上行式大跨度涵隧外模衬砌台车.pdf

本发明公开了一种上行式大跨度涵隧外模衬砌台车。由主梁、横梁、支腿、模板、连接件、液压系统及行走系统组成。主梁采用三角花架结构，由型材组焊而成。主梁用于浇筑及行走时承受模板系统的全部重量。液压系统由泵站、管路阀及油缸组成，用于调整模板位置及伸缩模板。本发明的优点一是前支腿轨道与内模台车共用，后主梁轨道铺设在已浇筑好的混凝土上面。有效解决隧道外侧施工空间小，施工困难等不利因素；同时大大的减少土方的开挖量，提高了效率节约了成本。优点二是主架与模板分开行走，有效的减轻了主架行走过程中所承受的重量，使得整个台车行走更平稳，同时模板更能准确的移动到指定位置。

1.  一种上行式大跨度涵隧外模衬砌台车，主要由模板系统、主架系统、行走系统和液压控制系统组成，其特征在于：所述的行走系统包括第一行走机构(4)和第二行走机构(12)；所述的液压控制系统由液压泵站、顶升油缸(15)和平移油缸(10)组成；所述的模板系统由竖墙模板(3)、倒角模板(5)、模板预埋螺栓(1)、模板背带(2)和模板对拉拉杆(7)组成，所述的模板背带(2)与竖墙模板(3)连接，通过丝杆(6)与倒角模板(5)连接,所述的模板背带(2)与所述的模板预埋螺栓(1)和模板对拉拉杆(7)连接；所述的主架系统由二根主梁(11)、二根支腿(13)、多根横梁(8)、多根连接撑杆(16)、二根吊装平移机构(9)和多根连接花架(14)组成，所述的主梁(11)的前端与所述的支腿(13)连接，所述的主梁(11)的后端通过所述的顶升油缸(15)安装在所述的第一行走机构(4)上，二根所述的主梁(11)之间通过多根所述的连接花架(14)连接，多根所述的横梁(8)与多根所述的连接支撑(16)连接形成一个整体工作面；所述的横梁(8)通过所述的第二行走机构(12)行走安装在所述的主梁(11)上，所述的吊杆机构(9)滑动安装在所述的横梁(8)上且所述的吊杆机构(9)与所述的横梁(8)之间连接有所述的平移油缸(10)，所述的吊杆机构(9)与所述的丝杆(6)连接，二根所述的支腿(13)分别通过所述的顶升油缸(15)安装在所述的第一行走机构(4)上。

