专利名称：一种多变径衬砌模板台车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种多变径衬砌模板台车。
背景技术：
铁路隧道变截面的衬砌施工已有不少成功经验，他们的共同特点就是采用拱顶加 宽模板、更换拱顶模板或者采取小块模板拼装来变换拱部模板的弧度和宽度，或者调整主 门架的尺寸、侧模板的半径不变等方法。但由于小模板拼装困难，工作量大，变截面施工时 劳动强度大，且衬砌表面会遗留明显的小模板痕迹，表观质量差，不能满足衬砌质量的要 求。
以下为隧道衬砌现有技术方案之一 变断面隧道用衬砌台车钢模设计方法，仅适用于单线铁路隧道的模板台车。可以 通过两种方案实现变截面施工，第一，全部更换拱部模板，即隧道衬砌断面变化后，将拱顶 AB圆弧段模板全部更换；第二，在拱顶分模，通过在AB圆弧段中间位置增加加宽模板来实 现变径，旋转拱顶模板来调节拱顶模板宽度及弧度，拱顶模板与侧模模板采用铰接连接。
该方案的主要缺点 1、无法实现连续变径或者多种衬砌断面的变径作业； 2、变径幅度小，不能大于40厘米； 3、单线铁路隧道边墙衬砌幅度不变化，只需调整拱部即可以完成变径，是局部变 径； 4、仅适合单线铁路标准化断面的衬砌，且衬砌断面小； 5、需要更换拱部模板或者增加加宽模板，变径速度较慢，成本高； 6、方法机械化程度底，劳动强度大； 7、必须要提前施工矮边墙，没有减少一道施工工序。 隧道衬砌现有技术方案之二 通过几次拆换顶模拱架结构和调整门架横梁长度的方法来解决隧道变断面衬 砌施工，为方便在洞内拆换台车，顶拱模板做成小块弧形钢模，为使弧形模板满足各断面 尺寸的要求，模板弧形半径按断面中间半径R9960毫米设计，基本块模板规格为1000毫 米X1800毫米，以台车顶部中间块模板作为各断面的调整块模板，以减少模板规格，小模 板之间采用螺栓连接。 该方案的主要缺点 变断面衬砌施工工作量大，机械化程度底，劳动强度大，施工速度慢，成本难以控 制，且衬砌表面分模线较多，且容易跑模，外观不美观；由于该隧道尺寸变化较大，在门架 横梁上还需要设置平移油缸，门架横梁上的油缸支座、侧模上纵梁、侧架的连接板定位螺孔 根据几个断面和油缸行程定制，才能满足断面调整的需要，衬砌速度非常慢，且衬砌整体性差。
实用新型内容本实用新型的目的在于提出一种多变径衬砌模板台车，不仅能够适应各种变径断 面的衬砌作业要求，而且可以大幅度降低施工成本。 为达此目的，本实用新型采用以下技术方案 —种多变径衬砌模板台车，包括主门架、辅助门架、台车面板、顶模板、侧模板、边 墙挂板和下举式升降油缸，主门架和辅助门架是空间的整体框架结构，辅助门架位于主门 架的左右侧，之间采用高强螺栓连接，台车面板位于门架的上方和左右侧，顶模板、侧模板 和边墙挂板依次相连，顶模板与侧模板、侧模板与边墙挂板自上而下分别以铰接形式进行 连接，侧模板可绕铰链转动，其中， 主门架用于连接和固定衬砌构件，支撑水平及垂直方向载荷的受力； 辅助门架用于变径增大时连接和支撑及固定衬砌构件完成大断面的衬砌施工； 台车面板的加工质量是直接关系衬砌质量的关键和难点； 顶模板为一块整体的模板，设置两处柔性铰接，用于承受顶部载荷和衬砌施工； 侧模板为一块整体的模板，侧模的上、中、下三部分以柔性铰接的形式进行连接， 用于调节台车半径和侧部衬砌施工； 边墙挂板用于减少施工缝和施工缝的处理，满足大断面衬砌断面要求； 下举式升降油缸用于变径时升高模板台车的整体高度。 还包括两个以上侧模螺旋千斤顶和侧模油缸、平移油缸，所述侧模螺旋千斤顶安
装在辅助门架上，用于撑开上部的模板，所述侧模油缸用于撑开台车左右侧的模板，所述平
移油缸用于调节模板台车面板的中心，使模板台车的中心与隧道中线重合。 还包括纵梁、加强筋板、环向筋板，所述纵梁位于柔性铰接处的上边，所述加强筋
