专利名称：一种全液压自行走隧道仰拱模筑台车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种适用于各类隧道(洞)仰拱施工设备，具体为一种全液压自行走隧道仰拱模筑台车。
背景技术：
为了确保铁路隧道施工安全，铁路方面现行规定“仰拱宜超前拱墙二次衬砌，其超前距离宜保持3倍以上衬砌循环作业长度；仰拱施作应优先选择各段一次成型，避免分部灌筑”。高速铁路建设现行的《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》明确指出“二次衬砌施工的顺序是仰拱超前，墙、拱整体浇筑；仰拱应超前拱墙衬砌，其超前距离宜保持3倍以上二次衬砌循环作业长度；仰拱、底板混凝土应整体浇筑，一次成型；填充混凝土应在仰拱混凝土终凝后浇筑。“在当前隧道施工中，常因没有理想的配套设备和施工工艺，仰拱施工的质量和进度难以保障，进而影响了防水系统、二衬等后继工序的结构衔接质量和进度，仰拱施工成为隧道施工中控制性工序。现有的隧道仰拱施工通常采用分幅施工法、栈桥施工法或简易支架配合小模板的施工方法，不同施工方法所采用的设备也大不相同，以上几种常用的仰拱施工方法及其所采用的施工设备都存在着一些不足。I)仰拱分幅施工法仰拱及填充被分为左、右两半分别浇注，在隧底中间形成了一道纵向施工缝，破坏了隧道仰拱的整体性，使隧道衬砌环向承载能力大大降低；另外，在地下水发育地段，在仰拱中间施工缝处经常出现渗水、翻浆、冒泥等问题，给隧道后期运营安全埋下病害隐患。2)采用栈桥法施工中无法保证边墙脚与仰拱连接处的圆弧过渡成型，而且一般栈桥的自动化程度相对较低、移位比较困难。另外，采用仰拱栈桥施工时，栈桥下部施工空间比较狭小，大多只能人工摊铺施工，因而无法使仰拱和填充分开浇筑，违背了仰拱用来承力、填充用来缓冲列车载荷的设计初衷。3)简易支架配合小模板的施工方法虽然设备成本较小；但加固钢筋用量大，模板安装拆除需要挖掘机配合，工艺繁琐，使用不便、工人劳动强度大。
发明内容本实用新型的目的在于:提供一种全液压自行走隧道仰拱模筑台车，利用该设备并采用与之配套的施工方法，可以较大的提高作业效率、保证仰拱质量、减轻劳动强度并降低施工成本。本实用新型的设计方案为:一种全液压自行走隧道仰拱模筑台车，主要包括依次连接的后提升坡道后顶升行走系统、电气及液压操控台、模板支架装置、中心水沟模板系统、中栈桥结构，仰拱模板系统、端堵模板系统、前顶升行走系统和前提升坡道，形成整体式栈桥，可自行走，栈桥上设置有仰拱模板系统、中心水沟模板系统和端堵模板系统，各模板采用液压操控方式实现立模和脱模板。所述的仰拱模板系统分为左右两幅，每副分别由上、下两块模板组成，上模板设置在仰拱不被填充掩埋的部份，下模板与上模板直接铰接连接，通过操控脱模油缸实现仰拱模板的脱模和立模。所述的模板支架装置为左、右两幅，设置在仰拱外露部分，通过脱模油缸装配与仰拱模板系统连接在一起。所述的后顶升行走系统及前顶升行走系统，其顶升液压缸安装在可以滑动的滑套内，滑套安装在行走轮架上。所述的电气及液压操控台集成了液压泵站及电气控制箱。所述的后提升坡道及前提升坡道均采用H型钢拼焊而成。所述的中心水沟模板系统的侧模板与底模板分开，中间通过脱模油缸将两侧模板连接起来；底模板搭接在侧模板底部，浇筑时通过抗浮撑杆顶在侧模板上，采用液压收、立模，立模实现机械自锁。确保中心水沟一次成型，浇筑过程中不跑模、不变形。