CN115628087A - 适用于地下洞库装卸区带牛腿衬砌段的衬砌台车和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于地下洞库装卸区带牛腿衬砌段的衬砌台车，包括用于拱部施工的拱部台车和两个左右相对设置且用于单边边墙和牛腿施工的边墙牛腿台车，且两个边墙牛腿台车之间留有供拱部台车通行的空间，所述边墙牛腿台车包括边墙模板支撑组件、边墙行走组件、边墙升降组件和边墙牛腿模板，所述拱部台车包括拱部支撑组件、拱部行走组件、拱部升降组件、拱部横移组件和拱部模板；同时还公开了一种适用于地下洞库装卸区带牛腿衬砌段的衬砌方法。将衬砌台车分为边墙牛腿台车和拱部台车，且边墙牛腿台车和拱部台车均单独能移动进行工作，从而简化衬砌台车的结构，降低成本，并且在施工移动时，减少了移动时的重量。

Description

适用于地下洞库装卸区带牛腿衬砌段的衬砌台车和方法

技术领域

本发明属于地下洞库工程衬砌技术领域，具体涉及一种适用于地下洞库装卸区带牛腿衬砌段的衬砌台车和方法。

背景技术

在地下洞库施工中，为便于安装起重机械，会在其中部分段落上设计有牛腿混凝土结构，通常设计在装卸区，且设计的长度不长。对于上述情况，现有技术中，对于带有牛腿部分的衬砌施工时，采用非标定制的整体一次成型的衬砌台车进行施工。使用上述方法进行施工时，衬砌台车结构复杂，并且在牛腿部分脱模困难，整体的加工费用较高，并且该台车为定制，无法在不同尺寸的地下洞库使用，使得台车的利用率低。

发明内容

本发明拟提供一种适用于地下洞库装卸区带牛腿衬砌段的衬砌台车，采用分体式台车，使得整个加工和安装速度快、成本低，便于使用。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种适用于地下洞库装卸区带牛腿衬砌段的衬砌台车，包括用于拱部施工的拱部台车和两个左右相对设置且用于单边的边墙和牛腿施工的边墙牛腿台车，所述边墙牛腿台车包括边墙模板支撑组件，所述边墙模板支撑组件的底部设置有能带动边墙模板支撑组件前后和左右移动的边墙行走组件和用于上下边墙模板支撑组件的边墙升降组件，所述边墙模板支撑组件设置为上窄下宽结构，且靠近边墙的一侧设置为直角，所述边墙模板支撑组件的直角边上设置有边墙牛腿模板，所述边墙牛腿模板的上端设置为供浇筑的开口结构；

所述拱部台车包括拱部支撑组件，所述拱部支撑组件的底部设置有能带动拱部支撑组件前后移动的拱部行走组件和用于升降拱部支撑组件的拱部升降组件，所述拱部支撑组件包括上端与拱部相匹配的拱形支撑架和下端留有通道的门型支撑架，所述拱形支撑架的底部设置有能带动拱形支撑架左右移动的拱部横移组件，所述拱形支撑架的顶部设置有拱部模板，所述拱部模板包括中间的拱形模板和两端的竖直边板，所述竖直边板前后侧的上端均铰接在拱形模板上，所述竖直边板前后侧的下端均通过边板水平移动组件设置在拱形支撑架的底部，所述拱形支撑架的底部位于牛腿的上方。

作为上述方案中的优选，还配备有用于预埋螺栓安装的预埋螺栓定位装置，所述预埋螺栓用于安装牛腿起重机轨道，所述预埋螺栓定位装置包括能从上向下地卡在在边墙牛腿模板上端且水平设置的定位块，所述定位块远离边墙牛腿模板上的一侧设置有与定位块垂直的移动块，所述移动块上对应定位块的位置处设置有能插入到定位块的支脚，每个支脚的一侧设置有供预埋螺栓通过的定位孔，所述定位孔上设置有能调整预埋螺栓在定位孔内相对高度且与定位块水平设置的上下紧固螺栓，所述支脚的另一侧设置有能横向调节支脚相对定位块位置且与定位块垂直设置的前后紧固螺栓。

