CN118008373A - 一种渐变段超大跨扁平隧道二衬台车及调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种渐变段超大跨扁平隧道二衬台车及调节方法，包括纵向轨道，还包括可伸缩龙门横架，该可伸缩龙门横架与纵向轨道连接，顶模支撑梁，两个该顶模支撑梁设置在可伸缩龙门横架上，顶模单元，多个该顶模单元设置在顶模支撑梁上，锁紧机构，该锁紧机构设置在顶模单元上，以及边模单元，该边模单元与锁紧机构连接，所述边模单元与顶模单元连接，所述锁紧机构用于将顶模单元与边模单元连接形成弧形拱边；该渐变段超大跨扁平隧道二衬台车及调节方法，顶模单元和边模单元连接形成弧形拱边，适应不同断面的拱形结构，结构简单、操作简便，多种构件协同工作大大提高了施工效率，实现单元之间的精准连接，也保证了施工的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种渐变段超大跨扁平隧道二衬台车及调节方法。
背景技术
衬砌台车是隧道施工过程中二次衬砌不可或缺的非标产品，隧道渐变段断面衬砌台车是隧道断面衬砌施工过程中的专用设备，使用衬砌台车不仅可以提高施工过程的安全性，也可以提高施工效率。
现有技术中普通的二衬台车无法适应超大跨隧道多个连续断面的渐变性，特别是在隧道过渡段断面的衬砌台车拱部无法调整，使其满足对隧道断面弧度的改变，同时，对于隧道断面宽度的缩短或拓宽也无法进行有效调节，不适用于超大跨扁平隧道断面不断变化的情况，若采用在现有衬砌台车的基础上拆卸或增加支架，不仅增加时间和人力成本，还会降低施工效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种渐变段超大跨扁平隧道二衬台车及调节方法，解决现有二衬台车对于隧道断面宽度的缩短或拓宽也无法进行有效调节，不适用于超大跨扁平隧道断面不断变化的情况，若采用在现有衬砌台车的基础上拆卸或增加支架，不仅增加时间和人力成本，还会降低施工效率的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种渐变段超大跨扁平隧道二衬台车，包括纵向轨道，还包括：
可伸缩龙门横架，该可伸缩龙门横架与纵向轨道连接；
顶模支撑梁，两个该顶模支撑梁设置在可伸缩龙门横架上；
顶模单元，多个该顶模单元设置在顶模支撑梁上；
锁紧机构，该锁紧机构设置在顶模单元上，以及
边模单元，该边模单元与锁紧机构连接，所述边模单元与顶模单元连接，所述锁紧机构用于将顶模单元与边模单元连接形成弧形拱边。
优选的，所述可伸缩龙门横架包括一对横调油缸，所述横调油缸一端连接有内固定横架，所述横调油缸另一端连接有对外横移套架。
优选的，所述横调油缸下方分别安装有一个竖直设置的中间支撑柱，所述中间支撑柱安装在纵向轨道上，所述中间支撑柱上设置有多个可伸缩横向支撑杆。
优选的，所述可伸缩龙门横架上设有平调油缸机构，所述平调油缸机构与对顶模支撑梁连接。
优选的，所述平调油缸机构包括平移油缸，所述平移油缸一端与对外横移套架固定连接，所述平移油缸另一端固定连接有支撑台，所述支撑台顶部与顶模支撑梁固定连接。
优选的，所述顶模单元上设有多个可伸缩竖直支撑杆，所述可伸缩竖直支撑杆与顶模支撑梁连接，所述顶模单元与顶模支撑梁之间设置有可伸缩斜向螺纹支撑杆。
优选的，所述边模单元上安装有多个可伸缩液压支撑杆，所述可伸缩液压支撑杆连接有侧向支撑柱。
优选的，所述锁紧机构包括一对工字钢连接座，两个所述工字钢连接座之间设置有一对锁片，所述工字钢连接座设置在顶模单元上，所述锁片设置在顶模单元上。
一种渐变段超大跨扁平隧道二衬台车调节方法，采用所述的渐变段超大跨扁平隧道二衬台车，所述调节方法包括如下步骤：
S1：拆除顶模单元，安装可伸缩斜向螺纹支撑杆，拆除可伸缩竖直支撑杆；
S2：启动横调油缸驱动可伸缩龙门横架两侧向中间移动以减小台车断面宽度；
