的趋势，在隧道衬砌施工领域展示出了巨大的竞争力。
但是，目前的衬砌台车依然存在上层浇筑和下层浇筑切换复杂、出现漏浆等情况，衬砌质量难以得到保证，同时影响施工的效率。
综上所述，急需一种浇筑系统及衬砌台车以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种浇筑系统，旨在解决目前的衬砌台车存在上层浇筑和下层浇筑切换复杂、出现漏浆等情况，具体技术方案如下：
一种浇筑系统，所述浇筑系统包括上层浇筑装置、下层浇筑装置、滑移组件、支撑架以及注浆主管，所述支撑架滑动设置于所述滑移组件上，所述上层浇筑装置和下层浇筑装置分别设置于支撑架的上侧和下侧，所述上层浇筑装置和下层浇筑装置随支撑架一起运动；所述注浆主管选择性连通上层浇筑装置的注浆管或下层浇筑装置的注浆管，实现上层浇筑装置或下层浇筑装置进行浇筑作业。
以上技术方案中优选的，所述下层浇筑装置包括回转驱动和折叠机械臂，所述回转驱动设置于所述支撑架上，所述折叠机械臂与回转驱动的转动端连接，所述折叠机械臂上设有注浆管。
以上技术方案中优选的，所述折叠机械臂包括驱动装置以及依次转动连接的第一臂、第二臂和第三臂，所述第一臂与回转驱动的转动端连接，所述第一臂与第二臂之间以及第二臂与第三臂之间均设置驱动装置。
以上技术方案中优选的，所述驱动装置包括驱动连杆和折叠驱动件，所述驱动连杆包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的端部与第二连杆的端部转动连接；
在所述第一臂与第二臂之间，所述第一连杆的另一端转动连接第一臂，第二连杆的另一端转动连接第二臂，所述折叠驱动件两端分别与第一臂、第一连杆转动连接；
在所述第二臂与第三臂之间，所述第一连杆的另一端转动连接第二臂，第二连杆的另一端转动连接第三臂，所述折叠驱动件两端分别与第二臂、第一连杆转动连接。
以上技术方案中优选的，所述上层浇筑装置包括伸缩灌注机构、伸缩机构安装座和旋转驱动件，所述伸缩灌注机构通过伸缩机构安装座转动设置于所述支撑架上，所述旋转驱动件设置于支撑架上且其转动轴连接伸缩灌注机构。
以上技术方案中优选的，所述伸缩灌注机构包括伸缩驱动件以及中空结构的内筒和外筒，所述内筒滑动设置于外筒中，所述外筒与注浆管连通，通过套接的内筒和外筒输送混凝土；所述外筒设置于伸缩机构安装座上，所述伸缩驱动件一端连接内筒，伸缩驱动件的另一端连接外筒或伸缩机构安装座。
以上技术方案中优选的，所述注浆主管通过快换接头选择性连通上层浇筑装置的注浆管或下层浇筑装置的注浆管。
以上技术方案中优选的，所述滑移组件包括滑移轨道、支撑件和滑移驱动件，所述滑移轨道设置于支撑件上，所述支撑架通过滚轮设置于滑移轨道上，所述滑移驱动件连接支撑架用于驱动支撑架运动。
应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
衬砌作业采用上层浇筑装置和下层浇筑装置，拱顶浇筑配置上层浇筑装置进行浇筑，拱墙浇筑配置下层浇筑装置进行浇筑，注浆主管通过快换接头选择性连通上层浇筑装置的注浆管或下层浇筑装置的注浆管，可实现拱顶与拱墙浇筑机构的快速换接，防止出现漏浆情况，同时逐层分窗浇筑保证衬砌质量。
上层浇筑装置和下层浇筑装置一起设置在滑移组件上，上层浇筑装置中的伸缩灌注机构通过旋转驱动件可以实现左右摆动，下层浇筑装置包括回转驱动和折叠机械臂，通过回转驱动实现折叠机械臂进行360°旋转，所述折叠机械臂可以实现对拱墙进行逐层分窗浇筑，因此，本发明的浇筑系统可实现全面浇筑，保证衬砌质量；上层浇筑装置和下层浇筑装置一起设置在滑移组件上，浇筑系统的结构更加简单，降低了制造成本。
本发明还提供了一种衬砌台车，包括行走系统、门架系统、支撑系统、模板系统、振捣系统和所述的浇筑系统，所述行走系统设置于门架系统的下部，所述模板系统通过支撑系统设置于所述门架系统上，所述浇筑系统设置于门架系统上部的中间位置，所述浇筑系统中的上层浇筑装置、下层浇筑装置和支撑架一起在衬砌台车的纵向上运动；所述振捣系统包括振动器，所述振动器设置于模板系统上。
以上技术方案中优选的，所述模板系统沿环向设有多个照度传感器。
