隧道下锚洞或开关洞独立衬砌台车的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了隧道下锚洞或开关洞独立衬砌台车，它包括模板总成（1）、拱架加宽机构（2）、托架总成（3）、中线调节机构（4）、门架总成（5）、机械支撑机构（6）、起升机构（7）、行走机构（8）及其它辅助结构；其中门架总成（5）的左右两侧通过机械支撑机构（6）与模板总成（1）的两侧连接，门架总成（5）的顶部设置有中线调节机构（4），在中线调节机构（4）上方有拱架加宽机构（2），拱架加宽机构（2）上方有托架总成（3），托架总成（3）与模板总成（1）的拱部连接。本实用新型安装、拆卸方便，混凝土外观质量好，节约成本。
【专利说明】 隧道下锚洞或开关洞独立衬砌台车
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种在隧道混凝土衬砌施工中，用于特殊的断面净空加宽(可实现线路左、右侧换边)的衬砌，简要的说就是一种下锚洞、开关洞独立衬砌台车。
【背景技术】
[0002]目前我国铁路客运专线均为电气化高速铁路，为满足接触网、通信信号等专业技术要求，而设计的特殊衬砌断面的下锚洞和开关洞(较正常衬砌断面分别加宽70cm，130cm)。传统施工过程中，采用满堂支架法，施工工序包括立型钢拱架、拼装钢模板、搭设脚手架、浇筑、拆卸、转场，该施工方法循环时间长、加固困难易跑模，且在施工过程中行车不便，作业面文明施工差、混凝土外观质量无法保证，同时在加固过程中需采用大量的脚手架钢管和扣件，耗费人工，增加了成本；采用衬砌台车上安装内盒模板也存在质量难以保证、操作空间小、工效极低等缺陷，导致拱墙衬砌速度较慢，容易导致隧道安全步距超标。上述工法不能满足客运专线对安全、质量、外观的要求。因此对隧道下锚洞、开关洞衬砌施工工艺的改进势在必行。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是:提供一种安全、高效、质优的下锚洞、开关洞独立衬砌台车，以克服现有技术存在的施工时间长、工效低等不足。
[0004]本实用新型所采用的技术方案为:它包括模板总成、拱架加宽机构、托架总成、中线调节机构、门架总成、机械支撑机构、起升机构、行走机构及其它辅助结构；其中门架总成的左右两侧通过机械支撑机构与模板总成的两侧连接，门架总成的顶部设置有中线调节机构，在中线调节机构上方有拱架加宽机构，拱架加宽机构上方有托架总成，托架总成与模板总成的拱部连接。
[0005]模板总成由标准模板、非标准模板、开窗模板、注浆模板、下锚洞或开关洞堵头模板共同组成，模板间采用U形卡连接，模板与拱架用螺栓连接。非标准模板用于有堵头模板处，开窗模板间隔一定高度用于提供一个混凝土灌注口，注浆模板安于台车顶部用于混凝土的收尾灌注及注浆；下锚洞堵头模板和标准模板、非标准模板、开窗模板、注浆模板共同组成下锚洞衬砌台车；开关洞堵头模板和标准模板、非标准模板、开窗模板、注浆模板共同组成下锚洞衬砌台车。下锚洞堵头模板和开关洞堵头模板不同时存在。
[0006]门架总成包括立柱、下纵梁、斜支撑、上横梁、中横梁、小纵梁。门架总成为:在两平行下纵梁上装有立柱，在同一下纵梁的共面立柱顶部装有上横梁，中上部装有中横梁，斜支撑连接立柱与中横梁，小纵梁将同一下纵梁上的立柱连接成一体。
[0007]托架总成包括正洞模板拱架、下锚洞或开关洞模板拱架、下锚洞或开关洞调节模板拱架、正洞模板立柱、下锚洞或开关洞模板立柱、下锚洞或开关洞模板横梁、上纵梁，托架总成与拱模板连成整体桁架结构，均为工字形梁结构。
