一种隧道施工台车的制作方法

本发明涉及隧道施工设备领域，特别涉及一种隧道施工台车。

背景技术：

在铁路或公路的隧道作业中，包括多种施工作业台车，施工作业台车主要用于在隧道掘进、隧道壁防水和加固过程中使用。在隧道壁的加固施工中包括初砌和二衬钢筋铺设等，根据施工内容不同，通常采用不同的台车，或者能够适应两种或两种以上施工的综合台车。现有台车大多采用有骨架的结构，虽然目前也出现了二衬浇筑用无骨架台车，但由于无骨架台车采用钢板和增强钢板强度的加强筋形成承载结构，其内部空间大，其在内部布设的布料机具有充分的施展空间，为满足带压注浆浇筑要求，其钢板用量大，不仅笨重，而且造价昂贵。现有有骨架台车的骨架通常采用龙门形，或井子架结构，而骨架底端呈“n”形，存在两侧立柱底端外张隐患，降低了结构刚度和强度。同样，现有无骨架二衬浇筑台车整体也呈“n”形，不能满足拱顶部分的带压注浆浇筑要求，即使在靠近拱顶的上部也只能依靠重力作用通过料斗、浇筑窗口向模腔内供料，存在砼离析、砂浆分离和石子堆积等造成蜂窝和孔洞类缺陷，影响隧道二衬的钢筋混凝土加固层质量，相对于二衬强度要求越来越高的发展趋势，难以满足逐渐提高的质量要求。为此，需要对现有隧道施工台车进行改进，以提高台车整体刚性和承载能力，在用于二衬浇筑时，能够满足拱顶的带压注浆浇筑要求。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对现有技术中隧道施工中台车主体承载能力差的不足，提供一种隧道施工台车，该台车通过将骨架形成环形封闭结构，从而有效增强骨架的刚度和承载能力，并减少材料消耗，降低重量和制造成本；其结构简单、加工方便，通用性好。

为实现前述目的，本发明采用如下技术方案。

一种隧道施工台车，呈轨道式自行走结构，包括具有钢骨架的台车主体，所述钢骨架包括多榀呈纵向排列，且环形封闭的环形钢架，全部环形钢架通过纵梁固定连接为一体，环形钢架具有仿隧道侧壁和拱顶的洞壁仿形部分。

采用前述方案的本发明，通过纵梁和沿纵梁分布的多榀纵向排列的环形钢架形成台车主体，使台车主体整体形成环形封闭结构，能够形成对外侧作用力的良好抵抗，从而形成抗变形能力强的环形封闭结构，提高结构刚度、增强承载能力。且能有效减少材料消耗，降低重量和制造成本。本台车通过搭设栈桥可充分利用内部空间形成施工设备、物资运输和人员通道。在利用台车主体进行相应作业平台或施工设施后，可形成隧道施工的多种台车。特别适用于形成二衬浇筑台车，能够对作用于顶部的外力具有良好的抗变形能力，以满足隧道拱顶部分的带压注浆浇筑要求。其结构简单、加工方便，通用性好。

优选的，所述环形钢架包括拱形顶梁，拱形顶梁两侧分别连接有一弧形侧柱，弧形侧柱下端支撑在承载底梁上；所述拱形顶梁和弧形侧柱共同构成仿隧道拱顶和洞壁弧形结构。以形成四段组合结构的仿隧道侧壁和拱顶的仿形部分，构成抵抗外侧作用力的预变形结构，并通过合理分段使整体保持良好的刚性和强度。

进一步优选的，所述承载底梁中部呈仿隧道仰拱的仿仰拱形。以使环形钢架形成隧道断面轮廓等距离减小的外部轮廓形状，从而形成与隧道断面形状相同的稳定结构，并尽量获得足够大的内部空间和结构尺寸，进一步提升刚度和强度。

进一步优选的，所述弧形侧柱的上下连接端结合面均与所在部的法线平行；弧形侧柱两端设有一连接板，弧形侧柱通过该连接板与对应构件设置的另一连接板采用高强度螺栓固定连接。以形成完整的弧形连接结构，进一步确保整体结构刚性和强度。

进一步优选的，所述环形钢架断面呈“h”形、“工”字形、“⊥”形或“□”形；以形成抗弯能力强的轻钢结构；在环形钢架断面呈“h”形或“工”字形的方案中，所述环形钢架断面呈工字形结构；包括腹板和位于腹板两侧的翼板，三者焊接成一体，且所述腹板采用钢板切割形成。以根据各部位承载能力要求不同，形成大小不同的截面，在确保足够刚性和强度的前提下，节省材料消耗，且腹板采用切割方式加工，可降低制造成本。

更进一步优选的，构成所述承载底梁工字形结构的承载腹板两端宽度大于中间段宽度，并形成宽度渐变的结构，且两端具有逐渐向外和向上延伸的斜向延伸部分，该斜向延伸部分逐渐变窄。进一步确保承载底梁在满足承载要求的前提下，减少材料消耗，节约制造成本。

优选的，所述台车主体上设有二衬混凝土浇筑模板体系；并在钢骨架内设有布料机，布料机通过布料小车可纵向移动地设在布料轨道上；所述二衬混凝土浇筑模板体系包括拱顶模板组和侧壁模板组，拱顶模板组和侧壁模板组上均设有带压注浆浇筑窗口。以利用台车主体环形骨架内部空间大，便于设置布料机，以及结构稳定性好和承载能力强的特点，确保隧道拱顶也能够实现带压注浆浇筑，消除非带压注浆浇筑导致的麻点、蜂窝和孔洞等因混凝土离析导致的缺陷，满足高质量隧道工程要求，适应工程质量要求越来越高的发展趋势。其中，布料机采用现有技术中成熟的活动关节式三节布料管结构。当然根据带压浇筑需要，布料机可以悬吊在布料小车上，也可以安装在小车上方。

