CN222115456U - 一种连拱隧道模型试验衬砌结构浇筑模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种连拱隧道模型试验衬砌结构浇筑模具，包括底板，在底板上铣刻出外模槽和内模槽，并且在两槽中部位置钻出底板孔，而在外模槽的位置上装配有外模组件，在内模槽的位置上装配有内模组件，并同时在外模组件与内模组件上装配加长螺栓与螺母的组合以及卡扣固定。本实用新型弥补了关于现有研究成果中对连拱隧道衬砌结构相似模型制作技术的不足。采用本模具制作的衬砌结构模型整体性好，可靠性强；同时本模具便于组装拆卸而且成本低，具有良好的推广应用价值。

Description

一种连拱隧道模型试验衬砌结构浇筑模具

技术领域

本实用新型属于连拱隧道模型试验模具技术领域，具体涉及一种连拱隧道模型试验衬砌结构浇筑模具。

背景技术

室内相似模型试验是连拱隧道研究中使用较多且具有相当特色的一种研究方法，相似模型试验具有直观、全面的优点。同时相似模型试验也能和数值模拟分析和现场试验相互印证，可以弥补现场试验和数值模拟分析的不足，进而得出全面准确的结论。因此，采用相似模型试验进行连拱隧道研究是必要的。其中，隧道衬砌结构模型的浇筑质量更是决定试验能否成功的关键性因素之一。

在现有技术中，公开号为CN220226898U的实用新型专利涉及此技术，它披露的隧道结构浇筑模具与目前市场上常规的隧道结构浇筑模具大体相似。主要包括；隧道本体与控制器，在所述隧道本体的内部依次固定安装有多个轨道，多个所述轨道之间固定安装有卷帘式挡板。通过电动伸缩杆带动固定板向上升降，联动固定板在滑板顶部进行铰接，以及电动伸缩杆在固定块与固定板上进行铰接，使推动辊与卷帘式挡板接触，启动电机带动齿轮进行旋转，联动齿板带动滑板在滑槽板内部进行滑动，用于跟随轨道的弧度进行升降与弧形移动调节，有效使两个卷帘式挡板自动滑动到轨道的最顶处进行闭合，在卷帘式挡板滑动的同时，联动滑动振动板跟着滑动，用于让混凝土浇筑后在模板里面均匀分布，有效防止混凝土回弹掉落，达到资源充分利用。

然而现有技术还存在一些问题，目前所用的隧连拱隧道模型试验道衬砌结构浇筑模具结构复杂，操作繁琐，模具材料一般以有机玻璃模具为主，有机玻璃板材料价格较高；其次，由于连拱隧道衬砌结构模型是按真实隧道一定比例缩小的模型，结构复杂，曲率变化大，往往需要多次加工才能得到符合相似比的模具，加工制作费用昂贵，进一步增加了试验的成本。因此，急需采用一种材料造价低廉、加工费用较低而且便于组装拆卸的浇筑模具，提高试验效率和降低试验成本。

实用新型内容

因此，本实用新型目的在于提供一种连拱隧道模型试验衬砌结构浇筑模具，以解决上述背景技术中提出的结构复杂，操作繁琐，材料成本价格高等技术问题。

实现上述目的，本实用新型所采用技术方案的基本构思是：设置一种连拱隧道模型试验衬砌结构浇筑模具，设备部件包括底板，在所述底板上铣刻出外模槽和内模槽，并且在两槽中部位置钻出底板孔，而在外模槽的位置上装配有外模组件，在内模槽的位置上装配有内模组件，并同时在外模组件与内模组件上装配加长螺栓与螺母的组合以及卡扣固定。

作为本实用新型进一步的方案；其中铣刻出的外模槽和内模槽具有一定深度，且两者之间的宽度由衬砌结构厚度决定，并且所述外模槽轮廓为外模组件截面形状，内模槽轮廓为内模组件截面形状，而在外模槽和内模槽的中部位置钻出共计34个底板孔。

作为本实用新型进一步的方案；其中的外模组件截面形状为衬砌结构外轮廓，斜切为4块，由外模板1、外模板2、外模板3、外模板4组成，并在外模组件中部位置钻出34个外模孔。

作为本实用新型进一步的方案；其中的内模组件截面形状为衬砌结构内轮廓，斜切为12块，由内模板1、内模板2、内模板3、内模板4、内模板5、内模板6、内模板7和内模板8组成，在内模组件中部位置钻出34个内模孔。

