CN203321538U

CN203321538U - 一种变断面隧道衬砌模具

Info

Publication number: CN203321538U
Application number: CN2013203661524U
Authority: CN
Inventors: 戴兴民; 董贤顺; 郭建国; 陈建; 汪春生; 陈广亮; 黄立新; 郭秀琴; 杨立伟; 曹德更; 徐迎春; 戴兵; 田先玉
Original assignee: China Railway 16th Bureau Group Co Ltd; Metro Engineering Co Ltd of China Railway 16th Bureau Group Co Ltd
Current assignee: China Railway 16th Bureau Group Co Ltd; Metro Engineering Co Ltd of China Railway 16th Bureau Group Co Ltd
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2023-06-25

Abstract

本实用新型涉及一种变断面隧道衬砌模具，包括门架和设置在所述门架外侧的圆弧形刚拱架，所述圆弧形刚拱架的中间拱部为中部刚拱架，所述中部刚拱架两侧均依次连接有变断面拱架、肩部固定拱架和边墙活动拱架，单套所述衬砌模具包括若干组尺寸相异的中部刚拱架和变断面拱架，两个所述肩部固定拱架之间连有横梁，所述横梁通过若干可调节高度的顶丝与中部刚拱架和变断面拱架连接。本实用新型的有益效果为：模具制作简单，能移动、升降、变化断面，实现了变断面支模一模多用及半自动化施工，减少了变断面隧道衬砌模架投入量，节约了成本；其操作方便、省工省料、进度快、质量好，给企业带来了较大的经济效益。

Description

一种变断面隧道衬砌模具

技术领域

本实用新型涉及一种变断面隧道衬砌模具。

背景技术

衬砌模具是隧道进入二次衬砌施工的主要设备，目前较先进的隧道衬砌模具是衬砌台车，方法是按照标准的隧道衬砌断面制作衬砌台车，台车长约10~12m，进行连续的衬砌作业；但是这种方法遇到断面变化地段就不灵了，北京地铁八号线八标“南-中”（南锣鼓巷-中国美术馆）区间渡线变断面隧道工程长68.975m，结构净宽5.55m～12.40m，净高5.41～7.98m，二次衬砌混凝土厚度0.3～0.7m，结构形状呈喇叭口状，分八种断面形状，其断面逐步加大。传统的支模方法是：1）一种断面一种模具，本工程有8种断面，需要8种模具；2）非标准断面只能采用人工支模。传统支模方法的缺点是：1）模具制作数量大，投入成本高；2）人工支模费工、费料、进度慢、效率低。现有技术中专利申请号200810044804.6的名称为大断面、多断面隧道衬砌施工方法的发明专利中，其也提供了一种多断面的衬砌台车，其实现了模具的部分调节、部分固定功能。但在实际应用中其缺陷是，其施工过程过于复杂，其施工模具虽然实现了部分固定、部分可调节，为了迁就其可调节部分，新到一个断面时，其均重新拆卸、组装一次衬砌台车，本质上与传统技术手段无异。其技术方案在处理单个断面距离较长、相邻断面的尺寸差距较大的情况下具有优势，但该手段在遇到上述地铁八号线的短距离多断面、断面尺寸差距相对较小的情况下却不实用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种变断面隧道衬砌模具，以克服目前现有技术存在的上述不足。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：

一种变断面隧道衬砌模具，包括门架和设置在所述门架外侧的圆弧形刚拱架，所述圆弧形刚拱架的中间拱部为中部刚拱架，所述中部刚拱架两侧均依次连接有变断面拱架、肩部固定拱架和边墙活动拱架，单套所述衬砌模具包括若干组尺寸相异的中部刚拱架和变断面拱架，所述中部刚拱架、变断面拱架、肩部固定拱架以及边墙活动拱架之间均采用铰链连接；两个所述肩部固定拱架之间连有横梁，所述横梁通过若干可调节高度的顶丝与中部刚拱架和变断面拱架连接。

进一步的，所述门架包括门架横梁、门架横梁两侧的立柱、以及立柱底部的底纵梁；所述底纵梁下部的轮轴系统包括盒套，所述盒套底部通过轮轴连接有滚轮，所述盒套内中部设有固定垫块，所述固定垫块上设有千斤顶。

进一步的，所述门架包括门架横梁、门架横梁两侧的立柱、以及立柱底部的底纵梁；所述底纵梁底部间隔设有可调节高度的底部顶丝。

进一步的，所述立柱与边墙活动拱架间隔之间设有若干用以调节相互之间距离的边墙顶丝。边墙顶丝控制边墙拱架的伸、缩。

本实用新型的有益效果为：模具制作简单，能移动、升降、变化断面，实现了变断面支模一模多用及支模半自动化施工，减少了变断面隧道衬砌模架投入量，节约了成本；其操作方便、省工省料、进度快、质量好，给企业带来较大的经济效益。

