铁路客运专线32m箱梁整体模板

摘要

一种铁路客运专线32m箱梁整体模板，它包括由侧模(1)和动力装置驱动的模车(11)组成的侧模系统，设置在工作台(6)上的底模(5)，以及位于由底模(5)、左、右侧模(1)共同构成的区域内的内模(7)，其特征在于：所述模车(11)通过可调支承架(15)和弹性连接板(16)与侧模(1)相结合，在模车(11)底架上设置有若干个与预埋在模车(11)作业场地面上的定位柱(14)相配合的液压定位装置，该液压定位装置由液压缸(12)和安装在液压缸活塞杆下伸出端的定位套(13)组成的；沿工作台(6)的长度方向设置有两排液压立柱(12－1)，液压立柱的上端的升降定位杆(17)穿过底模(5)上设置的导向孔与内模(7)的固定架(9)相结合。

说明书

技术领域

本发明涉及一种箱梁生产技术，具体说是涉及一种铁路客运专线32m箱梁整体模板。

背景技术

铁路作为交通运输业的骨干，在我国国民经济发展中起着重要作用。随着我国经济的快速发展和人民生活水平的迅速提高，随着资金流、服务流、人流、技术流、信息流的增大和空间的拓展，旅客运输需求的数量将大幅度增长，而且要求快捷、舒适、安全、准点及高质量的服务，这些正是高速客运专线的优势。所以我国的铁路要实现跨越式发展，对主要的繁忙干线必须实行客货分线运行，客运专线的修建在未来几年将进入高峰期。国务院于2004年批准的《中长期铁路网规划》中规划的“四纵四横”在内的客运专线约10000公里。其中首先批准的九条客运专线(像郑西、石太、京津等)正在同时动工建设中，共计总里程近3000公里，投资2180亿人民币。在这些客运专线中，为节约土地、保证安全、维护生态平衡，高架部分占了50％-90％。

在高架线段中最主要的重量支承件中，32m大型混凝土箱梁占了绝大部份。在未来几年中，这种32m大型混凝土箱梁的需求量极大，但目前现有32m混凝土箱梁模板的整体水平普遍较低，尤其是侧模的支模与拆模还处于手工支、拆状态。致使混凝土箱梁构件的生产效率低、工期长，产品质量不易控制等。其具体结构图1、2、3所示：

其侧模系统是由运模小车2和侧模1组成，它们是两个独立的单元。运模小车2上设置有千斤顶3，侧模1以浮动状态放置在于斤顶3上，侧模1和底模5的作用是用于箱梁成型，底模5结合在工作台6上。因此传统箱梁外模的定位是通过不断移动和调试侧模1的位置来实现的。运模小车2用于支模前和拆模后沿导轨3将侧模1运输到给定的位置。支模时，当侧模1运到给定位置后，再通过调整千斤顶3来实现相应方向的定位。因侧模1在运模小车2上处于浮动状态，要调整好水平、高度、角度等几个方向的定位，需要很多人一起反复地对几十个千斤顶进行不停的调试、测试，中间部分也要加上大量千斤顶3来作为辅助支承，操作更是麻烦。拆模时同样费时费力，当混凝土构件制成之后，还需要将所用千斤顶3落下或去掉，侧模1落在运模小车2上，并随运模小车2一起运到下一个给定位置开始新的工作循环。现有技术的内模的结构主要是两种方式：一种是靠内模7与钢筋笼10连接定位，这种方式定位精度差，测量麻烦，拆模时还需切割连接点；另一种是设置以底模5为基准面的定位杆8，且定位杆8与钢筋笼10连接在一起，定位杆8的上面带有法兰盘，在内模7上的固定架9也带有法兰盘，定位时原理就是利用两法兰盘上对应的螺栓孔位置来实现的。不足之处是只能在高度Z方向上对内模7进行较直接的定位，在水平X、Y方向上内模7与侧模1、底模5的相对位置需多次反复测量定位，而且拆模时要先去掉所有的定位杆8，操作麻烦。

