CN210217759U - 一种衬砌台车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种衬砌台车，适用于矩形带倒角的隧道施工，其包括门架总成、模板总成、顶升机构、横移机构、平移机构、行走机构等部分；模板总成包括顶模部分、左侧模部分和右侧模部分，顶模部分包括顶模板或加宽模组和顶模板的组合；左侧模部分和右侧模部分中至少一个包含侧模组和加高模组或倒角模组。效果是：整体结构精简；衬砌台车通过对模板总成的改造，再结合顶升机构、横移机构和平移机构的设计，适用于各种矩形带倒角隧道的衬砌施工，衬砌台车的整体刚度好，不易发生变形和跑模；模板总成立模、脱模操作简单，且不易发生错台现象，隧道轮廓成型质量高。

Description

一种衬砌台车

技术领域

本实用新型涉及隧道施工技术领域，特别地，涉及一种适用于带矩形倒角的隧道施工的衬砌台车。

背景技术

在市政、公路等隧道工程中，大部分隧洞为矩形断面，如管廊、涵洞等。为改善隧洞墙体受力，部分大断面的直角边改成了倒角。当断面高度变化时为保证侧墙折角处高度连续不变化，所以隧洞轮廓设计时倒角下部折点位置不变。而上部折点随着断面加高往隧道中线方向移动，倒角宽度、高度均加大，断面总宽不变而顶部横向宽度相应减小。针对这种隧洞的二次衬砌，一般采用模板和脚手架进行施工的方案。

模板和脚手架均方案需根据隧洞断面现场逐一进行拆装，期间需要起重机的长时间辅助和大量工人的参与，模板和脚手架体系自身不具备顶升、平移及纵向行走功能，浇筑完后又得拆解转入下一环节拼装使用。整个拆装过程繁冗复杂、耗时长、效率低，使用成本高；而且隧道轮廓成型质量差，表面拼缝多，漏浆、错台严重；整体强度刚度差，容易跑模和变形。

因此，设计一种能适用于矩形带倒角的隧道的施工、操作方便且效率高的衬砌台车及其施工方法具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种衬砌台车，整体结构精简，本实用新型的衬砌台车通过对模板总成的改造，再结合顶升机构、横移机构和平移机构的设计，适用于各种矩形带倒角隧道的衬砌施工，衬砌台车的整体刚度好，不易发生变形和跑模；模板总成立模、脱模操作简单，且不易发生错台现象，隧道轮廓成型质量高。具体方案如下：

一种衬砌台车，适用于矩形带倒角的隧道施工，其包括门架总成、模板总成、顶升机构、横移机构、平移机构以及行走机构；

所述模板总成包括顶模部分、左侧模部分和右侧模部分，所述顶模部分包括至少一块顶模板或至少一块顶模板和加宽模组的组合，所述加宽模组包括至少一块加宽模板；所述左侧模部分和右侧模部分中的至少一个包含侧模组以及加高模组或倒角模组，所述倒角模组包括至少一块倒角模板或至少一块倒角模板和加长模组的组合，所述加高模组包括至少一块加高模板；所述加长模组包括至少一块加长模板；

所述门架总成包括上部门架和下部门架，与顶模部分连接的上部门架通过平移机构设置在下部门架上，通过平移机构作用带动部分上部门架以及其上的顶模部分相对于下部门架进行移动；所述顶升机构、横移机构以及行走机构均设置在下部门架的下端，所述顶升机构用于调节整个门架总成的高度，所述横移机构用于带动整个门架总成进行横移，所述行走机构用于带动整个衬砌台车进行行走。

以上技术方案中优选的，所述侧模组和所述倒角模组形成倒角边模，所述倒角边模上设有支撑架，倒角边模和支撑架形成一体式结构。

以上技术方案中优选的，所述支撑架上设有翻转式连接件，翻转式连接件包括连接座、支撑千斤以及销轴，所述连接座可拆卸式设置在支撑架上，所述支撑千斤的第一端通过销轴可翻转式设置在连接座上，所述支撑千斤的第二端与施工地面相接触或不接触。

