CN109667608B - 一种隧道拼装式二次衬砌拱部管片顶升装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道拼装式二次衬砌拱部管片顶升装置，包括安装在台车本体框架上的顶升动力机构，顶升动力机构的上部连接有横梁，并用于带动横梁上下移动，横梁的上方用于放置二次衬砌拱部管片；台车本体框架上、且位于顶升动力机构的左右两侧分别固定设置有一导向件，各导向件自上而下贯穿开设有导向孔，横梁的下方、且位于顶升动力机构的左右两侧分别固定设置有一立柱，两个立柱的下部设置在对应的导向孔内，横梁上下移动时，立柱在其对应导向孔内上下运动；本发明可以更为便捷地实现管片快速稳定的提升；结构简单，成本低，可以有效地降低费用；采用液压驱动，具有环保无污染的优点；特有的结构设计使后续安装小车的对接作业变得简单高效。
Description
【技术领域】
本发明属于隧道混凝土衬砌施工技术领域，尤其涉及一种隧道拼装式二次衬砌拱部管片顶升装置。
【背景技术】
传统山岭隧道二次衬砌施工通常采用衬砌模板台车进行整体式浇筑，并与仰拱及边墙连接封闭成环，每环长度一般为12m或9m，该方法工艺成熟，整体结构稳定、受力能力强；但随着使用该方法的铁路隧道投入运营时间的增加，二次衬砌出现了不少的质量问题，主要体现在以下几个方面：①二次衬砌出现开裂及渗漏水现象；②二次衬砌表面出现露筋及蜂窝麻面现象；③拱部衬砌经常出现背后脱空、强度厚度不足以及掉块等质量缺陷。上述一系列现象的出现，对我国铁路运输安全造成了严重的威胁，尤其是在国际上高铁已经成为中国一张亮丽的金名片时期，上述安全隐患的存在，不仅会耗费大量的人力、物力、财力去维护，同时也势必成为中国高铁的一大污点。
因此，探索一种从根本上解决隧道拱部质量缺陷问题，提高隧道工程质量的新技术新方法已经迫在眉睫，一种二衬拱部局部采用预制管片，而其余部位依然采用衬砌模板台车现浇的新施工理念和方法，应运而生。本发明实例中的装置及方法属于上述方法中的一个环节，通过本装置的设置及方法应用，可以更为经济简便地实现上述新施工理念和方法。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种隧道拼装式二次衬砌拱部管片顶升装置，以解决因隧道拱顶尺寸限制导致的提升设备提升高度受限问题，方便了拱顶预制管片从提升设备到管片安装装置的转送的问题。
本发明采用以下技术方案：一种隧道拼装式二次衬砌拱部管片顶升装置，包括安装在台车本体框架上的顶升动力机构，顶升动力机构的上部连接有横梁，并用于带动横梁上下移动，横梁的上方用于放置二次衬砌拱部管片；台车本体框架上、且位于顶升动力机构的左右两侧分别固定设置有一导向件，各导向件自上而下贯穿开设有导向孔，横梁的下方、且位于顶升动力机构的左右两侧分别固定设置有一立柱，两个立柱的下部设置在对应的导向孔内，横梁上下移动时，立柱在其对应导向孔内上下运动。
进一步地，横梁用于放置二次衬砌拱部管片的表面安装有橡胶阻尼。
进一步地，横梁的两端向上垂直固连有耳板，耳板的高度高于管片的厚度。
进一步地，各耳板上还设置有限位孔，管片对应限位孔的位置还贯穿设置有定位孔，限位孔和定位孔均用于定位销穿过，定位销用于固定管片的相对位置。
进一步地，各导向件上设置有方形的第一加强筋板，各第一加强筋板与台车本体框架固连。
进一步地，绕导向件设置有半圆形的第二加强筋板，各第二加强筋板与台车本体框架固连。
进一步地，横梁的上端为弧形，且与管片的形状相互适应。
进一步地，的顶升动力机构为油缸。
进一步地，油缸的缸筒通过固定套筒固定至台车本体框架上，油缸的缸筒位于固定套筒内且固定连接。
进一步地，固定套筒的两侧还固连有第三加强筋板，第三加强筋板分别与第一加强筋板或者第二加强筋板相互固连，第三加强筋板还固定连接至台车本体框架上。