其不足之处主要表现在以下几个方面：

①传统侧模的设计：传统侧模系统是由两部分组成，即侧模和运模小车，它们是两个独立的单元。侧模的作用是成型，运模小车用于支模前和拆模后运输侧模到给定的位置。运模小车有二种：一种是沿32m方向贯通的；一种是断开的，即只布置在侧模的两端。运模小车上布置有多个千斤顶，侧模以浮动状态放置在千斤顶上。支模时，运模小车先将侧模运到相应的支模位置，再通过调整小车上的多个千斤顶来实现各个方向的定位。因侧模在小车上处于浮动状态，要调整好水平、高度、角度等几个方向的定位，需要很多人一起反复地对几十个千斤顶进行不停的调试、测试，操作起来极其麻烦。另外，尤其对于非整体运模小车，由于两个运模小车仅布置在两端，还需将处在两端运模小车中间的侧模部分另增加大批千斤顶作为辅助支撑。整个支模完成，大概需要几十个千斤顶，全部要手工来调节，其工作量之大可想而知。混凝土构件制成之后，同样还需要将所用千斤顶落下或去掉，侧模落在运模小车的千斤顶和支架上，并随小车一起运到下一个给定位置开始新的工作循环。模板每使用一次都必须经过上述复杂的定位、支模、拆模过程，工作量大，操作麻烦，又费事费力。

②传统内模的定位：对于箱梁来说，即使外模和内模自身制作精度较高，如果在组装时，内模定位不准，内、外模相对位置偏差较大的话，所生产出的混凝土构件照样难以符合设计和施工要求的。传统的内模定位主要是两种方式：一种是靠内模与钢筋笼连接定位，这种方式定位精度差，测量麻烦，拆模时还需切割连接点；另一种是设置以底模为基准面的定位杆，不足之处是只能在高度Z方向上对内模进行较直接的定位，在水平X、Y方向上内、外模的相对位置需多次反复测量定位，而且拆模时要先去掉所有定位杆，操作麻烦。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有手工操作定位、支模、拆模技术中所存在的不足之处而提供一种可实现机械化定位、支模、拆模的铁路客运专线32m箱梁整体模板。

本发明的目的可通过下述技术措施来实现：

本发明的铁路客运专线32m箱梁整体模板包括由侧模和动力装置驱动的模车组成的侧模系统，设置在工作台上的底模，以及位于由底模、左、右侧模共同构成的区域内的内模，所述模车通过可调支承架和弹性连接板与侧模相结合，在模车底架上设置有若干个与预埋在模车作业场地面上的定位柱相配合的液压定位装置，该液压定位装置由液压缸和安装在液压缸活塞杆下伸出端的定位套组成的；沿工作台的长度方向设置有两排液压立柱，液压立柱的上端的升降定位杆穿过底模上设置的导向孔与内模的固定架相结合。

本发明中所述模车的外侧通过设置在可调支承架上的高度调节件与侧模外上缘相结合，模车的内下侧通过弹性连接板与侧模的内下边相结合。

由于侧模系统是关乎整个箱梁成型的最重要部分，其对箱梁外形的覆盖近500m²，所以侧模系统的准确定位就显的十分必要，是箱梁成型精度的保证。

本发明所涉及的侧模系统应该具备的功能要求是：①正常工作使用时，其应该有足够大的刚度，以保证工作受力时位置、尺寸的稳定性、工作的安全性等。②此侧模系统还必须具备需要调整时在各个方向上灵活、良好的可调节性，我们称之为“姿态调整能力”。即侧模系统在安装、维修过程中还必须能够调整刚度、角度、直线度、位移等。这是因为侧模系统体积、面积庞大(长度达32m，展开宽度8m)，其在制造过程中的积累误差、安装过程中的积累误差以及在以后使用过程中的应力变形和不可预见变形等等都将不可避免地直接影响到模板的安装精度和混凝土箱梁构件的成型精度。因而侧模系统的细部调整、局部调整是必不可少。

本专利就是根据上述需求进行设计的。侧模系统由侧模与模车两大部分组成，单独来看，它们分别都是小刚性体，但通过弹性连接板和可调支撑架把二者连接在一起并锁定后，便成为了大刚性体。

其安装调整操作过程如下：侧模系统初次整体机械-液压定位后，测量侧模与底模、左右侧模之间的相对位置。如果发现存在偏差，调整弹性连接板以修正垂直及水平方向上的位移；调整可调支撑架以修正角位移及侧模侧边的直线度。即对模板进行补偿性调整。确定后，锁紧弹性连接板及可调支撑架，这时侧模与模车连接在一起组成的侧模系统便成为了一个整体，一个大刚性体。

另外，此姿态调整装置一经调定可长期工作，在以后的重复循环中，一般不需要再行调整。每次支模及拆模只需对侧模系统进行整体定位操作，即可保证整体定位精度、模板成型精度、箱梁构件精度。如果制梁生产线因使用时间过久而出现应力变形或不可预见的变形时，还可应用此系统对相应部位进行修复性调整。

