WO2021237402A1 - 一种可实现快速周转的装配式衬砌台车 - Google Patents

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卓文泽
许修亮
林波
李彦军
侯士祥
刘磊
张魏魏
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/04—Lining with building materials
    • E21D11/10—Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor

Definitions

  • the invention relates to the field of tunnel construction equipment, and more specifically, it relates to an assembled lining trolley capable of realizing rapid turnover.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to address the above-mentioned shortcomings of the prior art and provide a fabricated lining trolley that can realize rapid turnover.
  • the vehicle can take into account the lining construction of multiple caverns, shortening the construction period.
  • a prefabricated lining trolley capable of realizing rapid turnover includes a mast assembly, a template assembly, a hydraulic system, a traverse mechanism, and a walking mechanism;
  • the mast assembly includes a basic door
  • the assembled heightening door frame is superimposed and connected to the base door frame;
  • the template assembly includes a top template assembly and a side template assembly, the top template assembly
  • the finished and side formwork assemblies are connected by hinges;
  • the mast assembly and the formwork assembly are respectively connected by a mechanical screw, a top mold cylinder and a side mold cylinder;
  • the hydraulic system is arranged on the longitudinal beam Between the bottom surface and the top surface of the traverse machine;
  • the walking mechanism is arranged at the bottom of the traverse mechanism.
  • the basic door frame includes four pieces of uprights, two pieces of upper longitudinal beams, two pieces of lower longitudinal beams, and two pieces of crossbeams; High longitudinal beams, two raised beams and one supporting beam.
  • the top template assembly includes a foundation top template and a heightened top template;
  • the edge template assembly includes a foundation edge template and a heightened edge template;
  • the top template assembly consists of an upper supporting beam, a lifting beam, The top longitudinal beam and the translation jack are composed; the top template assembly and the door frame assembly are connected with the translation jack through the lug plates arranged on the cross beam and the top longitudinal beam.
  • the traverse mechanism is composed of an upper turntable, a lower turntable and a connecting bearing; the upper turntable and the lower turntable are connected by a connecting bearing; the upper turntable and the lower turntable are provided with the same number of reserved holes , The two ends of the matching bolts are respectively inserted into the reserved holes.
  • the bottom of the walking mechanism is also provided with a servo motor and a walking wheel; the bottom of the walking wheel is provided with a track.
  • the present invention has the following advantages:
  • the assembly type lining trolley of the present invention that can realize rapid turnover introduces the concept of assembly type, and can complete rapid disassembly and assembly in situ through the assembly type door frame assembly and template assembly, and its assembly and disassembly The process is simpler than traditional trolleys, saving a lot of time.
  • An assembled lining trolley capable of realizing rapid turnover of the present invention utilizes hydraulic system, traverse mechanism and walking mechanism to realize the rapid transfer of the same trolley between multiple caverns, thereby taking into account the requirements of multiple caverns. Lining construction ensures the smoothness and safety of construction.
  • Figure 1 is a cross-sectional view of the trolley of the present invention
  • Figure 2 is a longitudinal section view of the trolley of the present invention.
  • Figure 3 is a structural diagram of the traverse mechanism of the present invention.
  • Fig. 4 is a transfer diagram of the basic portal frame of the present invention.
  • an assembled lining trolley capable of realizing rapid turnover of the present invention includes a mast assembly 1, a template assembly 2, a hydraulic system 3, a traverse mechanism 4, and a traveling mechanism 5.
  • the gantry assembly includes a basic gantry 6 and an assembled heightening gantry 7, and the assembled heightening gantry 7 is superimposed and connected to the basic gantry 6.
  • the template assembly 2 includes a top template assembly 8 and an edge template assembly 9, and the top template assembly 8 and the edge template assembly 9 are connected by hinges.
  • the mast assembly 1 and the template assembly 2 are connected by a mechanical screw 10, a top mold cylinder 11, and a side mold cylinder 12, respectively.