以上技术方案中优选的，还包括拐角模，所述拐角模设置在所述顶模部分与左侧模部分之间/或设置在所述顶模部分和右侧模部分之间；多块加宽模板的规格相同或不同；多块加高模板的规格相同或不同；多块加长模板的规格相同或不同。

以上技术方案中优选的，所述平移机构包括平移伸缩件，平移伸缩件的第一端与和顶模部分相连的上部门架连接，其第二端与下部门架连接；平移伸缩件为伸缩油缸。

以上技术方案中优选的，所述下部门架包括门架立柱组、门架横梁组以及门架纵梁组，门架纵梁组包括多根位于上部的门架纵梁和多根位于下部的门架纵梁，多根位于上部的门架纵梁和门架横梁组中的多根门架横梁形成框架结构，所述门架立柱组中的多根门架立柱的上端均与框架结构连接，多根门架立柱的下端与位于下部的多根门架纵梁连接；

所述顶升机构包括导柱以及顶升件，所述导柱的上端***所述门架立柱的下端，所述导柱的下端活动设置在下部门架纵梁中的门架纵梁上，顶升件的上端与门架立柱连接，顶升件的下端与导柱连接；顶升件为伸缩油缸。

以上技术方案中优选的，横移机构包括横移底座和横移伸缩件；

所述导柱的下端为C型三面带钩板结构，门架纵梁贯穿所述导柱的下端活动设置；

所述导柱的下端通过横移伸缩件活动设置在横移底座上；横移伸缩件为伸缩油缸。

应用本实用新型的衬砌台车，具体有益效果如下：

1、本实用新型的衬砌台车中模板总成包括顶模部分、左侧模部分和右侧模部分，所述顶模部分包括至少一块顶模板或至少一块顶模板和加宽模组的组合，所述加宽模组包括至少一块加宽模板；所述左侧模部分和右侧模部分中的至少一个包含侧模组以及加高模组或倒角模组，所述倒角模组包括至少一块倒角模板或至少一块倒角模板和加长模组的组合，所述加高模组包括至少一块加高模板；所述加长模组包括至少一块加长模板。通过加宽模板、加长模板以及加高模板的组合设计，根据隧道的具体情况采用不同的搭配组合，适用于各种变断面施工工况(如浅拱、中拱、深拱等)，适用性强。

2、本实用新型的衬砌台车中：平移机构带动与顶模部分连接的上部门架相对于下部门架进行移动，实现宽度的调节，便于增加或减少加宽模板；所述顶升机构用于调节整个门架总成的高度，所述横移机构用于带动整个门架总成进行横移，所述行走机构用于带动整个衬砌台车进行行走。平移机构、顶升机构和行走机构均采用与液压***连接，衬砌台车实现机械化操作，无需大量人力，大大降低劳动成本和提高施工安全性。

3、本实用新型中所述侧模组和所述倒角模组形成倒角边模，所述倒角边模上设有支撑架，倒角边模和支撑架形成一体式结构，所述支撑架上设有翻转式连接件。倒角边模和支撑架形成一体式结构，便于安装和拆卸，且能提高整体刚度；支撑架的下方还可以增设支撑千斤，变断面倒角边模断开时依靠支撑千斤实现倒角边模和支撑架自重下不发生倾翻，提高稳定性；衬砌施工时倒角边模所承受的用力和侧压力通过支撑架及翻转式连接件直接作用于地面，受力传递路线短，不易变形。翻转式连接件包括连接座、支撑千斤以及销轴，结构精简，便于立模和脱模操作。本实用新型中加宽模板、加长模板以及加高模板可采用相同规格的模板，可制作成标准件，具体数量按需选择，通用性强，也可以采用不同的规格，便于满足具体施工的需求。

4、本实用新型还可以根据隧道断面的具体形状增设拐角模，所述拐角模设置在所述顶模部分与左侧模部分之间/或设置在所述顶模部分和右侧模部分之间，满足相应断面的施工需求，且便于立模和脱模。

