一种主体结构可整体通过常规断面的钢模台车及其实现方法

摘要

本发明公开了一种主体结构整体可通过常规断面的钢模台车及其实现方法，主要解决了现有钢模台车通过常规断面需要拆除模板机构以及缩小门架跨度，从而产生效率低、劳动强度大、安全风险大等问题。该钢模台车包括由门架，门架下部的底梁，以及设置于门架外部的模板机构构成的台车主体结构，通过高度调节柱安装于底梁下的工作行走装置，高度调节柱为可拆卸式高度调节柱，门架上还设有与其连接并用于升降、转动、运输台车的转动运输机构。在钢模台车通过常规断面时，仅拆除高度调节柱、工作行走装置和下部的底模，剩余台车主体结构，并以台车主体结构为主体达到钢模台车通过常规断面的目的。本发明实现安全方便、施工效率高。因此，适合推广应用。

说明书

技术领域

本发明属于交通隧道工程施工技术领域，具体的说，是涉及一种主体结构整体可通过常规（小）断面的钢模台车及其实现方法。

背景技术

钢模台车是一种将钢模板装在移动式台车上，用于隧洞混凝土衬砌的专用施工设备。虽然钢模台车型式多样，但其结构基本相同，都由模板部分、门架体部分、工作行走部分等组成。对于钢模台车，工作状态时钢模台车与扩大断面隧道宽度一致。在一段扩大断面隧道工程完成后，钢模台车需通过相对于扩大断面较小的常规断面至下一个扩大断面继续施工。

目前国内外在应对钢模台车通过隧道常规断面的普遍方法是：缩小钢模台车的整体体积，然后通过常规断面，再将之恢复为正常的工作状态；该种方法是通过拆装钢模台车外围模板和缩小门架跨度来实现的，主要存在拆装工作量大、施工不便、效率低、劳动强度大，且拆装安全风险高等缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种结构简单、实现拆运装快速安全方便的主体结构整体通过常规断面的钢模台车。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种主体结构整体可通过常规断面的钢模台车，包括由门架，门架下部的底梁，以及设置于门架外部的模板机构构成的钢模台车主体结构，通过高度调节柱安装于底梁下的工作行走装置，所述高度调节柱为可拆卸式高度调节柱，所述门架上还设有与其连接并用于升降、转动、运输台车的转动运输机构。

具体的说，所述转动运输机构包括位于门架内并与其连接的连接构架，对称设置于连接构架两侧、用于升降钢模台车的液压油缸，设置于连接构架底面且用于运输钢模台车主体结构的运输行走装置，以及设置于连接构架底面且用于转动钢模台车主体结构的转盘。

进一步的，所述模板机构包括顶模，可拆卸式连接于顶膜两端的边模，以及可拆卸式连接于边模下端的底模。

为了更好的实现本发明，所述底模的下端还连接有底模撑杆，且该底模撑杆倾斜于底模设置。

再进一步的，所述顶模、边模均通过模板支撑液压油缸与门架连接，而底模则吊装于边模的下端端部并不与门架直接连接。

为了便于运输，所述转盘底部还设有垫高件。

更进一步的，所述门架的纵向剖面呈倒置的“凹”字形，所述连接构架通过螺栓可拆卸式连接于门架内侧下部。所述连接构架呈“井”字形结构，所述转盘与连接构架的底部紧固连接并位于连接构架的中部，所述液压油缸数目为四个并位于连接构架的两侧。

上述钢模台车的钢模台车主体结构整体通过常规断面的钢模台车的实现方法，包括以下步骤：

（1）钢模台车位于扩大断面并处于工作状态，通过收缩模板支撑液压油缸使钢模台车的顶模、边摸和底模脱离已浇筑的隧道砼面；

（2）采用螺栓将转动运输机构安装在门架内侧下部，安装的部件包括连接构架、液压油缸、转盘及运输行走装置；

（3）通过液压油缸将钢模台车抬离工作轨道面；

（4）拆除高度调节柱、工作行走装置及底模；

（5）在转盘底部安装垫高件；

（6）降下的钢模台车主体结构，使转盘底部的垫高件与地面接触，此时，运输行走装置不与地面接触；

（7）转动转盘，通过连接构架带动钢模台车主体结构转动，使得其符合通过常规断面的要求；

（8）转动完成后，通过液压油缸抬升钢模台车主体结构，使转盘及垫高件脱离地面；

（9）拆除垫高件；

（10）降下钢模台车主体结构，使运输行走装置与轨道接触，钢模台车从工作状态转换为运输状态，通过运输运行装置移动钢模台车主体结构通过常规断面，至下一个扩大断面。

钢模台车主体结构通过常规断面到达下一个扩大断面后，通过以下步骤由运输状态转换为工作状态：

（a）通过转盘转动钢模台车主体结构，使其与扩大断面匹配；

（b）通过液压油缸抬升钢模台车主体结构；

（c）安装高度调节柱、工作行走装置及底模;