进一步优选，所述拱部支撑组件和边墙模板支撑组件上均设置有供人攀爬的楼梯，所述楼梯的顶部均设置有便于浇注的平台，所述楼梯的侧面和平台的四周均设置有护栏。

进一步优选，所述边墙行走组件和边墙升降组件并排设置在边墙模板支撑组件的底部下方，且边墙升降组件通过顶升边墙模板支撑组件能使边墙行走组件离开地面，在地下洞库的地面上铺设有供拱部行走组件前后移动的拱部轨道。

进一步优选，所述边墙模板支撑组件采用三角支撑架，所述边墙行走组件和拱部行走组件均采用行走轮，且边墙行走组件能改变行走方向，所述边墙升降组件采用千斤顶，所述拱部升降组件和拱部横移组件均采用伸缩油缸。

还公开了一种适用于地下洞库装卸区带牛腿衬砌段的衬砌方法，包括上述的衬砌台车和以下步骤：

S1：通过边墙行走组件带动边墙牛腿台车移动到施工位置，边墙升降组件向上顶升整个边墙牛腿台车，使边墙牛腿模板到达设计位置，然后浇筑混凝土；

S2：待S1中浇筑的混凝土到达脱模条件后，通过边墙升降组件带动边墙模板支撑组件下降，然后边墙行走组件带动边墙牛腿台车横向远离边墙移动，使边墙牛腿模板离开混凝土面，然后边墙行走组件带动边墙牛腿台车移动到下一处施工位置，重复施工，至完成边墙和牛腿衬砌混凝土的施工；

S3：当边墙牛腿混凝土强度达到要求后，通过拱部行走组件将整个台车移动到衬砌位置处，通过拱部升降组件和拱部横移组件使拱部模板移动到设计位置，在竖直边板上安装上堵头板，然后浇筑混凝土；

S4：待S3中浇筑的混凝土达到脱模强度后，通过边板水平移动组件让竖直边板旋转离开混凝土面，再通过拱部升降组件使整个拱部模板离开混凝土面，然后拱部行走组件带动拱部台车移动到下一施工位置处重复进行施工，至完成拱部衬砌混凝土的施工。

进一步优选，在S1中浇筑前，通过预埋螺栓定位装置将在牛腿上需要安装牛腿起重机轨道的位置处安装上预埋螺栓；在S2中，先向上取出预埋螺栓定位装置，使预埋螺栓离开螺栓定位孔后，再让边墙模板支撑组件在边墙升降组件的作用下下降；在S4中，完成拱部衬砌混凝土后，将牛腿起重机轨道安装在预埋螺栓上。

进一步优选，在S1中和S3中，在浇筑时，通过振捣棒或平板振动器对混凝土进行振捣处理，在浇筑完成后，进行带模养护。

进一步优选，在S1中，两台边墙牛腿台车同时对地下洞库的两边进行施工，在S2中，每台边墙牛腿台车下方的边墙行走组件改变移动方向时，均需要先通过边墙升降组件将整个边墙牛腿台车顶起后，再改变边墙行走组件的移动方向。

本发明的有益效果：

1)将衬砌台车分为边墙牛腿台车和拱部台车，且边墙牛腿台车和拱部台车均单独能移动进行工作，从而简化衬砌台车的结构，降低了衬砌台车的结构复杂程度，降低成本，并且在施工移动时，减少了移动时的重量；

2)在施工时，两台边墙牛腿台车先工作，当先施工的边墙牛腿混凝土达到硬度后，能进行拱部的施工，此时拱部和牛腿以上的边墙同时施工，与现有技术中，每部分的施工均是边墙牛腿先施工然后拱部后施工相比，台车结构简单，容易加固，加快了混凝土浇筑速度，从而能明显加快施工进度，提高施工效率；