5、本实用新型中顶升机构包括导柱以及伸缩件，伸缩件的上端与门架立柱连接，伸缩件的下端与导柱连接；导柱的下端为C型三面带钩板结构，门架纵梁贯穿所述导柱的下端活动设置；所述导柱的下端通过横移伸缩件活动设置在横移底座上。导柱采用独特的结构，既便于导柱、门架纵梁以及横移底座之间的连接，同时又不影响顶升机构和横移机构的动作，稳定性好。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是实施例中施工浅拱时衬砌台车的装配图；

图2是实施例中施工中拱时衬砌台车的装配图；

图3是实施例中施工深拱时衬砌台车的装配图；

图4是图1-3中翻转式连接件的结构示意图；

其中：

1-门架总成，1.1-上部门架，1.2-下部门架，1.21-门架立柱，1.22-门架横梁，2-模板总成，2.1-顶模部分，2.11-顶模板，2.12-加宽模板，2.2-右侧模部分，2.21-右侧模板，2.22-加高模板，2.3-左侧模部分，2.31-左侧模板，2.32-倒角模板，2.33-加长模板，2.34-支撑架，3-顶升机构，3.1-导柱，3.2-顶升件，4-横移机构，4.1-横移底座，4.2-横移伸缩件，5-平移机构，6-待衬砌施工面，7-翻转式连接件，7.1-连接座，7.2-支撑千斤，7.3-销轴，8-拐角模，9-侧向千斤，10-侧向油缸，11-侧向平台，12-斜撑杆。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例：

一种衬砌台车，尤其是一种适用于矩形带倒角的隧道施工的衬砌台车，包括门架总成1、模板总成2、顶升机构3、横移机构4、平移机构5、行走机构、侧向千斤9、侧向油缸10、侧向平台11以及液压***(未图示)，以施工中拱为例，详见图2，详情如下：

所述门架总成1包括上部门架1.1和下部门架1.2，上部门架1.1包括多纵向连接梁，此处示意了四根，其中一根纵向连接梁(图2中由左至右的第二根)的上部与模板总成中的顶模部分连接且其下部与下部门架接触(即架设在下部门架上)，其余三根纵向连接梁固定设置在下部门架上(顶模部分架设在其余三根纵向连接梁上)，通过第二根纵向连接梁带动顶模部分整体进行移动；所述下部门架1.2包括门架立柱组、门架横梁组以及门架纵梁组，门架纵梁组包括位于上部的两根门架纵梁和位于下部的两根门架纵梁，两根位于上部的门架纵梁和门架横梁组中的两根门架横梁1.22形成四边形的框架结构，所述门架立柱组中的四根门架立柱1.21的上端均与框架结构的四个角位置连接，四根门架立柱的下端连接位于下部的两根门架纵梁上。门架立柱和门架横梁之间还设有斜撑杆12，提高门架的结构强度和稳定性。

此处，上部门架1.1中第二根纵向连接梁通过平移机构5设置在下部门架1.2上，通过平移机构作用带动第二根纵向连接梁及顶模部分整体相对于下部门架进行移动，此处平移机构包括平移伸缩件，所述平移伸缩件的第一端与与顶模部分连接的上部门架连接，其第二端与下部门架连接。所述平移伸缩件优选伸缩油缸。

所述模板总成2包括顶模部分2.1、左侧模部分2.2和右侧模部分2.3，具体结构如下：

所述顶模部分2.1包括加宽模组和两块顶模板2.11，所述加宽模组包括一块加宽模板2.12，加宽模板串联设置在两块顶模板之间。

所述右侧模部分2.2包含右侧模组以及加高模组，所述右侧模组包括一块右侧模板2.21，所述加高模组包括设置在右侧模板下端的一块加高模板2.22。所述顶模部分2.1和右侧模部分2.2之间还设有拐角模8，拐角模8通过侧向千斤9和/或侧向油缸10设置在上部门架1.1上，便于立模和脱模，且能够实现较大的脱模量，使得模板总成与施工面很好匹配。