（d）降下钢模台车，使工作行走装置与工作轨道接触，然后，拆除转动运输机构；

（e）伸开模板支撑液压油缸并固定顶模、边摸和底模，钢模台车即转换为工作状态。

本发明中钢模台车为扩大断面钢模台车，便于扩大断面钢模台车在扩大断面与常规断面之间的通行，其设计原理：在钢模台车通过常规断面时，仅拆除高度调节柱、工作行走装置和下部的底模，剩余部分为钢模台车主体结构；然后，通过转盘转动钢模台车主体结构，转换钢模台车主体结构在隧道扩大断面内的相对位置，使其满足常规断面的通行条件，即为通行状态；钢模台车主体结构再通过行走运输装置进行移动，在钢模台车主体结构通过常规断面后，再通过转盘转动钢模台车主体结构，安装高度调节柱、工作行走装置和底模，使其恢复至工作状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

（1）本发明摒弃了钢模台车通过常规断面的传统方法，保持钢模台车主体结构及大部分模板不变（顶模、边模保留，底模拆除），仅拆除高度调节柱、底模和工作行走装置，因此，省去了拆装主体结构和大部分模板的工序，通过转动运输机构转动钢模台车主体结构，使得整个钢模台车主体结构在隧洞扩大断面内完成90°左右的原地转动，使其满足通过常规断面的通行条件，钢模台车主体结构即完成工作状体到通行状态的转换，钢模台车主体结构通过常规断面后，至下一个扩大断面，再通过转动运输机构转动，恢复至之前的状态，并安装高度调节柱、底模和工作行走装置转换为工作状态即可，不仅实现了钢模台车主体整体通过常规断面，而且转盘转动台车主体所需人力少，劳动强度低，根据需要，还可由人力或电动、液压等驱动，其效率远远高于传统的拆装；另一方面，钢模台车主体结构并未经过反复拆装，所以确保了工作安全。

（2）本发明将模板机构分段设计：顶模、边模、底模三部分，每部分之间均为可拆卸式连接，同时，为了确保底模的工作安全，还在其末端设有底模撑杆，在钢模台车主体结构转动以通过常规断面时，仅需拆除底模即可，从而有效地克服了现有技术中需拆除钢模台车全部模板，导致施工劳动强度大、效率低的问题。

（3）本发明中各零部件均为市面上常规标准件产品，其成本低廉，制造简单，不仅具备新颖性和创造性，而且具备非常高的实用性，为其大范围的推广应用，奠定了坚实的基础。

（4）本发明中钢模台车工作状态时宽度与隧洞宽度一致，由于受洞内空间的限制，单台钢模台车长度一般为5米左右，为提高浇筑效率，可两台或多台纵向组合，以增加扩大断面隧道一次的浇筑长度，提高施工进度。

附图说明

图1为本发明钢模台车工作状态的结构示意图。

图2为本发明钢模台车安装有转动运输机构态的结构示意图。

图3为本发明中钢模台车连接构架与转盘结构的俯视图。

图4为本发明中钢模台车主体结构从工作状态转换为通行状态的示意图。

其中，附图标记所对应的名称：1-门架，2-底梁，3-高度调节柱，4-工作行走装置，5-连接构架，6-液压油缸，7-运输行走装置，8-转盘，9-顶模，10-边模，11-底模，12-底模撑杆，13-模板支撑液压油缸，14-垫高件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例1

现有技术中钢模台车通过常规断面的方法是拆装模板和缩小门架跨度，以缩小整个钢模台车的体积，使之匹配常规断面，该方式存在效率低、劳动强度大、安全风险大等缺陷。为了克服现有技术存在的缺陷，本实施例提供了一种主体结构整体可通过常规断面的钢模台车，如图1至4所示，该设计与现有技术的区别在于，对于钢模台车的主体结构基本不作变动，如：拆卸，而以钢模台车主体结构整体通过常规断面。具体的说，该钢模台车主要包括主体结构以及工作行走装置4；其中，主体结构又具体包括门架1，门架下部的底梁2，以及设置于门架外部的模板机构；工作行走装置通过高度调节柱3可拆卸式连接于底梁下部；同时，主体结构的状态转换通过设置于门架下的转动运输机构实现。

