专利名称：一种独立式盾构台车轨枕及其施工方法
技术领域：
本发明属于盾构施工技术领域，具体涉及一种独立式盾构台车轨枕及其施工方法。
背景技术：
盾构工法以其独特的优势已广泛应用于世界各地的隧道工程施工中。隧道内水平运输作为盾构施工过程中的一个重要环节，一个实用、合理的水平运输系统可以使得整个盾构施工过程更快速、有效、安全和经济。在盾构施工中，要求盾构的后续台车跟随盾构机在隧道内轨枕上向前移动；而盾构刀盘切割下来的土体及拼装成隧道所用的管片，则由平板运输车在轨枕上进行运输。在过去的施工中，轨枕的铺设模仿铁路轨道的轨枕，把大轨距的台车轨枕和小轨距的平板运输车轨枕联合起来铺设，此方法做成的轨枕重量较大，搬运不方便，且由于平板运输车的轨道在施工结束前不能拆除，导致联合式轨枕无法循环利用。专利(CN 1888392B)公开了一种盾构台车与电机车各自设立轨枕的方法，其方案为盾构后续台车需用的大轨枕和平板运输车需用的小轨枕分别各自设立和铺设，支撑盾构后续台车前进施工的大轨枕的架设方式是前进方向的左、右两侧，各关联地设置一对分别支撑盾构后续台车左、右车轮的轨枕，所述的轨枕是两根工字钢，构成不等边的一付直角三角形，短边垂直顶住隧道圆底，长边水平搁置隧道侧边。其方案的缺点在于大轨枕的铺设方式依然是采用铁路轨枕的大轨距连续式轨枕，单根轨枕的重量依然较大，循环使用时需耗费较多的人力去拆装，且耗时长。因此本领域的技术人员急需一种可以减轻大轨距轨枕的重量，提高大轨距轨枕在循环使用过程中的简便性，并且能够减少拆装时间的轨枕方案。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种独立式盾构台车轨枕及其施工方法，该轨枕通过在其水平钢板下方设置垂直钢板和限位钢板以作为支承结构，同时通过将限位轴嵌入手孔内的螺栓孔内以达到轴向和径向的限位，以方便拆装和减轻轨枕质量。本发明目的实现由以下技术方案完成
一种独立式盾构台车轨枕，涉及用于安装所述轨枕的盾构管片以及所述盾构管片上的手孔，其特征在于所述轨枕包括一具有支撑面的水平钢板，以及用于支承所述水平钢板的垂直钢板和限位钢板，其中所述垂直钢板一端与所述水平钢板焊接固定，另一端接触贴合所述盾构管片，且该端形状与所述盾构管片内弧面形状相匹配；所述的限位钢板一端与所述水平钢板焊接固定，其另一端的外轮廓面形状尺寸与所述手孔的内轮廓面形状尺寸相匹配，在所述限位钢板的下端部设置一限位轴，所述限位轴的直径与所述手孔内的螺栓孔径相匹配。
所述水平钢板的支撑面上焊接有工字钢，在所述工字钢上设置有加强筋。所述工字钢上垂直开设有至少一个限位螺栓孔。所述垂直钢板与所述限位钢板之间设置有连接两者的加强筋，同时在所述限位钢板的外侧也设置有加强筋。一种上述独立式盾构台车轨枕的施工方法，其特征在于至少包括如下步骤将所述轨枕上的限位钢板伸入所述盾构管片上的手孔内并与其紧密贴合，所述垂直钢板的底边与所述盾构管片的内弧面紧密贴合，沿隧道轴向推移所述轨枕，使所述限位钢板上的限位轴嵌入所述手孔的螺栓孔内，所述限位轴构成对所述轨枕在轴向和径向的限位；依此类推，按上述轨枕的安装方式分别在隧道的两侧沿轴向均匀间隔设置所述轨枕，并在所述轨枕的工字钢上架设轨道，通过在所述工字钢上的限位螺栓孔内旋入螺栓以限位固定所述轨道，以使所述两侧的轨道间距与所述盾构台车的走行轮间距相同。本发明的优点是，结构简单，大大地减少了钢材消耗，有效减轻了轨枕质量；轨枕稳定贴合于盾构管片上，盾构台车在其上走行平稳可靠；同时采用此种结构的轨枕在循环使用时拆装方便快速，降低了人力和时间的投入，提高了设置其上的轨道延伸速度。
