隧道襯砌臺車(chē)是隧道施工過(guò)程二次襯砌中必須使用的專(zhuān)用設備,用于對隧道內壁的砼襯砌施工。砼襯砌臺車(chē)是隧道施工過(guò)程中二次襯砌不可或缺的非標產(chǎn)品,主要有簡(jiǎn)易襯砌臺車(chē)、全液壓自動(dòng)行走襯砌臺車(chē)和網(wǎng)架式襯砌臺車(chē)。全液壓襯砌臺車(chē)又可分為邊頂拱式、全圓針梁式、底模針梁式、全圓穿行式等。在水工隧道和橋梁施工中還普遍用到提升滑模、頂升滑模和翻模等。
簡(jiǎn)介編輯
隧道襯砌臺車(chē)是隧道施工過(guò)程二次襯砌中必須使用的專(zhuān)用設備,用于對隧道內壁的砼襯砌施工。砼襯砌臺車(chē)是隧道施工過(guò)程中二次襯砌不可或缺的非標產(chǎn)品,主要有簡(jiǎn)易襯砌臺車(chē)、全液壓自動(dòng)行走襯砌臺車(chē)和網(wǎng)架式襯砌臺車(chē)。全液壓襯砌臺車(chē)又可分為邊頂拱式、全圓針梁式、底模針梁式、全圓穿行式等。在水工隧道和橋梁施工中還普遍用到提升滑模、頂升滑模和翻模等。
產(chǎn)品用途編輯
全圓式襯砌臺車(chē)常用于水工隧道施工中,不允許隧道有砼施工縱向接縫,在水工隧道跨度較大時(shí)一般
使用全圓穿行式;邊頂拱式襯砌臺車(chē)應用最為普遍,常用于公路、鐵路隧道及地下洞室的砼二次襯砌施工
產(chǎn)品分類(lèi)簡(jiǎn)介編輯
簡(jiǎn)易
臺車(chē)一般設計為鋼拱架式,使用標準組合鋼模板,可不設自動(dòng)行走,采用外動(dòng)力拖動(dòng),脫立模板全部為人工操作,勞動(dòng)強度大。該類(lèi)襯砌臺車(chē)一般用于短隧道施工,特別是對于平面和空間幾何形狀復雜、工序轉換頻繁、工藝要求嚴格的隧道砼襯砌施工,其優(yōu)越性更明顯。如廣(州)惠(州)高速公路小金口雙連拱隧道,長(cháng)200m,平面處在R=300m的圓曲線(xiàn)變化段,同時(shí)該隧道亦處在R=3000m的豎曲線(xiàn)上,使隧道洞形呈“雙曲”狀態(tài),而中墻又是直墻設計,出口15m由R=5.5m漸變?yōu)镽=7.5m的喇叭結構,隧道鋼筋砼二襯采用簡(jiǎn)易式拱架臺車(chē)設計,很好地解決了這些問(wèn)題,同時(shí)工程成本較低。簡(jiǎn)易臺車(chē)使用中大部分采用人工灌注砼,小金口簡(jiǎn)易襯砌臺車(chē)采用砼輸送泵車(chē)灌注,因此臺車(chē)的剛度應特別加強。有的簡(jiǎn)易襯砌臺車(chē)也采用整體鋼模板,但脫立模仍然采用絲桿千斤,無(wú)自動(dòng)行走,該類(lèi)臺車(chē)一般采用砼輸送泵車(chē)灌注。簡(jiǎn)易襯砌臺車(chē)普遍采用組合鋼模板,組合鋼模板一般為薄板制作,在設計過(guò)程中應考慮鋼模板的剛度,所以鋼拱架的榀間距不宜過(guò)大。如果鋼模板長(cháng)度為1.5m,則鋼拱架的榀間距平均應不大于0.75m,且鋼模板的縱向接頭應設在榀與榀之間,以便于安裝模板扣件和模板掛鉤。如果使用輸送泵灌注,則灌注速度不宜過(guò)快,否則將引起組合鋼模板變形,尤其在襯砌厚度大于500mm以上時(shí)更應放慢灌注速度。在封頂灌注時(shí)應加倍小心,隨時(shí)注意砼的灌注情況,防止注滿(mǎn)后強行灌注砼,否則將導致爆?;蚺_車(chē)變形損壞。
全液壓
主要用于中長(cháng)隧道施工中,對施工進(jìn)度、砼表面質(zhì)量要求較高。此類(lèi)襯砌臺車(chē)設計為整體鋼模板、液壓油缸脫立模,施工中靠絲桿千斤支撐,電動(dòng)減速機自動(dòng)行走或油缸步進(jìn)式自動(dòng)行走,全部采用砼輸送泵車(chē)灌注。大部分襯砌臺車(chē)為該類(lèi)臺車(chē)。設計該類(lèi)襯砌臺車(chē)時(shí),在滿(mǎn)足通過(guò)凈空要求的情況下,應考慮門(mén)架內側斜支撐下部安裝位置,盡可能靠近立柱下部,使之受力最好。門(mén)架橫梁應足夠高,常規鐵路隧道不小于400mm,公路隧道不小于5500mm。模板端面與門(mén)架間的調整最小距離不小于250mm,否則將造成前后襯砌段搭接困難。
