一种用于隧道二次衬砌自动浇筑系统的大空间台车结构的制作方法

本发明涉及隧道台车，具体是一种用于隧道二次衬砌自动浇筑系统的大空间台车结构。

背景技术：

隧道二次衬砌是隧道施工中非常关键的一个环节，所以二次衬砌的质量要求很高，对二次衬砌的混凝土的凝固之后的密实度和强度都有一定的要求。另外混凝土浇筑的厚度一般为400-800mm厚，所以在重力和浇筑压力下，台车结构要有足够的强度和刚度来支撑混凝土。

目前，用于隧道二次衬砌的台车一般都采用结构钢铆焊而成，门架结构用于施工过程中车辆的通行，然后门架通过丝杆和少量的液压油缸与台车的边模连接，丝杆用于浇筑过程中的支撑，而液压油缸用于边模的开合。其中，门架与顶模的连接通过矩形横梁以及立在横梁上的槽钢立柱；顶模的顶升与降落通过台车门架的支腿油缸实现；边模和顶模的传力和支撑主要是通过多排丝杆和立柱实现，边模一般需要6-7排丝杆，顶模需要7排立柱。这样的结构在强度和刚度上是足以承受来自于混凝土的重力和压力，但是将台车内部的空间分割的过于零碎，影响了浇筑系统的布置和工人的正常施工活动。另外边模的支撑丝杆的固定和调节需要耗费大量的人力和时间，效率低下，不利于台车快速投入施工。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种用于隧道二次衬砌自动浇筑系统的大空间台车结构，通过设计边模的自动开合机构，减少模板支撑的立柱和丝杠，结合检测装置，可用于装配隧道二次衬砌自动浇筑系统，提高隧道二衬混凝土施工的效率和质量，降低工人的劳动强度。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种用于隧道二次衬砌自动浇筑系统的大空间台车结构，包括：门架、行走机构、开合机构、边模、顶模、开合油缸、顶升油缸、自动振动装置和检测装置，所述的门架是由立柱、横梁、底部纵梁、顶部纵梁构成的框架式结构，两根平行设置的底部纵梁的两端均设置有立柱，每个立柱下端分别通过顶升油缸与底部纵梁连接，每个立柱顶端分别通过横梁、顶部纵梁与相邻的立柱固连，门架底部纵梁上分别设有通过液压马达驱动的行走机构，所述的门架其两端的立柱外侧分别铰接有分层设置的开合机构，每一侧的开合机构的开合方向均相同，每个开合机构的另一端均铰接在边模上，所述的每一侧的开合机构均从上到下分为高、中、低三层，位于中间一层的开合机构分别铰接有一个开合油缸，每个开合油缸的另一端分别与门架立柱铰接，开合机构通过开合油缸驱动从而带动边模打开和收回，所述的顶模通过支撑柱设置在门架的横梁上，所述的边模和顶模的模板上均设置有自动振动装置，边模和顶模的模板上均安装有用以检测浇筑状态的检测装置；所述的开合机构由力杆a和力杆b组成的二力杆构成，其开合方向设为水平方向或者垂直方向，力杆a的一端与边模铰接，另一端与力杆b铰接，力杆b的另一端铰接在门架立柱上；所述的位于中间一层的开合机构其力杆a与边模铰接的一端还与开合油缸的活塞杆端部相铰接。

所述的开合方向为垂直方向的开合机构，其力杆a和力杆b相互重合的部位设置有用以安装定位插销的定位销孔。

所述的开合方向为水平方向的开合机构，其力杆a和力杆b均为一端设有台阶的直杆状，力杆a的台阶和力杆b的台阶相铰接，台阶的端面一侧均设有平行于台阶宽度方向的燕尾型定位块，台阶的侧壁均设有用以与燕尾型定位块相配合的定位槽，所述的定位槽为一端封闭的燕尾槽。

所述的边模由若干模板通过连接法兰组合而成，所述的开合机构分别与边模两端的连接法兰相铰接，两侧的边模上对称设置有用以安装检测装置的安装孔，所述安装孔对应于边模的开合机构设为从上到下的三层。

所述的顶模也由若干模板通过连接法兰组合而成，顶模上也设置有用以安装监测装置的安装孔。

所述的用以支撑顶模的支撑柱在台车宽度方向上从左到右间隔设置为四排，每排支撑柱下端的连线均平行于台车长轴线，中间两排支撑柱之间设置有用以安装自动带压浇筑装置的安装座。

所述的检测装置为安装在模板安装孔内部的密闭模块，模块与安装孔之间通过密封圈606密封，其面向浇筑面的一侧设置有橡胶层，模块上设置用以固定的螺栓通孔，模块上设有用以给橡胶层充气的充气口，模块上还设置有用以连接压力变送器的检测口。

所述的自动振动装置为平板振动器。

本发明的原理是：台车整体以钢构件的铆焊和高强螺栓连接为主，台车安装完成后，在隧道内利用开合驱动油缸将侧模打开到指定的位置，侧模开合机构形成二力杆进行支撑，其具体尺寸根据台车具体情况进行设计；在垂直方向的开合机构中，在二力杆相铰接的重合部位的销钉孔中插入销钉可防止侧模垂直力偏大时使机构脱开；在水平方向的开合机构中，二力杆相铰接的重合部位采用相互楔合的燕尾槽型结构，以提高二力杆的抗拉压强度；振动装置是单独的模块，有螺栓连接在模板内部指定位置；检测装置可以检测混凝土的浇筑位置，通过传感器传输信号并控制自动浇筑装置的动作切换，以及通过模板两侧对称布置的检测装置的的信号对比来自动调节流向两侧浇筑的混凝土的量。

