CN208619126U - 隧道模板台车防倾斜及超设计限值受力不均预警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种隧道模板台车防倾斜及超设计限值受力不均预警装置，包括模板总成、托架总成、门架总成和丝杠千斤顶；还包括应变式测力传感器组、倾角传感器组、报警器、信息处理器和人机交换面板；每个托架总成均设有一组所述倾角传感器组，用于测量每个托架的水平倾斜度和竖直倾斜度；每个门架与对应的拱形钢模板之间，以及每个托架与对应的拱形钢模板之间均设有一组应变式测力传感器组，均用于测量拱形钢模板的受力大小；信息处理器分别与所述报警器、人机交换面板、所有应变式测力传感器组和所有的倾角传感器组电连接。本实用新型增加了隧道模板台车防倾斜和受力不均的预警装置，及时提醒施工人员发现危险，减少发生事故的概率。

Description

隧道模板台车防倾斜及超设计限值受力不均预警装置

技术领域

本实用新型涉及隧道施工设备领域，具体涉及一种隧道模板台车防倾斜及超设计限值受力不均预警装置。

背景技术

隧道模板台车又称二次衬砌台车，简称二衬台车，是隧道混凝土衬砌不可或缺的施工设备！是隧道施工中的重要环节。

台车一般由模板总成、托架总成、平移机构总成、门架总成、主从行走机构、丝杠千斤顶、液压系统、电气系统等组成。台车又分为两种结构一种是穿行式,另一种是针梁式。模板总成是根据隧道形状设计的，多数为拱形。丝杠千斤顶连接于模板总成和门架总成之间，丝杠千斤顶将模板总成承受的力量传递给门架总成，由门架总成承受主要重量。通过液压系统、电气系统和主从行走机构可以使整个台车在地面的轨道上滑行。

在施工作业中，二衬台车的模板总成受外力后有可能造成受力不均匀使模板总成往左边或者右边倾斜，也有可能因为地面不平而向前后左右倾斜，而这些倾斜都有可能造成二衬台车翻车的情况，属于非常严重的事故。特别是受外力倾斜，这种倾斜往往不容易发觉，当发觉后很有可能已经无法挽救。此外，二衬台车的内部有施工车辆通过，而这些施工车辆在行驶过程中有可能碰撞门架，而这种碰撞也有可能造成二衬台车坍塌或者翻车。对于上述情况，目前的二衬台车没有设置任何防倾斜及超设计限值受力不均预警装置，无法及时提醒施工人员及时发现，因而不能及时处理而减少发生事故的概率。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供了一种隧道模板台车防倾斜及超设计限值受力不均预警装置，以增加隧道模板台车防倾斜和受力不均的预警装置，及时提醒施工人员发现危险，减少发生事故的概率。

本实用新型提供了一种隧道模板台车防倾斜及超设计限值受力不均预警装置，包括模板总成、托架总成、门架总成和丝杠千斤顶；所述模板总成包括多个依次固定连接的拱形钢模板；所述托架总成包括多个托架，所述门架总成包括多个门架，每个所述拱形钢模板的上部均设有一个所述托架，并且每个拱形钢模板均通过丝杠千斤顶与一个所述门架连接，通过门架总成进而将模板总成支撑于地面的轨道上；

还包括应变式测力传感器组、倾角传感器组、报警器、信息处理器和人机交换面板；每个所述托架总成均设有一组所述倾角传感器组，用于测量每个托架的水平倾斜度和竖直倾斜度；

每个门架与对应的拱形钢模板之间，以及每个托架与对应的拱形钢模板之间均设有一组所述应变式测力传感器组，均用于测量拱形钢模板的受力大小；

所述信息处理器分别与所述报警器、人机交换面板、所有应变式测力传感器组和所有的倾角传感器组电连接。

优选地，所述报警器设有两个并且两个报警器均安装于所述门架总成。报警器为声光报警器，设置两个以提高报警的音量和光线强度，增加警示效果。

优选地，所述人机交换面板和信息处理器均安装于监控室内。人机交换面板为触摸显示器，在人机交换面板上可以进行包括应变式测力传感器组和倾角传感器组的初始值归零，校准，以及取消报警器误报，这些操作通过专业操作人员进行操作，使测量更加准确。