S3：启动平调油缸机构驱动顶模支撑横梁移动对中，对顶模单元及边模单元进行锁定得到断面；
S4：收缩可伸缩横向支撑杆至最短使台车宽度及高度减小，重复该步骤适应更小的隧道断面；
S5：拆除侧向支撑柱及可伸缩横向支撑杆，并与中间支撑柱形成新连接，重复该步骤适应更小的隧道断面。
由上述技术方案可知，本发明具有如下有益效果：
该渐变段超大跨扁平隧道二衬台车及调节方法，通过安装了可伸缩龙门横架、可伸缩液压支撑杆、可伸缩斜向螺纹支撑杆、可伸缩竖直支撑杆和可伸缩横向支撑杆等，该设计的二衬台车更具灵活性，且能有效适应由于断面增大和扁平性所带来的尺寸变化，降低了衬砌的支护难度和成本难题，此外，通过平调油缸机构的调节作用和可伸缩斜向螺纹支撑杆的加固作用，使得顶模单元和边模单元更能连接形成弧形拱边，从而能适应不同断面的拱形结构，其结构简单、操作简便，多种构件的协同工作大大提高了施工效率，既能实现单元之间的精准连接，从而也保证了施工的安全性，解决了现有技术中普通的二衬台车无法适应超大跨隧道多个连续断面的渐变性，特别是在隧道过渡段断面的衬砌台车拱部无法调整，使其满足对隧道断面弧度的改变，同时，对于隧道断面宽度的缩短或拓宽也无法进行有效调节，不适用于超大跨扁平隧道断面不断变化的情况，若采用在现有衬砌台车的基础上拆卸或增加支架，不仅增加时间和人力成本，还会降低施工效率的问题。
附图说明
图1为本发明渐变段超大跨扁平隧道二衬台车整体结构示意图；
图2为本发明图1中A处放大图；
图3为本发明图1中B处放大图；
图4为本发明渐变段超大跨扁平隧道二衬台车调节后的某一断面示意图；
图5为本发明渐变段超大跨扁平隧道二衬台车调节后的另一断面示意图；
图6为本发明渐变段超大跨扁平隧道二衬台车调节方法流程示意图。
图中：1、纵向轨道；2、可伸缩龙门横架；201、横调油缸；202、内固定横架；203、对外横移套架；204、中间支撑柱；3、顶模支撑梁；4、顶模单元；5、锁紧机构；501、工字钢连接座；502、锁片；6、边模单元；7、可伸缩横向支撑杆；8、平调油缸机构；801、平移油缸；802、支撑台；9、可伸缩竖直支撑杆；10、可伸缩斜向螺纹支撑杆；11、可伸缩液压支撑杆；12、侧向支撑柱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图5所示，一种渐变段超大跨扁平隧道二衬台车，包括纵向轨道1、可伸缩龙门横架2、顶模支撑梁3、顶模单元4、锁紧机构5及边模单元6，可伸缩龙门横架2与纵向轨道1连接，两个顶模支撑梁3设置在可伸缩龙门横架2上，多个顶模单元4设置在顶模支撑梁3上，锁紧机构5设置在顶模单元4上，边模单元6与锁紧机构5连接，边模单元6与顶模单元4连接，锁紧机构5的作用在于将顶模单元4与边模单元6连接形成弧形拱边，该设计的二衬台车更具灵活性，且能有效适应由于断面增大和扁平性所带来的尺寸变化，降低了衬砌的支护难度和成本难题，顶模单元4和边模单元6连接形成弧形拱边，从而能适应不同断面的拱形结构，其结构简单、操作简便，多种构件的协同工作大大提高了施工效率，既能实现单元之间的精准连接，从而也保证了施工的安全性。
如图1-图5所示，所述可伸缩龙门横架2包括一对横调油缸201、内固定横架202、对外横移套架203及中间支撑柱204，横调油缸201一端连接有内固定横架202，横调油缸201另一端连接有对外横移套架203，横调油缸201下方分别安装有一个竖直设置的中间支撑柱204，中间支撑柱204安装在纵向轨道1上，中间支撑柱204上设置有多个可伸缩横向支撑杆7，可伸缩龙门横架2上设有平调油缸机构8，平调油缸机构8与对顶模支撑梁3连接，平调油缸机构8包括平移油缸801及支撑台802，平移油缸801一端与对外横移套架203固定连接，平移油缸801另一端固定连接有支撑台802，支撑台802顶部与顶模支撑梁3固定连接，顶模单元4上设有多个可伸缩竖直支撑杆9，可伸缩竖直支撑杆9与顶模支撑梁3连接，顶模单元4与顶模支撑梁3之间设置有可伸缩斜向螺纹支撑杆10，边模单元6上安装有多个可伸缩液压支撑杆11，可伸缩液压支撑杆11连接有侧向支撑柱12，锁紧机构5包括一对工字钢连接座501及锁片502，两个工字钢连接座501之间设置有一对锁片502，工字钢连接座501设置在顶模单元4上，锁片502设置在顶模单元4上。