图1为本发明中左轨枕的主视 图2为本发明中左轨枕的侧视 图3为本发明中右轨枕的主视 图4为本发明中右轨枕的侧视 图5为本发明中左、右轨枕设置于盾构管片两侧的结构示意 图6为本发明中左轨枕设置于盾构管片上的手孔内的局部放大主视 图7为本发明中左轨枕设置于盾构管片上的手孔内的局部放大侧视图。
具体实施例方式以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解
如图1-7，图中标记1-14分别为工字钢1、钢轨2、限位螺栓孔3、水平钢板4、垂直钢板5、加强筋6、加强筋7、限位钢板8、限位轴9、螺栓孔10、手孔11、轨枕12、轨枕13、盾构管片14。实施例如图5、6、7所示，本实施以采用盾构法的隧道工程为例进行说明，在盾构机掘进施工时，要求盾构机后方的盾构台车跟随盾构机在隧道内的大轨距轨枕12上向前移动，而盾构刀盘所切割下来的土体及拼装成隧道用的管片则均由平板运输车在小轨距轨枕13上进行运输。为方便大轨距轨枕12的循环利用，采用独立式轨枕的结构，在盾构管片14的两侧手孔11内设置大轨距轨枕12，沿隧道轴向均匀间隔铺设，大轨距轨枕12的结构特点为可贴合盾构管片14及其手孔11的形状，同时其构造上的限位轴9能内嵌在手孔11的沿轴向设置的螺栓孔10内，构成轴向和径向的限位；利用盾构台车向前移动时通过钢轨所传递下来的向前摩擦力以使自身结构“抓牢”盾构管片14，达到稳固自身的目的。如图1-7所示，设置于隧道左、右两侧的轨枕12呈对称关系，结构完全相同。以设置于隧道盾构管片14左侧的左轨枕12为例，其结构具体为在水平钢板4的下方垂直焊接有一垂直钢板5，具体呈不等边直角三角形状，其长直角边与水平钢板4贴合并焊接固定，短直角边垂直顶住水平钢板4，斜边的形状与盾构管片14的内弧面形状相匹配，以使垂直钢板5可贴合设置于盾构管片14上；同时在水平钢板4的下方设置一限位钢板8，限位钢板8所处的平面与水平钢板4所处的平面互相垂直，限位钢板8的形状大致呈底部为圆弧的梯形，其外轮廓面形状与手孔11的内轮廓面形状相匹配吻合；在限位钢板8的圆弧中心处设置有一轴向限位轴9，限位轴9的直径与手孔11内的轴向螺栓孔10的直径相同；在垂直钢板5和限位钢板8之间焊接有加强筋6用以增加两者的联接稳定性，并在限位钢板8的外侧设置加强筋7 ;在水平钢板4的支撑面上设置工字钢1，工字钢I横向放置，在其上开设有限位螺栓孔3，限位螺栓孔3配合螺栓使用可防止架设于其上的钢轨2发生偏移。上述的独立式轨枕12中的垂直钢板5和限位钢板8结构可承受来自竖直方向上的压力，具有支撑结构的作用；限位钢板8设置于手孔11内，由于限位钢板8的外轮廓面紧密贴合手孔11的内壁面，因此其可防止由于因盾构管片14的弧度而造成轨枕12斜下方的滑移，具有限位结构的作用；设置于限位钢板8上的限位轴9在具体使用中插入手孔11内的沿轴向设置的螺栓孔10内，可以起到防止轨枕12在轴向和径向上的位移，具有限位结构的作用。如图1-7所示，以下为独立式盾构台车轨枕12在盾构法隧道工程中的使用设置方法，具体步骤如下
①首先测量盾构台车两侧的走行轮间距，之后在盾构管片14的左、右两侧上选择合适间距的手孔11 ；