用該類(lèi)襯砌臺車(chē)時(shí)應注意兩側走行軌的鋪設高差不大于1%,否則將造成絲桿千斤和頂升油缸變形。在有坡道的隧道內襯砌時(shí),為了調整襯砌標高,會(huì )造成臺車(chē)前后端的高差、模板端面與門(mén)架端面不平行,將使模板與門(mén)架之間形成很大的水平分力,造成模板與門(mén)架之間的支撐絲桿千斤錯位,導致千斤、油缸損壞。因此在設計時(shí),應充分考慮前后高差造成水平分力的約束結構或調整系統。在定位立模時(shí)必須安裝卡軌器,旋緊基礎絲桿千斤、門(mén)架頂地千斤和模板頂地千斤,如有必要還可采用其它措施加固下模拱腳位置,使門(mén)架受力盡可能小,防止跑模和門(mén)架變形。
網(wǎng)架
網(wǎng)架式襯砌臺車(chē)在結構上與傳統襯砌臺車(chē)相比作了較大改動(dòng)。傳統襯砌臺車(chē)在施工中臺車(chē)門(mén)架是受力件,它受的側壓力較大,隨門(mén)架的剛度大小產(chǎn)生不等變形,且不宜在有較大橫坡和縱坡的隧道內直接工作,對工作環(huán)境要求較高,否則將造成臺車(chē)整體變形和損壞。而網(wǎng)架式襯砌臺車(chē)門(mén)架在施工中為不受力件,其模板的支撐件為邊模拱腳的頂地絲桿千斤,門(mén)架只在脫立模、行走過(guò)程中才受力,且所受之力垂直向下,沒(méi)有側壓力,只需按臺車(chē)自重設計門(mén)架足夠的剛度就不會(huì )變形。在有坡道的隧道中施工或行走時(shí),不論是橫坡還是縱坡,都可以通過(guò)門(mén)架下部的頂升油缸進(jìn)行高度調節,使臺車(chē)整體處于水平狀態(tài),臺車(chē)整體不存在前傾力和側傾力,保證了臺車(chē)的整體平穩性。因臺車(chē)完全取消了支撐用的絲桿千斤,臺車(chē)定位簡(jiǎn)單,能非??斓卣{整到襯砌幾何位置,節約了大量的人力物力,提高了工效,縮短了工作循環(huán)周期,相應地節約了工程成本。
為保證頂拱模板的剛度和強度,上部臺架設計成網(wǎng)架式桿件結構,使之受力最好,模板不會(huì )在襯砌過(guò)程中變形移位。在整個(gè)臺車(chē)中最薄弱的環(huán)節是下模板和下模支撐斜桿,因此在設計下模板時(shí)應充分計算下模的受力大小,盡可能加寬弧板寬度和厚度,支撐斜桿必須通過(guò)壓桿穩定計算,保證斜桿有足夠的剛度和強度,不至于在使用中發(fā)生變形彎曲,導致跑模。在計算過(guò)程中應充分考慮砼的襯砌厚度、坍落度、灌注速度、骨料大小以及是否為鋼筋砼等因素的影響。下模拱腳頂地絲桿千斤是主要受力件,整個(gè)模板在襯砌圓心中線(xiàn)以下時(shí),完全靠它支撐,因此在設計時(shí)應考慮其結構形式和剛度大小。在使用中,該千斤必須牢牢頂緊于地面,不允許有松動(dòng)現象,如有必要,可用其它件進(jìn)行加固,作為輔助支撐,防止跑模和臺車(chē)向下移位。應注意的是,作為臺車(chē)縱向定位的卡軌器和基礎絲桿千斤必須擰緊、卡牢和頂牢鋼軌,特別是在坡道上襯砌時(shí)更應注意。該類(lèi)襯砌臺車(chē)主要用于大跨度隧道和地下洞室施工。如果采用傳統式全液壓襯砌臺車(chē),則門(mén)架設計難以滿(mǎn)足使用要求,造成門(mén)架變形損壞,首先是門(mén)架橫梁扭曲變形,最終導致跑模。如果加高橫梁,加大立拄、下縱梁、端面斜支撐截面,則造成不必要的浪費,而采用網(wǎng)架式襯砌臺車(chē)可克服以上困難。由于該類(lèi)襯砌臺車(chē)為大跨度施工,設計時(shí)應考慮其可操作性,其工作梯和工作走道應能方便到達每一個(gè)工作位置 。
技術(shù)參數編輯
01.規格:6-12.5米
02.最大襯砌長(cháng)度:L=12m(可根據用戶(hù)意愿調整)
03.最大通過(guò)能力:(高度*寬度)施工的同時(shí)不影響過(guò)車(chē)
04.爬行能力:4%
05.行走速度:8m/min
06.總功率:22.5KW 行走電機7.5KW*2=15KW油泵電機7.5KW
07.液壓系統壓力:Pmqx=16Mpa
08.模板單邊脫模量:Amin=150
09.水平油缸左右調整量:Bmax=100mm