在具体实施过程中，当需要断面尺寸进行横向大小调节时，在平调油缸机构8的调节中，启动平移油缸801，平移油缸801的一端固定连接于对外横移套架203，另一端支撑台802带动顶模支撑梁3进行断面跨度减小和对中，由于平调油缸801的存在保证了衬砌台车在横向尺寸变化时的结构稳定性和操作便捷性。
在可伸缩竖直支撑杆9拆除之前，安装可伸缩斜向螺纹支撑杆10至顶模单元4中部与两侧顶模支撑梁3之间进行加固处理，并与相应的顶模支撑梁3与顶模单元4之间形成铰接，通过铰接，既提高了拱顶结构的稳定性，又能更好适应拱顶结构的弧度变化。
所述可伸缩龙门横架2具体调节方式为：横调油缸201一端与内固定横架202连接，另一端连接于对外横移套架203上，其通过一对横调油缸201驱使两侧的对外横移套架203向内固定横架202移动减小跨度，同时驱使平移油缸801带动顶模支撑梁3对中移动，该结构增长了车架的横向长度，并且能更适应于超大跨度的变断面扁平隧道的施工。
所述顶模单元4通过调节可伸缩斜向螺纹支撑杆10、可伸缩竖直支撑杆9以及可伸缩横向支撑杆7的长度以改变杆件之间的间距以及顶模单元4与顶模支撑梁3之间的间距和弧度，同时通过各支撑杆件与顶模单元4之间的铰接结构，以达到调节顶模单元4之间的弧度变化，进一步提高拱部结构的适应性。
所述边模单元6通过调节可伸缩横向支撑杆7及与中间支撑柱204连接的侧边可伸缩横向支撑杆7的长度，来调节边模单元6到中间支撑柱204的间距和边模单元6的弧度，同时通过各支撑杆件与边模单元6之间的铰接结构，以达到调节边模单元6之间的弧度变化，进一步提高边墙结构的适应性。
所述可伸缩横向支撑杆7设置为4根，且在下方3根可伸缩横向支撑杆7之间设置有1根可伸缩斜向螺纹支撑杆10，可伸缩横向支撑杆7一端与边模单元6相连，另一端与侧向支撑柱12形成连接，在断面进行拓宽或缩小时，可伸缩横向支撑杆7一端与边模单元6活动连接，一端与侧向支撑柱12铰接，以台车的整体稳定性。
锁紧机构5包括一对工字钢连接座501和一对锁片502，一对工字钢连接座501分设在相邻的顶模单元4上，锁片502之间通过连接在调节弧度的同时实现紧固锁定。
提供一种渐变段超大跨扁平隧道二衬台车调节方法，采用所述的渐变段超大跨扁平隧道二衬台车，所述调节方法包括如下步骤：
S1：拆除顶模单元，安装可伸缩斜向螺纹支撑杆，拆除可伸缩竖直支撑杆；
S2：启动横调油缸驱动可伸缩龙门横架两侧向中间移动以减小台车断面宽度；
S3：启动平调油缸机构驱动顶模支撑横梁移动对中，对顶模单元及边模单元进行锁定得到断面；
S4：收缩可伸缩横向支撑杆至最短使台车宽度及高度减小，重复该步骤适应更小的隧道断面；
S5：拆除侧向支撑柱及可伸缩横向支撑杆，并与中间支撑柱形成新连接，重复该步骤适应更小的隧道断面。
具体地，拆除隧道断面顶部两侧相应的顶模单元4，将可伸缩斜向螺纹支撑杆10安装至顶模单元4与顶模支撑梁3之间进行加固，并与相应的顶模支撑梁3与顶模单元4之间形成连接，拆除支撑顶模单元4相应的可伸缩竖直支撑杆9及横向拉件，启动横调油缸201使台车的可伸缩龙门横架2两侧向中间移动以减小台车断面宽度，同时，启动平调油缸机构8驱使一对顶模支撑梁3移动使其对中，对顶模单元4、其他顶模单元4以及边模单元6进行锁定得到新断面，将与中间支撑柱204连接的可伸缩横向支撑杆7全部收缩至最短使台车宽度减小，台车的其余可伸缩竖直支撑杆9也相应收缩使台车高度减小，重复上述以适应更小的隧道断面，拆除与可伸缩横向支撑杆7相连接的侧向支撑柱12及可伸缩竖直支撑杆9，并与中间支撑柱201形成新连接，重复上述步骤，以适应更小的隧道断面，通过平调油缸机构8的调节作用和可伸缩斜向螺纹支撑杆10的加固作用，使得顶模单元4和边模单元6的更能连接形成弧形拱边，从而能适应不同断面的拱形结构的弧形变化，有效的提高了台车结构整体的适应能力。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种渐变段超大跨扁平隧道二衬台车，包括纵向轨道(1)，其特征在于，还包括：