附图说明

下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型实施例所述变断面隧道衬砌模具结构示意图；

图2是本实用新型实施例所述立柱底部的结构示意图之一；

图3是本实用新型实施例所述立柱底部的结构示意图之二；

图4是本实用新型实施例所述变断面隧道衬砌模具三种不同情况断面的对比图；

图5是本实用新型实施例所述变断面隧道衬砌模具的使用状态图之一；

图6是本实用新型实施例所述变断面隧道衬砌模具的使用状态图之二；

图7是本实用新型实施例所述变断面隧道衬砌模具的使用状态图之三。

图中：

1、断面变化范围；2、边墙活动拱架；3、肩部固定拱架；4、变断面拱架；5、中部刚拱架；6、铰链；7、顶丝； 8、门架横梁；9、立柱；10、底纵梁；11、盒套；12、滚轮；13、固定垫块；14、千斤顶；15、底部顶丝；16、边墙顶丝，M、门架。

具体实施方式

如图1~图7所示，本实用新型实施例所述的一种变断面隧道衬砌模具，其制造和使用过程如下：

1、模具设计，支承模板的钢拱架有受力大、刚度大的特点，设计思路考虑了“变断面杆件近似法”，研究及设计过程如下：

（1）断面对比

如图4所示，A、B、C为三个不同断面的隧道，采用A、B、C型拱架断面进行比较；按照模具的操作功能，将其划分成四大部分，得出以下结论：

1）边墙活动拱架2，A、B、C型其外轮廓线基本一致，有微量误差，忽略不计；

2）肩部固定拱架3，A、B、C型其外轮廓线基本一致，最高点有0～36mm误差，可取3个断面的平均值或最大断面外边线重新拟定最高点；

3）变断面拱架4，以最低点为铰链6；对于A型断面，两片变断面拱架4在拱中部合拢，即完成拱架全部；对于B型断面，变断面拱架4向上旋转，中线两面对称，加上中部刚拱架5（长1.281m）即完成拱架全部；对于C型断面，变断面拱架4继续向上旋转，中线两面对称，加上中部刚拱架5（长2.616m）即完成拱架全部；变断面拱架4段弧长2.894m，3个断面半径不一致，取其平均值，通过检验，最大误差2～7mm，其精确度完全满足要求。

4）中部钢拱架5，A型=0；B型=1.281m；C型=2.616m；它们都按各型拱架的设计尺寸不同分别制作，当需要变换断面时进行更换。

（2）设计参数

1）基本构造。由门架及钢拱架（包括钢模板）两大部分组成，钢拱架坐落在门架之上；门架主要由门架横梁、立柱9、纵向连接件、剪刀撑、底纵梁、轮轴系统所组成；钢拱架主要由边墙活动拱架2、肩部固定拱架3、变断面拱架4、中部钢拱架5、横梁8、顶丝7所组成。

2）结构尺寸。横断面外轮廓线按施工图外放30mm，钢模板厚度55mm，其它尺寸按构造布置；纵断面尺寸按每循环浇筑砼长度而定，一般拱架间距1.2m，特殊情况采用1.5m，模具总长按3.60～8.4m考虑（底纵梁长度不宜超过8.4m）；钢模板宽度一般按0.3～0.6m，长度一般按1.2m，当钢模板长度采用1.5m时，其钢模板及相应的拱架要采取加强措施；钢模板按曲线断面制作，由于半径不一致，为防止施工时难以区别，采取的是平均半径法，达到模板通用的目的；模具设计需要考虑构件简单、通用、便于安装拆除、操作净空、升降高度、进料口位置、受力要求、构件之间不相矛盾等因素。

3）材料型号。一般情况按：门架横梁I22a，立柱I22a，纵向连接件槽钢16，剪刀撑角钢75×75×10，底纵梁2I22a，轮轴系统10mm厚钢板；钢拱架I16（曲拱架采用钢板焊接），拱架纵向连接件2I14，顶丝φ60、丝杆φ80×4钢管；钢模板采用4mm厚钢板、40×40×4方钢制作。