本发明的有益效果是：通过本发明可以更为便捷地实现管片快速稳定的提升；结构简单，成本低，可以有效地降低费用；采用液压驱动，具有环保无污染的优点；特有的结构设计使后续安装小车的对接作业变得简单高效。
【附图说明】
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中第一加强筋板的俯视图；
图3为本发明中第二加强筋板的俯视图；
图4为本发明中整体安装的示意图
图5为本发明中固定套筒和第三加强筋板的示意图。
其中：1.台车；2a.导向件；2b.限位孔；2c.立柱；2d.导向孔；2e.横梁；2f.定位孔；2g.顶升动力机构；2h.耳板；2j.第一加强筋板；2k.第二加强筋板；2m.固定套筒；2n.橡胶阻尼；2p.第三加强筋板；8.管片。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明公开了一种隧道拼装式二次衬砌拱部管片8顶升装置，如图4所示，本装置设置在台车1本体框架两侧，台车1本体作为整个台车1的整体框架，在其上可以设置各种职能机构或单元，其实现形式多种多样，台车1是用来实现隧道侧边墙二衬浇筑和拱顶预制管片8的转送，因此，将其沿隧道掘进方向的两侧称为两端部，与隧道掘进方向垂直的两侧称为两侧面，本发明将管片8顶升至指定位置供后续小车的运输和安装。
如图1所示，本发明包括安装在台车1本体框架上的顶升动力机构2g，顶升动力机构2g的上部连接有横梁2e，并用于带动横梁2e上下移动，横梁2e的上方用于放置二次衬砌拱部管片8；台车1本体框架上、且位于顶升动力机构2g的左右两侧分别固定设置有一导向件2a，各导向件2a自上而下贯穿开设有导向孔2d，横梁2e的下方、且位于顶升动力机构2g的左右两侧分别固定设置有一立柱2c，两个立柱2c的下部设置在对应的导向孔2d内，横梁2e上下移动时，立柱2c在其对应导向孔2d内上下运动。
两个导向件2a与台车1本体框架固定连接，优选的为焊接，两个导向件2a上自上而下贯穿设置有导向孔2d，两个立柱2c相对设置，导向孔2d用于对应的立柱2c在其孔内上下运动，导向孔2d用于为对应的立柱2c提供导向的作用，防止立柱2c左右晃动，两个立柱2c的上端通过横梁2e相互固连，各立柱2c用于固定横梁2e的相对位置以及径向移动，横梁2e上下移动时带动两个立柱2c在导向孔2d内上下移动，横梁2e向上移动时用于顶起二次衬砌拱部管片8，横梁2e向下移动至最低位置时，工作人员将管片8放置于横梁2e上，然后横向逐渐向上并顶起二次衬砌拱部管片8至指定高度，供后续小车的运输和安装。
顶升动力机构2g优选的为油缸，顶升动力机构2g位于横梁2e下方，横梁2e的中部向下垂直连接至顶升动力机构2g，顶升动力机构2g用于通过活塞杆顶起横梁2e，横梁2e拉动两个立柱2c在导向孔2d内向上移动，油缸的缸筒固连于台车1本体框架上。
如图5所示，油缸的缸筒通过固定套筒2m固定至台车1本体框架上，油缸的缸筒位于固定套筒2m内且固定连接，因为如果只是通过油缸的缸筒固定至台车1本体框架的话，固定面积和接触面积太小，容易发生晃动，如果先将油缸的缸筒固定在固定套筒2m内，然后再将固定套筒2m固定至台车1本体框架上，这样可以通过设置固定套筒2m增大与台车1本体框架的接触面积，避免油缸在运动时产生晃动。
横梁2e用于放置二次衬砌拱部管片8的表面安装有橡胶阻尼2n，橡胶阻尼2n用于增大横梁2e与管片8之间的摩擦力，通过设置橡胶阻尼2n可以增大管片8放置在横梁2e上的安全性，增大横梁2e与管片8之间的摩擦力可以提高管片8位于横梁2e上的稳定性，保证两个顶升装置可以稳定的顶起管片8的两端，安全的输送管片8至后续的小车，方便后续小车的安装和运输。