[0008]模板拱架分为边模拱架及顶模拱架，边模拱架与顶模拱架为铰接，模板横梁两端与顶模拱架相连成弓形，模板立柱在竖向将顶模拱架与模板横梁连成一体。
[0009]行走机构包括四个单轮，分别设置在滑动支柱之下。
[0010]起升机构包括焊于台车两端立柱侧面的支撑座，在支撑座下有滑动立柱，在支撑座与滑动立柱间设置机械千斤顶，滑动立柱在滑动套里滑动。
[0011]中线调节机构包括机械千斤顶、安装在上纵梁上的滚轮、焊于上横梁上的滑轨，机械千斤顶安装在支撑座上，支撑座焊于上横梁上。
[0012]拱架加宽机构包括模板横梁套管、下锚洞模板横梁、滚轮，多个滚轮分别安装在模板横梁套管上及上纵梁上。
[0013]机械支撑系统包括机械螺旋丝杆、机械螺旋丝杆支撑通梁。
[0014]其它辅助结构包括工作平台、楼梯。
[0015]通过更换部分模板支撑拱架总成来实现下锚洞或开关洞变径断面衬砌，通过模板横梁套筒内模板横梁的收回、伸出来实现不拆除拱架换侧加宽衬砌的目的。
[0016]在实际使用中，其具有如下技术优势:
[0017]1、独立衬砌台车具有定位简单、拼装速度快，转场方便的特点。台车一次拼装完成(5人7天可完成本独立衬砌台车拼装)，混凝土衬砌后只需收回拱架加宽段拆除台车顶部调节段的情况下(一天时间)可实现在正洞衬砌段行走，进行下次台车就位。而采用满堂支架施工工艺时需反复搭拆脚手架，相比之下采用独立衬砌台车在耗费人工较小的情况下大大缩短了循环时间，具有明显的技术和经济效益优势；
[0018]2、采用独立衬砌台车施工，通过模板横梁套管内模板横梁的滑动解决了满堂支架法以及衬砌台车外侧安装内盒模板施工中不同侧向加宽所带来的定位、安拆复杂，模板安装、加固困难，易跑模、变形，不易捣固、行车不便等技术难题，确保了下锚洞、开关洞施工的安全质量；
[0019]3、独立衬砌台车前后各加装I米的正常段标准模板，可安装下锚洞或开关洞堵头模板，每隔一定距离设有开窗模板，同时预留注浆孔，混凝土浇筑后外观质量美观，整体性较好，结构尺寸满足设计要求；
[0020]4、独立衬砌台车在下锚洞或开关洞施工完成后，只需将下锚洞总成更换成开关洞总成后即可进行开关洞混凝土施工，可实现“一车多用”具有较强的适用性和可推广性。
[0021]【专利附图】
【附图说明】:
[0022]图1为本实用新型的结构主视示意图；
[0023]图2为本实用新型的结构侧视示意图；
[0024]图3为本实用新型的结构立体示意图；
[0025]图4为本实用新型的部分结构立体示意图，该图示意出本实用新型除了模板总成、拱架加宽机构、托架总成、机械支撑机构以外的结构。
[0026]图5为本实用新型中线调节机构详图。
[0027]图6为本实用新型作业步骤流程图。
[0028]【具体实施方式】:
[0029]本实用新型的实施例:它包括模板总成1、拱架加宽机构2、托架总成3、中线调节机构4、门架总成5、机械支撑机构6、起升机构7、行走机构8及其它辅助结构；其中门架总成5的左右两侧通过机械支撑机构6与模板总成I的两侧连接，门架总成5的顶部设置有中线调节机构4，在中线调节机构4上方有拱架加宽机构2，拱架加宽机构2上方有托架总成3，托架总成3与模板总成I的拱部连接。
[0030]模板总成I由标准模板16、非标准模板14、开窗模板13、注浆模板11和下锚洞或开关洞堵头模板15共同组成，模板间采用U形卡连接，模板与拱架用螺栓连接。非标准模板14用于有堵头模板处，开窗模板13间隔一定高度用于提供一个混凝土灌注口，注浆模板11安于台车顶部用于混凝土的收尾灌注及注浆；下锚洞堵头模板和标准模板16、非标准模板14、开窗模板13、注浆模板11共同组成下锚洞衬砌台车；开关洞堵头模板和标准模板16、非标准模板14、开窗模板13、注浆模板11共同组成下锚洞衬砌台车。下锚洞堵头模板与开关洞堵头模板不同时存在。