10.頂升油缸:300mm
11.油缸最大行程:側向油缸300mm
12.水平油缸:250mm
研制過(guò)程編輯
贛龍鐵路隧道全長(cháng)兩千多米,且有溶洞、泥巖、地下水等,地質(zhì)條件差且復雜,太原路橋機械廠(chǎng)在進(jìn)行廣泛的市場(chǎng)調研基礎上成立了“隧道襯砌臺車(chē)研制小組”,邀請有關(guān)工程單位的專(zhuān)家指導。在完成初步鐵路隧道襯砌臺車(chē)的圖紙和技術(shù)文件設計計算的基礎上,根據施工單位提供的隧道斷面圖和施工要求及隧道襯砌臺車(chē)的發(fā)展動(dòng)向、進(jìn)行優(yōu)選比較、得到用戶(hù)的認可后,組織設計和產(chǎn)品試制。為確保產(chǎn)品加工質(zhì)量,重要結構嚴控工裝模具。經(jīng)過(guò)應用,表明產(chǎn)品性能良好、結構合理、襯砌質(zhì)量好。后經(jīng)反復改進(jìn)和完善,產(chǎn)品已經(jīng)定型 。
產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)編輯
臺車(chē)結構型式
可采用液壓式和機械式。經(jīng)分析比較液壓式對臺車(chē)架剛性要求低,結構型式靈活,重量輕,加工要求和施工中鋪設軌道的標高要求低,使用方便,但對液壓缸自鎖性要求高,襯砌中液壓缸不允許回縮。機械式則相反,由于一個(gè)電動(dòng)機要驅動(dòng)數個(gè)絲杠傳動(dòng),對各傳動(dòng)軸同軸度要求高,且臺車(chē)架必須有較大的剛度,結構尺寸準確,因結構較重、加工要求高,而且因絲杠是同步動(dòng)作(不象液壓傳動(dòng),各液壓缸可同步,也可單獨動(dòng)作)因此當軌道標高誤差(各點(diǎn)不在同標高)較大時(shí),將直接影響模板位置,從而影響襯砌質(zhì)量。經(jīng)分析比較選用液壓傳動(dòng)方案,對液壓缸采取液壓鎖和平衡閥等措施,使液壓缸自鎖;同時(shí)配套采用絲杠機構進(jìn)行機械鎖定,并加強模板的支承,保證了模板在襯砌時(shí)不回縮,不變形。實(shí)踐證明襯砌臺車(chē)采用液壓式較合理,是發(fā)展方向。
車(chē)架結構優(yōu)化
臺車(chē)采用液壓傳動(dòng),使臺車(chē)架結構簡(jiǎn)化,重量減輕,同時(shí)也提高了結構的靈活性和多樣性,經(jīng)各種臺車(chē)架結構方案的分析比較、強度計算、優(yōu)化選擇9m四門(mén)架12m主門(mén)架結構方案,其結構重量比機械式減輕40%以上,制作成本降低25%以上。
鋼模
鋼模是臺車(chē)的工作裝置,其外表質(zhì)量和外形尺寸精度直接決定混凝土襯砌質(zhì)量,同時(shí),又是加工難度最大的部件,制定了合理的加工、焊接工藝,設計并加工專(zhuān)用拼裝焊接胎模,以保證整體外形尺寸的準確度,盡量減少焊接變形,保證外表面光滑,無(wú)凹凸等缺陷。為控制相鄰模板的錯臺,采用過(guò)盈配合的穩定銷(xiāo)將相鄰模板的連接板固定為一體,有效控制了由于螺栓孔的間隙造成的相鄰模板的錯臺問(wèn)題。成功地解決了上述難題后,保證了砼襯砌質(zhì)量。
支承位置確定
襯砌混凝土的全部質(zhì)量經(jīng)臺車(chē)鋼模傳給支承機構,再傳給門(mén)架。襯砌混凝土呈固液狀態(tài),對頂部、側向產(chǎn)生較大的垂直壓力和側向壓力,同時(shí)產(chǎn)生較大的浮力,當上浮力超過(guò)垂直壓力和臺車(chē)的自重時(shí),臺車(chē)將呈上浮狀態(tài),將不能正常工作。為解決此項技術(shù)難題,經(jīng)仔細計算、優(yōu)化設計、合理選擇各支承位置。即在門(mén)架內側的下縱梁與地面進(jìn)行支承,避免側壓力使門(mén)架立柱內收,且在門(mén)架外側與側??v梁處有數道水平支承,在門(mén)架上橫梁與上縱梁處采用數道垂直支承(兩端門(mén)架橫處布置有頂部液壓缸,中為垂直支承絲杠),在臺車(chē)縱向成均布狀。液壓缸采用液壓鎖鎖定,同時(shí)采用支承絲杠進(jìn)行機械鎖定,保證了襯砌施工中液壓缸不回縮,模板不變形 。