作为本实用新型进一步的方案；其中的外模组件的组件中心对称排列，而内模组件的组件排列是左右对称的，并且外模组件和内模组件均由5层模板组成。

作为本实用新型进一步的方案；其中的加长螺栓是一定螺纹长度的不锈钢螺栓，而螺母是带垫片的不锈钢螺母，所述外模组件与内模组件的组件之间便通过加长螺栓和螺母进行螺栓固定连接，而卡扣是一定厚度的凹字形卡扣，且卡扣宽度为外模组件、内模组件及衬砌结构厚度之和，共计6个。

作为本实用新型进一步的方案；其中的底板孔、外模孔以及内模孔的孔径与加长螺栓直径相同，便于后期模具组装固定，并且所述底板、外模组件、内模组件及卡扣均由PVC发泡板裁切而成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型公开的连拱隧道模型试验衬砌结构浇筑模具具有良好的强度及刚度，模具在多次使用后依旧能够保持较高精度，满足模具多次使用的需求，提高了模具经济效益和试验效率；同时，模具材料采用PVC发泡板采用数控机床裁切加工而成，造价低廉，节约了试验的成本；由于模具造型复杂，内外模具脱模时均存在一定困难，本设计采用加长螺栓和卡扣固定模具，拆模时只需拆下加长螺栓和卡扣便可实现快速拆模。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型实施例立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例正视图；

图3为本实用新型实施例侧视图；

图4为本实用新型实施例俯视图；

图5为本实用新型实施例底板示意图；

图6为本实用新型实施例外模组件示意图；

图7为本实用新型实施例内模主件示意图；

图8为本实用新型实施例加长螺栓和卡扣示意图；

图中：1-底板，2-外模组件，3-内模组件，4-加长螺栓，5-螺母，6-卡扣，11-外模槽，12-内模槽，13-底板孔，21-外模板1，22-外模板2，23-外模板3，24-外模板4，25-外模孔，31-内模板1，32-内模板2，33-内模板3，34-内模板4，35-内模板5，36-内模板6，37-内模板7，38-内模板8，39-内模孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“前”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是焊接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实用新型是一种连拱隧道模型试验衬砌结构浇筑模具，通过可拆卸式的模具设计，在衬砌结构浇筑前安装成模具整体，浇筑后拆分为不同组件的方式，实现模型快速组装、拆卸和脱模。

如图1所示，我们可以看到本实用新型的一种设计是；一种连拱隧道模型试验衬砌结构浇筑模具，包括底板1，在所述底板1上铣刻出外模槽11和内模槽12，并且在两槽中部位置钻出底板孔13，而在外模槽11的位置上装配有外模组件2，在内模槽12的位置上装配有内模组件3，并同时在外模组件2与内模组件3上装配加长螺栓4与螺母5的组合以及卡扣6固定。

如图5所示，根据需要的连拱隧道衬砌的形状和尺寸在底板1上用数控机床铣刻出一定深度的外模槽11和内模槽12(两者之间的宽度由衬砌结构厚度决定)，内模槽12和外模槽11用于固定内模组件3和外模组件2的相对位置。并且所述外模槽11轮廓为外模组件2截面形状，内模槽12轮廓为内模组件3截面形状，同时在外模槽11和内模槽12的中部位置钻出共计34个底板孔13。

如图6所示，外模组件2截面形状为衬砌结构外轮廓，斜切为4块，由外模板121、外模板222、外模板323、外模板424组成，并在外模组件2中部位置钻出34个外模孔25。

如图7所示，内模组件3截面形状为衬砌结构内轮廓，斜切为12块，由内模板131、内模板232、内模板333、内模板434、内模板535、内模板636、内模板737和内模板838组成，在内模组件3中部位置钻出34个内模孔39。

且如图5、6、7所示，外模组件2的组件中心对称排列，而内模组件3的组件排列是左右对称的，并且外模组件2和内模组件3均由5层模板组成。

如图8所示，加长螺栓4是一定螺纹长度的不锈钢螺栓，共计34根；而螺母5是带垫片的不锈钢螺母，共计34个；而所述外模组件2与内模组件3的组件之间便通过加长螺栓4和螺母5进行螺栓固定连接。且所述卡扣6是一定厚度的凹字形卡扣，卡扣宽度为外模组件2、内模组件3及衬砌结构厚度之和，共计6个。加长螺栓4、螺母5和卡扣6均用于固定模具，通过加长螺栓4穿过底板孔13将5层内模组件3和5层外模组件2相连接，使之与底板紧密连接在一起。

进一步的，底板孔13、外模孔25以及内模孔39的孔径与加长螺栓4直径相同，便于后期模具组装固定。并且所述底板1、外模组件2、内模组件3及卡扣6均由PVC发泡板裁切而成，加长螺栓4和螺母5材质为不锈钢。