板位于柔性铰接处的下边，用于保证模板台车的强度和刚度，所述环向筋板用于调节和固
定侧模板实现变径。 还包括手拉葫芦、木模，所述手拉葫芦用于二衬脱模时更换边墙挂板，所述木模用
于垫实边墙挂板与仰拱填充顶面的的缝隙。 所述辅助门架宽度为1000毫米。 所述下举式升降油缸行程为1300毫米。 所述台车面板为10毫米的钢模板。[0033] 所述模板台车有5榀主门架。 所述模板台车衬砌半径最大幅度为1000毫米。 采用了本实用新型的技术方案，不仅能完成各种变径断面的衬砌作业，而且模板 台车改装快，衬砌轮廓圆顺，无错台，表观质量好，大幅度降低了施工成本。
图1是本实用新型具体实施方式
中多变径衬砌模板台车结构示意图。
图2是本实用新型具体实施方式
中多变径衬砌模板台车边墙挂板示意图。
具体实施方式
以下结合附图并通过具体实施方式
来进一步说明本实用新型的技术方案。[0039] 本实用新型是基于现有技术存在的不足进行的改进发明，有效提高了模板台车整 体性能特点。 图1是本实用新型具体实施方式
中多变径衬砌模板台车结构示意图。如图1所 示，包括主门架101、辅助门架102、顶模板103、侧模板104、边墙挂板105、下举式升降油缸 106、侧模油缸107、侧螺旋千斤顶108、平移油缸109、手拉葫芦110。图2是本实用新型具 体实施方式中多变径衬砌模板台车边墙挂板示意图。如图2所示，还包括木模111。 1、提升台车整体高度。模板台车设置的前后左右四个大梁立柱设置四个下举式升 降油缸，下举式升降油缸行程为1300毫米，在模板台车变径衬砌作业时，先启动下举式升 降油缸，根据衬砌断面变化的幅度，将模板台车提升到合适高度。 2、安装辅助门架。模板台车衬砌半径变径最大幅度为1000毫米，在模板台车撑开 后，主门架与面板的距离就增加了 1000毫米，侧模螺旋千斤顶的长度已不能满足要求，且 模板的受力结构发生了变化，在大断面衬砌施工时，必须在主门架上增加一套辅助门架，辅 助门架宽度为1000毫米，先用模板台车左右、前后四个侧模油缸将模板台车的左右侧的模 板最大程度的撑开。模板台车一共五榀主门架，侧模油缸位于第一榀和第五榀主门架上，在 侧模油缸将台车面板撑开后，先安装左侧第二榀至第四榀主门架上的辅助门架，每榀主门 架上分别安装一榀辅助门架。辅助门架与主门架采用高强螺栓连接。模板台车在制作时， 主门架上预留与辅助门架的连接螺栓 L。辅助门架安装后，一定要逐一检查连接螺栓，检查 是否有松动螺栓。左侧第二榀至第四榀辅助门架安装完成后，即可安装第二榀至第四榀辅 助门架上的螺旋千斤顶，并与模板台车面板连接，将螺旋千斤顶撑开。然后将左侧的两个侧 模油缸卸压，并将侧模油缸从主门架上拆下，按照上述步骤过程再安装第一榀与第五榀上 的辅助门架、螺旋千斤顶，完成后将侧模油缸安装在辅助门架上，再安装模板台车右侧辅助 门架、螺旋千斤顶及油缸。 3、模板台车的变径。台车顶模板与侧模板、边墙挂板与侧模板的连接以铰接的形 式进行连接，侧模板可以绕铰链转动，以便调节模板的伸縮，满足衬砌断面要求。台车的顶 模为一块整体的模板，设置两处柔性铰接，侧模面板也是一块整体的模板，侧模的上、中、下 三部分以柔性铰接的形式进行连接。柔性铰接就是以模板台车的面板为固定连接，中间的 环向加强筋板在该处全部断开，环向筋板全部采用高强螺栓进行连接，螺栓孔间距可以调 整，连接螺栓拧下后，下部侧模板即可围绕该处转动，达到变径的目的，变径后再用螺栓连 接。 柔性铰接处上边设置一根纵梁，下边设置纵向加强筋板，保证模板台车的强度和
刚度。模板台车面板为io毫米的钢模板，由于台车面板有一定的强度，所以，在柔性铰接的