2.  根据权利要求1所述的上行式大跨度涵隧外模衬砌台车，其特征在于：所述的行走系统主要由行走轮、行走电机及减速机组成。

3.  根据权利要求2所述的上行式大跨度涵隧外模衬砌台车，其特征在于：所述的第一行走机构(4)通过链条传动。

4.  根据权利要求2所述的上行式大跨度涵隧外模衬砌台车，其特征在于：所述的第二行走机构(12)通过齿轮传动。

5.  根据权利要求1或2所述的上行式大跨度涵隧外模衬砌台车，其特征在于：所述的主梁(11)的一端与所述的支腿(13)通过螺栓连接。

6.  根据权利要求1或2所述的上行式大跨度涵隧外模衬砌台车，其特征在于：所述的模板背带(2)通过螺栓与所述的竖墙模板(3)连接。

7.  根据权利要求1或2所述的上行式大跨度涵隧外模衬砌台车，其特征在于：所述的主梁(11)与所述的连接花架(14)通过销子连接。

8.  根据权利要求1或2所述的上行式大跨度涵隧外模衬砌台车，其特征在于：所述的横梁(8)与所述的连接支撑(16)通过螺栓连接形成一个整体工作面。

9.  根据权利要求1或2所述的上行式大跨度涵隧外模衬砌台车，其特征在于：所述的竖墙模板(3)和倒角模板(5)采用无拉杆的大模板。

10.  根据权利要求3所述的上行式大跨度涵隧外模衬砌台车，其特征在于：所述的竖墙模板(3)和倒角模板(5)采用无拉杆的大模板。

上行式大跨度涵隧外模衬砌台车
技术领域
本发明涉及一种专门用于地面开挖大跨度并排式涵隧道二次衬砌施工的模板设备，确切地说是一种适用于铁路、公路、水利、市政等大断面中长隧道工程施工的上行式大跨度涵隧外模衬砌台车。
背景技术
目前在大跨度涵隧外模施工中普遍使用的是组合小钢模与钢管支架相结合传统模板系统，以及外行式大跨度外模衬砌台车两种方式。其中模板系统具有重量轻，一次性投入少，在短隧道施工中具有一定的优势，但在中长隧道施工中有很多缺点。而外行式衬砌台车弥补了模板系统方式不能在中长隧道施工的缺点，但在此类施工中它们仍有许多的缺点，主要有以下几点：
模板系统方式缺点有：
1、每个工作循环均要人工拆装钢模板、倒运钢模板，劳动强度大，工作效率低。
2、模板由组合小钢模组拼而成，整体钢度较差，直线度不好，施工后容易出现波浪形，在施工中容易跑模及错位，质量差。
3、施工空间要求大，模板外布局很多撑杆，操作很不方便。
4、为了防止模板跑模或者错位，很有可能采用拉杆穿过内外模进行对拉的方式，从而造成防水效果不好。
5、全人工操作，因而使用成本高。
外行式大跨度外模衬砌台车方式缺点有：
1、台车行走钢轨需铺设在工作面之外，需要平整硬化路面。从而增加了施工工序，进而减低了施工效率，提高了施工成本。
2、支腿位于工作面之外，为了脱模及人工操作的方便，需增大施工空间，从而大大的增加了土方的开挖量，进而提高施工成本，降低施工效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种适合地面开挖大断面并排式涵隧道施工且操作方便、工作效率高的上行式大跨度涵隧外模衬砌台车。
为了解决上述技术问题，本发明提供的上行式大跨度涵隧外模衬砌台车，主要由模板系统、主架系统、行走系统和液压控制系统组成，所述的行走系统包括第一行走机构和第二行走机构；所述的液压控制 系统由液压泵站、顶升油缸和平移油缸组成；所述的模板系统由竖墙模板、倒角模板、模板预埋螺栓、模板背带和模板对拉拉杆组成，所述的模板背带与竖墙模板连接，通过丝杆与倒角模板连接,所述的模板背带与所述的模板预埋螺栓和模板对拉拉杆连接；所述的主架系统由二根主梁、二根支腿、多根横梁、多根连接撑杆、二根吊装平移机构和多根连接花架组成，所述的主梁的前端与所述的支腿连接，所述的主梁的后端通过所述的顶升油缸安装在所述的第一行走机构上，二根所述的主梁之间通过多根所述的连接花架连接，多根所述的横梁与多根所述的连接支撑连接形成一个整体工作面；所述的横梁通过所述的第二行走机构行走安装在所述的主梁上，所述的吊杆机构滑动安装在所述的横梁上且所述的吊杆机构与所述的横梁之间连接有所述的平移油缸，所述的吊杆机构与所述的丝杆连接，吊杆机构承受模板本身重量及带动模板行走，二根所述的支腿分别通过所述的顶升油缸安装在所述的第一行走机构上。