4）主要技术指标。钢模板制作及拼装表面平整度：±2mm；各种受力构件计算安全系数：＞1.5。

2、模具制作

现场制作或委托厂家制作。首先审核设计图纸；无误后编制材料计划；按计划所需的不同名称、型号、数量、使用部位等进行采购、进料、检验、存放、备用，重点注意检查钢板、焊条、型钢的钢号，规格，材质单等项，防止使用劣质、瘦身钢材，引起构件变形；按设计尺寸放大样，加工构件，然后进行试拼装，注意构件标准化通用，钻孔准确无误，焊缝规范牢固。

3、模具组装

在施作完仰拱、回填及矮边墙（矮边墙高0.53m）后，由现场施工人员按照设计图纸进行组装。注意安装顺序：模架由下至上，钢模由上至下；构件连接横平、竖直、方正，初次拧螺栓不要太紧，在组装过程中微量调整，避免误差累积，待整体组装完毕并安装模板后，焊接斜撑，拧紧所有螺栓；钢模板与钢拱架之间采用钢筋钩拉紧，边墙处采用钢筋或扁铁托住模板肋部，防止模板与拱架分离、下垂；钢模板在安装前需要涂模板漆，旧模板需要打磨。

4、移动就位

采用撬棍、倒链等简单机具进行移动，注意轮轴处砼地面平整，沿模具中线移动，避免就位后大量的横向移动，模具就位以搭接砼8～10cm为宜，注意每一循环就位前钢模板都要进行清污涂油，或视情况补涂模板漆。

5、精确定位

在钢模板与砼的搭接处设置双面胶条或海绵，防止缝隙漏浆产生砂浆夹层；通过轮轴千斤顶13、顶丝7、对撑调整模架，按拱顶标高、边墙支距进行校核，使其垂直、平面位置符合设计边线。

6、支点加固

变断面隧道衬砌模具按简易模架设计，因此需要加固。其加固的部位及方法是：门架内采用架子管、顶丝加固，充分利用初期支护中隔壁作为支点；台车纵向采用方木或型钢支撑或拉接在相邻初期支护上；台车垂直方向设置一定数量的拉接件；防止浇筑砼受力出现模具变形、位移、上浮等现象。

7、浇筑混凝土

在钢筋、模具、档头模支立合格后进行。采用商品砼，输送泵入模，振动棒、橡皮锤捣固，人工喷水或自然养护；先浇筑边墙，后浇筑拱部，注意顶部预埋排气、观察、注浆钢管，砼浇满后及时停泵，防止压爆模具；待砼达到养护期后降台车、收顶丝、脱模。循环作业。

8、变断面操作

当衬砌作业到达变断面部位时，需要将模具加大或缩小，其步骤是：1）外移或内收肩部固定拱架3；2）上升或下降变断面拱架4；3）安装或拆换中部钢拱架5；4）安装纵向连接件及加固。采用千斤顶13、顶丝7或倒链移动；注意中线对称，边墙模板因重量偏于一侧，需加临时支撑，拱架与门架之间用U型螺栓连接牢固。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种变断面隧道衬砌模具，包括门架（M）和设置在所述门架（M）外侧的圆弧形刚拱架，其特征在于：所述圆弧形刚拱架的中间拱部为中部刚拱架（5），所述中部刚拱架（5）两侧均依次连接有变断面拱架（4）、肩部固定拱架（3）和边墙活动拱架（2），单套所述衬砌模具包括若干组尺寸相异的中部刚拱架（5）和变断面拱架（4），所述中部刚拱架（5）、变断面拱架（4）、肩部固定拱架（3）以及边墙活动拱架（2）之间均采用铰链（6）连接；两个所述肩部固定拱架（3）之间连有横梁，所述横梁通过若干可调节高度的顶丝（7）与中部刚拱架（5）和变断面拱架（4）连接。

2.根据权利要求1所述的变断面隧道衬砌模具，其特征在于：所述门架（M）包括门架横梁（8）、门架横梁（8）两侧的立柱（9）、以及立柱（9）底部的底纵梁（10）；所述底纵梁（10）下部的轮轴系统包括盒套（11），所述盒套（11）底部通过轮轴连接有滚轮（12），所述盒套（11）内中部设有固定垫块（13），所述固定垫块（13）上设有千斤顶（14）。

3.根据权利要求1所述的变断面隧道衬砌模具，其特征在于：所述门架（M）包括门架横梁（8）、门架横梁（8）两侧的立柱（9）、以及立柱（9）底部的底纵梁（10）；所述底纵梁（10）底部间隔设有可调节高度的底部顶丝（15）。

4.根据权利要求2或3所述的变断面隧道衬砌模具，其特征在于：所述立柱（9）与边墙活动拱架（2）间隔设有若干边墙顶丝（16）。