一种隧道衬砌模型试验脱模装置及方法

1.本发明属于土木工程技术领域，尤其涉及一种隧道衬砌模型试验脱模装置及方法。


背景技术：

2.模型试验是隧道及城市地下空间工程的重要研究手段之一，研究人员和工程师们采用模型试验解决了一系列隧道工程难题。随着隧道工程向“长”、“大”、“深”发展，隧道模型试验也越来越复杂，其表现之一在于隧道衬砌模型长度的增加。
3.目前，多采用白铁皮制作隧道衬砌模具，现有隧道衬砌模具不易脱模，随着衬砌模型长度的增加，脱模更加困难。传统的脱模方法多采用在模具上刷脱模剂、裹保鲜膜等来减小模型和模具之间的摩擦力，脱模时采用橡皮锤敲击、人工拉取模型等手段。
4.本发明申请人在实施上述技术方案中发现，上述技术方案至少存在以下缺陷：传统手工脱模方法不仅费时费力，还达不到应有的效果，甚至出现脱模失败的情况。
5.

技术实现要素：

6.本发明实施例的目的在于提供一种隧道衬砌模型试验脱模装置，旨在解决背景技术中所提到的问题。
7.本发明实施例是这样实现的，一种隧道衬砌模型试验脱模装置，所述隧道衬砌模型试验脱模装置包括：底座；支架，设置在所述底座上；主体，设置在所述支架上；模具固定件，设于所述主体上；所述模具固定件上设有用于吸附模具的吸盘；脱模伸缩件，设于所述主体上；所述脱模伸缩件上设有用于与模具内的衬砌模型相接触的脱模件，所述脱模件在第一伸缩杆的伸缩作用下对模具内的衬砌模型施加作用力，以使衬砌模型脱离模具。
8.优选的，所述底座上设有撞击缓冲层。
9.优选的，所述脱模件由多件可拆卸连接的触板组成，且所述脱模件的形状能通过改变多件触板之间的位置关系进行调节。
10.优选的，所述模具包括衬砌外模和衬砌内模；所述模具固定件包括外模固定件和内膜固定件；所述外模固定件和内膜固定件上均设有吸盘。
11.优选的，所述支架、外模固定件和内膜固定件均为可伸缩件。
12.优选的，所述隧道衬砌模型试验脱模装置还包括：控制系统；
启动开关，用于启动所述控制系统；停止开关，用于停止所述控制系统；支架升降按钮，用于控制所述支架的升降；外模固定件升降按钮，用于控制所述外模固定件的升降；内模固定件升降按钮，用于控制所述内模固定件的升降。
13.优选的，所述脱模伸缩件为液压伸缩件；所述隧道衬砌模型试验脱模装置还包括：液压控制系统，与所述控制系统连接；液压油管；所述液压油管包括进油管路和回油管路；液压油泵；所述液压伸缩件通过液压油管与液压油泵连通；进油阀门，设置在所述进油管路上；回油阀门，设置在所述回油管路上。
14.优选的，所述隧道衬砌模型试验脱模装置还包括：显示系统，与所述控制系统连接；显示屏，用于显示脱模压力和脱模位移；显示屏控制按钮，用于对显示屏所显示的脱模压力和脱模位移进行调零和修正。
15.优选的，所述吸盘为真空吸盘或磁力吸盘。
16.本发明实施例的另一目的在于提供一种隧道衬砌模型试验脱模方法，所述隧道衬砌模型试验脱模方法包括以下步骤：将待脱模的安装在模具固定件的吸盘上；脱模伸缩件驱动脱模件与模具内的衬砌模型相接触；脱模件在脱模伸缩件的伸缩作用下对模具内的衬砌模型施加作用力，以使衬砌模型脱离模具。
17.本发明实施例提供的一种隧道衬砌模型试验脱模装置，包括：底座；支架，设置在所述底座上；主体，设置在所述支架上；模具固定件，设于所述主体上；所述模具固定件上设有用于吸附模具的吸盘；脱模伸缩件，设于所述主体上；所述脱模伸缩件上设有用于与模具内的衬砌模型相接触的脱模件，所述脱模件在第一伸缩杆的伸缩作用下对模具内的衬砌模型施加作用力，以使衬砌模型脱离模具。
18.与现有技术相比，本发明通过脱模伸缩件发生伸展带动脱模件向下对衬砌模型施加作用力的方式进行脱模，无需人工进行敲击、拉取等操作，省时省力，能够轻松方便的完成脱模作业，而且几乎不会出现脱模失败的情况。
19.附图说明
20.图1为本发明实施例提供的一种隧道衬砌模型试验脱模装置的立体示意图；图2为本发明实施例提供的一种隧道衬砌模型试验脱模装置的的正视图；图3为本发明实施例提供的隧道衬砌模型试验脱模装置进行脱模时的示意图；图4为本发明实施例提供的脱模件的结构示意图；图5为本发明实施例提供的模具的结构示意图；图6为本发明实施例提供的系统部分的示意图。