  • the hydraulic system 3 is arranged between the bottom surface of the longitudinal beam 38 and the top surface of the traverse mechanism 4; the walking mechanism 5 is arranged at the bottom of the traverse mechanism 4.
  • the basic gantry 6 includes four uprights 13, two upper longitudinal beams 14, two lower longitudinal beams 15 and two transverse beams 16.
  • the heightening mast 7 includes two pieces of four heightening columns 17, two pieces of heightening longitudinal beams 18, two pieces of heightening cross beams 19, and a supporting beam 20.
  • the top template assembly 8 includes a base top template 21 and an elevated top template 22, and the side template assembly 9 includes a base edge template 23 and an elevated side template 24; the top template assembly 8 consists of an upper support beam 25 , Lifting beam 26, top longitudinal beam 27 and translation jack 28.
  • the top template assembly 8 and the door frame assembly 1 are connected to the translation jack 28 through the ear plates 29 arranged on the cross beam 16 and the top longitudinal beam 27.
  • the traverse mechanism 4 is composed of an upper turntable 30 and a lower turntable 31 and a connecting bearing 32.
  • the upper turntable 30 and the lower turntable 31 are connected by a connecting bearing 32.
  • the upper turntable 30 and the lower turntable 31 are provided with the same number of reserved holes 33, and both ends of the matching bolts 34 are inserted into the reserved holes 33 respectively.
  • the bottom of the traveling mechanism 5 is further provided with a servo motor 35 and a traveling wheel 36, and the bottom of the traveling wheel 36 is provided with a track 37.
  • the trolley of the invention can quickly complete assembly and disassembly between adjacent sections.
  • the assembly principle is divided into two stages: the first stage is the assembly installation of the heightened mast.
  • the heightening mast is assembled on the ground and superimposed on the base mast by hoisting to complete the assembly of the mast assembly.
  • the second stage is the prefabricated installation of the top template assembly.
  • the top template assembly is assembled on the ground synchronously, and then superimposed on the mast assembly by hoisting to complete the second assembly.
  • the top formwork assembly is split into several top formwork assembly units, and the parts are lifted to the door frame assembly before completion A simple assembly is enough.
  • the trolley of the present invention can complete rapid transfer between non-adjacent sections, which greatly saves the time that the trolley needs to be disassembled and then transferred to the next section for reassembly.
  • the disassembly process of the trolley of the present invention is opposite to the assembling process.
  • the top formwork assembly is hoisted and unloaded to the ground, and the whole is transferred to the next section to wait for hoisting again.
  • Use the same operation to unload the heightening mast assembly to the ground, and transfer it to the next section as a whole to wait for it to be hoisted again. It is necessary to judge whether the top template assembly needs to be widened according to the size of the next section, the side template assembly should be heightened, partial parts replacement or reinforcement of the heightened mast assembly, and the mechanical screw rod Make adjustments, etc.
  • cavern A and cavern C are non-adjacent caverns of a certain underground project, they have similar or identical cross-sectional dimensions, which conform to the scope of application of the trolley of the present invention.
  • the two caverns are connected by the main channel B, and the spatial relationship is shown in Figure 4. After using the trolley of the present invention to finish the lining of the cavern A, the trolley needs to be quickly transferred to the cavern C for lining construction.
  • cavern A and cavern C are the same, and the space of cavern B is enough for the trolley to be transported without disassembly and assembly, then only need to follow 3 steps to complete the transport:
  • Step 1 Evacuate the trolley in cavern A along the track to cavern B.
  • Step 2 Put temporary support structures such as piers on the bottom surfaces of the lower longitudinal beams of each trolley, start the hydraulic system of the trolley, and allow the hydraulic cylinder to contract to drive the traverse mechanism and the traveling system to separate from the track.
  • the weight of the trolley is borne by the temporary support structure.
  • Step 3 The operation of moving the trolley to cavern C only needs to repeat the operation of step 2, rotate the walking wheel 90 degrees again to restore it to its original position, and advance cavern C to start the lining construction.
