RU2290512C1

RU2290512C1 - Stepping timbering

Info

Publication number: RU2290512C1
Application number: RU2005127956/03A
Authority: RU
Inventors: Евгений Владимирович Основин (RU); Евгений Владимирович Основин
Original assignee: Евгений Владимирович Основин
Priority date: 2005-09-08
Filing date: 2005-09-08
Publication date: 2006-12-27

Abstract

FIELD: construction and maintenance of tunnels, mining industry, possible use for mechanization of tunnel operations.

SUBSTANCE: timbering contains carrying frame with supporting elements and mechanism for movement, and collapsible screen sections of timbering held on the frame by means of hydro-cylinders. Carrying frame is made in form of flat working platform, on which hydro-cylinders of screen sections of timbering are held. In end zones of platform supporting elements are mounted on its upper and lower planes, made in form of at least paired, held in same transverse plane at an angle to each other, and at least paired in longitudinal plane at an angle to each other, telescopic spreaders with vacuum suckers mounted on their ends. Each spreader is provided with drive for telescopic mechanism and its rotation. Joints of spreaders and suckers are made spherical.

EFFECT: expanded functional capabilities of stepping timbering, increased reliability of technological process, simplified mechanism for moving the timbering and automation thereof, increased durability characteristics of timbering construction and provision of unobstructed movement of people and mechanisms along working timbering.

5 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и ремонту туннелей, а также к горному делу и предназначено для механизации туннельных работ.The invention relates to the construction and repair of tunnels, as well as to mining and is intended for the mechanization of tunnel work.

Известна опалубка для возведения туннеля, опирающаяся на несущую раму (см. патент РФ № 727812, кл. Е 04 G 11/22, 1978 г.). Эта опалубка переставляется после того, как закончены работы в зоне ее расположения. Отсутствие механизации перестановки опалубки ведет к простоям в ее работе.Known formwork for the construction of the tunnel, based on the supporting frame (see RF patent No. 727812, CL E 04 G 11/22, 1978). This formwork is rearranged after the work is completed in the area of its location. The lack of mechanization of the permutation of the formwork leads to downtime in its work.