21.附图中：1、启动开关；2、停止开关；3、进油阀门；4、回油阀门；5、支架升降按钮；6、外模固定件升降按钮；7、内模固定件升降按钮；8、显示屏；9、显示屏控制按钮；10、支架；11、外模固定件；12、内模固定件；13、脱模伸缩件；14、脱模件；15、吸盘；16、液压油管；17、液压油泵；18、底座；19、衬砌外模；20、衬砌内模；21、控制系统；22、显示系统；23、液压系统。
22.具体实施方式
23.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
24.以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
25.实施例1如附图1~3所示，为本发明一个实施例提供的一种隧道衬砌模型试验脱模装置，所述隧道衬砌模型试验脱模装置包括：底座18；支架10，设置在所述底座18上；主体，设置在所述支架10上；模具固定件，设于所述主体上；所述模具固定件上设有用于吸附模具的吸盘15；脱模伸缩件13，设于所述主体上；所述脱模伸缩件13上设有用于与模具内的衬砌模型相接触的脱模件14，所述脱模件14在第一伸缩杆的伸缩作用下对模具内的衬砌模型施加作用力，以使衬砌模型脱离模具。
26.本发明实施例的工作原理如下：将待脱模的安装在模具固定件的吸盘15上，脱模伸缩件13发生伸展使脱模件14与模具内的衬砌模型发生接触，脱模伸缩件13再次进行伸展，通过脱模件14对模具内的衬砌模型施加作用力，使衬砌模型脱离模具，掉落在底座18上。衬砌模型完全脱离模具后，再使脱模伸缩件13收缩回位，准备下一次脱模。
27.与现有技术相比，本发明通过脱模伸缩件13发生伸展带动脱模件14向下对衬砌模型施加作用力的方式进行脱模，无需人工进行敲击、拉取等操作，省时省力，能够轻松方便的完成脱模作业，而且几乎不会出现脱模失败的情况。
28.作为本发明的一种优选实施例，所述底座18上设有撞击缓冲层。
29.具体的，脱模件14对模具内的衬砌模型施加作用力，使衬砌模型脱离模具时，衬砌模型直接掉落在底座18上有可能与底座18产生撞击而损坏。为了避免这种情况，本实施例在底座18上设置了撞击缓冲层，衬砌模型掉落在撞击缓冲层上时，撞击缓冲层能够起到一定的缓冲作用，降低衬砌模型受到的撞击势能。
30.撞击缓冲层的设置厚度可根据实际情况而定，本实施例中，撞击缓冲层设置为1cm厚。
31.如附图4所示，作为本发明的一种优选实施例，所述脱模件14由多件可拆卸连接的触板组成，且所述脱模件14的形状能通过改变多件触板之间的位置关系进行调节。
32.具体的，由于不同的衬砌模型具有不同的断面形状，一般情况下，每进行一种衬砌
模型的脱模作业，便需要选取与之相匹配的一种脱模件14，以达到最佳的脱模过程。为了减少这部分工作，本实施例对脱模件14的组成结构进行了改进，改进后的脱模件14由多件可拆卸连接的触板组成，进行脱模时，只需通过改变多件触板之间的位置关系即可调节脱模件14的形状，使脱模件14适用于各种断面形状的的衬砌模型的脱模作业。
33.如附图5所示，作为本发明的一种优选实施例，所述模具包括衬砌外模19和衬砌内模20；所述模具固定件包括外模固定件11和内膜固定件；所述外模固定件11和内膜固定件上均设有吸盘15。
34.具体的，本实施例中的衬砌外模19和衬砌内模20可以由薄铁皮制作而成。进行脱模作业时，衬砌外模19通过吸盘15固定在外模固定件11上，衬砌内模20通过吸盘15固定在内膜固定件。
35.作为本发明的一种优选实施例，所述支架10、外模固定件11和内膜固定件均为可伸缩件。
36.具体的，为了更为方便的进行脱模作业，本实施例中的支架10、外模固定件11和内膜固定件都为可伸缩件制作而成。脱模时，可通过支架10的升降来调节隧道衬砌模型试验脱模装置的高度，通过外模固定件11和内膜固定件的升降来调节模具的固定高度。通过上述高度的调节，可以适应于不同情况衬砌模型的脱模作业。
37.如附图2和6所示，作为本发明的一种优选实施例，所述隧道衬砌模型试验脱模装置还包括：控制系统21；启动开关1，用于启动所述控制系统21；停止开关2，用于停止所述控制系统21；支架升降按钮5，用于控制所述支架10的升降；外模固定件升降按钮6，用于控制所述外模固定件11的升降；内模固定件升降按钮7，用于控制所述内模固定件12的升降。
