用于隧道施工的多模板式二衬台车的制作方法

1.本发明属于隧道施工领域，尤其涉及一种用于隧道施工的多模板式二衬台车。


背景技术：

2.在铁路、水利隧道施工中多采用盾构机进行掘进，采用二衬台车进行衬砌支护，但目前国内已有台车结构多为单门架加单模板的形式，这种台车结构无法使二衬施工紧跟掌子面施工，使得二衬施工效率慢于盾构施工效率，制约了隧道的整体施工进度。为了解决上述问题，有以下两种方法：第一种方法是采用二衬跳板施工，即为了保证二衬与掌子面的安全距离，一部台车在前后区域进行跳板施工，但是这种方法的二衬施工前后不能连续成环，存在安全隐患；第二种方法是采用两部台车施工，但是这种方法费用较高，且施工需要增加更多人工。因此为了解决二衬施工效率的问题，研究出了一种一驮二的台车结构形式，如专利cn 210564567 u中公布了一种可以施工隧道渐变截面的二衬台车，该发明中包括第一二衬台车和第二二衬台车，两者形成渐变截面的喇叭形状，第二二衬台车可以对隧道内进行施工，并且第二二衬台车可以在第一二衬台车的内部移动，但这种结构仅用于隧道口等渐变截面，无法应用于隧道内的二衬施工。因此，研究出一种用于隧道施工的多模板式二衬台车是有必要的。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种用于隧道施工的多模板式二衬台车，该发明通过门架、脚撑、葫芦吊以及附属装置使得模板能够伸缩并在模板之间穿行，实现二衬施工的连续性，并减少了操作人员和降低了安全隐患，具有成本低廉、操作简单和提高效率的优点。
4.为了实现本发明上述目的所采用的技术方案为：
5.一种用于隧道施工的多模板式二衬台车，至少包括模板、位于模板内的门架以及位于模板底部并与其连接的脚撑，门架设有臂架式浇筑装置，所述模板设置有两个以上，模板的整体结构为拱形，包括一个顶模板、连接在顶模板两端的两个肩模板、连接在肩模板下方的两个侧模板以及与侧模板相连接的底部翻转模板，其中顶模板与肩模板固定连接，肩模板与侧模板的连接处均设置为斜面，两者在连接处的外侧通过耳板铰接，两者在连接处的内侧通过丝杆连接，肩模板、侧模板以及丝杆之间三者共同形成三角形的活动空间，肩模板与侧模板通过丝杆的伸缩实现两者之间角度的调节，底部翻转模板与侧模板通过耳板活动连接且两者之间角度可调节，底部翻转模板的底端通过耳板与脚撑连接；模板中肩模板、侧模板和底部翻转模板的内侧安装有附属装置，附属装置由伸缩拉杆、连接杆和桁架组装而成，所述附属装置对肩模板与侧模板之间的连接强度以及侧模板与底部翻转模板之间的连接强度进行加强固定；模板内还安装有用于翻转和悬挂底部翻转模板的葫芦吊，葫芦吊的顶端与侧模板连接，葫芦吊的底端在底部翻转模板翻转时与底部翻转模板的底部连接；所述门架中的横梁顶部通过耳板与肩模板相连接并对模板整体进行支撑，门架中的伸缩立柱内部竖直设置有用于伸缩的第一油缸，伸缩立柱上还连接有第二油缸，所述第二油缸的
两端分别通过耳板与侧模板和伸缩立柱相连接。
6.所述门架包括斜拉杆、两个支撑机构、位于支撑机构下方的两个走行机构以及桁梁，支撑机构和走行机构均位于桁梁两端并与其连接。
7.所述支撑机构包括横梁和与横梁两端竖向连接的伸缩立柱，横梁与伸缩立柱形成“门”字形结构，伸缩立柱底部固定在桁梁上。
8.所述走行机构包括横移起升模块、主动走行模块和从动走行模块，横移起升模块位于桁梁的首尾两端并与其固定连接，主动走行模块和从动走行模块位于横移起升模块之间且安装于桁梁下方。
9.所述斜拉杆设有四个，每个斜拉杆顶部连接横梁端部，斜拉杆底部通过耳板与桁梁连接，三者形成稳定的受力体系。
10.所述臂架式浇筑装置包括传感器和控制机构。
11.所述附属装置中伸缩拉杆和连接杆的数量均设为四个，桁架的数量为三个。