  • cavern A and cavern C are similar, or the space of cavern B is not enough for the trolley to be transported without disassembly and assembly, then only the top template assembly and side of the trolley The template assembly or heightening mast assembly is unloaded and transferred to the vicinity of the hanging point of cave C to complete the necessary heightening mast adjustment or adding top and side templates and other preparations. Then, use the operations in steps 1-3 above to move the basic door frame assembly to the vicinity of the hanging point of the cavern C, and complete the assembly-type assembly of the trolley in the cavern C.

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Abstract

一种可实现快速周转的装配式衬砌台车，包括门架总成(1)、模板总成(2)、液压系统(3)、横移机构(4)以及行走机构(5)；门架总成(1)包括基础门架(6)和装配式加高门架(7)；装配式加高门架(7)叠加连接于基础门架(6)上；模板总成(2)包括顶部模板总成(8)和边部模板总成(9)，顶部模板总成(8)和边部模板总成(9)通过铰接方式相连；门架总成(1)与模板总成(2)之间分别通过机械丝杆(10)、顶模油缸(11)和边模油缸(12)相连；液压系统(3)设置于中纵梁(38)底面与横移机构(4)顶面之间；行走机构(5)设置于横移机构(4)底部。该衬砌台车能够在原地完成快速的拆卸和拼装，实现一套台车兼顾多个洞室的衬砌施工，保证施工的流畅度和安全性，大大缩短施工周期。

Description

一种可实现快速周转的装配式衬砌台车 技术领域
本发明涉及隧道施工设备领域，更具体地说，它涉及一种可实现快速周转的装配式衬砌台车。
背景技术
随着国家建设的需要和区域发展的需求不断提高，地下工程的规模和种类已从传统的诸如铁路、公路、地铁、水渠等线状工程，扩展至诸如城市地下商场、地下厂房、地下洞库、人民防空工事等洞室尺寸众多的面状地下工程。在这些工程的建设中，需要开挖或者修建的隧道较多，利用衬砌台车完成混凝土的浇筑不仅能够保证混凝土结构的施工质量和美观度，而且能够减少人力成本投入、节约施工工期。
针对洞室多、且呈面状分布的地下工程而言，如果采用常规的台车进行衬砌结构的施工，会带来两个方面的负面影响：其一是所需的台车数量陡增，施工成本势必加倍；其二是台车数量增加，加大了台车在洞内周转的难度，增加了台车的拼装、拆卸时间，无疑也会影响到材料和渣土运输，从而大大增加了施工工期延误的风险。采用传统的支模脚手架方法完成此类工程的衬砌结构施工，更是不可避免需要进行反复多次的脚手架和模板拆卸及拼装，不但耗时费力致使施工成本增加，而且极易发生跑模、漏浆、错台等施工质量问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种可实现快速周转的装配式衬砌台车，该衬砌台车能够在原地完成快速的拆卸和拼装，且能够实现一套台车可兼顾多个洞室的衬砌施工，缩短施工工期。