38.具体的，控制系统21、启动开关1、停止开关2、支架升降按钮5、外模固定件升降按钮6和内模固定件升降按钮7都设置在主体上。
39.之前所述的隧道衬砌模型试验脱模装置，在脱模时，只能通过人工经验来确定施加给衬砌模型的作用力。本实施例中，通过增设控制系统21，在进行脱模时，可以根据衬砌模型的强度，在控制系统21中设定脱模压力，设定完成后，脱模伸缩件13向下伸展，通过脱模件14将作用力传导至衬砌模型上，从而使衬砌模型脱离模具，掉落在设置有撞击缓冲层的底座18上。
40.控制系统21除上述作用外，还能控制整个装置的状态。启动开关1和停止开关2能够控制控制系统21的启停，也就是能够控制整个装置的运行与停止。
41.支架升降按钮5能够控制支架10的升降。支架升降按钮5被触发后能够发出相应的电信号，控制系统21接收到电信号后控制支架10进行升降。
42.外模固定件升降按钮6能够控制外模固定件11的升降。外模固定件升降按钮6被触发后能够发出相应的电信号，控制系统21接收到电信号后控制外模固定件11进行升降。
43.内模固定件升降按钮7能够控制内模固定件12的升降。内模固定件升降按钮7被触发后能够发出相应的电信号，控制系统21接收到电信号后控制内模固定件12进行升降。
44.如附图2和6所示，作为本发明的一种优选实施例，所述脱模伸缩件13为液压伸缩件；所述隧道衬砌模型试验脱模装置还包括：液压控制系统21，与所述控制系统21连接；液压油管16；所述液压油管16包括进油管路和回油管路；液压油泵17；所述液压伸缩件通过液压油管16与液压油泵17连通；进油阀门3，设置在所述进油管路上；回油阀门4，设置在所述回油管路上。
45.具体的，液压控制系统21、进油阀门3和回油阀门4都设置在主体上。
46.液压控制系统21用来控制脱模伸缩件13的伸缩。脱模伸缩件13需要进行伸展时，通过打开进油阀门3，关闭回油阀门4，液压控制系统21即可控制液压油泵17内的液压油通过液压油管16进入到脱模伸缩件13内，使脱模伸缩件13发生伸展。脱模伸缩件13需要进行收缩时，通过关闭进油阀门3，打开回油阀门4，液压控制系统21即可控制液压油泵17将脱模伸缩件13内的液压油通过液压油管16重新泵送回液压油泵17内，使脱模伸缩件13发生收缩。
47.如附图2和6所示，作为本发明的一种优选实施例，所述隧道衬砌模型试验脱模装置还包括：显示系统22，与所述控制系统21连接；显示屏8，用于显示脱模压力和脱模位移；显示屏控制按钮9，用于对显示屏8所显示的脱模压力和脱模位移进行调零和修正。
48.具体的，通过显示屏8可以显示出脱模时脱模伸缩件13向下施加的作用力（脱模压力）以及衬砌模型在脱模件14的作用下发生的位移（脱模位移），通过显示屏8显示的脱模压力和脱模位移，可进行相关的计算以得到所需数据。脱模前，需要检查显示屏8上的脱模压力和脱模位移是否为零，若不为零，则需要提供显示屏控制按钮9进行归零调整。如果脱模时显示屏8上的脱模压力和脱模位移的显示存在误差，也可以通过显示屏控制按钮9进行调节修正。
49.作为本发明的一种优选实施例，所述吸盘15为真空吸盘或磁力吸盘。
50.实施例2本发明实施例的另一目的在于提供一种隧道衬砌模型试验脱模方法，所述隧道衬砌模型试验脱模方法包括以下步骤：将石膏、水、碳酸钙按一定的配合比搅拌均匀，浇筑在衬砌外模19和衬砌内模20形成的空腔内；将需要脱模的模具，安装在外模固定柱和内模固定柱的真空吸盘15上；打开液压油泵17调整脱模伸缩件13和脱模件14，使衬砌模型和脱模件14发生接触，根据衬砌模型的强度，在控制系统21中设定脱模压力，脱模伸缩件13向下伸展，通过脱模件14将作用力传导至衬砌模型上，从而使衬砌模型脱离模具，掉落在设置有撞击缓冲层的底座18上。
51.与现有技术相比，本实施例通过脱模伸缩件13发生伸展带动脱模件14向下对衬砌模型施加作用力的方式进行脱模，无需人工进行敲击、拉取等操作，省时省力，能够轻松方
便的完成脱模作业，而且几乎不会出现脱模失败的情况。
52.此外，本发明结构简单，试验操作难度低，装置内的脱模件14适用范围广，可对不同断面形状的模型脱模，在脱模过程中，显示屏8可以实时显示脱模压力和脱模位移。
53.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。