12.所述伸缩拉杆和连接杆均通过耳板与肩模板、侧模板以及底部翻转模板连接。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1、本发明通过伸缩丝杆实现侧模板的内收外放，通过葫芦吊实现底部翻转模板的内翻外放和悬挂，使得模板可以收缩至能够在另一完全展开的模板中依靠门架驮运穿行而过，并能在穿行后通过门架支撑模板，通过丝杆、葫芦吊和附属装置进行展开，进而实现一驮二的台车结构形式，实现隧道中二衬施工的连续性，提高了二衬施工效率，降低了人工劳动强度，加快整体施工进度，同时具有安装方便、操作简单和自动化程度高的优点；2、本发明通过模板上的附属装置和脚撑使得模板可依靠自身结构强度承载混凝土浇筑时产生的压力，无需门架进行支撑，同时附属装置中的伸缩拉杆和连接杆可折叠固定在模板侧壁上，使用时展开并通过桁架进行连接，具有灵活应用、不占用空间、操作简单和省时省力的优点。
附图说明
14.图1为本发明提供的多模板式二衬台车的结构示意图；
15.图2为本发明提供的模板的结构示意图；
16.图3为本发明提供的图2的侧视图；
17.图4为本发明提供的门架的结构示意图；
18.图5为本发明提供的图4的侧视图；
19.图6为本发明实施例步骤二的示意图；
20.图7为本发明实施例步骤三的示意图；
21.图8为本发明实施例步骤四的示意图；
22.图9为本发明提供的图8的侧视图；
23.图10为本发明实施例步骤六的示意图；
24.图11为本发明提供的图10的侧视图；
25.图中：1
‑
模板，2
‑
门架，3
‑
丝杆，4
‑
附属装置，5
‑
脚撑，6
‑
桁架，7
‑
伸缩拉杆，8
‑
浇筑窗口，9
‑
顶模板，10
‑
肩模板，11
‑
侧模板，12
‑
连接杆，13
‑
底部翻转模板，14
‑
耳板，15
‑
销轴，16
‑
第一油缸，17
‑
伸缩立柱，18
‑
横移起升模块，19
‑
主动走行模块，20
‑
桁梁，21
‑
从动走行模块，22
‑
第二油缸，23
‑
第二模板，24
‑
第一模板，25
‑
横梁，26
‑
斜拉杆。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
27.本实施例提供了一种用于隧道施工的多模板式二衬台车，结合图1至图5，至少包括模板1、位于模板内的门架2以及位于模板底部并与其连接的脚撑5，门架设有臂架式浇筑装置，臂架式浇筑装置包括传感器和控制机构，所述模板设置有两个以上，模板的整体结构为拱形，模板上设有浇筑窗口8，包括一个顶模板9、连接在顶模板两端的两个肩模板10、连接在肩模板下方的两个侧模板11以及与侧模板相连接的底部翻转模板13，其中顶模板与肩模板固定连接，肩模板与侧模板通过耳板活动连接且两者之间角度可调节，所述肩模板与侧模板的连接处均设置为斜面，两者在连接处的外侧通过耳板14铰接，两者在连接处的内侧通过丝杆连接，肩模板、侧模板以及丝杆3之间三者共同形成三角形的活动空间，肩模板与侧模板通过丝杆的伸缩实现两者之间角度的调节，底部翻转模板与侧模板通过耳板活动连接且两者之间角度可调节，底部翻转模板的底端通过耳板与脚撑连接；
28.模板中肩模板、侧模板和底部翻转模板的内侧安装有附属装置4，附属装置由伸缩拉杆7、连接杆12和桁架6组装而成，附属装置中伸缩拉杆和连接杆的数量均设为四个，桁架的数量为三个，伸缩拉杆和连接杆均通过耳板与肩模板、侧模板以及底部翻转模板连接，伸缩拉杆与连接杆通过销轴15连接，桁架顶部通过螺栓与连接杆连接，桁架底部通过销轴与连接杆连接，所述附属装置对肩模板与侧模板之间的连接强度以及侧模板与底部翻转模板之间的连接强度进行加强固定；模板内还安装有用于翻转和悬挂底部翻转模板的葫芦吊，葫芦吊的顶端与侧模板连接，葫芦吊的底端在底部翻转模板翻转时与底部翻转模板的底部连接；