进一步优选的，所述拱顶模板组由第一油缸组驱动竖直伸缩；所述侧壁模板组由第二油缸组驱动斜向伸缩。以确保作用于模板弧面法向的混凝土浇筑压力能够均匀、可靠的传递到相应油缸上，且模板在伸缩过程中沿模板中间部位的法向伸缩；组模时，拱顶模板组先伸出到位，侧壁模板组随后伸出到位并与拱顶模板组组合形成隧道二衬浇筑模板；拆模时，侧壁模板组首先回撤到位，随后拱顶模板组回撤并与侧壁模板组错位。

进一步优选的，所述台车主体下端设有顶升油缸，两侧设有横向位移调整油缸；且台车主体下端还挂装有搬运小车。以在进行带压注浆浇筑时，通过顶升油缸承载，避免车轮承载，确保车轮不出现意外损坏；同时，还可通过横向位移调整油缸进行台车左右位置的适量调整，相对于在台车上设置模板位置调整机构的结构而言，可有效简化模板与台车的连接结构，从而进一步降低制造成本。搬运小车用于在台车需要在脱离轨道的状态下整体迁移时，搬运小车加装适量垫铁后承载台车，以实现台车横向位置调整时，搭载台车横向移位。

本发明的有益效果是，结构稳定性好，承载能力强，通用性好；特别适应于构造成二衬带压注浆浇筑台车；相对于现有二衬浇筑台车而言，能够满足隧道拱顶的带压注浆浇筑要求，其二衬浇筑质量好、强度高。且结构简单，拆装方便，内部空间大，通行能力强。

附图说明

图1是本发明位于隧道内的结构示意轴侧图。

图2是本发明的结构示意主视图，图中，左侧位于隧道口方向。

图3是本发明图2的左视图。

图4是本发明中环形钢架的结构示意图。

图5是本发明中环形钢架的断面结构示意图。

图6是本发明中环形钢架的各个组成段及相应的连接板的结构示意图。

图7是本发明图4中的a部放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

参见图1、图2、图3，一种隧道施工台车，呈轨道式自行走结构，包括具有钢骨架的台车主体，所述钢骨架包括多榀呈纵向排列，且环形封闭的环形钢架1，全部环形钢架1通过纵梁2固定连接为一体，其中，纵梁2端面呈“□”形，纵梁2沿环形钢架1周向分布有多根，位于下端的两根纵梁2截面尺寸明显大于其余部位的纵梁2截面，台车的车轮分别设在下端的两根纵梁2上。下端两根纵梁之间设有用于车辆通行的栈桥700，栈桥两端设有翻转式栈桥坡道，以便于车辆上下桥，栈桥坡道由台车端部向外延伸，

参见图4，所述环形钢架1由四段组合形成，包括拱形顶梁11，拱形顶梁11两侧分别连接有一弧形侧柱12，弧形侧柱12下端支撑在承载底梁13上；所述拱形顶梁11和弧形侧柱12共同构成仿隧道拱顶和洞壁弧形结构。承载底梁13中部呈仿隧道仰拱的仿仰拱形。弧形侧柱12的上下连接端结合面均与所在部的法线平行，四个结合部的四条法线相交于同一位置，即四个面相交在同一轴线上；弧形侧柱12两端设有一连接板1c，弧形侧柱12通过该连接板与对应构件设置的另一连接板1c采用高强度螺栓固定连接，并通过螺母锁紧，显然连接板1c上设有穿设高强度螺栓的螺栓穿设孔1d。其中，环形钢架1断面呈“h”形或“工”字形结构，如图5所示；包括腹板1a和位于腹板两侧的翼板1b，三者焊接成一体，且所述腹板采用钢板切割形成。构成承载底梁13工字形结构的承载腹板两端宽度大于中间段宽度，并形成宽度渐变的结构，且两端具有逐渐向外和向上延伸的斜向延伸部分，该斜向延伸部分逐渐变窄。

台车主体上设有二衬混凝土浇筑模板体系，并在钢骨架内设有布料机100，布料机100通过布料小车110可纵向移动地设在布料轨道上，布料轨道通过轨道吊架120悬吊在环形钢架1的拱顶部分，具体通过环形钢架1的拱形顶梁11吊装固定；混凝土进料管140位于台车朝向洞口的一端，轨道吊架120上设有混凝土供料接口，该供料接口通过软管与布料机100的进料端连接，布料机的布料管采用活动关节式的三节结构，以使其布料口能够分别与各个带压注浆浇筑窗口连接，进而进行各个部位的混凝土带压注浆浇筑；所述二衬混凝土浇筑模板体系包括拱顶模板组200和侧壁模板组300，拱顶模板组和侧壁模板组上均设有带压注浆浇筑窗口,。其中，拱顶模板组200由多个拱顶模板组成，每个拱顶模板对应由至少两个第一油缸驱动竖直伸缩，多个第一油缸构成第一油缸组；所述侧壁模板组300由多个侧壁模板组成，每个侧壁模板由至少两个由第二油缸驱动斜向伸缩，多个第二油缸构成第二油缸组。台车主体下端设有顶升油缸400，顶升油缸400下端设有球铰结构的脚板；两侧设有横向位移调整油缸500，横向位移调整油缸500呈水平设置；顶升油缸400和横向位移调整油缸500远端设有球铰结构的脚板；且台车主体下端挂装有搬运小车600。

本实施例中横向位移调整油缸500也可斜向下设置，采用斜向下设置时，可以减轻搬运小车600载荷。

本实施例中的环形钢架1断面也可呈“⊥”形或“□”形。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。