所述的行走系统主要由行走轮、行走电机及减速机组成。
所述的第一行走机构通过链条传动。
所述的第二行走机构通过齿轮传动。
所述的模板背带通过螺栓与所述的竖墙模板连接。
所述的主梁与所述的连接花架通过销子连接。
所述的横梁与所述的连接支撑通过螺栓连接形成一个整体工作面。
所述的竖墙模板和倒角模板采用无拉杆的大模板。
采用上述技术方案的上行式大跨度涵隧外模衬砌台车，模板背带通过螺栓与竖墙模板连接，通过丝杆与倒角模板连接,用于固定模板使模板连接成一个整体并保证施工时模板的平整度及直线度。模板背带与模板预埋螺栓和模板对拉拉杆连接，用于固定模板位置，传递和承受浇筑混凝土时所产生的侧向压力，防止模板跑模，以及模板的局部起鼓。主梁与支腿通过螺栓连接，用于支撑重力。主梁与连接花架通过销子连接，用于固定连接主梁及支腿，使其成为一个整体并在行走过程中行走平稳，不发生扭曲变形。主梁与横梁通过主梁上铺设轨道，用于电机带动横梁行走。横梁与连接支撑螺栓连接形成一个整体工作面，通过吊杆机构承受模板本身重量及带动模板行走。所述行走系统主要由行走轮、行走电机及减速机组成，其中第一行走机构通过链条传动，主要带动主梁、支腿和连接花架平稳行走。第二行走机构通过齿轮传动，主要带动横梁及模板系统行走。其作用于两个行走系统分开行走，不仅减轻第五行走机构的行走压力，更重要的是避免内模台车与外模台车的行走干扰，从而大大的提高了工作效率。第一行走机构和第二行走机构都在工作面内行走，其作用于缩小工作面外的 施工空间，减少渣土的开挖量，从而大大的节约了成本。液压控制系统主要由液压泵站、顶升油缸和平移油缸组成，顶升油缸顶升状态时用于模板系统的立模及承受模板系统和横梁本身的重量，同时提供横梁和模板系统的行走平台。顶升油缸缩回状态时，主架与横梁脱离，第一行走机构带动主架行走到指定位置。横梁及模板系统通过模板预埋螺栓支撑与原位置，等待下一步指令。
主梁前端设置在支腿上端，支腿经第一行走机构立于地表面上，第一行走机构的钢轨与内模台车共轨。主梁后端直接通过顶升油缸和第一行走机构立于已浇筑好的混凝土上。模板系统与主架系统分开行走。
模板系统包括顶竖墙模板、倒角模板以及模板背带。为了衬砌质量好、美观大方、接缝少、防水效果好等各方面要求。模板采用无拉杆的大模板，每块模板设计纵向两根模板背带，整体方向设计两排横向模板背带，纵向模板背带下端通过预埋螺栓固定在矮边墙上，纵向模板背带上端通过拉杆进行对拉，从而保证了衬砌的直线度及表面的平整度，防止模板跑模及局部起鼓。模板通过吊装机构螺纹连接，螺纹连接既可以调节模板的垂直高度，又可以支撑横梁的的重量，使其与主梁分离开来，便于主架系统的单独行走。
所主架系统包括主梁、横梁、支腿及花架连接件。所有主架部分均采用花架结构，由型材拼焊而成。这样既能满足强度及刚度要求，又能减轻本身重量。主梁前端与支腿螺栓连接通过第一行走机构立于工作面地表面。主梁后端通过第一行走机构立于已浇筑好的混凝土工作面上。前后第一行走机构不共用一条钢轨，却在一条直线上行走。
行走系统包括电机减速机构、行走轮等，由于模板与主架是分离单独行走，故行走机构设计为两轮驱动，其中前行走机构为主动驱动，后行走机构为背带驱动。行走机构立于钢轨面向行走，其中主动行走钢轨与内模台车共用，被动行走机构钢轨需重新铺设钢轨。
液压系统包括泵站、管路、控制阀及油缸。为减少模板系统与主梁系统相对运动时对管路的损坏，本产品设计成单独的两套液压系统。油缸设计有顶升油缸、平移油缸，其作用为顶升油缸分离主梁和横梁以及模板的上下立模，平移油缸由于左右立模及脱模。
综上所述，本发明的优点在于：
1、模板系统采用背带，预埋螺栓、对拉拉杆以及加强模板本身强度来承受施工侧向压力，从而保证了衬砌的直线度及表面的平整度，防止模板跑模及局部起鼓。取消了传统的模板对拉拉杆，增加临时支撑等其他复杂工序。从而使得劳动强度大大降低，工作效率大大提高。