Известна передвижная опалубка, включающая пространственный каркас, установленный на лыжах, расположенных в продольных направляющих, при этом каркас охвачен бесконечными лентами, установленными на роликовых опорах каркаса и представляющими собой формообразующие элементы (см. патент РФ № 1661430, кл. Е 21 D 11/10, 1988 г.). Эта опалубка перемещается вместе с каркасом по лыжам, при этом формообразующие элементы перемещаются вместе с каркасом посредством бесконечных лент. Механизация перемещения данной опалубки значительно ускоряет процессы выполнения туннельных работ, однако сложная конструкция механизма передвижения и его синхронизации с движением формообразующих элементам приводит к частым поломкам и вынужденным ремонтным простоям рабочих. При этом бесконечные ленты формообразующих элементов быстро изнашиваются на холостых оборотах при передвижении опалубки, т.к. прокатываются по всем неровностям внутренней поверхности туннеля.Known mobile formwork, including a spatial frame mounted on skis located in the longitudinal guides, while the frame is covered by endless ribbons mounted on the roller bearings of the frame and representing the forming elements (see RF patent No. 1661430, class E 21 D 11/10 , 1988). This formwork moves along with the frame along the skis, while the forming elements move together with the frame through endless tapes. The mechanization of the movement of this formwork significantly accelerates the processes of tunneling, however, the complex design of the movement mechanism and its synchronization with the movement of the forming elements leads to frequent breakdowns and forced repair downtimes of workers. In this case, the endless ribbons of the forming elements quickly wear out at idle when moving the formwork, because rolled along all the bumps in the inner surface of the tunnel.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является шагающая опалубка, содержащая несущую раму с опорными элементами и механизмом ее перемещения и закрепленные на раме посредством гидроцилиндров складывающиеся щитовые секции опалубки (см. патент РФ № 296851, Е 01 G 5/16, 1969 г.). Механизация перемещения этой опалубки также достаточно трудоемка. Требуется провести несколько последовательных операций, чтобы передвинуть раму в следующее рабочее положение. Сам механизм перемещения представляет собой громоздкую конструкцию, занимающую много места в туннеле, исключая использование дополнительного оборудования и продвижение людей вдоль опалубки.The closest technical solution to the claimed invention is a walking formwork containing a supporting frame with supporting elements and a mechanism for its movement and folding shield panels of the formwork fixed on the frame by means of hydraulic cylinders (see RF patent No. 296851, E 01 G 5/16, 1969) . The mechanization of the movement of this formwork is also quite laborious. Several sequential operations are required to move the frame to the next operating position. The movement mechanism itself is a bulky design that takes up a lot of space in the tunnel, excluding the use of additional equipment and moving people along the formwork.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи расширения функциональных возможностей шагающей опалубки, повышения надежности протекания технологического процесса, упрощения механизма перемещения опалубки и его автоматизации, повышения прочностных характеристик конструкции опалубки и обеспечения беспрепятственного перемещения людей и механизмов вдоль работающей опалубки.The present invention is aimed at solving the technical problem of expanding the functionality of walking formwork, improving the reliability of the process, simplifying the mechanism for moving the formwork and its automation, increasing the strength characteristics of the formwork design and ensuring unimpeded movement of people and mechanisms along the working formwork.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в шагающей опалубке, содержащей несущую раму с опорными элементами и механизмом ее перемещения, и закрепленные на раме посредством гидроцилиндров складывающиеся щитовые секции опалубки, несущая рама выполнена в виде плоской рабочей платформы, на которой закреплены гидроцилиндры щитовых секций опалубки, а в концевых зонах платформы шарнирно установлены на ее верхней и нижней плоскостях опорные элементы, выполненные в виде как минимум парных, закрепленных в одной поперечной плоскости под углом друг к другу, и как минимум парных в продольной плоскости под углом друг к другу телескопических распорок с шарнирно установленными на их концах вакуумными присосками, причем каждая распорка снабжена приводом телескопического механизма и ее поворота, связанными в единую управляющую систему, при этом шарниры распорок и присосок выполнены шаровыми.The solution of the technical problem is achieved by the fact that in the walking formwork containing the supporting frame with supporting elements and the mechanism of its movement, and folding shield panels of the formwork fixed on the frame by means of hydraulic cylinders, the supporting frame is made in the form of a flat working platform on which the hydraulic cylinders of the shield formwork sections are fixed and in the end zones of the platform pivotally mounted on its upper and lower planes supporting elements made in the form of at least paired, fixed in one transverse gloss at an angle to each other, and at least paired in the longitudinal plane at an angle to each other telescopic struts with vacuum suction cups pivotally mounted at their ends, each strut equipped with a telescopic mechanism drive and its rotation, connected to a single control system, while the hinges spacers and suction cups are made ball.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображена шагающая опалубка, вид А на фиг.2 (вид спереди), на фиг.2 - то же, разрез Б-Б на фиг.1, на фиг.3 - то же, первый этап перемещения опалубки, на фиг.4 - то же, второй этап перемещения опалубки, на фиг.5 - то же, разрез В-В на фиг.2.In Fig.1 shows walking formwork, view A in Fig.2 (front view), Fig.2 is the same, section BB in Fig.1, Fig.3 is the same, the first stage of moving the formwork, figure 4 is the same, the second stage of movement of the formwork, figure 5 is the same, a section bb in figure 2.

Шагающая опалубка включает несущую раму, снабженную плоской рабочей платформой 1 и опорными элементами, выполненными в виде как минимум парных, закрепленных в одной поперечной плоскости под углом друг к другу как минимум парных в продольной плоскости передних нижних телескопических распорок 2 и 3 и как минимум парных в продольной плоскости передних верхних телескопических распорок 4 и 5, а также как минимум парных в продольной плоскости задних нижних телескопических распорок 6 и 7 и как минимум парных в продольной плоскости задних верхних телескопических распорок 8 и 9. Минимальное количество распорок 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9, обеспечивающее достаточную устойчивость платформе 1, равно шестнадцати. Все распорки 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9 связаны с платформой 1 посредством шаровых шарниров 10 и имеют установленные на их концах посредством шаровых шарниров 11 вакуумные присоски 12. Нижние передние и задние телескопические распорки 2, 3, 6 и 7 закреплены на нижней поверхности платформы 1, а верхние передние и задние телескопические распорки 4, 5, 8 и 9 закреплены на верхней поверхности платформы 1 в ее боковых зонах.Walking formwork includes a supporting frame equipped with a flat working platform 1 and supporting elements made in the form of at least paired, mounted in the same transverse plane at an angle to each other, at least paired in the longitudinal plane of the front lower telescopic struts 2 and 3, and at least paired in the longitudinal plane of the front upper telescopic struts 4 and 5, as well as at least paired in the longitudinal plane of the rear lower telescopic struts 6 and 7 and at least paired in the longitudinal plane of the rear upper eleskopicheskih struts 8 and 9. The minimum number of spacers 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 and 9, providing sufficient stability platform 1, is sixteen. All struts 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, and 9 are connected to the platform 1 by means of ball joints 10 and have vacuum suction cups 12 installed at their ends by ball joints 11. Lower front and rear telescopic struts 2, 3, 6 and 7 are fixed on the lower surface of the platform 1, and the upper front and rear telescopic struts 4, 5, 8 and 9 are fixed on the upper surface of the platform 1 in its side zones.

