一种隧道主洞衬砌模板台车的制作方法

本发明涉及模板台车技术领域，更具体地说，本发明涉及一种隧道主洞衬砌模板台车。

背景技术：

目前用于隧道建设的模板台车在使用时，铺设复杂，钢模板一般都是包括顶模板和侧模板，两者铰接连接，便于调节，再通过内部的台车架进行支撑多个液压油缸进行支撑调节钢模板，一般钢模板都是设置为多个拼接的形式，需要多个液压油缸进行支撑，成本高，且钢模板之间同样容易进入混凝土，致使后期清理麻烦，浇注后的混凝土内壁不平整，需要二次打磨处理，整个台车使用繁琐，寿命低；

另外在钢模板外侧进行浇注混凝土时，一般先浇注侧面，在浇注顶部，但是这种浇注会导致浇注空间内混凝土之间产生缝隙无法消除，最终导致隧道强度低，质量差。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种隧道主洞衬砌模板台车，通过利用钢模板由整块的顶模板和两个侧模板构成，侧液压油缸驱动辊压筒或消间隙机构对整个钢模板进行支撑，并且在浇注混凝土时，辊压筒在钢模板内壁来回滚动施压，使混凝土浇注平整，振动电机工作，多个振动头透过钢模板将其外部浇注的混凝土振动，使混凝土内部空隙被逐渐填充得到的混凝土浇注密度高，从而使隧道强度高，且浇注表面光滑美观。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种隧道主洞衬砌模板台车，包括台车架、钢模板、模板调整辊压机构、行走机构以及液压、电气控制系统，所述台车架设置为两个且分别设置于钢模板前后两端，两个所述台车架两侧之间连接有下纵梁，所述行走机构设置于下纵梁底部，位于所述钢模板前侧的台车架前侧壁上固定设有支撑平台，所述液压、电气控制系统设置于支撑平台上；

所述模板调整辊压机构包括固定箱，所述固定箱外部环绕固定设有驱动转轴，所述驱动转轴顶部两端固定连接有侧液压油缸，所述侧液压油缸端部通过支撑台固定连接转动机构，所述转动机构顶部通过竖杆连接辊压筒以及底部通过支架连接消间隙机构；

所述行走机构设置为多个且均匀分布于下纵梁底部，所述行走机构包括支撑架、限位导轨和内液压油缸，所述限位导轨底部卡接有轨道，所述轨道底部固定连接有枕木，位于下纵梁两端的行走机构前后两侧均设有滚轮驱动机构，所述滚轮驱动机构内侧设有平移油缸，所述平移油缸端部固定设有电磁铁，所述电磁铁延伸至轨道两侧壁且与轨道活动卡接。

在一个优选地实施方式中，所述钢模板包括顶模板和两个侧模板，两个所述侧模板设置于台车架两侧，所述顶模板设置于台车架顶部且与两侧的侧模板活动铰接，所述顶模板底部通过垂直伸缩油缸与台车架固定连接，所述侧模板底部通过斜拉油缸与台车架固定连接，所述顶模板上均匀设有冲天管，所述顶模板两侧以及两个侧模板上均匀设有多排天窗，每排天窗数量为多个，所述天窗上通过合页连接有密封盖，所述密封盖内壁与顶模板和侧模板内壁相贴合。

在一个优选地实施方式中，所述固定箱内部设有进油管，所述进油管两端外部设有多个出油通管，所述出油通管与侧液压油缸连接，所述液压、电气控制系统包括油箱和控制箱，所述油箱顶部设有出油管，所述出油管上连接有油泵，所述出油管顶部设有多出口端，所述多出口端一端与进油管相连通，其他多出口端分别与垂直伸缩油缸、斜拉油缸、内液压油缸和平移油缸连接，所述控制箱内部设有plc控制器，所述进油管上设有电磁阀，所述电磁阀与plc控制器电性连接。

在一个优选地实施方式中，所述模板调整辊压机构设置于钢模板内侧，所述固定箱包括支撑板和圆柱筒，所述支撑板固定设置于圆柱筒两端，所述支撑板顶端和底端均通过横梁与台车架固定连接，所述台车架设置为门型，所述横梁固定设置于台车架内侧。

在一个优选地实施方式中，所述驱动转轴一端设有正反电机以及另一端设有第一轴承，所述正反电机和第一轴承与圆柱筒固定连接，所述转动机构包括转动轴，所述转动轴一端设有伺服电机以及另一端设有第二轴承，所述伺服电机和第二轴承通过支撑台与侧液压油缸固定连接。