所述左侧模部分2.3包含左侧模组、倒角模组以及加长模组，所述左侧模组包括一块左侧模板2.31，所述倒角模组包括一块倒角模板2.32；所述加长模组包括一块加长模板2.33。最好是，所述加长模板、所述加宽模板以及加高模板的规格相同。所述左侧模板2.31和所述倒角模板2.32形成倒角边模，所述倒角边模上设有支撑架2.34，倒角边模和支撑架2.34形成一体式结构，所述支撑架上设有翻转式连接件7。此处优选：所述翻转式连接件7包括连接座7.1、支撑千斤7.2以及销轴7.3，详见图4，所述连接座可拆卸式设置在支撑架2.34上，所述支撑千斤的第一端通过销轴可翻转式设置在连接座上，所述支撑千斤的第二端与施工地面相接触(进行支撑时)或不接触(不需要进行支撑时)，详见图1示意了支撑和不支撑时的两种状态。要变换断面时依靠翻转式连接件7实现自重下不发生倾翻，且加长模组设置在倒角边模和顶部模板部分之间，能快速安装或拆卸加长模板。

用于施工浅拱时，详见图1：所述顶模部分2.1包括加宽模组和两块顶模板2.11，所述加宽模组包括两块加宽模板2.12，两块加宽模板串联设置在两块顶模板之间；所述右侧模部分2.2包含右侧模组，右侧模组包括一块右侧模2.21；所述左侧模部分2.3包含左侧模组和倒角模组，左侧模组包括一块左侧模2.31，所述倒角模组包括一块倒角模2.32。

用于施工深拱时，详见图3：顶模部分2.1包括两块串联设置的顶模板2.11；所述右侧模部分2.2包含右侧模组和加高模组，右侧模组包括一块右侧模2.21，加高模组包括两块串联设置在所述右侧模下端的加高模板2.22；所述左侧模部分2.3包括左侧模组、倒角模组和加长模组，左侧模组包括一块左侧模2.31，所述倒角模组包括一块倒角模2.32，加长模组包括一块加长模板2.33。此处的加长模板与图2中的加长模板规格不同，也可以是由图2中的两块加长模板串联拼接而成。

所述顶升机构、横移机构以及行走机构均设置在下部门架的下端，详情是：

所述顶升机构3用于调节整个门架总成的高度，其包括导柱3.1以及顶升件3.2，所述导柱的上端***所述门架立柱的下端，所述导柱的下端活动设置在下部门架纵梁中的门架纵梁上，顶升件的上端与门架立柱连接，顶升件的下端与导柱连接；顶升件为伸缩油缸。

所述横移机构4用于带动整个门架总成进行横移，包括分别设置在台车前后两端的至少两组，其包括横移底座4.1和横移伸缩件4.2；所述行走机构用于带动整个衬砌台车进行行走。此处优选：所述导柱3.1的下端为C型三面带钩板结构，门架纵梁贯穿所述导柱的下端活动设置；所述导柱的下端通过横移伸缩件活动设置在横移底座上；横移伸缩件为伸缩油缸。横移伸缩件动作时，带动整个门架总成进行横向移动。衬砌台车需要行走时，横移机构整体被提升离开地面。

所述右侧模板2.21与门架总成1之间以及支持架2.34和门架总成1之间还通过侧向千斤9以及侧向油缸10连接。

侧向平台11根据施工需要设置数组，分别设置在门架总成、支撑架、左侧模板或右侧模板上。

本实用新型衬砌台车中还可以设有门架千斤，门架千斤将门架总成上的传递到支座或地面，侧向千斤对模板总成和门架总成起连接支撑作用。

本实用新型衬砌台车的横移机构、平移机构、行走机构、侧向油缸等均有液压***连接，实现机械化控制。

应用本实用新型的衬砌台车，具体施工方式包括变断面施工，如由浅拱变为中拱、由中拱变为深拱、由深拱变为中拱、由中拱变为浅拱等等，具体如下(列举部分变断面方法)：

1、施工浅拱，包括立模步骤，详见图1，此处模板总成2包括顶模部分2.1、左侧模部分2.2和右侧模部分2.3，所述顶模部分2.1包括两块顶模板2.11以及位于两块顶模板2.11之间的两块串联设置的加宽模板2.12；所述右侧模部分2.2包含一块右侧模板2.21；所述左侧模部分2.3包含左侧模组和倒角模组，所述左侧模组包括一块左侧模板2.31，所述倒角模组包括一块倒角模板2.32。右侧模板2.21与顶模板2.11之间以及倒角模板2.32与顶模板之间均设有拐角模8。