本实用新型使用方法：

模具组装：

衬砌结构模型浇筑之前，将34根加长螺栓4全部穿过底板孔13，然后将底板1放置于平整地面，将内模组件3第一层按照对应位置穿过加长螺栓放置内模槽12中，2-5层内模组件按对应位置穿过加长螺栓，待内模组件全部安装完毕后，使用螺母拧紧加以固定。内模组件安装完成后继续安装外模组件，外模组件的安装操作流程与内模组件相似，待内外组件安装完成后，在浇筑位置涂上一层脱模剂，便于后期脱模。最后，在内外组件斜切口位置插上6个卡扣，用于校准模具安装位置和固定模具。模具组装完成后，在模具围成的型腔内浇筑石膏或者混凝土等材料。

模具拆卸:

为避免衬砌结构模型在达到一定强度后难以从模具中拔取出的问题，须在模型材料达到初凝后进行拆模，拆模顺序为：①取出6个卡扣，同时卸下所有的螺母，将所有的加长螺栓从底板背面依次拔出；②然后翻转模具使得底板在最上面，取出底板；③在底板取出之后，先拆除内模组件，再拆除外模组件。拆除内模组件时，使用加长螺栓穿过每层内模组件，向内稍微用力依次拆除，内模板2、内模板4、内模板6及内模板8优先于其他内模板拆除顺序。拆除外模组件的操作流程与拆除内模组件相似，值得注意的是，外模板2及外模板4的拆除顺序优先于其他外模板。拆除完成后便可以得到符合实验要求的完整的隧道衬砌模具。值得注意的是，我们已经制作出此模具，并且用此模具浇筑的隧道衬砌完成了试验。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种连拱隧道模型试验衬砌结构浇筑模具，包括底板(1)，其特征在于；在所述底板(1)上铣刻出外模槽(11)和内模槽(12)，并且在两槽中部位置钻出底板孔(13)，而在外模槽(11)的位置上装配有外模组件(2)，在内模槽(12)的位置上装配有内模组件(3)，并同时在外模组件(2)与内模组件(3)上装配加长螺栓(4)与螺母(5)的组合以及卡扣(6)固定。

2.根据权利要求1所述的一种连拱隧道模型试验衬砌结构浇筑模具，其特征在于：所述铣刻出的外模槽(11)和内模槽(12)具有一定深度，且两者之间的宽度由衬砌结构厚度决定，所述外模槽(11)轮廓为外模组件(2)截面形状，内模槽(12)轮廓为内模组件(3)截面形状。

3.根据权利要求2所述的一种连拱隧道模型试验衬砌结构浇筑模具，其特征在于：所述在外模槽(11)和内模槽(12)的中部位置钻出共计34个底板孔(13)。

4.根据权利要求1所述的一种连拱隧道模型试验衬砌结构浇筑模具，其特征在于：所述外模组件(2)截面形状为衬砌结构外轮廓，斜切为4块，由外模板1(21)、外模板2(22)、外模板3(23)、外模板4(24)组成，并在外模组件(2)中部位置钻出34个外模孔(25)。

5.根据权利要求1所述的一种连拱隧道模型试验衬砌结构浇筑模具，其特征在于：所述内模组件(3)截面形状为衬砌结构内轮廓，斜切为12块，由内模板1(31)、内模板2(32)、内模板3(33)、内模板4(34)、内模板5(35)、内模板6(36)、内模板7(37)和内模板8(38)组成，在内模组件(3)中部位置钻出34个内模孔(39)。

6.根据权利要求4或5所述的一种连拱隧道模型试验衬砌结构浇筑模具，其特征在于：所述外模组件(2)的组件中心对称排列，而内模组件(3)的组件排列是左右对称的，并且外模组件(2)和内模组件(3)均由5层模板组成。

7.根据权利要求1所述的一种连拱隧道模型试验衬砌结构浇筑模具，其特征在于：所述加长螺栓(4)是一定螺纹长度的不锈钢螺栓，而螺母(5)是带垫片的不锈钢螺母，所述外模组件(2)与内模组件(3)的组件之间便通过加长螺栓(4)和螺母(5)进行螺栓固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种连拱隧道模型试验衬砌结构浇筑模具，其特征在于：所述卡扣(6)是一定厚度的凹字形卡扣，卡扣宽度为外模组件(2)、内模组件(3)及衬砌结构厚度之和，共计6个。

9.根据权利要求1所述的一种连拱隧道模型试验衬砌结构浇筑模具，其特征在于：所述底板(1)、外模组件(2)、内模组件(3)及卡扣(6)均由PVC发泡板裁切而成。