在模板系统沿环向布置有多个照度传感器，实现实时检测混凝土的浇筑液位，所述照度传感器采集到的数据传递到电脑，在显示器上进行显示，实现衬砌台车浇筑作业的可视化管理。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明衬砌台车的整体结构示意图；
图2是图1中浇筑系统的结构示意图；
图3是图1中门架系统的结构示意图；
图4是图1中模板系统的结构示意图；
其中，1、行走系统，2、门架系统，3、支撑系统，4、模板系统，5、附属装置，6、浇筑系统，7、液压系统，8、振捣系统，9、电气系统，10、横移支座；
21、前门架组件，22、后门架组件，23、门架连接梁，24、门架下纵梁，25、支撑立柱，26、丝杆支撑座，2101、左上门架，2102、左下门架，2103、右上门架，2104、右下门架；
41、左底模，42、左侧模，43、左顶偏模，44、顶模板，45、右顶偏模，46、右侧模，47、照度传感器，48、右底模；
6101、上平台支撑架，6102、下平台支撑架，6103、伸缩灌注机构，6104、伸缩机构安装座，6201、滑移轨道，6202、支撑件，6203、滑移驱动件，6204、驱动安装座，6301、回转驱动，6302、第一臂，6303、第二臂，6304、第三臂，6305、驱动连杆，6306、铰接销轴，6307、折叠驱动件，6401、快换接头；
81、振动器，82、空压机，83、储气罐。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1：
参见图1-4，一种衬砌台车，包括行走系统1、门架系统2、支撑系统3、模板系统4、振捣系统8和浇筑系统6，所述行走系统1设置于门架系统2的下部，所述模板系统4通过支撑系统3设置于所述门架系统2上，所述浇筑系统6设置于门架系统2上部的中间位置。
所述行走系统1、门架系统2、支撑系统3和模板系统4均为现有技术，本实施例中对门架系统2、支撑系统3和模板系统4进行简单描述，具体如下：
参见图3，所述门架系统2包括前门架组件21、后门架组件22、门架连接梁23和门架下纵梁24；所述前门架组件21包含左上门架2101、左下门架2102、右上门架2103、右下门架2104，所述左上门架2101与所述右上门架2103相对设置且通过螺栓连接，所述左下门架2102设置于所述左上门架2101下方且两者通过螺栓连接，所述右下门架2104设置于所述右上门架2103下方且两者通过螺栓连接；所述后门架组件22结构同前门架组件21结构一致；
所述门架下纵梁24连接后门架组件22和前门架组件21且位于门架系统2的下部，所述门架连接梁23同样连接后门架组件22和前门架组件21且位于门架系统2的上部，两条门架连接梁23之间留有安装浇筑系统6的空间，两条所述门架连接梁23上设有丝杆支撑座26。
所述门架下纵梁24的下方设有横移支座10，所述门架系统2通过横移支座10设置于所述行走系统1上。
门架系统结构精简便于安装拆卸，且门架连接梁独特结构型式使得门架整体留有较大空间，即减轻工作量又保证人身安全。
所述支撑系统包括支撑立柱25和丝杆单体，所述支撑立柱和丝杆单体用于支撑模板系统。
参见图4，所述模板系统4包含顶模板44、右顶偏模45、左顶偏模43、右侧模46、左侧模42、右底模48、左底模41；所述顶模板44、右顶偏模45和左顶偏模43之间为固定连接，且顶模板44、右顶偏模45和左顶偏模43设置于支撑立柱25上；所述左顶偏模43与左侧模42间、左侧模42与左底模41间、右顶偏模45与右侧模46间、右侧模46与右底模48间均为铰接，所述右侧模46、左侧模42、右底模48、左底模41均通过丝杆单体进行连接，所述丝杆单体设置于丝杆支撑座26上，通过丝杆单体驱动模板与隧道轮廓相适应。
所述模板系统4沿环向布置有多个照度传感器，用于实时检测混凝土的浇筑液位，所述照度传感器47采集到的数据传递到电脑，在显示器上进行显示，实现衬砌台车浇筑作业的可视化管理；同时，在隧道拱顶防水板的低洼处预埋双股电极，利用混凝土的导电性，当混凝土液位漫上来将预埋电极覆盖后，电极导通，将电信号传至电脑，减少甚至避免了隧道衬砌拱顶空洞的问题，节约后期隧道维修的成本，降低施工工程的总成本。