②分别在左、右两侧的手孔11内设置独立式轨枕12:将轨枕12上的限位钢板8伸入手孔11内并与其紧密贴合，轨枕12上的垂直钢板5的斜边与盾构管片14的内弧面亦紧密贴合，之后沿隧道的轴向推移轨枕12，使限位钢板8上的限位轴9插入手孔11内的沿轴向设置的螺栓孔10内，此时水平钢板4处于水平状态，该独立式轨枕12结构稳固于盾构管片14的内弧面和其手孔11内，可承受来自竖向、轴向以及径向的力而不发生滑移；
③依此类推，按上一步骤中的独立式轨枕12的安装方式，沿隧道轴向均匀间隔设置轨枕12，待铺设的轨枕12首尾长度达到盾构台车的长度时停止铺设，分别在两侧的轨枕12上设置钢轨2，并通过限位螺栓孔3对钢轨2进行限位，防止其发生横向偏移；
④随着盾构机的掘进，整个水平运输系统不断向前延伸，因此需要拆除后方的轨枕12和钢轨2，以用于补充铺设前方的轨枕12和钢轨2，达到循环使用的目的。
权利要求
1.一种独立式盾构台车轨枕，涉及用于安装所述轨枕的盾构管片以及所述盾构管片上的手孔，其特征在于所述轨枕包括一具有支撑面的水平钢板，以及用于支承所述水平钢板的垂直钢板和限位钢板，其中所述垂直钢板一端与所述水平钢板焊接固定，另一端接触贴合所述盾构管片，且该端形状与所述盾构管片内弧面形状相匹配；所述的限位钢板一端与所述水平钢板焊接固定，其另一端的外轮廓面形状尺寸与所述手孔的内轮廓面形状尺寸相匹配，在所述限位钢板的下端部设置一限位轴，所述限位轴的直径与所述手孔内的螺栓孔径相匹配。
2.根据权利要求1所述的一种独立式盾构台车轨枕，其特征在于所述水平钢板的支撑面上焊接有工字钢，在所述工字钢上设置有加强筋。
3.根据权利要求2所述的一种独立式盾构台车轨枕，其特征在于所述工字钢上垂直开设有至少一个限位螺栓孔。
4.根据权利要求1所述的一种独立式盾构台车轨枕，其特征在于所述垂直钢板与所述限位钢板之间设置有连接两者的加强筋，同时在所述限位钢板的外侧也设置有加强筋。
5.一种涉及权利要求1-4所述的独立式盾构台车轨枕的施工方法，其特征在于至少包括如下步骤将所述轨枕上的限位钢板伸入所述盾构管片上的手孔内并与其紧密贴合，所述垂直钢板的底边与所述盾构管片的内弧面紧密贴合，沿隧道轴向推移所述轨枕，使所述限位钢板上的限位轴嵌入所述手孔的螺栓孔内，所述限位轴构成对所述轨枕在轴向和径向的限位；依此类推，按上述轨枕的安装方式分别在隧道的两侧沿轴向均匀间隔设置所述轨枕，并在所述轨枕的工字钢上架设轨道，通过在所述工字钢上的限位螺栓孔内旋入螺栓以限位固定所述轨道，以使所述两侧的轨道间距与所述盾构台车的走行轮间距相同。
全文摘要
本发明具体涉及一种独立式盾构台车轨枕及其施工方法，该轨枕包括一具有支撑面的水平钢板，以及用于支承所述水平钢板的垂直钢板和限位钢板；所述垂直钢板的底边与盾构管片内弧面形状相匹配，所述限位钢板的外轮廓面尺寸与盾构管片上的手孔的内轮廓面尺寸相匹配，同时在限位钢板的下端部设置一限位轴，限位轴的直径与盾构管片上的手孔内的轴向设置的螺栓孔直径相匹配。本发明的优点是，结构简单，大大地减少了钢材消耗，有效减轻了轨枕质量；轨枕稳定贴合于盾构管片上，盾构台车在其上走行平稳可靠；同时采用此种结构的轨枕在循环使用时拆装方便快速，降低了人力和时间的投入，提高了设置其上的轨道延伸速度。
文档编号E01B29/06GK103061213SQ20121058098
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者杨勇, 操琪, 顾铭峰, 万绍涛, 杨磊 申请人:中铁二十四局集团上海铁建工程有限公司, 中铁二十四局集团有限公司