上、下两侧必须设置螺旋千斤顶支撑，变径时将环向筋板的所有连接螺栓全部拧开取下，这 时下部侧模板可以围绕柔性铰接点转动，可以通过螺旋千斤顶的作用力进行内外调节，达 到调节台车半径的目的。变径完成后用高强螺栓将环向筋板再次进行连接、固定，这样就完 成了模板台车的变径改装。 4、更换边墙挂板。台车制作时，将台车的边墙挂板直接作用在仰拱填充顶面，模板 底部距离仰拱顶面10厘米，即仰拱填充两侧1. 2m范围内浇筑成台阶状，台阶高度为10厘 米，如图2所示，边墙挂板与侧模采用铰接连接。在施工时，该处用木模进行垫实，防止漏 浆，取消以往"矮边墙"的做法，边墙挂板通过铰链与上部模板连接，保证了模板台车的操作灵活性。这样减少了超前施工工序，减少了一道施工缝及施工缝的处理，有利于加快工序循
环，减少投入，节约成本。由于该模板台车改装后，整体抬高了 iooo毫米，且左右侧均加宽
了 1000毫米，模板台车面板总弧长比设计短，侧模底部距离地面较高，这时更换弧长较长
的边墙挂板，就能满足大断面衬砌断面的要求。边墙挂板纵向分成三块进行拼装，边墙挂板 与侧模采用铰链连接。由于边墙挂板没有动力装置，所以，在二衬脱模时，采用手拉葫芦将 其吊起，完成脱模过程。边墙挂板更换完成后，必需对左右侧的铰接点逐一检查，是否有未 拧紧螺栓，防止在砼浇筑过程中跑模，影响施工进度和衬砌的表观质量。 5 、模板台车主要技术参数 1)主要外形尺寸 标准模板半径R650cm 模板长度910cm 台车高956cm 轮中心距850cm米 2)行走机构 移动方式自行式行走轮组4 行走速度5 6m/min 行走电机功率2X 11KW 减速器型式摆线针轮减速器 3)液压系统 系统额定压力25MPa 额定流量10L/min 系统工作压力l柳Pa 油箱容积290L 液压操作十联阀组合 4)链条链号24A 5)摆线式针轮减速器数量2 6)行走轮轴承 单列圆锥滚子轴承7614E 数量16 7)下举式升降油缸 4180/110 设计行程1300mm ;使用行程180 1180mm ;数量4 8)平移油缸 小100/50设计行程30cm ;使用行程15 20cm 9)侧模油缸 (M00/50设计行程35cm ;使用行程15 20cm 数量4 多变径衬砌模板台车通用性好，能适用于多种不同半径的衬砌断面施工，且在进 行不同断面转换时，改装简单，更换部件工作量少，机械化程度高，变径速度快、经济实用， 保证了隧道二次衬砌的整体强度，既节约时间，又节约了人力、物力，大大提高二衬施工效 率。使用多变径模板台车进行二衬施工后，在太中银铁路柳林隧道工程中就为企业直接节 约模板台车5台，共创造直接经济效益约470万元。在新建太中银铁路柏树坪隧道位于 陕西省吴堡县境内，隧道位于黄土梁茆地区，地形起伏较大，黄土冲沟发育。隧道进口里 程为DK220+398，出口里程为DK221+780，全长1382m，为双线铁路隧道，隧道进口线间距为4. 75m，逐渐过渡到出口线间距5. 15m ;该隧道处于砂岩夹泥岩层、老黄土和新黄土等地质 段，地质条件复杂。改隧道有5种变化断面，断面变化达10多处，线间距从隧道进口断面线 间距为4. 75m，逐渐过渡到出口线间距5. 15m，衬砌半径变化幅度最大达1000毫米，即衬砌 整体宽度加宽2m，加高lm。若根据断面的变化制作不同的衬砌台车，不仅工期要求延长，而 且会增加大量的施工成本，显然不可取，所以本隧道衬砌采用多变径衬砌模板台车，在模板 台车变径时，模板台车改装只需要2天，大大提高了衬砌施工速度，保证了工程规范要求的 衬砌与掌子面的安全距离，为该隧道的安全贯通做出了贡献，取得了较好的经济效益。 多变径衬砌模板台车能够在有多种断面尺寸的隧道中连续衬砌，根据不同的衬砌 断面进行变径，完成各种变径断面的衬砌作业。与传统的衬砌方法相比， 一部台车替代了以 前多台模板台车才能够完成的作业。在复杂多变径衬砌断面的隧道施工中发挥了特殊的作 用，在变径作业时，模板台车改装快，且衬砌轮廓圆顺，无错台，表观质量好，大幅度降低了 施工成本。 以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不 局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或 替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要 求的保护范围为准。