本发明的技术方案是这样的：一种可实现快速周转的装配式衬砌台车包括门架总成、模板总成、液压系统、横移机构以及行走机构；所述门架总成包括基础门架和装配式加高门架；所述的装配式加高门架叠加连接于基础门架上；所述的模板总成包括顶部模板总成和边部模板总成，所述的顶部模板总成和边部模板总成通过铰接方式相连；所述的门架总成与模板总成之间分别通过机械丝杆、顶模油缸和边模油缸相连；所述的液压系统设置于中纵梁底面与横移机顶面之间；所述的行走机构设置于横移机构底部。
进一步地，所述基础门架包括四件立柱、两件上纵梁、两件下纵梁和两件横梁；所述的装配置加高门架包括两件四件加高立柱、两件加高纵梁、两件加高横梁和一件支撑梁。
进一步地，所述顶部模板总成包括基础顶部模板和加高顶部模板；边部模板总成包括基础边部模板和加高边部模板；所述顶部模板总成由上支撑梁、抬梁、顶纵梁以及平移千斤顶组成；所述顶部模板总成和门架总成通过设置在横梁和顶纵梁上的耳板与平移千斤顶连接。
进一步地，所述的横移机构由上转盘和下转盘以及连接轴承组成；所述的上转盘和下转盘通过连接轴承连接；所述的上转盘和下转盘上设置有相同数量的预留孔，配套螺栓两端分别插接于预留孔内。
进一步地，所述行走机构底部还设有伺服电机和行走轮；所述的行走轮底部设有轨道。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、本发明的一种可实现快速周转的装配式衬砌台车，引入装配式的理念，通过装配式的门架总成和模板总成能够在原地完成快速的拆卸和拼装，其拼装和拆卸过程比传统台车更为简单，节省大量时间。
2、本发明的一种可实现快速周转的装配式衬砌台车，利用液压系统、横移 机构以及行走机构实现同一台台车在多处洞室之间快速转移，从而兼顾多个洞室的衬砌施工，保证施工的流畅程度和安全性。
附图说明
图1为本发明的台车横截面图；
图2为本发明的台车纵截面图；
图3为本发明的横移机构结构图；
图4为本发明的基础门架转运图。
其中：1-门架总成、2-模板总成、3-液压系统、4-横移机构、5-行走机构、6-基础门架、7-装配式加高门架、8-顶部模板总成、9-边部模板总成、10-机械丝杆、11-顶模油缸、12-边模油缸、13-立柱、14-上纵梁、15-下纵梁、16-横梁、17-加高立柱、18-加高纵梁、19-加高横梁、20-支撑梁、21-基础顶部模板、22-加高顶部模板、23-基础边部模板、24-加高边部模板、25-上支撑梁、26-抬梁、27-顶纵梁、28-平移千斤顶、29-耳板、30-上转盘、31-下转盘、32-连接轴承、33-预留孔、34-配套螺栓、35-伺服电机、36-行走轮、37-轨道、38-中纵梁、A-洞室A、B-洞室B、C-洞室C。
具体实施方式
下面结合附图中的具体实施例对本发明做进一步的说明。
参阅附图，本发明的一种可实现快速周转的装配式衬砌台车，包括门架总成1、模板总成2、液压系统3、横移机构4以及行走机构5。门架总成包括基础门架6和装配式加高门架7，装配式加高门架7叠加连接于基础门架6上。模板总成2包括顶部模板总成8和边部模板总成9，顶部模板总成8和边部模板总成9通过铰接方式相连。门架总成1与模板总成2之间分别通过机械丝杆10、顶模油缸11和边模油缸12相连。液压系统3设置于中纵梁38底面与横移机构4顶面之间；行走机构5设置于横移机构4底部。通过装配式的门架总成和模板 总成能够在原地完成快速的拆卸和拼装，拼装和拆卸过程比传统台车更为简单，能够节省大量时间。
优选的，基础门架6包括四件立柱13、两件上纵梁14、两件下纵梁15和两件横梁16。装配置加高门架7包括两件四件加高立柱17、两件加高纵梁18、两件加高横梁19和一件支撑梁20。
优选的，顶部模板总成8包括基础顶部模板21和加高顶部模板22，边部模板总成9包括基础边部模板23和加高边部模板24；顶部模板总成8由上支撑梁25、抬梁26、顶纵梁27以及平移千斤顶28组成。顶部模板总成8和门架总成1通过设置在横梁16和顶纵梁27上的耳板29与平移千斤顶28连接。