可伸缩龙门横架(2)，该可伸缩龙门横架(2)与纵向轨道(1)连接；
顶模支撑梁(3)，两个该顶模支撑梁(3)设置在可伸缩龙门横架(2)上；
顶模单元(4)，多个该顶模单元(4)设置在顶模支撑梁(3)上；
锁紧机构(5)，该锁紧机构(5)设置在顶模单元(4)上，以及
边模单元(6)，该边模单元(6)与锁紧机构(5)连接，所述边模单元(6)与顶模单元(4)连接，所述锁紧机构(5)用于将顶模单元(4)与边模单元(6)连接形成弧形拱边。
2.根据权利要求1所述的一种渐变段超大跨扁平隧道二衬台车，其特征在于：所述可伸缩龙门横架(2)包括一对横调油缸(201)，所述横调油缸(201)一端连接有内固定横架(202)，所述横调油缸(201)另一端连接有对外横移套架(203)。
3.根据权利要求2所述的一种渐变段超大跨扁平隧道二衬台车，其特征在于：所述横调油缸(201)下方分别安装有一个竖直设置的中间支撑柱(204)，所述中间支撑柱(204)安装在纵向轨道(1)上，所述中间支撑柱(204)上设置有多个可伸缩横向支撑杆(7)。
4.根据权利要求1所述的一种渐变段超大跨扁平隧道二衬台车，其特征在于：所述可伸缩龙门横架(2)上设有平调油缸机构(8)，所述平调油缸机构(8)与对顶模支撑梁(3)连接。
5.根据权利要求4所述的一种渐变段超大跨扁平隧道二衬台车，其特征在于：所述平调油缸机构(8)包括平移油缸(801)，所述平移油缸(801)一端与对外横移套架(203)固定连接，所述平移油缸(801)另一端固定连接有支撑台(802)，所述支撑台(802)顶部与顶模支撑梁(3)固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种渐变段超大跨扁平隧道二衬台车，其特征在于：所述顶模单元(4)上设有多个可伸缩竖直支撑杆(9)，所述可伸缩竖直支撑杆(9)与顶模支撑梁(3)连接，所述顶模单元(4)与顶模支撑梁(3)之间设置有可伸缩斜向螺纹支撑杆(10)。
7.根据权利要求1所述的一种渐变段超大跨扁平隧道二衬台车，其特征在于：所述边模单元(6)上安装有多个可伸缩液压支撑杆(11)，所述可伸缩液压支撑杆(11)连接有侧向支撑柱(12)。
8.根据权利要求1所述的一种渐变段超大跨扁平隧道二衬台车，其特征在于：所述锁紧机构(5)包括一对工字钢连接座(501)，两个所述工字钢连接座(501)之间设置有一对锁片(502)，所述工字钢连接座(501)设置在顶模单元(4)上，所述锁片(502)设置在顶模单元(4)上。
9.一种渐变段超大跨扁平隧道二衬台车调节方法，其特征在于，采用权利要求1-8所述的渐变段超大跨扁平隧道二衬台车，所述调节方法包括如下步骤：
S1：拆除顶模单元，安装可伸缩斜向螺纹支撑杆，拆除可伸缩竖直支撑杆；
S2：启动横调油缸驱动可伸缩龙门横架两侧向中间移动以减小台车断面宽度；
S3：启动平调油缸机构驱动顶模支撑横梁移动对中，对顶模单元及边模单元进行锁定得到断面；
S4：收缩可伸缩横向支撑杆至最短使台车宽度及高度减小，重复该步骤适应更小的隧道断面；
S5：拆除侧向支撑柱及可伸缩横向支撑杆，并与中间支撑柱形成新连接，重复该步骤适应更小的隧道断面。
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