29.所述门架包括斜拉杆26、两个支撑机构、位于支撑机构下方的两个走行机构以及桁梁20，支撑机构和走行机构均位于桁梁两端并与其连接，所述斜拉杆设有四个，每个斜拉杆顶部连接横梁端部，斜拉杆底部通过耳板与桁梁连接，三者形成稳定的受力体系；支撑机构包括横梁25和与横梁两端竖向连接的伸缩立柱17，横梁与伸缩立柱形成“门”字形结构，伸缩立柱底部固定在桁梁上；所述走行机构包括横移起升模块18、主动走行模块19和从动走行模块21，横移起升模块位于桁梁的首尾两端并与其固定连接，主动走行模块和从动走行模块位于横移起升模块之间且安装于桁梁下方；门架中的横梁顶部通过耳板与肩模板相连接并对模板整体进行支撑，门架中的伸缩立柱内部竖直设置有用于伸缩的第一油缸16，伸缩立柱上还连接有第二油缸22，所述第二油缸的两端分别通过耳板与侧模板和伸缩立柱相连接。
30.本实施例提供的用于隧道施工的多模板式二衬台车中的模板数量为两个，如图8所示，分别为第二模板23和第一模板24，施工工艺包括以下步骤：
31.(1)在隧道口外门架的横梁与第一模板的肩模板通过耳板进行连接，第二油缸的两端分别通过耳板与侧模板和伸缩立柱相连接，门架通过走行机构驮运第一模板进入隧道行至需要二衬施工的起始位置处，门架进入隧道后，将底部翻转模板与脚撑通过耳板连接，在第一模板上安装附属装置对第一模板进行支撑，附属装置中的伸缩拉杆与肩模板、侧模板和底部翻转模板上的耳板连接，伸缩拉杆与连接杆之间通过销轴进行连接，附属装置底部的连接杆与底部翻转模板上的耳板连接，桁架顶部与连接杆通过螺栓连接，桁架底部与连接杆通过销轴连接，使第一模板无需门架支撑形成稳定的受力结构，然后拆除门架的横
梁与第一模板的肩模板的连接以及第二油缸与侧模板的连接；
32.(2)浇筑台车进入第一模板通过门架上的臂架式浇注装置精确定位第一模板上的浇筑窗口，进行浇筑混凝土作业，浇筑完进行混凝土养护，如图6所示；
33.(3)门架通过走行机构后退至第二模板的下方，如图7所示；
34.(4)将门架的横梁与第二模板的肩模板通过耳板进行连接，第二油缸的两端分别通过耳板与侧模板和伸缩立柱相连接，第二模板中的丝杆收缩使侧模板与肩模板连接处的角度变小，收缩第二油缸使侧模板向内收拢至可从隧道内的第一模板中穿过，将葫芦吊的顶端吊钩挂在侧模板顶部，葫芦吊的底端吊钩挂在底部翻转模板底部的耳板上，通过操作葫芦吊向上起吊底部翻转模板直至整个底部翻转模板向内翻转至第二模板内侧，底部翻转模板翻转完成后依靠葫芦吊悬挂在第二模板内侧，收缩第一油缸使顶模板高度降低，如图8和图9所示；
35.(5)门架通过走行机构驮运第二模板前移穿过第一模板至下一个待浇筑二衬施工处；
36.(6)门架驮运第二模板前移穿过第一模板后，门架顶升第一油缸将第二模板向上顶升，第二模板中的丝杆伸开使侧模板与肩模板连接处的角度变大，顶升第二油缸将侧模板向外展开，通过操作葫芦吊向下降落底部翻转模板至底部翻转模板起吊前的起始位置，底部翻转模板翻转完成后通过耳板与侧模板和脚撑连接，底部翻转模板连接完成后在第二模板上安装附属装置对第二模板进行支撑，附属装置中的伸缩拉杆与肩模板、侧模板和底部翻转模板上的耳板连接，伸缩拉杆与连接杆之间通过销轴进行连接，附属装置底部的连接杆与底部翻转模板上的耳板连接，桁架顶部与连接杆通过螺栓连接，桁架底部与连接杆通过销轴连接，使第二模板无需门架支撑形成稳定的受力结构，然后拆除门架的横梁与肩模板的连接以及第二油缸与侧模板的连接，如图10至图11所示；
37.(7)重复步骤(2)～(6)，使第一模板与第二模板交替穿行，连续工作直至完成隧道二衬施工，其中重复步骤(4)时拆除附属装置以及底部翻转模板与脚撑的连接，即门架重新进入第一模板与第一模板进行连接时拆除附属装置中伸缩拉杆与连接杆的连接，伸缩拉杆收缩并折叠进第一模板的内侧，拆除桁架与连接杆的连接，将连接杆与第一模板的侧模板和肩模板上的耳板进行连接并折叠进第一模板的内侧；门架重新进入第一模板与第一模板进行连接后拆除底部翻转模板底部的耳板与脚撑的连接。