所述的端堵模板系统由框架和堵模板构成，框架底边为弧形。既可实现端头防水带的迅速安装，又能保证仰拱与填充错缝搭接、整体严丝合缝，提高仰拱结构的整体防水性倉泛。所述的中栈桥结构采用横担与侧桁架通过螺栓组连接成一个整体门架结构，两根行车主梁在横担上对称铺设，可根据行车净空要求灵活调整。中栈桥结构与仰拱模板之间采用滑动式模板支架装置，能滑动脱模，又能隔断栈桥上通行车辆的震动，消除过车震动对新浇筑仰拱混凝土品质的影响。采用上述全液压自行走隧道仰拱模筑台车进行仰拱施工的具体方法如下:隧底开挖、出碴、清底、并铺设台车行走钢轨(该工序可与仰拱及填充浇筑工序并行进行);测量放样，启动液压系统提升前坡道及后坡道；启动台车行走至工作位置。放下前后坡道并调整模板至衬砌位置，然后放下基础千斤顶定位好栈桥。用丝杠固定好端堵板并安设止水带。浇筑仰拱混凝土:中部无模板部分混凝土通过自然摊铺的方式，从仰供中部开始纵向摊铺，再向左右两边同时浇筑，混凝土浇至仰拱模板下沿时，混凝土改由仰拱两侧的顶部入模，使仰拱混凝土不留施工缝，一次浇筑完成。等仰拱混凝土凝固后，开启液压系统翻转仰拱模板完成脱模。浇筑填充混凝:通过自然摊铺的方式将填充混凝土从栈桥的两侧同时浇筑。等填充混凝土凝固后，进行中心沟模板系统及端堵模板系统脱模(仰拱及填充混凝土浇筑及凝固等工序阶段可以并行进行下一施工循环的隧底开挖、出碴、清底、及铺设台车行走钢轨等工作)。所有模板完成脱模后，提升前后坡道，开启台车行走系统使台车整体移动到下一作业面，开始进入新一轮施工循环。本实用新型的有益效果是:只需设置一个仰拱工作面，即可实现每天浇注一组仰拱及填充混凝土的目标；该台车的整体式栈桥将仰拱清碴段、仰拱及填充浇筑段、仰拱及填充养护段在空间上并行分开，可使三个作业段的不同工序并行进行施工，可以极大的缩短施工时间，降低施工成本，并且优化洞内施工组织和工序分区、利于标准化作业和安全文明施工；仰拱施工采用整体模板浇筑成形，可方便的实现仰拱与填充的分开浇筑，保证了仰拱质量；电气控制与液压控制集成度高，使用操作便利、可极大的减少现场施工人数及工人劳动强度；彻底解决了隧道仰拱施工与其它施工作业相互干扰、进度落后于开挖进度并制约二衬等后继工序的难题。
图1为本实用新型的结构正视图；图2为本实用新型的结构侧视图；图3为本实用新型的结构立体示意图；图4为仰拱模板系统结构示意图；图5为如、后顶升彳丁走系统结构不意图；图6为中心水沟模板系统结构示意图；图7为中栈桥结构示意图；图8为端堵I旲板系统结构不意图；其中I——后提升坡道，2——后顶升行走系统，3——电气及液压操控台，4——模板支架装置，5——中心水沟模板系统，6——中栈桥结构，7——仰拱模板系统，8——端堵模板系统，9——前顶升行走系统，10——前提升坡道，11——上模板，12——下模板，13——堵模板，14——顶升液压缸，15——滑套，16——行走轮架，17——脱模油缸，18——框架，19——侧模板，20——底模板，21——横担，22——侧桁架。
具体实施方式