2、模板系统通过吊装机构采用挂轮悬挂在横梁上，油缸推动行 走更轻松更省力。吊装机构通过螺纹连接模板系统，既可调节模板的垂直高度，又可支撑横梁的重量。
3、主架系统中主梁与横梁采用分开行走的设计。一方面减少了主架行走负载，另一方面使得内模台车与外模台车行走时不发生错位干。同时更能方便快捷的是模板准确的行走到指定位置。从而满足了施工操作简单，运动更平稳，定位更准确的施工要求。
4、支腿立于工作面之内，并通过行走机构共轨在内模台车行走钢轨上行走。从而大大的减少了工作面外施工空间，进而减少了土方的开挖。节约大量成本。
5、行走方式为行走轮在铺设的轨道上采取电动行走设计，手柄遥控控制，减少工人用量，提高工作效率。
附图说明
图1为本发明上行式大跨度涵隧道外模衬砌台车主视图。
图2为本发明上行式大跨度涵隧道外模衬砌台车侧视图。
图3为本发明上行式大跨度涵隧道外模衬砌台车俯视图。
图4为本发明上行式大跨度涵隧道外模衬砌台车吊装机构局部视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
参见图1、图2、图3和图4，上行式大跨度涵隧外模衬砌台车，主要由模板系统、主架系统、行走系统和液压控制系统组成，行走系统包括第一行走机构4和第二行走机构12；液压控制系统由液压泵站、顶升油缸15和平移油缸10组成；模板系统由竖墙模板3、倒角模板5、模板预埋螺栓1、模板背带2和模板对拉拉杆7组成，竖墙模板3和倒角模板5采用无拉杆的大模板，模板背带2与竖墙模板3通过螺栓连接，通过丝杆6与倒角模板5连接,模板背带2与模板预埋螺栓1和模板对拉拉杆7连接；主架系统由二根主梁11、二根支腿13、多根横梁8、多根连接撑杆16、二根吊装平移机构9和多根连接花架14组成，主梁11的前端与支腿13通过螺栓连接，主梁11的后端通过顶升油缸15安装在第一行走机构4上，二根主梁11之间通过多根连接花架14采用销子连接，多根横梁8与多根连接支撑16通过螺栓连接形成一个整体工作面；横梁8通过第二行走机构12行走安装在主梁11上，吊杆机构9滑动安装在横梁8上且吊杆机构9与横梁8之间连接有平移油缸10，吊杆机构9与丝杆6连接，二根支腿13分别通过顶升油缸15安装在第一行走机构4上。
具体地，行走系统主要由行走轮、行走电机及减速机组成。第一行走机构4通过链条传动。第二行走机构12通过齿轮传动。
在台车立模操作之前，必须先用模板系统浇筑好的一环混凝土， 为主架系统后行走机构提供行走平台，再参见图1、图2、图3和图4，将本产品安装在施工位置，然后按下述方法操作：
1、启动主架油泵，分别操作四个顶升油缸15回缩，使得主梁11与横梁8分离约100mm为止。
2、启动第一行走机构4，操作手柄遥控，将主架行走都指定位置，锁紧第一行走机构4。
3、开启内模台车行走机构，将内模台车行走到指定位置，绑扎钢筋。
4、启动主架油泵，分别操作四个顶升油缸15顶升，使得主梁11与横梁8行走轮相接触。
5、松掉模板预埋螺栓1将纵向背带卸掉，同时松开模板对拉拉杆7，使横梁11及整个模板系统平稳落在主梁11轨道上。
6、启动主架油泵，分别操作四个顶升油缸15顶升，直到模板系统脱离混凝土倒角面，同时启动模板系统油泵，分别操作四个平移油缸10推移模板至与约衬砌面100mm。实现脱模。
7、启动第二行走机构12，将模板系统行走的内模台车相应位置。
8、启动模板系统油泵，分别操作四个平移油缸10缩回模板至与小边墙面贴紧。启动主架油泵，调节模板的垂直高度进行对模。
9、对模准确后，锁紧模板预埋螺栓1及模板对拉拉杆7，安装好堵头板，即可以进行衬砌作业。
本发明的优点一是前支腿轨道与内模台车共用，后主梁轨道铺设在已浇筑好的混凝土上面。有效解决隧道外侧施工空间小，施工困难等不利因素；同时大大的减少土方的开挖量，提高了效率节约了成本。优点二是主架与模板分开行走，有效的减轻了主架行走过程中所承受的重量，使得整个台车行走更平稳，同时模板更能准确的移动到指定位置。本发明是一种适用于并排式大跨度断面明洞开挖的涵隧道二次衬砌施工的上行式大跨度涵隧外模衬砌台车。