在一个优选地实施方式中，所述辊压筒内部设有轴芯，所述轴芯两端与竖杆之间连接有第三轴承，所述第三轴承嵌设于竖杆内部，所述第三轴承底部设有压力传感器。

在一个优选地实施方式中，所述消间隙机构包括振动箱，所述振动箱顶部通过振动轴连接振动电机，所述振动箱内部设有多个呈一字型排列的振动头，所述振动头截面设置为喇叭状，所述振动头端面设置为弧形曲面且与钢模板相贴合。

在一个优选地实施方式中，所述滚轮驱动机构包括箱体，所述箱体内腔底部设有两个滚轮，两个所述滚轮内部设有轴杆，所述轴杆一侧固定连接有从动轮，所述箱体内腔一侧顶部设有减速电机，所述减速电机通过转轴传动连接有两个主动轮，两个所述主动轮分别与两个从动轮通过皮带传动连接，所述箱体顶部通过支架与支撑架固定连接。

在一个优选地实施方式中，所述内液压油缸设置于支撑架底端内部，所述内液压油缸底端与限位导轨固定连接，所述轨道设置为工字型，所述限位导轨截面设置为倒u形，所述限位导轨与轨道相配合，所述轨道与枕木固定连接，所述枕木两侧设有安装通孔，所述电磁铁与轨道两侧壁相贴合，所述平移油缸端部固定设有滑板，所述滑板对应的箱体内侧壁上设有与滑板相配合的滑槽，所述平移油缸顶端通过l型支架与内液压油缸底端固定连接。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明利用钢模板由整块的顶模板和两个侧模板构成，侧液压油缸驱动辊压筒或消间隙机构对整个钢模板进行支撑，并且在浇注混凝土时，正反电机带动辊压筒转动，辊压筒在钢模板内壁来回滚动施压，在支撑钢模板的同时，将其外壁与混凝土贴合，不会因为混凝土浇注压力导致外壁挤压变形，并且使混凝土浇注平整，转动机构将辊压筒和消间隙机构调换位置，振动电机工作，多个振动头透过钢模板将其外部浇注的混凝土振动，使混凝土内部空隙被逐渐填充，工作一段时间后，再次通过冲天管进行浇注，直至浇注完成，得到的混凝土浇注密度高，从而使隧道强度高，且浇注表面光滑美观；

2、本发明利用平移油缸带动电磁铁将轨道吸附固定，内液压油缸带动轨道和枕木上下移动，减速电机驱动滚轮转动，轨道和枕木通过安装孔与地面可拆卸连接，从而实现衬砌时台车移动至浇注工位以及移动至下一衬砌工位，再通过安装孔固定枕木和轨道，以及定位整个台车，无需人工搬运轨道和枕木，以及无需后期将限位导轨与轨道对应配合节省了大量的人力以及铺设安装时间；

3、通过两个下纵梁以及伸出的辊压筒或消间隙机构共同形成整个台车的支撑骨架，用于支撑钢模板，且由辊压筒或消间隙机构铺设覆盖整个钢模板的纵向，支撑强度高，混凝土浇注后表面光滑平整，无缝隙。

附图说明

图1为本发明的整体主视图。

图2为本发明的整体侧视剖视图。

图3为本发明的辊压筒和消间隙机构结构示意图。

图4为本发明的行走机构结构示意图。

附图标记为：1台车架、2钢模板、21顶模板、22侧模板、3模板调整辊压机构、31固定箱、311支撑板、312圆柱筒、32驱动转轴、33侧液压油缸、34转动机构、341转动轴、342伺服电机、35辊压筒、36消间隙机构、361振动箱、362振动电机、363振动头、4行走机构、41支撑架、42限位导轨、43内液压油缸、44轨道、45枕木、46滚轮驱动机构、461箱体、462滚轮、463减速电机、47平移油缸、48电磁铁、5液压、电气控制系统、51油箱、52控制箱、53出油管、54油泵、55多出口端、56plc控制器、6下纵梁、7支撑平台、8垂直伸缩油缸、9斜拉油缸、10冲天管、11天窗、12进油管、13出油通管、14横梁、15正反电机、16压力传感器、17安装通孔、18滑板、19滑槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

根据图1-4所示的一种隧道主洞衬砌模板台车，包括台车架1、钢模板2、模板调整辊压机构3、行走机构4以及液压、电气控制系统5，所述台车架1设置为两个且分别设置于钢模板2前后两端，两个所述台车架1两侧之间连接有下纵梁6，所述行走机构4设置于下纵梁6底部，位于所述钢模板2前侧的台车架1前侧壁上固定设有支撑平台7，所述液压、电气控制系统5设置于支撑平台7上；