下面结合具体实施例和说明书附图对本实用新型作进一步说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。实施例:一种全液压自行走隧道仰拱模筑台车，如图1、图2、图3所示，主要由依次连接的后提升坡道1、后顶升行走系统2、电气及液压操控台3、模板支架装置4、中心水沟模板系统5、中栈桥结构6、仰拱模板系统7、端堵模板系统系统8、前顶升行走系统9和前提升坡道10构成，前后连接形成整体式栈桥，可自行走，栈桥上设置有仰拱模板系统7、中心水沟模板系统5、端堵模板系统系统8，各模板可以采用液压操控方式实现立模和脱模板。仰拱模板系统分为左右两幅，如图2、图3和图4所示，每副分别由上、下两块模板组成，上模板11设置在仰拱不被填充掩埋的部份，下模板12与上模板11直接铰接连接，通过操控脱模油缸17实现仰拱模板的脱模和立模。后提升坡道I及前提升坡道10:如图3所示，两个部件的结构基本相同，均采用H型钢拼焊而成，主要用于栈桥前后段的行车；其坡度控制在隧道通行车辆的容许坡度以内。后顶升行走系统2及前顶升行走系统9:这两大系统功能相同，如图5所示，顶升液压缸14安装在可以滑动的滑套15内，滑套安装在行走轮架16上，主要用于顶升栈桥调整其位置，以及完成栈桥的行走移位。电气及液压操控台3:该平台上集成了液压泵站及电气控制箱，主要用于控制整个台车的立模、脱模及行走。模板支架装置4及仰拱模板系统7:如图2和如3所示，这两大部件设计为左、右两幅，分别由模板支架装置4及仰拱模板系统7组成。模板支架装置4设置在仰拱外露部分(不被填充掩埋的部份)，通过脱模油缸17装配与仰拱模板系统7连接在一起，主要作用是固定、存放和移动模板。模板采用大块组合钢模，每幅2块，模板间用销轴连接，以翻折方式立模和脱模。每块长6m，宽约1.8m，用U8槽钢做加强肋，使模板具有足够的刚度。因仰拱中部弧形半径大，坡度比较平缓，可不设模板，混凝土通过自然摊铺的方法从中间向两边浇筑，混凝土浇至仰拱模板系统7下沿时，混凝土改由仰拱两侧的顶部入模，使仰拱混凝土一次浇筑完成。经现场试验证明:混凝土坍落度在120 140mm的情况下，从仰拱与二衬边墙设计施工缝处向下设置3.5米长的弧形模板，即可很好的满足仰拱混凝土的施工要求。中心水沟模板系统5:如图6所示，中心水沟侧模板19与底模板20采用分开设计的方式，筋板为Uio槽钢、面板为6mm钢板，侧模板19通过两根悬挂丝杠挂在栈桥下，中间通过脱模油缸17将两侧模板19连接起来；底模板20搭接在侧模板19底部，浇筑时通过抗浮撑杆顶在侧模板19上。脱模时先拆除底模板，通过收缩侧模板19脱模油缸17即可方便的完成侧模板19的脱模。中栈桥结构6:如图7所示，栈桥的横担21与侧桁架22通过螺栓组连接成一个整体门架结构，两根行车主梁在横担21上对称铺设，横担21长度为4m — 6m，可根据行车净空要求灵活调整，侧桁架22长度和行车主梁长度为12m，均采用H型钢组焊而成。采用这种设计既可以保证栈桥整体具备通行60吨重型卡车的能力，又能满足栈桥拆装方便、运输简便的要求。端堵模板系统系统8:如图8所示，端堵模板系统8由框架18和堵模板13构成，框架18的底边为弧形。根据仰拱和填充混凝土的结构尺寸设计，端堵模板系统8底为弧形，与仰拱中埋式止水带位置一致，便于固定中埋式止水带。端堵模板系统8上边缘与填充混凝土面标高一致，可控制填充混凝土浇筑标高。为适应隧底开挖清理后的地形情况，共设置两组悬挂螺旋，可方便的调整端堵模板系统8的位置高度。综上所述是本实用新型较佳的实施例，凡依本实用新型技术方案所做的改变，所生产的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时均属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种全液压自行走隧道仰拱模筑台车，其特征在于:台车主要包括依次连接的后提升坡道(I)、后顶升行走系统(2)、电气及液压操控台(3)、模板支架装置(4)、中心水沟模板系统(5)、中栈桥结构(6)、仰拱模板系统(7)、端堵模板系统(8)、前顶升行走系统(9)和前提升坡道(10)，形成整体式栈桥，可自行走，栈桥上设置有仰拱模板系统(7)、中心水沟模板系统(5)、端堵模板系统(8)，各模板采用液压操控方式实现立模和脱模板。