所述振捣系统8包括振动器81，所述振动器81设置于模板系统4的背面筋板上，所述振动器81为VSP6623高频气动振动器，所述振动器81连接储气罐83，所述储气罐83连接空压机82，通过空压机和储气罐为振动器提供气源。同时，空压机和储气罐还可以为清洁混凝土输送管路提供气源，具体是在混凝土输送管路内放置海绵球，通过高压气体吹动海绵球从而将输送管路内的混凝土吹至回收小车。
参见图1和图2，所述浇筑系统6包括上层浇筑装置、下层浇筑装置、滑移组件、支撑架以及注浆主管，所述支撑架滑动设置于所述滑移组件上，所述上层浇筑装置和下层浇筑装置分别设置于支撑架的上侧和下侧，所述上层浇筑装置和下层浇筑装置随支撑架一起运动，具体的，所述上层浇筑装置、下层浇筑装置和支撑架一起在衬砌台车的纵向上运动。所述注浆主管选择性连通上层浇筑装置的注浆管或下层浇筑装置的注浆管，实现上层浇筑装置或下层浇筑装置进行浇筑作业；具体地，所述注浆主管通过快换接头6401选择性连通上层浇筑装置的注浆管或下层浇筑装置的注浆管。
所述下层浇筑装置包括回转驱动6301和折叠机械臂，所述回转驱动设置于所述支撑架上，所述折叠机械臂与回转驱动6301的转动端连接，所述折叠机械臂上设有注浆管，所述回转驱动为现有产品，可直接购买。
所述折叠机械臂包括驱动装置以及依次转动连接的第一臂6302、第二臂6303和第三臂6304，各臂之间通过铰接销轴6306转动连接，所述第一臂6302与回转驱动6301的转动端连接，所述第一臂6302与第二臂6303之间以及第二臂6303与第三臂6304之间均设置驱动装置。
所述驱动装置包括驱动连杆6305和折叠驱动件6307，所述折叠驱动件优选为油缸，所述驱动连杆6305包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的端部与第二连杆的端部转动连接，所述第一连杆为数字7的形状；
在所述第一臂6302与第二臂6303之间，所述第一连杆的另一端转动连接第一臂6302，第二连杆的另一端转动连接第二臂6303，所述折叠驱动件6307两端分别与第一臂6302、第一连杆转动连接；
在所述第二臂6303与第三臂6304之间，所述第一连杆的另一端转动连接第二臂6303，第二连杆的另一端转动连接第三臂6304，所述折叠驱动件6307两端分别与第二臂6303、第一连杆转动连接。
所述上层浇筑装置包括伸缩灌注机构6103、伸缩机构安装座6104和旋转驱动件，所述旋转驱动件优选为回转马达，所述伸缩灌注机构6103通过伸缩机构安装座6104转动设置于所述支撑架上，所述旋转驱动件设置于支撑架上且其转动轴连接伸缩灌注机构6103。
所述伸缩灌注机构6103包括伸缩驱动件以及中空结构的内筒和外筒，所述内筒滑动设置于外筒中，所述外筒与注浆管连通，通过套接的内筒和外筒输送混凝土；所述外筒设置于伸缩机构安装座6104上，所述伸缩驱动件一端连接内筒，伸缩驱动件的另一端连接外筒或伸缩机构安装座6104。
所述伸缩驱动件优选为油缸。
所述滑移组件包括滑移轨道6201、支撑件6202和滑移驱动件6203，所述滑移轨道6201设置于支撑件6202上，所述支撑件优选为工字钢，所述支撑架通过滚轮设置于滑移轨道6201上，所述滑移驱动件6203连接支撑架用于驱动支撑架运动。
所述滑移组件通过支撑件设置于门架系统上，具体是位于两条门架连接梁23之间，同时设置支撑件可以有效地增加滑移轨道的刚度。
所述滑移驱动件6203可以为油缸、气缸或者是液压马达、减速机和链轮链条的组合构成，本实施例中优选为液压马达、减速机和链轮链条的组合，所述液压马达和减速机设置于驱动安装座6204上，所述链轮链条设置于滑轨轨道上，通过液压马达、减速机和链轮链条驱动支撑架运动，液压马达、减速机和链轮链条之间的具体连接关系请参见现有技术。
参见图2，所述支撑架包括上平台支撑架6101和下平台支撑架6102，所述上平台支撑架固定设置于下平台支撑架上，所述下平台支撑架通过滚轮设置于滑移轨道上，所述上层浇筑装置设置于上平台支撑架上，所述下层浇筑装置设置于下平台支撑架上。