Каждая парная распорка 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9 снабжена приводом (пневмо- или гидроприводом) ее телескопического механизма, представляющим собой шток 13 с цилиндром 14. Приводы всех парных распорок 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9 связаны единым механизмом дистанционного управления (не показан), обеспечивающим синхронные движения распорок 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 и их повороты вокруг шаровых шарниров 10 относительно платформы 1 и повороты вакуумных присосок 12 вокруг шарниров 11 относительно распорок 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9. Синхронизация движения всех штоков 13 относительно цилиндров 14 обеспечивает плавное поступательное перемещение платформы 1 в заданном направлении.Each pair of spacers 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 and 9 is equipped with a drive (pneumatic or hydraulic) of its telescopic mechanism, which is a rod 13 with a cylinder 14. Drives of all pair spacers 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 and 9 are connected by a single remote control mechanism (not shown), providing synchronous movements of the spacers 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 and their rotations around the ball joints 10 relative to the platform 1 and rotations of the vacuum suction cups 12 around the hinges 11 relative to the struts 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 and 9. Synchronization of the movement of all rods 13 relative to the cylinders 14 echivaet smooth translational movement of the platform 1 in a predetermined direction.

На платформе 1 закреплены гидроцилиндры 15 складывающихся щитовых боковых секций 16 и нижней секции 17 опалубки. Все секции 16 и 17 имеют полукруглую форму, копирующую внутреннюю поверхность 18 туннеля. Стыки 19 секций 16 и 17 обеспечивают герметичность соединения в рабочем положении. Наружная поверхность вакуумных присосок 12, контактирующая с внутренней поверхностью 18 туннеля или обработанного слоя 20, выполнена в виде резиновых (или из другого эластичного материала) манжет 21. Все распорки 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9, а также гидроцилиндры 15 секций 16 и 17 установлены на платформе 1 таким образом, чтобы ее центральная часть использовалась для прохода рабочих и проезда необходимой техники.The hydraulic cylinders 15 of the folding shield side sections 16 and the lower formwork section 17 are fixed on the platform 1. All sections 16 and 17 have a semicircular shape, copying the inner surface 18 of the tunnel. The joints 19 of the sections 16 and 17 ensure the tightness of the connection in the working position. The outer surface of the vacuum suction cups 12 in contact with the inner surface 18 of the tunnel or the treated layer 20 is made in the form of rubber (or other elastic material) cuffs 21. All struts 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 and 9, and also the hydraulic cylinders 15 of the sections 16 and 17 are mounted on the platform 1 so that its central part is used for the passage of workers and the passage of necessary equipment.

Шагающая опалубка работает следующим образом.Walking formwork works as follows.