2.根据权利要求1所述的一种全液压自行走隧道仰拱模筑台车，其特征在于:所述仰拱模板系统(7)分为左右两幅，每幅分别由上、下两块模板组成，上模板(11)设置在仰拱不被填充掩埋的部份，下模板(12)与上模板(11)直接铰接连接，通过操控脱模油缸(17)实现仰拱模板系统(7 )的脱模和立模。
3.根据权利要求1所述的一种全液压自行走隧道仰拱模筑台车，其特征在于:所述的模板支架装置(4)为左、右两幅，设置在仰拱外露部分，通过脱模油缸(17)装配与仰拱模板系统(7)连接在一起。
4.根根据权利要求1所述的一种全液压自行走隧道仰拱模筑台车，其特征在于:所述的后顶升行走系统(2)及前顶升行走系统(9)，其顶升液压缸(14)安装在可以滑动的滑套(15)内，滑套(15)安装在行走轮架(16)上。
5.根根据权利要求1所述的一种全液压自行走隧道仰拱模筑台车，其特征在于:所述的电气及液压操控台(3 )集成了液压泵站及电气控制箱。
6.根根据权利要求1所述的一种全液压自行走隧道仰拱模筑台车，其特征在于:所述的后提升坡道(I)及前提升坡道(10 )均采用H型钢拼焊而成。
7.根根据权利要求1所述的一种全液压自行走隧道仰拱模筑台车，其特征在于:中栈桥结构(6)与仰拱模板系统(7)之间采用滑动式模板支架装置(4)，能滑动脱模。
8.根据权利要求1所述的一种全液压自行走隧道仰拱模筑台车，其特征在于:所述的中心水沟模板系统(5)的侧模板(19)与底模板(20)分开，中间通过脱模油缸(17)将两侧模板(19)连接起来；底模板(20)搭接在侧模板(19)底部，浇筑时通过抗浮撑杆顶在侧模板(19 )上，采用液压收、立模，立模实现机械自锁。
9.根据权利要求1所述的一种全液压自行走隧道仰拱模筑台车，其特征在于:所述的端堵模板系统(8)由框架(18)和堵模板(13)构成，框架(18)底边为弧形。
10.根据权利要求1所述的一种全液压自行走隧道仰拱模筑台车，其特征在于:所述的中栈桥结构(6)采用横担(21)与侧桁架(22)通过螺栓组连接成一个整体门架结构，两根行车主梁在横担上对称铺设，中栈桥结构(6)与仰拱模板系统(7)之间采用滑动式模板支架装置(4)，能滑动脱模。
专利摘要本实用新型公开了一种适用于隧道仰拱结构形式，实现仰拱快速整体施工的一种全液压自行走隧道仰拱模筑台车，主要包括后提升坡道、后顶升行走系统、电气及液压操控台、模板支架装置、中心水沟模板系统、中栈桥结构、仰拱模板系统、端堵模板系统、前顶升行走系统、前提升坡道。采用整体式栈桥很好地解决传统仰拱作业与运输作业相互干扰的难题，使用本实用新型进行仰拱施工，可以极大的提高作业效率、保证仰拱质量、减轻劳动强度并降低施工成本。
文档编号E21D11/10GK203066990SQ201320064488
公开日2013年7月17日 申请日期2013年2月5日 优先权日2013年2月5日
发明者王书科, 梅志荣, 潘传标, 冯恩, 陈永照, 张军伟 申请人:重庆铁科轨道交通工程有限公司