横梁2e的两端向上垂直固连有耳板2h，耳板2h的高度高于管片8的厚度，两个耳板2h分别位于两个立柱2c的上方，耳板2h用于固定橡胶阻尼2n，还用于防止管片8滑出两个耳板2h之间的区域，通过设置耳板2h可以保证管片8位于两个耳板2h之间的横梁2e上，对管片8的轴向自由度进行限定，保证管片8在横梁2e上从下向上移动的安全，安全的输送管片8至后续的小车，方便后续小车的安装和运输。
各耳板2h上还设置有限位孔2b，管片8对应限位孔2b的位置还贯穿设置有定位孔2f，限位孔2b和定位孔2f均用于定位销穿过，定位销用于固定管片8的相对位置，通过设置定位销可将管片8和耳板2h完全进行固定，当管片8放置于横梁2e上时，将定位销先***限位孔2b，继而***定位孔2f，对管片8进行充分的固定，对管片8的径向自由度进行限定，保证管片8在横梁2e上从下向上移动的安全，安全的输送管片8至后续的小车，方便后续小车的安装和运输。
各导向件2a上设置有方形的第一加强筋板2j，各第一加强筋板2j与台车1本体框架固连，如图2所示，第一加强筋板2j用于增大与台车1本体框架接触面积，在实际使用中，因为横梁2e上放置的管片8重量大，大约有20吨左右，因此会导致立柱2c在导向孔2d内上下移动时会进行晃动，如果只是通过定位面的固定的话容易产生松动，因此通过设置第一加强筋板2j可以对导向件2a进行再次固定，保证管片8的正常输送和安全。
绕导向件2a设置有半圆形的第二加强筋板2k，各第二加强筋板2k与台车1本体框架固连，除设置第一加强筋板2j外还可以设置另一种加强筋板来代替第一加强筋板2j，保证管片8的正常输送和安全，如图3所示，即绕导向件2a设置有多个第二加强筋板2k，各第二加强筋板2k为圆弧状，圆弧的两端与台车1本体框架固连，第二加强筋板2k用于增大与台车1本体框架接触面积，在实际使用中，因为横梁2e上放置的管片8重量大，大约有20吨左右，因此会导致立柱2c在导向孔2d内上下移动时会进行晃动，如果只是通过定位面的固定的话容易产生松动，因此通过设置第二加强筋板2k可以对导向件2a进行再次固定，保证管片8的正常输送和安全，第一加强筋板2j与第二加强筋板2k相比，第二加强筋板2k优于第一加强筋板2j的效果，因为第二加强筋板2k是绕导向件2a的外露的三个面进行设置，这样对导向件2a相当于进行了包围，并且圆弧的两端固连于台车1本体框架，而第一加强筋板2j只是在与定位面接触的两个加强面上设置加强筋板，与导向件2a的接触面积小，而且两个加强面上的加强筋板是独立和分开的，不是整体的，没有对导向件2a进行包围的效果，因此第二加强筋板2k优于第一加强筋板2j的效果。
固定套筒2m的两侧还固连有第三加强筋板2p，第三加强筋板2p与第一加强筋板2j相互固连，第三加强筋板2p还固定连接至台车1本体框架上，因为横梁2e上放置的管片8重量大，大约有20吨左右，因此会导致立柱2c在导向孔2d内上下移动时会进行晃动，如果通过设置第三加强筋板2p将固定套筒2m和第一加强筋板2j相互连接的话，即相当于通过第三加强筋板2p、固定套筒2m和第一加强筋板2j一起全部固定至台车1本体框架上，形成一体的话，会更加牢固。
固定套筒2m的两侧还固连有第三加强筋板2p，第三加强筋板2p与第二加强筋板2k相互固连，第三加强筋板2p还固定连接至台车1本体框架上，因为横梁2e上放置的管片8重量大，大约有20吨左右，因此会导致立柱2c在导向孔2d内上下移动时会进行晃动，如果通过设置第三加强筋板2p将固定套筒2m和第二加强筋板2k相互连接的话，即相当于通过第三加强筋板2p、固定套筒2m和第二加强筋板2k一起全部固定至台车1本体框架上，形成一体的话，会更加牢固。
因为管片8是存在一定的弧度的，横梁2e与管片8之间型面贴合，即横梁2e的上端为弧形，且与管片8的形状相互适应，这样能保证管片8与横梁2e之间的孔隙最小，而且再加上在横梁2e上设置橡胶阻尼2n，可以保证横梁2e与管片8、橡胶阻尼2n与管片8之间相互完全贴合，保证管片8在横梁2e上从下向上移动的安全，安全的输送管片8至后续的小车，方便后续小车的安装和运输。