В рабочем положении шагающей опалубки платформа 1 расположена таким образом, что ее передние парные нижние и верхние распорки 2, 3, 4 и 5 находятся в зоне необработанного участка туннеля, а задние парные нижние и верхние распорки 6, 7, 8 и 9 находятся в зоне обработанного участка туннеля. Все распорки 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9 попарно находятся под одинаковым углом друг к другу и жестко зафиксированы своими штоками 13 в цилиндрах 14, из присосок 12 с манжетами 21 откачан воздух, обеспечивая плотное прилегание к внутренней поверхности 18 туннеля или к обработанному слою 20. Такое рабочее положение платформы 1 исключает ее любые движения и колебания, даже при проезде оборудования по ней, обеспечивая гарантированное схватывание бетона слоя 20 с внутренней поверхностью 18 туннеля и гарантируя безопасность людей, находящихся на платформе 1.In the working position of the walking formwork, the platform 1 is located in such a way that its front pair of lower and upper struts 2, 3, 4 and 5 are in the area of the untreated section of the tunnel, and the rear pair of lower and upper struts 6, 7, 8 and 9 are in the zone treated section of the tunnel. All struts 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, and 9 are in pairs at the same angle to each other and are rigidly fixed by their rods 13 in the cylinders 14, air is pumped out of the suction cups 12 with cuffs 21, ensuring a snug fit to the inner surface 18 of the tunnel or to the treated layer 20. Such a working position of the platform 1 excludes any movement and vibrations, even when the equipment passes through it, ensuring guaranteed adhesion of the concrete layer 20 to the inner surface of the tunnel 18 and guaranteeing the safety of people on platform 1.

По окончании цикла работ по очистке, бетонированию, облицовке или других действий в туннеле платформу 1 шагающей опалубки вместе со всем необходимым оборудованием переставляют далее вдоль туннеля (причем конструкция механизма ее перемещения позволяет передвигать опалубку как вперед, так и назад). Платформа 1 переставляется следующим образом. Первый этап перестановки изображен на фиг.3. Вначале с помощью гидроцилиндров 15 складываются щитовые боковые секции 16, затем слегка поднимается щитовая нижняя секция 17. Команда о начале движения платформы 1 подается из единого механизма дистанционного управления ко всем штокам 13 и цилиндрам 14 парных распорок 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9. В этот момент парные распорки 2, 4, 6 и 8 укорачиваются за счет того, что их штоки 13 втягиваются в цилиндры 14, поворачиваясь относительно шарниров 10 и 11, при этом парные распорки 3, 5, 7 и 9 удлиняются за счет того, что их штоки 13 выходят из цилиндров 14, поворачиваясь вокруг шарниров 10 и 11. Платформа 1 плавно перемещается в заданном направлении, не меняя расстояния до боковых, нижней и верхней частей туннеля, чем иключаются тряска оборудования, задевание за стенки туннеля. Затем присоски 12 распорок 2, 4, 6 и 8 отсоединяются от поверхности 18 и слоя 20 и дальнейшим удлинением штоков 13 относительно цилиндров 14 распорок 3, 5, 7 и 9 продвигаются вдоль движения платформы 1 на максимальную длину штоков 13, затем из этих присосок 12 откачивается воздух, и они фиксируются в новом положении. После чего отсоединяются присоски 12 следующей группы парных распорок 3, 5, 7 и 9, и они подтягиваются в ту сторону, куда движется платформа 1 за счет того, что штоки 13 распорок 2, 4, 6 и 8 укорачиваются, подтягивая к себе остальные пары.At the end of the cycle of work on cleaning, concreting, lining or other actions in the tunnel, the platform 1 of the walking formwork together with all the necessary equipment is rearranged further along the tunnel (and the design of its movement mechanism allows the formwork to be moved both forward and backward). Platform 1 is rearranged as follows. The first phase of the permutation is shown in Fig.3. First, the shield side sections 16 are folded using the hydraulic cylinders 15, then the shield bottom section 17 is raised slightly. The command to start the movement of the platform 1 is sent from a single remote control mechanism to all rods 13 and cylinders 14 of the pair of struts 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 and 9. At this moment, the pair of spacers 2, 4, 6 and 8 are shortened due to the fact that their rods 13 are pulled into the cylinders 14, turning relative to the hinges 10 and 11, while the pair of spacers 3, 5, 7 and 9 lengthen due to the fact that their rods 13 exit the cylinders 14, turning around arnirov 10 and 11. The platform 1 is slid in a predetermined direction without changing the distance to the side, top and bottom parts of the tunnel than iklyuchayutsya shaking equipment for grazing tunnel wall. Then the suction cups 12 of the spacers 2, 4, 6 and 8 are disconnected from the surface 18 and the layer 20 and further extension of the rods 13 relative to the cylinders 14 of the spacers 3, 5, 7 and 9 are advanced along the movement of the platform 1 to the maximum length of the rods 13, then from these suction cups 12 air is pumped out, and they are fixed in a new position. After that, the suction cups 12 of the next group of paired struts 3, 5, 7 and 9 are disconnected, and they are pulled in the direction where the platform 1 moves due to the fact that the rods 13 of the struts 2, 4, 6 and 8 are shortened, pulling the remaining pairs towards themselves .