优选的，参见图1，所述衬砌台车还包括附属装置5、液压系统7和电气系统9，其中所述附属装置5包括楼梯、走台、护栏，便于人员安装台车、查看混凝土浇筑状态以及后续的维修保养，液压系统用于控制油缸、液压马达等进行动作，电气系统用于控制电器件进行工作，具体可参见现有技术。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种浇筑系统，其特征在于，所述浇筑系统(6)包括上层浇筑装置、下层浇筑装置、滑移组件、支撑架以及注浆主管，所述支撑架滑动设置于所述滑移组件上，所述上层浇筑装置和下层浇筑装置分别设置于支撑架的上侧和下侧，所述上层浇筑装置和下层浇筑装置随支撑架一起运动；所述注浆主管选择性连通上层浇筑装置的注浆管或下层浇筑装置的注浆管，实现上层浇筑装置或下层浇筑装置进行浇筑作业。
2.根据权利要求1所述的浇筑系统，其特征在于，所述下层浇筑装置包括回转驱动(6301)和折叠机械臂，所述回转驱动设置于所述支撑架上，所述折叠机械臂与回转驱动(6301)的转动端连接，所述折叠机械臂上设有注浆管。
3.根据权利要求2所述的浇筑系统，其特征在于，所述折叠机械臂包括驱动装置以及依次转动连接的第一臂(6302)、第二臂(6303)和第三臂(6304)，所述第一臂(6302)与回转驱动(6301)的转动端连接，所述第一臂(6302)与第二臂(6303)之间以及第二臂(6303)与第三臂(6304)之间均设置驱动装置。
4.根据权利要求3所述的浇筑系统，其特征在于，所述驱动装置包括驱动连杆(6305)和折叠驱动件(6307)，所述驱动连杆(6305)包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的端部与第二连杆的端部转动连接；
在所述第一臂(6302)与第二臂(6303)之间，所述第一连杆的另一端转动连接第一臂(6302)，第二连杆的另一端转动连接第二臂(6303)，所述折叠驱动件(6307)两端分别与第一臂(6302)、第一连杆转动连接；
在所述第二臂(6303)与第三臂(6304)之间，所述第一连杆的另一端转动连接第二臂(6303)，第二连杆的另一端转动连接第三臂(6304)，所述折叠驱动件(6307)两端分别与第二臂(6303)、第一连杆转动连接。
5.根据权利要求1所述的浇筑系统，其特征在于，所述上层浇筑装置包括伸缩灌注机构(6103)、伸缩机构安装座(6104)和旋转驱动件，所述伸缩灌注机构(6103)通过伸缩机构安装座(6104)转动设置于所述支撑架上，所述旋转驱动件设置于支撑架上且其转动轴连接伸缩灌注机构(6103)。
6.根据权利要求5所述的浇筑系统，其特征在于，所述伸缩灌注机构(6103)包括伸缩驱动件以及中空结构的内筒和外筒，所述内筒滑动设置于外筒中，所述外筒与注浆管连通，通过套接的内筒和外筒输送混凝土；所述外筒设置于伸缩机构安装座(6104)上，所述伸缩驱动件一端连接内筒，伸缩驱动件的另一端连接外筒或伸缩机构安装座(6104)。
7.根据权利要求1所述的浇筑系统，其特征在于，所述注浆主管通过快换接头(6401)选择性连通上层浇筑装置的注浆管或下层浇筑装置的注浆管。
8.根据权利要求1所述的浇筑系统，其特征在于，所述滑移组件包括滑移轨道(6201)、支撑件(6202)和滑移驱动件(6203)，所述滑移轨道(6201)设置于支撑件(6202)上，所述支撑架通过滚轮设置于滑移轨道(6201)上，所述滑移驱动件(6203)连接支撑架用于驱动支撑架运动。
9.一种衬砌台车，其特征在于，包括行走系统(1)、门架系统(2)、支撑系统(3)、模板系统(4)、振捣系统(8)和如权利要求1-8中任意一项所述的浇筑系统(6)，所述行走系统(1)设置于门架系统(2)的下部，所述模板系统(4)通过支撑系统(3)设置于所述门架系统(2)上，所述浇筑系统(6)设置于门架系统(2)上部的中间位置，所述浇筑系统(6)中的上层浇筑装置、下层浇筑装置和支撑架一起在衬砌台车的纵向上运动；所述振捣系统(8)包括振动器(81)，所述振动器(81)设置于模板系统(4)上。
10.根据权利要求9所述的衬砌台车，其特征在于，所述模板系统(4)沿环向设有多个照度传感器(47)。
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