权利要求一种多变径衬砌模板台车，其特征在于，包括主门架、辅助门架、台车面板、顶模板、侧模板、边墙挂板和下举式升降油缸，主门架和辅助门架是空间的整体框架结构，辅助门架位于主门架的左右侧，之间采用高强螺栓连接，台车面板位于门架的上方和左右侧，顶模板、侧模板和边墙挂板依次相连，顶模板与侧模板、侧模板与边墙挂板自上而下分别以铰接形式进行连接，侧模板可绕铰链转动，其中，主门架用于连接和固定衬砌构件，支撑水平及垂直方向载荷的受力；辅助门架用于变径增大时连接和支撑及固定衬砌构件完成大断面的衬砌施工；台车面板的加工质量是直接关系衬砌质量的关键和难点；顶模板为一块整体的模板，设置两处柔性铰接，用于承受顶部载荷和衬砌施工；侧模板为一块整体的模板，侧模的上、中、下三部分以柔性铰接的形式进行连接，用于调节台车半径和侧部衬砌施工；边墙挂板用于减少施工缝和施工缝的处理，满足大断面衬砌断面要求；下举式升降油缸用于变径时升高模板台车的整体高度。
2. 根据权利要求1所述的一种多变径衬砌模板台车，其特征在于，还包括两个以上侧 模螺旋千斤顶和侧模油缸、平移油缸，所述侧模螺旋千斤顶安装在辅助门架上，用于撑开上 部的模板，所述侧模油缸用于撑开台车左右侧的模板，所述平移油缸用于调节模板台车面 板的中心，使模板台车的中心与隧道中线重合。
3. 根据权利要求1所述的一种多变径衬砌模板台车，其特征在于，还包括纵梁、加强筋 板、环向筋板，所述纵梁位于柔性铰接处的上边，所述加强筋板位于柔性铰接处的下边，用 于保证模板台车的强度和刚度，所述环向筋板用于调节和固定侧模板实现变径。
4. 根据权利要求1所述的一种多变径衬砌模板台车，其特征在于，还包括手拉葫芦、木 模，所述手拉葫芦用于二衬脱模时更换边墙挂板，所述木模用于垫实边墙挂板与仰拱填充 顶面的的缝隙。
5. 根据权利要求1所述的一种多变径衬砌模板台车，其特征在于，所述辅助门架宽度 为1000毫米。
6. 根据权利要求1所述的一种多变径衬砌模板台车，其特征在于，所述下举式升降油 缸行程为1300毫米。
7. 根据权利要求1所述的一种多变径衬砌模板台车，其特征在于，所述台车面板为10 毫米的钢模板。
8. 根据权利要求1所述的一种多变径衬砌模板台车，其特征在于，所述模板台车有5榀 主门架。
9. 根据权利要求1所述的一种多变径衬砌模板台车，其特征在于，所述模板台车衬砌 半径最大幅度为1000毫米。
专利摘要本实用新型公开了一种多变径衬砌模板台车，包括主门架、辅助门架、台车面板、顶模板、侧模板、边墙挂板和下举式升降油缸，主门架和辅助门架是空间的整体框架结构，辅助门架位于主门架的左右侧，之间采用高强螺栓连接，台车面板位于门架的上方和左右侧，顶模板、侧模板和边墙挂板依次相连，顶模板与侧模板、侧模板与边墙挂板分别以铰接形式进行连接，侧模板可绕铰链转动，下举式升降油缸设置在模板台车四个大梁立柱下方。采用了本实用新型的技术方案，不仅能完成各种变径断面的衬砌作业，而且还有效降低了施工成本。
文档编号E21D11/10GK201486572SQ20092017040
公开日2010年5月26日 申请日期2009年8月5日 优先权日2009年8月5日
发明者丁立金, 严少发, 于洪亮, 张伯阳, 张英明, 徐国庆, 王善高, 王得林 申请人:中交隧道工程局有限公司