Claims (3)
1.一种隧道拼装式二次衬砌拱部管片顶升装置，其特征在于，包括安装在台车(1)本体框架上的顶升动力机构(2g)，所述顶升动力机构(2g)的上部连接有横梁(2e)，并用于带动横梁(2e)上下移动，所述横梁(2e)的上方用于放置二次衬砌拱部管片(8)；所述台车(1)本体框架上、且位于顶升动力机构(2g)的左右两侧分别固定设置有一导向件(2a)，各所述导向件(2a)自上而下贯穿开设有导向孔(2d)，所述横梁(2e)的下方、且位于顶升动力机构(2g)的左右两侧分别固定设置有一立柱(2c)，两个所述立柱(2c)的下部设置在对应的导向孔(2d)内，所述横梁(2e)上下移动时，立柱(2c)在其对应导向孔(2d)内上下运动；
所述横梁(2e)的两端向上垂直固连有耳板(2h)，所述耳板(2h)的高度高于管片(8)的厚度；各所述耳板(2h)上还设置有限位孔(2b)，所述管片(8)对应所述限位孔(2b)的位置还贯穿设置有定位孔(2f)，所述限位孔(2b)和定位孔(2f)均用于定位销穿过，所述定位销用于固定所述管片(8)的相对位置；
各所述导向件(2a)上设置有方形的第一加强筋板(2j)，各所述第一加强筋板(2j)与台车(1)本体框架固连；绕所述导向件(2a)设置有半圆形的第二加强筋板(2k)，各所述第二加强筋板(2k)与台车(1)本体框架固连；所述的顶升动力机构(2g)为油缸；所述油缸的缸筒通过固定套筒(2m)固定至台车(1)本体框架上，所述油缸的缸筒位于所述固定套筒(2m)内且固定连接；所述固定套筒(2m)的两侧还固连有第三加强筋板(2p)，所述第三加强筋板(2p)分别与第一加强筋板(2j)或者第二加强筋板(2k)相互固连，所述第三加强筋板还固定连接至台车(1)本体框架上。
2.根据权利要求1所述的一种隧道拼装式二次衬砌拱部管片顶升装置，其特征在于，所述横梁(2e)用于放置二次衬砌拱部管片(8)的表面安装有橡胶阻尼(2n)。
3.根据权利要求1或2所述的一种隧道拼装式二次衬砌拱部管片顶升装置，其特征在于，所述横梁(2e)的上端为弧形，且与管片(8)的形状相互适应。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 511400 No. 2, West Side of Industrial Fourth Road, Mingzhuwan Starting Zone, Nansha District, Guangzhou City, Guangdong Province Applicant after: China Railway Tunnel Bureau Group Co Ltd Applicant after: China Railway Tunnel Survey and Design Research Institute Co., Ltd. Address before: 471000 No.3 Hospital of Zhuangyuan Honglu, Laocheng District, Luoyang City, Henan Province Applicant before: China Railway Tunnel Bureau Group Co Ltd Applicant before: China Railway Tunnel Survey and Design Research Institute Co., Ltd. |
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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