优选地，所述应变式测力传感器组均包括两个应变式测力传感器；每个托架与对应的拱形钢模板之间的两个应变式测力传感器分布于托架左边和右边，每个门架与对应的拱形钢模板之间的两个应变式测力传感器分布于门架的左侧和右侧。

每个拱形钢模板均由两组应变式测力传感器组进行应力测量，两组应变式测力传感器组一共四个应变式测力传感器，四个应变式测力传感器分布于拱形钢模板的上左部、上右部、左部和右部，有利于准确反应出拱形钢模板具体的受力部位，提高了测量的准确度。

优选地，每组所述倾角传感器组均包括四个倾角传感器，其中两个倾角传感器分布于对应托架左部的上面和前面，另外两个倾角传感器分布于对应托架右部的上面和前面。

当模板总成发生倾斜后将使托架总成和门架总成也发生相应地倾斜，通过四个倾角传感器准确反应倾斜的方向和倾斜程度，有利于提高倾斜测量的准确度。

优选地，每个所述应变式测力传感器的安装端均通过第一支撑杆与对应的拱形钢模板连接，应变式测力传感器的受力端均通过第二支撑杆与对应门架和托架连接。

应变式测力传感器固定在第一支撑杆和第二支撑杆之间，当第一支撑杆和第二支撑杆受力后将直接反应给应变式测力传感器，第一支撑杆和第二支撑杆既起到了安装应变式测力传感器的作用，也起到了传力的作用。

优选地，每个所述第一支撑杆均通过法兰与对应的拱形钢模板连接，每个第二支撑杆均通过法兰与对应门架和托架连接。

优选地，两两相邻的所述门架之间设有一组所述应变式测力传感器组。

当施工车辆在行驶过程中碰撞门架后，相邻门架之间的距离将发生变化，此时这组应变式测力传感器组的受到的力将相应地变化，从而通过该组应变式测力传感器组反应模板台车的内部是否正常，及时反应内部情况，提高对模板台车的监控。

优选地，两两相邻的所述门架之间的两个应变式测力传感器分别位于门架的左边和右边。门架包括横梁、左立柱和右立柱，将两个应变式测力传感器分别安装在相邻的两个左立柱之间，以及两个相邻的右立柱之间。施工车辆有可能只碰撞左立柱或者右立柱，两个应变式测力传感器将准确反应出具体的碰撞情况，又进一步提高了测量的准确度。

优选地，所述信息处理器为PLC控制器。可编程逻辑控制器，简称PLC，一种具有微处理机的数字电子设备，用于自动化控制的数字逻辑控制器，可以将控制指令随时加载内存内储存与执行。可编程控制器由内部CPU，指令及资料内存、输入输出单元、电源模组、数字模拟等单元所模组化组合成。

本实用新型的有益效果体现在：

本设备中的每个拱形钢模板的受力情况均由一组应变式测力传感器组检测，利用多组应变式测力传感器组反应出整个模板总成各个部位的受力情况。每个门架的水平倾斜度和竖直倾斜度均由一组倾角传感器组测量，多组倾角传感器组反应出整个托架总成的倾斜情况。每组应变式测力传感器组和倾角传感器组将测量的信息传递给信息处理器，信息处理器内存储有模板总成的应力极限值和倾斜极限值，并且在人机交换面板显示出来，当模板总成的某个部位的应力超过应力极限值后，信号处理器将使报警器工作。信号处理器计算出所有倾角传感器组测量出的倾斜值的平均值，并且在人机交换面板显示出来，如果该平均值超过倾斜极限值，信号处理器也将使报警器工作。

通过上述测量反应及时将模板台车的情况反馈给信号处理器，通过信号处理器自动判断出当前模板台车是否处于危险状态，并且通过报警器发出警示以及时提醒施工人员注意，从而及时采取对应措施，减少发生事故的概率，提高施工作业的安全系数。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实施例的机构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图2中A处的放大图；

图4为图2中B处的放大图。

附图中，1-模板总成，2-托架总成，3-门架总成，4-丝杠千斤顶，5-应变式测力传感器，6-倾角传感器，7-报警器，8-拱形钢模板，9-轨道，10-第一支撑杆，11-第二支撑杆，12-法兰，13-门架