3)当地下洞库断面宽度足够时，两个边墙牛腿台车施工，当地下洞库断面宽度有限时，两个边墙牛腿台车施工错位施工，使得在整个施工过程中，大部分施工时，均是两个边墙牛腿台车同时进行，因此能进一步提高施工效率；

4)在拱部混凝土浇筑施工完成后脱模时，先将竖直边板在边板水平移动组件的作用下旋转离开混凝土面，从而能有效避免拱部台车在向下移动时撞击到已施工完成的牛腿上。

附图说明

图1为本发明中边墙牛腿台车的示意图。

图2为本发明中拱部台车的示意图。

图3为本发明中预埋螺栓定位装置的示意图。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步说明：

如图1-图3所示，一种适用于地下洞库装卸区带牛腿衬砌段的衬砌台车，主要由拱部台车和两个左右相对设置的边墙牛腿台车组成，其中边墙牛腿台车用于地下洞库单边的边墙和牛腿施工，拱部台车用于地下洞库的拱部施工。

边墙牛腿台车的具体结构边墙模板支撑组件1，在边墙模板支撑组件1的底部设置有能带动边墙模板支撑组件前后和左右移动的边墙行走组件2和用于上下边墙模板支撑组件的边墙升降组件3。为减少边墙模板支撑组件的重量，将边墙模板支撑组件设置为上窄下宽结构，且靠近边墙的一侧设置为直角边，在边墙模板支撑组件的直角边上设置有边墙牛腿模板12。为方便浇筑，将边墙牛腿模板12的上端设置为供浇筑的开口结构。

拱部台车的具体结构包括拱部支撑组件4，在拱部支撑组件4的底部设置有能带动拱部支撑组件前后移动的拱部行走组件5和用于升降拱部支撑组件的拱部升降组件6。拱部支撑组件4包括上端与拱部相匹配的拱形支撑架4a和下端留有通道的门型支撑架4b，且拱形支撑架4a的底部位于牛腿的上方。为保证拱部施工的左右对中，在拱形支撑架4a的底部设置有能带动拱形支撑架4a左右移动的拱部横移组件7，在拱形支撑架的顶部设置有拱部模板13。拱部模板13包括中间的拱形模板和两端的竖直边板，且竖直边板前后侧的上端均铰接在拱形模板上，竖直边板前后侧的下端均通过边板水平移动组件设置在拱形支撑架4a的底部。在具体设置时，也可以将拱部升降组件6设置在拱形支撑架4a上，使拱部升降组件6能直接推动拱部模板上下移动。

通常为方便地下洞库内大型起重机设置的移动，在牛腿上安装有牛腿起重机轨道，为方便牛腿起重机轨道的安装，在衬砌时，将安装牛腿起重机轨道的预埋螺栓预埋到牛腿内，因此还配备有用于预埋螺栓15安装的预埋螺栓定位装置14。预埋螺栓定位装置14的具体结构包括能从上向下地卡在在边墙牛腿模板12上端且水平设置的定位块14a，在定位块14a远离边墙牛腿模板12上的一侧设置有与定位块14a垂直的移动块14b，在移动块14b上对应定位块14a的位置处设置有能插入到定位块14a的支脚14c，每个支脚14c的一侧设置有供预埋螺栓15通过的定位孔14d。为实现预埋螺栓位置的调整，在定位孔14d上设置有能调整预埋螺栓15在定位孔14d内相对高度且与定位块14a水平设置的上下紧固螺栓14e，支脚的另一侧设置有能调节移动板相对定位块14a位置且与定位块14a垂直设置的前后紧固螺栓14f。

当松开上下紧固螺栓时，能调整预埋螺栓15在定位孔14d内相对高度，拧紧上下紧固螺栓时，能固定调整后的高度。在支脚与定位块之间插入垫片，能改变支脚相对定位块之间的距离，通过拧动前后紧固螺栓能实现垫片的插入和插入后垫片的固定。通过预埋螺栓定位装置可以调整预埋螺栓的精确位置，从而精确控制预埋螺栓的安装精度，比起钻孔安装预埋螺栓可以显著提高施工效率和施工质量。