本发明中侧模系统定位原理如下：侧模和模车连接在一起锁定后就形成了一个大的刚性体，正常工作时刚度极大，有着极好的稳定性。在动力装置的驱动下，侧模系统可沿导轨移动，移动到给定位置时，限位开关断开电机电源，便完成侧模系统的粗定位；接着开启液压缸，与之相连的定位套下移直到完全套卡到预埋在地面的定位柱上，此时侧模系统便完成了其在平面X、Y方向上的定位，也就是说已经精确保证了侧模系统在水平的X方向和Y方向与底模的相对位置；液压缸继续伸长，带动模板模车向上移动，直到侧模与底模上相应配合的给定高度位置，此时完成了高度Z轴方向上的定位。这些动作通过控制液压缸的行程便能轻松、准确的实现。拆模时，将上述过程反过来即可实现。

内模的定位方式是通过与内模固定架相结合的液压立柱来实现的，即当液压立柱顶升时，液压立柱的上端的升降定位杆穿过底模上设置的导向孔进入内模固定架底面上设置的轴孔内，并进一步通过内模固定架带动内模快速地完成了X、Y、Z方向上的定位；液压立柱回缩(下落)时，内模也随之下落，当落至下止点时，液压立柱的上端与内模固定架分离，即可实现快速拆模。

本发明的模板较好地解决了上述现有技术中的不足之处，变传统的手工定位、支模、拆模为机械化定位、支模、拆模，不仅使整个箱梁模板的定位、支模、拆模时的精度得以极大的高，并可简化作业程序、降低劳动强度，与现有技术相比其施工效率可提高8～9倍、人员减少80％～90％。

附图说明

图1是现有技术的主视图。

图2是图1的左视图。

图3是图1的俯视图。

图4是本发明专利的主视图。

图5是图4的左视图。

图6是图4的俯视图。

图7是本发明中侧模系统整体定位前的主视图。

图8是图7中A处的局部放大图。

图9是本发明中侧模系统整体定位过程中的主视图。

图10是图9中B处的局部放大图。

图11是本发明中侧模系统整体定位完成后的主视图。

图12是图11中C处的局部放大图。

图13是零件(件16)的主视图。

图14是零件(件16)的左视图。

图15是零件(件16)的俯视图。

图16是图11中F处的局部放大图。

图中：1-侧模，2-小车，3-千斤顶，4-轨道，5-底模，6-工作台，7-内模，8-定位杆，9-固定架，10-钢筋笼，11-模车，12-液压缸，12-1-液压立柱，13-定位套，14-定位柱，15-可调支撑架，16-弹性连接板，17-升降定位杆，18-发射装置，19-接受器，20-处理器，21-电脑显示系统，22-高度调节件。

具体实施方式

本发明以下将结合实施例(附图)作进一步描述，但并不限制本发明。

如图4、5、6所示，本发明的铁路客运专线32m箱梁整体模板它包括由侧模1和动力装置驱动的模车11组成的侧模系统，设置在工作台6上的底模5，以及位于底模5、左、右侧模1共同构成的区域内的内模7，所述模车11通过可调支承架15和弹性连接板16与侧模1相结合，在模车11底架上设置有若干个与预埋在模车11作业场运行轨道4两侧地面上的定位柱14相配合的液压定位装置，该液压定位装置由液压缸12和安装在液压缸活塞杆下伸出端的定位套13组成的；沿工作台6的长度方向设置有两排液压立柱12-1，液压立柱的上端的升降定位杆17穿过底模5上设置的导向孔与内模7的固定架9相结合。

在图4、5、6、7、8、9、10、11、12中清楚的显示了侧模系统的结构，其中图7、8则显示了侧模系统在整体定位前所处的状态，图9、10则显示了侧模系统在整体定位过程中的所处的状态，图11、12则显示了侧模系统在整体定位后所处的状态。

从上述图中可以看到侧模系统中的模车11的外侧通过设置在可调支承架15上的高度调节件22与侧模1外上缘相结合，模车11的内下侧通过弹性连接板16与侧模1的内下边相结合，连接锁定后形成了一个大的刚性体，正常工作时刚度极大，有着极好的稳定性(见图11)。在动力装置的驱动下，侧模系统可沿导轨4移动，移动到给定位置时，限位开关断开电机电源，便完成侧模系统的粗定位，详见图7、图8；接着开启液压缸12，与之相连的定位套13下移直到完全套卡到预埋在地面的定位柱14上，此时侧模系统便完成了其在平面X、Y方向上的定位，也就是说已经精确保证了侧模系统在水平的X方向和Y方向与底模5的相对位置，详见图9、图10；液压缸12继续伸长，带动侧模1和模车11向上移动，直至侧模1与底模5上相应配合的给定高度位置，此时完成了高度Z轴方向上的定位，详见图7、图8。这些动作通过控制液压缸12的行程便能轻松、准确的实现。拆模时，将上述过程反过来即可实现。