Второй этап перестановки платформы 1 показан на фиг.4. Движение платформы в ту же сторону продолжается за счет того, что распорки 2, 4, 6 и 8 удлиняются, а распорки 3, 5, 7 и 9 укорачиваются. Затем присоски 12 распорок 2, 4, 6 и 8 повторно отсоединяются от поверхности 18 и слоя 20 и удлинением штоков 13 относительно цилиндров 14 еще раз продвигаются вдоль движения платформы 1 на максимальную длину штоков 13, затем из этих присосок 12 откачивается воздух, и они фиксируются в новом положении. На последнем этапе движением штоков 13 всех распорок 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9 достигается их рабочее положение и рабочее положение платформы 1, показанное на фиг.2. Если размеры туннеля достаточно велики, чтобы использовать более протяженные телескопические механизмы распорок 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9, то в этом случае количество перестановок присосок 12 уменьшается.The second stage of the rearrangement of the platform 1 is shown in Fig.4. The movement of the platform in the same direction continues due to the fact that the struts 2, 4, 6 and 8 are extended, and the struts 3, 5, 7 and 9 are shortened. Then, the suction cups 12 of the spacers 2, 4, 6, and 8 are again disconnected from the surface 18 and the layer 20, and by extending the rods 13 relative to the cylinders 14, they once again advance along the movement of the platform 1 to the maximum length of the rods 13, then air is pumped out of these suction cups 12 and they are fixed in a new position. At the last stage, the movement of the rods 13 of all the struts 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 and 9, their working position and the working position of the platform 1, shown in Fig.2. If the tunnel dimensions are large enough to use the longer telescopic mechanisms of the spacers 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 and 9, then in this case the number of permutations of the suction cups 12 decreases.

Описанная конструкция опалубки позволяет использовать любое оборудование для обработки внутренней поверхности 18 туннеля, в том числе механизированное, обеспечивает беспрепятственное продвижение людей и оборудования по платформе 1, копирует рельеф и все неровности внутренней поверхности 18 туннеля, исключая биение о нее платформы 1 с оборудованием и людьми, проста в эксплуатации и обслуживании, мобильна, обеспечивает движение во всех направлениях, в том числе при разветвлении туннелей.The described construction of the formwork allows you to use any equipment for processing the inner surface of the tunnel 18, including mechanized one, provides unimpeded movement of people and equipment along platform 1, copies the relief and all the irregularities of the inner surface of the tunnel 18, excluding the beating of platform 1 with equipment and people about it, easy to operate and maintain, mobile, provides movement in all directions, including when branching tunnels.

Таким образом, заявленное изобретение решает техническую задачу расширения функциональных возможностей шагающей опалубки, повышения надежности протекания технологического процесса, упрощения механизма перемещения опалубки и его автоматизации, повышения прочностных характеристик конструкции опалубки и обеспечения беспрепятственного перемещения людей и механизмов вдоль работающей опалубки.Thus, the claimed invention solves the technical problem of expanding the functionality of walking formwork, improving the reliability of the process, simplifying the mechanism for moving the formwork and its automation, increasing the strength characteristics of the formwork design and ensuring unimpeded movement of people and mechanisms along the working formwork.

Claims

Walking formwork containing a supporting frame with supporting elements and a mechanism for moving it and folding shield panels of the formwork fixed on the frame by means of hydraulic cylinders, characterized in that the supporting frame is made in the form of a flat working platform on which the hydraulic cylinders of the shield formwork sections are fixed, and in the end zones of the platform supporting elements pivotally mounted on its upper and lower planes, made in the form of at least paired, fixed in one transverse plane at an angle to each other, and, as min a pair of telescopic struts paired in the longitudinal plane at an angle to each other with vacuum suction cups pivotally mounted at their ends, each strut equipped with a telescopic drive and its rotation, connected to a single control system, while the joints of the struts and suction cups are made of spherical.