为了方便浇筑和浇筑时进行保护，在拱部支撑组件4和边墙模板支撑组件1上均设置有供人攀爬的楼梯8，在楼梯8的顶部均设置有便于浇注的平台9，且楼梯8的侧面和平台9的四周均设置有护栏10。

为防止拱部台车左右移动从而影响下方的通行，在地下洞库的地面上铺设有供拱部行走组件5前后移动的拱部轨道11，使得拱部行走组件只能在沿着拱部轨道11移动，同时拱部轨道11也能提高拱部台车的行走效率。

为保证施工时，边墙行走组件不会带动台车移动，将边墙行走组件2和边墙升降组件3并排设置在边墙模板支撑组件1的底部下方，且边墙升降组件3通过顶升边墙模板支撑组件1能使边墙行走组件2离开地面，使得在浇筑时，使边墙行走组件离开地面。

上述中，边墙模板支撑组件1、边墙行走组件2、边墙升降组件3、拱形支撑架4a、下端留有通道的门型支撑架4b、拱部行走组件5、拱部升降组件6、拱部横移组件7、边墙牛腿模板12和拱部模板13均采用现有结构。具体地，边墙模板支撑组件1采用三角形的支撑架，边墙行走组件2采用万向行走轮，能改变移动方向，边墙升降组件3采用千斤顶，拱部升降组件6和拱部横移组件7均采用伸缩油缸，拱部轨道采用现有技术中固定在地下洞库地面上的工字型轨道，边墙行走组件2采用设置有与工字型轨道相匹配缺口的行走轮。

一种适用于地下洞库装卸区带牛腿衬砌段的衬砌方法，基于上述的衬砌台车，还包括以下步骤：

第一步：将预埋螺栓定位装置14安装到边墙牛腿模板12上，并通过上下紧固螺栓14e和前后紧固螺栓14f使预埋螺栓定位在设计位置，然后通过边墙行走组件2带动边墙牛腿台车移动到施工位置，边墙升降组件3向上顶升边墙模板支撑组件1和边墙牛腿模板12到设计位置，最后浇筑混凝土。

由于每个边墙牛腿台车均是对地下洞库单边进行施工，在具体施工时，为节约时间左右两边的边墙同时进行施工。在浇筑时，通过振捣棒或平板振动器对混凝土进行振捣处理，防止浇筑中产生过渡气泡，从而影响混凝土的密实度，在完成浇筑后，需要进行带模养护。

第二步：待在第一步中浇筑的混凝土到达脱模条件后，拧松上下紧固螺栓14e和前后紧固螺栓14f，然后向上提起预埋螺栓定位装置，漏出预埋螺栓后，再通过边墙升降组件3带动边墙模板支撑组件1下降，然后边墙行走组件2带动边墙牛腿台车横向远离边墙移动，使边墙牛腿模板12离开混凝土面，最后边墙行走组件2带动边墙牛腿台车移动到下一处施工位置，重复上述工作，至完成边墙和牛腿衬砌混凝土的施工。

由于边墙行走组件2采用能改变行走方向的行走轮，因此在改变边墙牛腿台车的移动方向时，需要先通过边墙升降组件3工作使万向行走轮离开地面，然后再改变方向，改变完成后，使万向行走轮落地。为方便边墙牛腿台车的移动，可以借助装载机等行走机械辅助移动。

第三步：将拱部模板13安装在拱部台车上，当边墙牛腿混凝土强度达到要求后，通过拱部行走组件5将整个台车移动到衬砌位置处，通过拱部升降组件6和拱部横移组件7使拱部模板13移动到设计位置，然后浇筑混凝土，在浇筑时，通过振捣棒或平板振动器对混凝土进行振捣处理，防止浇筑中产生过渡气泡，从而影响混凝土的质量，在完成浇筑后，需要进行带模养护。在浇筑拱部时，只要当边墙牛腿混凝土强度达到要求后，就能进行施工，不需要等所有边墙牛腿混凝土浇筑完成后在进行。