本发明的有益效果是：通过加大模板连接法兰的高度和厚度提高模板自身抵抗受压变形的能力，减少了门架与模板之间的连接支撑，扩展了台车内部的空间，大大方便了浇筑管路的布置和工人在台车上的工作；边模自动开合机构不需要工人转动丝杠调节顶紧边模，在自动浇筑控制效果和台车整体支撑比较好的情况下甚至不需要人工参与，极大的减少了人力需求，降低了工人的劳动强度，提高了台车的安装和投入使用的效率；配备自动检测装置可实现浇筑过程的自动化；另外台车内部空间的加大有利于模块化的配置其他配套设备，提高检修和更换效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为图1中a部位的放大图。

图3为垂直方向的开合机构示意图。

图4为水平方向的开合机构示意图。

图5为水平方向的开合机构的分散示意图。

图6为边模结构立体示意图。

图7为边模结构的平面示意图。

图8为检测装置的安装示意图。

图9为检测装置的结构示意图。

图中，1、开合机构，2、边模，3、顶模，4、开合油缸，5、自动振动装置，6、检测装置，7、顶升油缸，8、行走机构，9、立柱，10、横梁，11、底部纵梁，12、支撑柱，13、安装座，14、模板，15、连接法兰；

101、力杆a，102、力杆b，103、定位销孔，104、台阶，105、定位块，106、定位槽；

601、气体或液体填充物，602、橡胶层，603、充气口，604、检测口，605、螺栓通孔，606、密封圈。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1、图2所示，一种用于隧道二次衬砌自动浇筑系统的大空间台车结构，包括：门架、行走机构8、开合机构1、边模2、顶模3、开合油缸4、顶升油缸7、自动振动装置5和检测装置6，所述的门架是由立柱9、横梁10、底部纵梁11、顶部纵梁构成的框架式结构，两根平行设置的底部纵梁11的两端均设置有立柱9，每个立柱9下端分别通过顶升油缸7与底部纵梁11连接，每个立柱9顶端分别通过横梁10、顶部纵梁与相邻的立柱9固连，门架底部纵梁9上分别设有通过液压马达驱动的行走机构8，所述的门架其两端的立柱9外侧分别铰接有分层设置的开合机构1，每一侧的开合机构1的开合方向均相同，每个开合机构1的另一端均铰接在边模2上，所述的每一侧的开合机构1均从上到下分为高、中、低三层，位于中间一层的开合机构1分别铰接有一个开合油缸4，每个开合油缸4的另一端分别与门架立柱9铰接，开合机构1通过开合油缸4驱动从而带动边模2打开和收回，所述的顶模3通过支撑柱12设置在门架的横梁10上，所述的边模2和顶模3的模板上均设置有自动振动装置5，边模2和顶模3的模板上均安装有用以检测浇筑状态的检测装置6；所述的开合机构1由力杆a101和力杆b102组成的二力杆构成，其开合方向设为水平方向或者垂直方向，力杆a101的一端与边模2铰接，另一端与力杆b102铰接，力杆b102的另一端铰接在门架立柱9上；所述的位于中间一层的开合机构1其力杆a101与边模2铰接的一端还与开合油缸4的活塞杆端部相铰接。上述结构实现了边模的自动开合，由此减少丝杆连接的数量，从而增大台车内部空间。

如图3所示，所述的开合方向为垂直方向的开合机构1，其力杆a101和力杆b102相互重合的部位设置有用以安装定位插销的定位销孔103。其目的是防止边模垂直力偏大时使机构脱开。

如图4、图5所示，所述的开合方向为水平方向的开合机构1，其力杆a101和力杆b102均为一端设有台阶104的直杆状，力杆a的台阶104和力杆b的台阶104相铰接，台阶104的端面一侧均设有平行于台阶104宽度方向的燕尾型定位块105，台阶104的侧壁均设有用以与燕尾型定位块105相配合的定位槽106，所述的定位槽为一端封闭的燕尾槽。其目的是提高开合机构的抗拉压能力。

如图6所示，所述的边模2由若干模板14通过连接法兰15组合而成，所述的开合机构1分别与边模2两端的连接法兰15相铰接，两侧的边模2上对称设置有用以安装检测装置6的安装孔，所述安装孔对应于边模2的开合机构1设为从上到下的三层。此结构用于检测装置的对称布置，便于自动浇筑时两侧压力对比。

所述的顶模3也由若干模板14通过连接法兰15组合而成，顶模3上也设置有用以安装监测装置6的安装孔。

所述的用以支撑顶模3的支撑柱12在台车宽度方向上从左到右间隔设置为四排，每排支撑柱3下端的连线均平行于台车长轴线，中间两排支撑柱3之间设置有用以安装自动带压浇筑装置的安装座13。此结构通过增大连接法兰的宽度和厚度、增大支撑柱的横截面，从而提升结构整体强度，将原有的七排支撑柱减少为四排，便于自动带压浇筑系统的安装。

所述的检测装置6为安装在模板安装孔内部的密闭模块，模块与安装孔之间通过密封圈606密封，其面向浇筑面的一侧设置有橡胶层602，模块内部充入气体或液体601，模块上设有用以固定的螺栓通孔605，模块上设置有用以给橡胶层充气的充气口603，模块上还设置有用以连接压力变送器的检测口604。

所述的自动振动装置5为平板振动器。

本发明未详述部分为现有技术。