[0031]门架总成5包括立柱28、下纵梁23、斜支撑24、上横梁17、中横梁25、小纵梁22，下纵梁23为箱型结构保证足够的刚性及两方向的抗弯性能，其他主梁均为工字钢梁，保证在衬砌施工时混凝土的压力对门架作用时的结构刚性。门架总成为:在两平行下纵梁上装有立柱，在同一下纵梁的共面立柱顶部装有上横梁17，中上部装有中横梁25，斜支撑24连接立柱28与中横梁25，小纵梁22将同一下纵梁23上的立柱连接成一体。
[0032]托架总成3包括正洞模板拱架9、下锚洞或开关洞模板拱架10、下锚洞或开关洞调节模板拱架12、正洞模板立柱30、下锚洞或开关洞模板立柱31、下锚洞或开关洞模板横梁20、上纵梁29，托架总成3与拱模板连成整体桁架结构，均为工字形梁结构。模板拱架9分为边模拱架及顶模拱架，边模拱架和顶模拱架为铰接，模板横梁两端与顶模拱架相连成弓形，模板立柱在竖向将顶模拱架与模板横梁连成一体。
[0033]行走机构8包括四个单轮，分别设置在滑动支柱26之下。行走机构主要由直径300mm的钢轮及轴承组成，需靠外力牵引，可采用装载机等作为牵引，如需要可在下纵梁23处改进安装电机提供动力，齿轮链条传动实现驱动，在钢轨上行走。
[0034]起升机构7包括焊于台车两端立柱侧面的支撑座，在支撑座下有滑动立柱，在支撑座与滑动立柱间设置机械千斤顶，滑动立柱在滑动套里滑动。通过操作机械千斤顶控制台车的升降。
[0035]中线调节机构4，包括机械千斤顶、安装在上纵梁上的滚轮、焊于上横梁上的滑轨，机械千斤顶安装在支撑座上，支撑座焊于上横梁上。操作机械千斤控制模板托架左右移动。
[0036]拱架加宽机构2包括模板横梁套管、下锚洞模板横梁、滚轮，多个滚轮分别安装在模板横梁套管上及上纵梁上。
[0037]机械支撑系统6包括机械螺旋丝杆、机械螺旋丝杆支撑通梁21。
[0038]其它辅助结构包括工作平台、楼梯。
[0039]下锚洞或开关洞独立衬砌台车主要工作原理介绍如下:
[0040]1、行走原理
[0041]下锚洞或开关洞独立衬砌台车只设有4个单轮，无行走驱动机构，主要靠外力牵引在钢轨上行走。
[0042]2、定位原理
[0043]下锚洞或开关洞独立衬砌台车在外力牵引下走到预定位置后，操作起升机构处机械千斤顶使上纵梁带动托架、拱架、模板总成沿隧道横向运动使模板横向移动就位，然后正向操作中线调节处机械千斤顶使台车上升，反向操作机械千斤顶使台车在自身重力条件下下降，到达指定高度。调节机械螺旋丝杆做好支撑固定，防止门架、拱架及模板变形。
[0044]3、换侧加宽衬砌原理
[0045]下锚洞或开关洞独立衬砌台车在换侧加宽衬砌时，只需拆除加宽侧各处连接，在外力作用下使该侧下锚洞横梁模板(带动该侧托架、拱架)向外移动，移动到位后用固定销锁定并把连接用螺栓连接，达换侧加宽衬砌的目的。
[0046]台车操作流程如下(参见图5):
[0047]1.台车牵引就位
[0048]衬砌台车在外力牵引下通过4个单轮在钢轨上行驶到指定里程。
[0049]2.下锚洞或开关洞拱架加宽
[0050]根据需要更换下锚洞或开关洞总成。
[0051]3.台车定位
[0052]通过调节机械千斤顶使上纵梁带动托架、拱架、模板总成沿隧道横向运动使模板横向就位。然后调节起升机构处的机械千斤顶控制台车升降到位，在外力作用下使需要加宽侧下锚洞横梁模板(带动该侧托架、拱架)向外移动，移动到位后用固定销锁定，调节机械螺旋杆对台车进行加固支撑，防止台车变形。
[0053]4.安装模板总成