具体立模过程是：行走机构带动整个衬砌台车行走至待衬砌位置；调节顶升机构3中的顶升件3.2和横移机构4中的横移伸缩件4.2，使得门架总成1的位置符合待衬砌位置的需求；调节连接模板总成2和门架总成1的连接件(侧向千斤9、侧向油缸10)，使得模板总成中的顶模板部分、左侧模部分和右侧模部分立模到位(与待衬砌施工面6相匹配)，翻转式连接件7支撑起支撑架；完成立模操作。

2、施工中拱，由浅拱施工变化为中拱施工时，详见图2，优选一种具体操作：将顶升机构3中的顶升件3.2缩短，降低整个门架总成1(及其上的模板总成)的高度；台车行走至中拱施工现场；将支撑架2.34下方的翻转式连接件7翻转与地面接触进行支撑；断开倒角模板2.32和拐角模8之间的连接以及支撑架2.34和门架总成之间连接的侧向油缸10；将顶升机构3中的顶升件3.2伸长，升高整个门架总成1(及其上的顶模板部分和右侧模部分)的高度；将顶模板部分中的顶模板2.11和加宽模板2.12之间的连接拆开，平移机构5顶升，拆除一块加宽模板2.12；平移机构5缩短，并将剩余的加宽模板2.12和顶模板2.11进行连接；将加长模板2.33与倒角模板2.32或拐角模8连接，连接支撑架2.34和门架总成之间连接的侧向油缸10(还可以直接把侧向千斤9进行连接)；右侧模板2.21下端增设加高模板2.22。具体施工过程中，还可以通过别的方式进行门架总成、模板总成的调节，最终能实现中拱施工即可。一般是在台车行走时候，将支撑架2.34下方的翻转式连接件7翻转使其与地面不接触，其他时候均可使翻转式连接件处于支撑状态。

3、施工深拱，由中拱施工变化为深拱时，详见图3，优选一种具体操作：将顶升机构3中的顶升件3.2缩短，降低整个门架总成1(及其上的模板总成)的高度；台车行走至深拱施工现场；将支撑架2.34下方的翻转式连接件7翻转与地面接触进行支撑；断开加长模板2.33和拐角模8之间的连接以及支撑架2.34和门架总成之间连接的侧向油缸10；将顶升机构3中的顶升件3.2伸长，升高整个门架总成1(及其上的顶模板部分和右侧模部分)的高度；将顶模板部分中的顶模板2.11和加宽模板2.12之间的连接拆开，平移机构5顶升，拆除加宽模板2.12；平移机构5缩短，将两块顶模板2.11进行连接；将原来的加长模板更换成一块更长的加长模板，并将加长模板与倒角模板2.32或拐角模8连接，连接支撑架2.34和门架总成之间连接的侧向油缸10(还可以直接把侧向千斤9进行连接)；右侧模板2.21下端的加高模板2.22上再增设一块加高模板(此处也可以将之前的加高模板更换成长度更长的加高模板)。