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图1和图2所示，本实施例提供了一种隧道模板台车防倾斜及超设计限值受力不均预警装置，包括模板总成1、托架总成2、门架总成3和丝杠千斤顶4；所述模板总成1包括多个依次固定连接的拱形钢模板8。所述托架总成2包括多个托架，所述门架总成3包括多个门架13，每个门架13包括横梁、左立柱和右立柱。每个所述拱形钢模板8的上部均设有一个所述托架，并且每个拱形钢模板8均通过丝杠千斤顶4与一个所述门架13连接，通过门架总成3进而将模板总成1支撑于地面的轨道9上。

为了监控模板台车的受力情况和倾斜情况，本实施例还包括应变式测力传感器组、倾角传感器组、报警器7、信息处理器和人机交换面板；每个门架13与对应的拱形钢模板8之间，以及每个托架与对应的拱形钢模板8之间均设有一组所述应变式测力传感器组，均用于测量拱形钢模板8的受力大小。

应变式测力传感器组的具体分布如下：

如图3和图4所示，所述应变式测力传感器组均包括两个应变式测力传感器5；每个托架与对应的拱形钢模板8之间的两个应变式测力传感器5分布于托架左边和右边，每个门架13与对应的拱形钢模板8之间的两个应变式测力传感器5分布于门架13的左侧和右侧。每个拱形钢模板8均由两组应变式测力传感器组进行应力测量，两组应变式测力传感器组一共四个应变式测力传感器5，四个应变式测力传感器5分布于拱形钢模板8的上左部、上右部、左部和右部，有利于准确反应出拱形钢模板8具体的受力部位，提高了测量的准确度。每个所述应变式测力传感器5的安装端均通过第一支撑杆10与对应的拱形钢模板8连接，应变式测力传感器5的受力端均通过第二支撑杆11与对应门架13和托架连接。应变式测力传感器5固定在第一支撑杆10和第二支撑杆11之间，当第一支撑杆10和第二支撑杆11受力后将直接反应给应变式测力传感器5，第一支撑杆10和第二支撑杆11既起到了安装应变式测力传感器5的作用，也起到了传力的作用。每个所述第一支撑杆10均通过法兰12与对应的拱形钢模板8连接，每个第二支撑杆11均通过法兰12与对应门架13和托架连接。

每个所述托架总成2均设有一组所述倾角传感器组，用于测量每个托架的水平倾斜度和竖直倾斜度，倾角传感器组的具体分布如下：

如图3所示，每组所述倾角传感器组均包括四个倾角传感器，其中两个倾角传感器6分布于对应托架左部的上面和前面，另外两个倾角传感器6分布于对应托架右部的上面和前面。当模板总成1发生倾斜后将使托架总成2和门架总成3也发生相应地倾斜，通过四个倾角传感器6准确反应倾斜的方向和倾斜程度，有利于提高倾斜测量的准确度。

所述信息处理器分别与所述报警器7、人机交换面板、所有应变式测力传感器组和所有的倾角传感器组电连接。具体地，所述报警器7设有两个并且两个报警器7均安装于所述门架总成3。报警器7为声光报警器7，设置两个以提高报警的音量和光线强度，增加警示效果。所述人机交换面板和信息处理器均安装于监控室内。人机交换面板为触摸显示器，在人机交换面板上可以进行包括应变式测力传感器组和倾角传感器组的初始值归零，校准，以及取消报警器7误报，这些操作通过专业操作人员进行操作，使测量更加准确。

本实施例中的信息处理器为PLC控制器。可编程逻辑控制器，简称PLC，一种具有微处理机的数字电子设备，用于自动化控制的数字逻辑控制器，可以将控制指令随时加载内存内储存与执行。可编程控制器由内部CPU，指令及资料内存、输入输出单元、电源模组、数字模拟等单元所模组化组合成。信息处理器负责本设备中的所有信息处理、将数据传输给人机交换界面显示出来、以及控制报警器7工作。具体控制步骤如下：每个拱形钢模板8的受力情况均由一组应变式测力传感器组检测，利用多组应变式测力传感器组反应出整个模板总成1各个部位的受力情况。每个门架13的水平倾斜度和竖直倾斜度均由一组倾角传感器组测量，多组倾角传感器组反应出整个托架总成2的倾斜情况。每组应变式测力传感器组和倾角传感器组将测量的信息传递给信息处理器，信息处理器内存储有模板总成1的应力极限值和倾斜极限值，并且在人机交换面板显示出来，当模板总成1的某个部位的应力超过应力极限值后，信号处理器将使报警器7工作。信号处理器计算出所有倾角传感器组测量出的倾斜值的平均值，并且在人机交换面板显示出来，如果该平均值超过倾斜极限值，信号处理器也将使报警器7工作。