第四步：待在第三步中浇筑的混凝土达到脱模强度后，通过边板水平移动组件让竖直边板旋转离开混凝土面，再通过拱部升降组件6带动整个拱部台车下降，使整个拱部模板13离开混凝土面，然后拱部行走组件5带动拱部台车移动到下一施工位置处重复进行施工，至完成拱部衬砌混凝土的施工。为方便拱部台车的移动，可以借助装载机等行走机械辅助移动。其中边板水平移动组件可以是伸缩油缸也可以是丝杆螺母结构。完成拱部衬砌混凝土后，将牛腿起重机轨道安装在预埋螺栓15上。

Claims (9)

1.一种适用于地下洞库装卸区带牛腿衬砌段的衬砌台车，其特征在于：包括用于拱部施工的拱部台车和两个左右相对设置且用于单边的边墙和牛腿施工的边墙牛腿台车，所述边墙牛腿台车包括边墙模板支撑组件(1)，所述边墙模板支撑组件(1)的底部设置有能带动边墙模板支撑组件前后和左右移动的边墙行走组件(2)和用于上下边墙模板支撑组件的边墙升降组件(3)，所述边墙模板支撑组件设置为上窄下宽结构，且靠近边墙的一侧设置为直角，所述边墙模板支撑组件的直角边上设置有边墙牛腿模板(12)，所述边墙牛腿模板(12)的上端设置为供浇筑的开口结构；

所述拱部台车包括拱部支撑组件(4)，所述拱部支撑组件(4)的底部设置有能带动拱部支撑组件前后移动的拱部行走组件(5)和用于升降拱部支撑组件的拱部升降组件(6)，所述拱部支撑组件(4)包括上端与拱部相匹配的拱形支撑架(4a)和下端留有通道的门型支撑架(4b)，所述拱形支撑架(4a)的底部设置有能带动拱形支撑架(4a)左右移动的拱部横移组件(7)，所述拱形支撑架的顶部设置有拱部模板(13)，所述拱部模板(13)包括中间的拱形模板和两端的竖直边板，所述竖直边板前后侧的上端均铰接在拱形模板上，所述竖直边板前后侧的下端均通过边板水平移动组件设置在拱形支撑架(4a)的底部，所述拱形支撑架(4a)的底部位于牛腿的上方。

2.根据权利要求1中所述的适用于地下洞库装卸区带牛腿衬砌段的衬砌台车，其特征在于：还配备有用于预埋螺栓(15)安装的预埋螺栓定位装置(14)，所述预埋螺栓(15)用于安装牛腿起重机轨道，所述预埋螺栓定位装置(14)包括能从上向下地卡在在边墙牛腿模板(12)上端且水平设置的定位块(14a)，所述定位块(14a)远离边墙牛腿模板(12)上的一侧设置有与定位块(14a)垂直的移动块(14b)，所述移动块(14b)上对应定位块(14a)的位置处设置有能插入到定位块(14a)的支脚(14c)，每个支脚(14c)的一侧设置有供预埋螺栓(15)通过的定位孔(14d)，所述定位孔(14d)上设置有能调整预埋螺栓(15)在定位孔(14d)内相对高度且与定位块(14a)水平设置的上下紧固螺栓(14e)，所述支脚的另一侧设置有能横向调节支脚相对定位块(14a)位置且与定位块(14a)垂直设置的前后紧固螺栓(14f)。

3.根据权利要求1中所述的适用于地下洞库装卸区带牛腿衬砌段的衬砌台车，其特征在于：所述拱部支撑组件(4)和边墙模板支撑组件(1)上均设置有供人攀爬的楼梯(8)，所述楼梯(8)的顶部均设置有便于浇注的平台(9)，所述楼梯(8)的侧面和平台(9)的四周均设置有护栏(10)。