由深拱至中拱、由中拱至浅拱、由深拱至浅拱以及由浅拱至深拱，原理同上，可根据实际工况选择具体的操作方式。

以上操作中增加或减少加长模板、加宽模板以及加高模板，可根据实际工况选择符合要求的模板进行操作，此处对模板的规格不作限定。各模板也可设计成标准模板，相互通用。

应用本实施例的技术方案，衬砌施工时，将门架千斤、马凳型支座、横移机构撑地受力，行走机构悬空，然后门架千斤丝杆旋出保证其下部的马凳型支座(支座与门架千斤为可旋转可拆卸活动连接)与底面支撑牢固；需要进入行走状态时，先将门架千斤丝杆旋回保证其下部的马凳型支座与地面悬空离地并高于行走机构底面，然后顶升油缸收回至行走机构逐渐与轨道接触、横移底座与地面悬空。因地面可能不平整及台车整体误差的存在，为保证台车行走过程中多个行走机构的行走轮与轨道的良好接触和受力，行走机构设计成铰接式。但行走机构为非完全对称结构，自重下的偏心力容易造成下部行走机构沿铰接轴转动，容易造成行走机构与门架纵梁底部碰撞或顶升收回时走行轮与轨道的不同时接触。为保证行走机构合适的摆动，下铰接座与上铰接座间设置了限位装置，能小范围内摆动又能防止行走机构偏重倾翻。马凳结构设置是为了门架千斤不直接压在轨道顶面，增大与地面接触面积保证衬砌施工时力有效传递到地面；中间孔洞宽度高度均大于轨道，保证轨道与其有足够间隙，行走轮与轨道顶面不接触时即可整段轨道直接往前拖移至下一个施工位，不需要逐段拆卸轨道后转运。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种衬砌台车，其特征在于：适用于矩形带倒角的隧道施工，其包括门架总成、模板总成、顶升机构、横移机构、平移机构以及行走机构；

所述模板总成包括顶模部分、左侧模部分和右侧模部分，所述顶模部分包括至少一块顶模板或至少一块顶模板和加宽模组的组合，所述加宽模组包括至少一块加宽模板；所述左侧模部分和右侧模部分中的至少一个包括侧模组以及加高模组或倒角模组，所述倒角模组包括至少一块倒角模板或至少一块倒角模板和加长模组的组合，所述加高模组包括至少一块加高模板；所述加长模组包括至少一块加长模板；

所述门架总成包括上部门架和下部门架，与顶模部分相连的上部门架通过平移机构活动设置在所述下部门架上；所述顶升机构、横移机构以及行走机构均设置在下部门架的下端。

2.根据权利要求1所述的衬砌台车，其特征在于：所述侧模组和所述倒角模组形成倒角边模，所述倒角边模上设有支撑架，倒角边模和支撑架形成一体式结构。

3.根据权利要求2所述的衬砌台车，其特征在于：所述支撑架上设有翻转式连接件，翻转式连接件包括连接座、支撑千斤以及销轴，所述连接座可拆卸式设置在支撑架上，所述支撑千斤的第一端通过销轴可翻转式设置在连接座上，所述支撑千斤的第二端与施工地面相接触或不接触。

4.根据权利要求1所述的衬砌台车，其特征在于：还包括拐角模，所述拐角模设置在所述顶模部分与左侧模部分之间/或设置在所述顶模部分和右侧模部分之间。

5.根据权利要求1所述的衬砌台车，其特征在于：多块加宽模板的规格相同或不同；多块加高模板的规格相同或不同；多块加长模板的规格相同或不同。

6.根据权利要求1所述的衬砌台车，其特征在于：所述加宽模板、加高模板和加长模板的规格相同。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的衬砌台车，其特征在于：所述平移机构包括平移伸缩件，所述平移伸缩件的第一端与和顶模部分相连的上部门架连接，其第二端与下部门架连接；

所述平移伸缩件为伸缩油缸。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的衬砌台车，其特征在于：所述下部门架包括门架立柱组、门架横梁组以及门架纵梁组，门架纵梁组包括多根位于上部的门架纵梁和多根位于下部的门架纵梁，多根位于上部的门架纵梁和门架横梁组中的多根门架横梁形成框架结构，所述门架立柱组中的多根门架立柱的上端均与框架结构连接，多根门架立柱的下端与位于下部的多根门架纵梁连接；

所述顶升机构包括导柱以及顶升件，所述导柱的上端***所述门架立柱的下端，所述导柱的下端活动设置在下部门架纵梁中的门架纵梁上，顶升件的上端与门架立柱连接，顶升件的下端与导柱连接；顶升件为伸缩油缸。

9.根据权利要求8所述的衬砌台车，其特征在于：横移机构包括横移底座和横移伸缩件；

所述导柱的下端为C型三面带钩板结构，门架纵梁贯穿所述导柱的下端活动设置；

所述导柱的下端通过横移伸缩件活动设置在横移底座上；横移伸缩件为伸缩油缸。

Images