内模的定位方式是通过与内模固定架9相结合的随液压立柱12-1来实现的，即当液压立柱顶升时，液压立柱的上端的升降定位杆17穿过底模上设置的导向孔进入内模固定架底面上设置的轴孔内，并进一步通过内模固定架带动内模快速地完成了X、Y、Z方向上的定位；液压立柱回缩(下落)时，内模7也随之下落，当落至下止点时，液压立柱的上端与内模固定架分离，即可实现快速拆模。

侧模系统的姿态调整：如图11、12、13、14、15、16所示给出了该部分设计的结构。侧模系统是由侧模1与模车11两大部分组成。该部分设计原理就是，侧模1和模车11分开后单独来看，它们分别都是小刚性体，但通过弹性连接板16和可调支撑架15把二者连接在一起并经高度调节件(可由多种结构形式组成，例如采用丝杠、丝母结构)22锁定后，便成为了大刚性体。

其安装调整操作过程如下：侧模系统在初次整体机械-液压定位后(如图11状态)，测量侧模1与底模5、左右两个侧模1之间的相对位置。如果发现存在偏差，调整弹性连接板16以修正垂直及水平方向上的位移；调整可调支撑架15以修正角位移及侧模1侧边的直线度。确定后，锁紧可调支撑架15和弹性连接板16，这时侧模1与模车11连接在一起组成的侧模系统便成为了一个整体，一个大刚性体。

为实现安装精度自动化检测及浇注过程自动化监控，如图4、图5、图6中所示，件18是发射装置，件19是接受器，件20是处理器，件21是电脑显示系统。在模板初次安装并经过检验和验证后，把此时模板的正确位置作为基准测量位置，将本实用新型中的接受器19安装在模板的主要位置或敏感位置上，并确定相应的发射装置18的位置，锁定发射装置18和接受器19的位置后，发射装置18和接受器19构成的组合与各块模板间的组合就形成了对应关系。在以后的重复使用中，只要监控发射装置18与接受器19的相对位置就等价于监控了模板的整体安装位置及模板在使用过程中的变形量。

具体操作就是：在侧模1上的重要位置或敏感位置安装上多个接受器19并作为相应的被监测点，以接受来自其中心与接受器19中心位于同一高度处布置的发射装置18所发出的激光信号、或电磁信号、或红外信号等，并将所接受到的信号通过光电转换等形式反馈给处理器20，处理器20则会做出相应的判断和处理：如果反馈信号出现严重偏差，即对应的监测点严重超出支模时误差允许范围，处理器就会发出声光报警，根据这此信息便可立即对相应监测点进行调整或修复；如果各监测点都在误差允许范围内，证明安装精度满足要求。另外，发射装置18和处理器20都与电脑显示系统21相连，随时清楚显示相应的信号，并可自动打印出所需资料，以备随时查看。

同理，利用上述装置可对混凝土浇注过程中的模板关键部位的变形进行过程监控，将接受器19安装在模板上需进行变形监控的关键部位即可，其余完全相同。在混凝土的浇注过程中若出现模板过度变形，处理器同样会声光报警，根据信息可及时调整并修正变形，以此来实现浇注过程中的变形监控。

本发明相比现有技术具有下述有益效果：

①本发明完成了从现有技术的手工操作向机械化、自动化的飞跃，变传统的手工定位、支模、拆模为机械化定位、支模、拆模，不仅极大提高了整个箱梁模板定位、支模、拆模的精度，并可简化作业程序、降低劳动强度、成倍地提高效率。

②利用本发明中的姿态调整装置，只需初装时经过一次“补偿性调整”，在以后的重复循环中，一般不再需要局部调整，极大地提高工作效率、缩短工期。即每次支模及拆模只需对侧模系统进行整体定位操作，即可保证定位精度、模板成型精度、箱梁构件精度。

③如果制梁生产线使用时间过久或出现应力变形或不可预见的变形时，还可应用此系统对相应部位进行“修复性调整”，操作灵活、简单。