4.根据权利要求1中所述的适用于地下洞库装卸区带牛腿衬砌段的衬砌台车，其特征在于：所述边墙行走组件(2)和边墙升降组件(3)并排设置在边墙模板支撑组件(1)的底部下方，且边墙升降组件(3)通过顶升边墙模板支撑组件(1)能使边墙行走组件(2)离开地面，在地下洞库的地面上铺设有供拱部行走组件(5)前后移动的拱部轨道(11)。

5.根据权利要求1中所述的适用于地下洞库装卸区带牛腿衬砌段的衬砌台车，其特征在于：所述边墙模板支撑组件(1)采用三角支撑架，所述边墙行走组件(2)和拱部行走组件(5)均采用行走轮，且边墙行走组件(2)能改变行走方向，所述边墙升降组件(3)采用千斤顶，所述拱部升降组件(6)和拱部横移组件(7)均采用伸缩油缸。

6.一种适用于地下洞库装卸区带牛腿衬砌段的衬砌方法，其特征在于，包括权利要求1-5中任一权利要求所述的衬砌台车和以下步骤：

S1：通过边墙行走组件(2)带动边墙牛腿台车移动到施工位置，边墙升降组件(3)向上顶升整个边墙牛腿台车，使边墙牛腿模板(12)到达设计位置，然后浇筑混凝土；

S2：待S1中浇筑的混凝土到达脱模条件后，通过边墙升降组件(3)带动边墙模板支撑组件(1)下降，然后边墙行走组件(2)带动边墙牛腿台车横向远离边墙移动，使边墙牛腿模板(12)离开混凝土面，然后边墙行走组件(2)带动边墙牛腿台车移动到下一处施工位置，重复施工，至完成边墙和牛腿衬砌混凝土的施工；

S3：当边墙牛腿混凝土强度达到要求后，通过拱部行走组件(5)将整个台车移动到衬砌位置处，通过拱部升降组件(6)和拱部横移组件(7)使拱部模板(13)移动到设计位置，在竖直边板上安装上堵头板，然后浇筑混凝土；

S4：待S3中浇筑的混凝土达到脱模强度后，通过边板水平移动组件让竖直边板旋转离开混凝土面，再通过拱部升降组件(6)使整个拱部模板(13)离开混凝土面，然后拱部行走组件(5)带动拱部台车移动到下一施工位置处重复进行施工，至完成拱部衬砌混凝土的施工。

7.根据权利要求6中所述的适用于地下洞库装卸区带牛腿衬砌段的衬砌方法，其特征在于：在S1中浇筑前，通过预埋螺栓定位装置(14)将在牛腿上需要安装牛腿起重机轨道的位置处安装上预埋螺栓(15)；在S2中，先向上取出预埋螺栓定位装置，使预埋螺栓(15)露出混凝土面后，再让边墙模板支撑组件(1)在边墙升降组件(3)的作用下下降；在S4中，完成拱部衬砌混凝土后，将牛腿起重机轨道安装在预埋螺栓(15)上。

8.根据权利要求6中所述的适用于地下洞库装卸区带牛腿衬砌段的衬砌方法，其特征在于：在S1中和S3中，在浇筑时，通过振捣棒或平板振动器对混凝土进行振捣处理，在浇筑完成后，进行带模养护。

9.根据权利要求6中所述的适用于地下洞库装卸区带牛腿衬砌段的衬砌方法，其特征在于：在S1中，两台边墙牛腿台车同时对地下洞库的两边进行施工，当地下洞库断面宽度足够时，两台边墙牛腿台车并排施工，当地下洞库断面宽度有限时，两台边墙牛腿台车错位施工；在S2中，每台边墙牛腿台车下方的边墙行走组件(2)改变移动方向时，均需要先通过边墙升降组件(3)将整个边墙牛腿台车顶起后，再改变边墙行走组件(2)的移动方向。

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