[0054]模板间用U形卡连接，模板与拱架用螺栓连接，为确保混凝土外观质量，端头模板必须按要求施作。
[0055]5.拆端头模板脱模
[0056]旋松螺旋丝杆，取掉销子，取掉螺旋丝杆，拆端头模板脱模。
[0057]6.台车行走
[0058]在外力作用下使需要加宽侧下锚洞横梁模板(带动该侧托架、拱架)向内移动缩回，移动到位后用固定销锁定。然后调节起升机构处的机械千斤顶使台车下降，通过外力牵引至下一处下锚洞(开关洞)。
[0059]7.转至第2步
[0060]至此完成一个工作循环。
【权利要求】
1.一种隧道下锚洞或开关洞独立衬砌台车，其特征是:它包括模板总成(I)、拱架加宽机构(2)、托架总成(3)、中线调节机构(4)、门架总成(5)、机械支撑机构(6)、起升机构(7)、行走机构(8)及辅助结构；其中门架总成(5)的左右两侧通过机械支撑机构(6)与模板总成(I)的两侧连接，门架总成(5)的顶部设置有中线调节机构(4)，在中线调节机构(4)上方有拱架加宽机构(2)，拱架加宽机构(2)上方有托架总成(3)，托架总成(3)与模板总成(O的拱部连接。
2.根据权利要求1所述的隧道下锚洞或开关洞独立衬砌台车，其特征是:模板总成(I)由标准模板(16)、非标准模板(14)、开窗模板(13)、注浆模板(11)、下锚洞或开关洞堵头模板(15)共同组成，模板间采用U形卡连接，模板与拱架用螺栓连接。
3.根据权利要求1所述的隧道下锚洞或开关洞独立衬砌台车，其特征是:门架总成(5)包括立柱(28)、下纵梁(23)、斜支撑(24)、上横梁(17)、中横梁(25)、小纵梁(22)。
4.根据权利要求1所述的隧道下锚洞或开关洞独立衬砌台车，其特征是:托架总成(3)包括正洞模板拱架(9)、下锚洞或开关洞模板拱架(10)、下锚洞或开关洞调节模板拱架(12)、正洞模板立柱(30)、下锚洞或开关洞模板立柱(31)、下锚洞或开关洞模板横梁(20)、上纵梁(29)，托架总成(3)与拱模板连成整体桁架结构，均为工字形梁结构。
5.根据权利要求1所述的隧道下锚洞或开关洞独立衬砌台车，其特征是:行走机构(8)包括四个单轮，分别设置在滑动支柱(26)之下。
6.根据权利要求1所述的隧道下锚洞或开关洞独立衬砌台车，其特征是:起升机构(7)，包括焊于台车两端的立柱侧面的支撑座，在支撑座下有滑动立柱，在支撑座与滑动立柱间设置机械千斤顶，滑动立柱在滑动套里滑动。
7.根据权利要求1所述的隧道下锚洞或开关洞独立衬砌台车，其特征是:中线调节机构(4 )，包括机械千斤顶(34 )、安装在上纵梁(29 )上的滚轮(33 )、焊于上横梁(17 )上的滑轨(35),机械千斤顶安装在支撑座上，支撑座焊于上横梁上。
8.根据权利要求1所述的隧道下锚洞或开关洞独立衬砌台车，其特征是:拱架加宽机构(2)包括模板横梁套管(18)、下锚洞模板横梁(20)、滚轮(19)，多个滚轮分别安装在模板横梁套管上及上纵梁上。
9.根据权利要求1所述的隧道下锚洞或开关洞独立衬砌台车，其特征是:机械支撑系统(6 )包括机械螺旋丝杆、机械螺旋丝杆支撑通梁(21)。
10.根据权利要求1所述的隧道下锚洞或开关洞独立衬砌台车，其特征是:辅助结构包括工作平台、楼梯。
【文档编号】E21D11/10GK204098927SQ201420035955
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年1月21日 优先权日:2014年1月21日
【发明者】张伯湘, 叶黔, 朱东平, 许锡甲, 王开荣 申请人:中铁五局（集团）有限公司, 中铁五局集团第五工程有限责任公司