本实施例还可以对模板台车内部进行监控，两两相邻的门架13之间设有一组所述应变式测力传感器组。当施工车辆在行驶过程中碰撞门架13后，相邻门架13之间的距离将发生变化，此时这组应变式测力传感器组的受到的力将相应地变化，从而通过该组应变式测力传感器组反应模板台车的内部是否正常，及时反应内部情况，提高对模板台车的监控。进一步地，两两相邻的所述门架之间的两个应变式测力传感器5分别位于门架13的左边和右边。门架包括横梁、左立柱和右立柱，将两个应变式测力传感器5分别安装在相邻的两个左立柱之间，以及两个相邻的右立柱之间。施工车辆有可能只碰撞左立柱或者右立柱，两个应变式测力传感器5将准确反应出具体的碰撞情况，又进一步提高了测量的准确度。

在无碰撞的情况下，门架13与门架13之间的应变式测力传感器组检测的应力为零。当发生碰撞后，应变式测力传感器组的应力则发生变化，此时被信号处理器检测到并使报警器7工作，从而起到了对模板台车内部监控的作用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种隧道模板台车防倾斜及超设计限值受力不均预警装置，包括模板总成、托架总成、门架总成和丝杠千斤顶；所述模板总成包括多个依次固定连接的拱形钢模板；所述托架总成包括多个托架，所述门架总成包括多个门架，每个所述拱形钢模板的上部均设有一个所述托架，并且每个拱形钢模板均通过丝杠千斤顶与一个所述门架连接，通过门架总成进而将模板总成支撑于地面的轨道上；

其特征在于：还包括应变式测力传感器组、倾角传感器组、报警器、信息处理器和人机交换面板；每个所述托架总成均设有一组所述倾角传感器组，用于测量每个托架的水平倾斜度和竖直倾斜度；

每个门架与对应的拱形钢模板之间，以及每个托架与对应的拱形钢模板之间均设有一组所述应变式测力传感器组，均用于测量拱形钢模板的受力大小；

所述信息处理器分别与所述报警器、人机交换面板、所有应变式测力传感器组和所有的倾角传感器组电连接。

2.根据权利要求1所述的隧道模板台车防倾斜及超设计限值受力不均预警装置，其特征在于：所述报警器设有两个并且两个报警器均安装于所述门架总成。

3.根据权利要求1所述的隧道模板台车防倾斜及超设计限值受力不均预警装置，其特征在于：所述人机交换面板和信息处理器均安装于监控室内。

4.根据权利要求1所述的隧道模板台车防倾斜及超设计限值受力不均预警装置，其特征在于：所述应变式测力传感器组均包括两个应变式测力传感器；每个托架与对应的拱形钢模板之间的两个应变式测力传感器分布于托架左边和右边，每个门架与对应的拱形钢模板之间的两个应变式测力传感器分布于门架的左侧和右侧。

5.根据权利要求1所述的隧道模板台车防倾斜及超设计限值受力不均预警装置，其特征在于：每组所述倾角传感器组均包括四个倾角传感器，其中两个倾角传感器分布于对应托架左部的上面和前面，另外两个倾角传感器分布于对应托架右部的上面和前面。

6.根据权利要求4所述的隧道模板台车防倾斜及超设计限值受力不均预警装置，其特征在于：每个所述应变式测力传感器的安装端均通过第一支撑杆与对应的拱形钢模板连接，应变式测力传感器的受力端均通过第二支撑杆与对应门架和托架连接。

7.根据权利要求6所述的隧道模板台车防倾斜及超设计限值受力不均预警装置，其特征在于：每个所述第一支撑杆均通过法兰与对应的拱形钢模板连接，每个第二支撑杆均通过法兰与对应门架和托架连接。

8.根据权利要求4所述的隧道模板台车防倾斜及超设计限值受力不均预警装置，其特征在于：两两相邻的所述门架之间设有一组所述应变式测力传感器组。

9.根据权利要求8所述的隧道模板台车防倾斜及超设计限值受力不均预警装置，其特征在于：两两相邻的所述门架之间的两个应变式测力传感器分别位于门架的左边和右边。

10.根据权利要求1-9的任一项所述的隧道模板台车防倾斜及超设计限值受力不均预警装置，其特征在于：所述信息处理器为PLC控制器。