为了使得本技术领域人员对本发明的设计构思有更清晰的了解和认识，下面对本发明的各部件进行详细说明：

门架，门架的纵向剖面呈倒置的“凹”字形，转动运输机构则设置在门架的内侧下部。底梁则设置在门架下端开口端的两侧。

高度调节柱，用于调节工作行走装置与地面之间的距离，设置在底梁的下部，高度调节柱与底梁可拆卸式连接，其实现方式多种多样，如：套接、螺栓连接等，因此，本实施例不作赘述。

工作行走装置，用于钢模台车在工作状态下的移动，在主体结构转动时，必须将工作行走装置拆除。一般地，工作行走装置可选用行走轮。

模板机构，钢模台车施工时，模板机构安装在门架主体的外侧，它包括顶模9，可拆卸式连接于顶膜两端的边模10，以及可拆卸式连接于边模下端的底模11，进一步的，在底模的末端还倾斜设置有底模撑杆12。其中，顶模和边模通过模板支撑液压油缸13与门架连接。

转动运输机构，为本发明的核心设计，主要包括位于门架内并与其连接的连接构架5，对称设置于连接构架两侧、用于升降台车的液压油缸6，设置于连接构架底面且用于运输台车主体结构的运输行走装置7，以及设置于连接构架底面且用于转动台车主体结构的转盘8。

连接构架，通过螺栓可拆卸式连接于门架内侧下部，其起中间连接作用，液压油缸、运输行走装置及转盘均安装在连接构架上，并通过连接构架作用于门架或台车主体结构。连接构架呈“井”字形结构，进一步的，连接构架的形状相当于梯子形状。

转盘，用于转动台车主体结构，作为一种优选方式，转盘与连接构架的底部紧固连接并位于连接构架的中部。进一步的，在转动台车主体结构时，还需在转盘的底部加装垫高件14，以使运输行走装置脱离地面，便于转动。

液压油缸，用于升降台车及其主体结构，作为一种优选方式，液压油缸数目为四个并位于转盘的两侧。

运输行走装置，在台车主体结构由工作状态转换为通行状态（运输状态）后，通过运输行走装置将台车主体结构从扩大断面通过常规断面，移动至下一个扩大断面。一般地，运输行走装置可选用有轨运输和无轨运输两种，这两种均是现有成熟技术，因此，本实施例不作赘述。

本发明的实现过程如下：

工作状态：

钢模台车呈横向分布，其与扩大断面匹配，工作行走装置与地面轨道接触，形成如图1所示的工作状态。

工作状态→通行状态的转换：

（1）钢模台车位于扩大断面并处于工作状态，通过收缩模板支撑液压油缸使台车的顶模、边摸和底模脱离已浇筑的隧道砼面；

（2）采用螺栓将转动运输机构安装在门架内侧下部，安装的部件包括连接构架、液压油缸、转盘及运输行走装置；

（3）通过液压油缸将钢模台车抬离地面；

（4）拆除高度调节柱、工作行走装置及底模；

（5）在转盘底部安装垫高件；

（6）降下钢模台车主体结构，使转盘底部的垫高件与地面接触，此时，运输行走装置抬离地面并不与地面接触；

（7）转动转盘，通过连接构架带动钢模台车主体结构转动，使得其符合通过常规断面的要求；

（8）转动完成后，通过液压油缸抬升钢模台车主体结构，使转盘下垫高件脱离地面；

（9）拆除垫高件；

（10）降下钢模台车主体结构，运输行走装置与运输轨道接触，钢模台车从工作状态转换为运输状态，即通行状态。

通行状态：

钢模台车主体结构呈纵向分布，其与常规断面匹配，运输行走装置与运输轨道接触；钢模台车工作状态至通行状态的转换如图4所示，其中，半径较大的圆弧表示扩大断面，半径较小的圆弧表示常规断面，而其内的矩形则表示钢模台车主体结构；转换完成后，通过运输行走装置移动钢模台车主体结构通过常规断面，至下一个扩大断面；到达下一个扩大断面后，通过转动转盘再次转动钢模台车主体结构，通过升降油缸抬升钢模台车主体结构，安装高度调节柱、工作行走装置和底模，形成钢模台车整体结构；然后，降下钢模台车整体结构使工作行走装置与工作轨道接触，拆除转动运输机构，撑开模板支撑液压油缸并固定顶模、边摸和底模，钢模台车恢复至工作状态。

实施例2

本实施例与实施例1的不同点在于，在钢模台车需通过的常规断面较大时，此时扩大断面基本与该常规断面相当，因此，只需对钢模台车做部分的调整即可，具体做法是：通过高度调节柱可调整台车主体结构与地面之间的高度差，再辅以部分模板的拆除，如：底模和/或边模，即可实现钢模台车通过常规断面的目的，极大地提高了施工效率。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述设计原理的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明所公开的结构基础上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。