所述钢模板2包括顶模板21和两个侧模板22，两个所述侧模板22设置于台车架1两侧，所述顶模板21设置于台车架1顶部且与两侧的侧模板22活动铰接，所述顶模板21底部通过垂直伸缩油缸8与台车架1固定连接，所述侧模板22底部通过斜拉油缸9与台车架1固定连接，所述顶模板21上均匀设有冲天管10，所述顶模板21两侧以及两个侧模板22上均匀设有多排天窗11，每排天窗11数量为多个，所述天窗11上通过合页连接有密封盖，所述密封盖内壁与顶模板21和侧模板22内壁相贴合；

所述模板调整辊压机构3包括固定箱31，所述固定箱31外部环绕固定设有驱动转轴32，所述驱动转轴32顶部两端固定连接有侧液压油缸33，所述侧液压油缸33端部通过支撑台固定连接转动机构34，所述转动机构34顶部通过竖杆连接辊压筒35以及底部通过支架连接消间隙机构36；

所述行走机构4设置为多个且均匀分布于下纵梁6底部，所述行走机构4包括支撑架41、限位导轨42和内液压油缸43，所述限位导轨42底部卡接有轨道44，所述轨道44底部固定连接有枕木45，位于下纵梁6两端的行走机构4前后两侧均设有滚轮驱动机构46，所述滚轮驱动机构46内侧设有平移油缸47，所述平移油缸47端部固定设有电磁铁48，所述电磁铁48延伸至轨道44两侧壁且与轨道44活动卡接。

通过利用正反电机15带动辊压筒35转动，辊压筒35在钢模板2内壁来回滚动施压，在支撑钢模板2的同时，将其外壁与混凝土贴合，不会因为混凝土浇注压力导致外壁挤压变形，并且使混凝土浇注平整，控制振动电机362工作，多个振动头363透过钢模板2将其外部浇注的混凝土振动，使混凝土内部空隙被逐渐填充，工作一段时间后，再次通过冲天管10进行浇注，直至浇注完成，得到的混凝土浇注密度高，从而使隧道强度高，且浇注表面光滑美观。

实施例2：

根据图1所示的一种隧道主洞衬砌模板台车，所述模板调整辊压机构3设置于钢模板2内侧，所述固定箱31包括支撑板311和圆柱筒312，所述支撑板311固定设置于圆柱筒312两端，所述支撑板311顶端和底端均通过横梁14与台车架1固定连接，所述台车架1设置为门型，所述横梁14固定设置于台车架1内侧，固定箱31和两个台车架1、两个下纵梁6以及伸出的辊压筒35或消间隙机构36形成整个台车的支撑骨架，用于支撑钢模板2，且由辊压筒35或消间隙机构36铺设覆盖整个钢模板2的纵向，支撑强度高，混凝土浇注后表面光滑平整，无缝隙；

根据图2所示的一种隧道主洞衬砌模板台车，所述固定箱31内部设有进油管12，所述进油管12两端外部设有多个出油通管13，所述出油通管13与侧液压油缸33连接，所述液压、电气控制系统5包括油箱51和控制箱52，所述油箱51顶部设有出油管53，所述出油管53上连接有油泵54，所述出油管53顶部设有多出口端55，所述多出口端55一端与进油管12相连通，其他多出口端55分别与垂直伸缩油缸8、斜拉油缸9、内液压油缸43和平移油缸47连接，所述控制箱52内部设有plc控制器56，所述进油管12上设有电磁阀，所述电磁阀与plc控制器56电性连接，通过电磁铁48控制每个进油管12的进油量，从而实现侧液压油缸33不同的伸长量；

根据图3所示的一种隧道主洞衬砌模板台车，所述驱动转轴32一端设有正反电机15以及另一端设有第一轴承，所述正反电机15和第一轴承与圆柱筒312固定连接，所述转动机构34包括转动轴341，所述转动轴341一端设有伺服电机342以及另一端设有第二轴承，所述伺服电机342和第二轴承通过支撑台与侧液压油缸33固定连接；

所述辊压筒35内部设有轴芯，所述轴芯两端与竖杆之间连接有第三轴承，所述第三轴承嵌设于竖杆内部，所述第三轴承底部设有压力传感器16，所述压力传感器16通过a/d转换器与plc控制器56连接，plc控制器56通过d/a转换器与电磁铁48连接，所述压力传感器16型号设置为gpt230，压力传感器16检测辊压筒35挤压钢模板2的力，将信号发送给plc控制器56，从而通过控制电磁铁48的开启控制侧液压油缸33的伸缩量，实现辊压筒35滚压钢模板2的力度相同，使混凝土浇注平滑；

所述消间隙机构36包括振动箱361，所述振动箱361顶部通过振动轴连接振动电机362，所述振动箱361内部设有多个呈一字型排列的振动头363，所述振动头363截面设置为喇叭状，所述振动头363端面设置为弧形曲面且与钢模板2相贴合，振动电机362带动多个振动头363振动，振动头363透过钢模板2将其外部浇注的混凝土振动，使混凝土内部空隙被逐渐填充，混凝土浇注密度高，从而使隧道强度高，且浇注表面光滑美观；

根据图4所示的一种隧道主洞衬砌模板台车，所述滚轮驱动机构46包括箱体461，所述箱体461内腔底部设有两个滚轮462，两个所述滚轮462内部设有轴杆，所述轴杆一侧固定连接有从动轮，所述箱体461内腔一侧顶部设有减速电机463，所述减速电机463通过转轴传动连接有两个主动轮，两个所述主动轮分别与两个从动轮通过皮带传动连接，所述箱体461顶部通过支架与支撑架41固定连接；

所述内液压油缸43设置于支撑架41底端内部，所述内液压油缸43底端与限位导轨42固定连接，所述轨道44设置为工字型，所述限位导轨42截面设置为倒u形，所述限位导轨42与轨道44相配合，所述轨道44与枕木45固定连接，所述枕木45两侧设有安装通孔17，所述电磁铁48与轨道44两侧壁相贴合，所述平移油缸47端部固定设有滑板18，所述滑板18对应的箱体461内侧壁上设有与滑板18相配合的滑槽19，所述平移油缸47顶端通过l型支架与内液压油缸43底端固定连接，在需要更换位置进行二次衬砌时，先将枕木45与地面拆卸分离，平移油缸47带动电磁铁将轨道44吸附固定，内液压油缸43通过l型支架带动平移油缸47、轨道44和枕木45向上移动脱离地面，然后减速电机463驱动滚轮462转动，从而带动整个台车、轨道44和枕木45移动至下一个位置，使用方便，无需人工搬运轨道44和枕木45，以及无需后期将限位导轨42与轨道44对应配合节省了大量的人力以及铺设安装时间。

本发明工作原理：

参照说明书附图1-4，衬砌时，垂直伸缩油缸8带动顶模板21向下移动，斜拉油缸9带动两个侧模板22向内收缩，同时将台车移动至与隧道两侧的距离相同，平移油缸47带动电磁铁将轨道44吸附固定，内液压油缸43通过l型支架带动平移油缸47、轨道44和枕木45向上移动脱离地面，然后减速电机463驱动滚轮462转动，从而带动整个台车、轨道44和枕木45移动至衬砌位置，位置定位后，内液压油缸43带动轨道44和枕木45下移直至枕木45与地面贴合，此时再通过安装孔将枕木45和轨道44固定在地面上，垂直伸缩油缸8带动顶模板21向下上移动，斜拉油缸9带动两个侧模板22向外伸出，此时，通过侧液压油缸33工作，使辊压筒35与钢模板2贴合并支撑钢模板2，直至钢模板2外壁到达合适的位置；

参照说明书附图1和图3，此时打开天窗11上的密封盖，进行浇注，浇注完成后，关上天窗11，再经冲天管10从顶部进行浇注，浇注完成后，正反电机15带动辊压筒35转动，辊压筒35在钢模板2内壁来回滚动施压，在支撑钢模板2的同时，将其外壁与混凝土贴合，不会因为混凝土浇注压力导致外壁挤压变形，并且使混凝土浇注平整，辊压后，通过控制间隔的转动机构34转动消间隙机构36与钢模板2内壁贴合，然后在转动剩下的消间隙机构36与钢模板2内壁贴合，避免辊压筒35和消间隙机构36在转动调换位置时钢模板2不受支撑，此时控制振动电机362工作，多个振动头363透过钢模板2将其外部浇注的混凝土振动，使混凝土内部空隙被逐渐填充，工作一段时间后，再次通过冲天管10进行浇注，直至浇注完成，得到的混凝土浇注密度高，从而使隧道强度高，且浇注表面光滑美观；

参照说明书附图4，在需要更换位置进行二次衬砌时，先将枕木45与地面拆卸分离，平移油缸47带动电磁铁将轨道44吸附固定，内液压油缸43通过l型支架带动平移油缸47、轨道44和枕木45向上移动脱离地面，然后减速电机463驱动滚轮462转动，从而带动整个台车、轨道44和枕木45移动至下一个位置，使用方便，无需人工搬运轨道44和枕木45，以及无需后期将限位导轨42与轨道44对应配合节省了大量的人力以及铺设安装时间；

参照说明书附图4，在辊压筒35和消间隙机构36支撑钢模板2以及辊压筒35转动过程中，均通过侧液压油缸33和压力传感器16配合使用来施加力度以及调节伸缩量，且多个油缸在使用时均通过plc控制器56智能控制，并且plc控制器56通过油泵54和电磁铁48控制进油量，从而实现油缸的高精度工作。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。