优选的，横移机构4由上转盘30和下转盘31以及连接轴承32组成。上转盘30和下转盘31通过连接轴承32连接，上转盘30和下转盘31上设置有相同数量的预留孔33，配套螺栓34两端分别插接于预留孔33内。
优选的，行走机构5底部还设有伺服电机35和行走轮36，行走轮36底部设有轨道37。
以下是一种可实现快速周转的装配式衬砌台车的装配原理：
本发明台车可在相邻断面之间快速完成拼装和拆卸。装配原理分为两个阶段：第一个阶段是加高门架的装配式安装。加高门架是在地面完成组装，通过吊装叠加于基础门架之上，完成门架总成的装配。第二个阶段是顶部模板总成的装配式安装。顶部模板总成是同步在地面完成组装，再通过吊装叠加于门架总成之上，完成第二次装配。采用挖机或者在洞顶设置预埋吊点的方式进行吊装作业，根据吊装的能力将顶部模板总成拆分成若干个顶部模板总成单体，分部吊装至门架总成之后再完成一次简易的拼装即可。
本发明台车可在非相邻的断面之间完成快速转运，大量节省了台车需要先拆卸再转移至下一断面重新拼装的时间。本发明台车的拆卸过程与其拼装的过 程相反，首先将顶部模板总成吊起并卸载至地面，整体转运至下一个断面等待再次吊装。利用同样的操作将加高门架总成卸载至地面，整体转运至下一个断面等待再次吊装。需要根据下一个断面的尺寸情况来判断是否需要对顶部模板总成进行加宽，对边部模板总成进行加高，对加高门架总成进行局部零配件替换或者加固，对机械丝杆进行调整等。
以下是一种可实现快速周转的装配式衬砌台车的周转原理：
如果洞室A和洞室C为某地下工程的非相邻洞室，二者具有相似或者相同的断面尺寸，符合本发明台车的适用范围。两个洞室通过主干通道B连接，其空间关系如图4所示。当使用本发明台车做完洞室A的衬砌之后，需要将台车快速转移至洞室C进行衬砌施工。
a.如果洞室A和洞室C的断面尺寸相同，而洞室B的空间又足够让台车在不进行拆装的情况下进行转运，那只需按照3个步骤完成转运：
步骤1：将洞室A中的台车沿着轨道撤离至洞室B内。
步骤2：分别在每根台车下纵梁两端的底面放入墩柱等临时支撑结构，启动台车液压系统，让液压油缸收缩从而带动横移机构和行走系统脱离与轨道发生分离，此时台车的重量由临时支撑结构承担。拆掉横移机构中的配套螺栓，在横移机构中轴承的辅助下，90度转动下转盘及其连接的行走系统，再利用配套螺栓将横移机构固定。将轨道抽出并移至洞室B中重新摆放，以迎接行走轮的再次下放。再次启动台车液压系统，让液压油缸伸缩从而带动横移机构和行走系统脱离与钢轨再次接触，抽离临时支撑机构，此时台车的重量重新通过液压系统和行走系统施加给轨道。启动台车行走系统，让台车行走至洞室C的出口。此步骤的目的是让台车的上部结构保持方位不变的情况下，让其行走轮在洞室B中发生90度旋转，然后继续行走至与洞室C的交叉口。
步骤3：将台车移至洞室C的操作只需要重复步骤2的操作，将行走轮再次 旋转90度将其恢复原位，推进洞室C开始衬砌施工。
b.如果洞室A和洞室C的断面尺寸相似，或洞室B的空间不足以让台车在不进行拆装的情况下进行转运，那只需要将台车顶部模板总成、边部模板总成或者加高门架总成卸载下来，并转运至洞室C的吊点附近，完成必要的加高门架调整或者增加顶部和边部模板等准备工作。之后利用上述步骤1-3的操作将基础门架总成移动至洞室C的吊点附近，在洞室C内完成台车的装配式拼装。
以上的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (5)

  1. 一种可实现快速周转的装配式衬砌台车，其特征在于，包括门架总成(1)、模板总成(2)、液压系统(3)、横移机构(4)以及行走机构(5)；所述的门架总成包括基础门架(6)和装配式加高门架(7)；所述的装配式加高门架(7)叠加连接于基础门架(6)上；所述的模板总成(2)包括顶部模板总成(8)和边部模板总成(9)，所述的顶部模板总成(8)和边部模板总成(9)通过铰接方式相连；所述的门架总成(1)与模板总成(2)之间分别通过机械丝杆(10)、顶模油缸(11)和边模油缸(12)相连；所述的液压系统(3)设置于中纵梁(38)底面与横移机构(4)顶面之间；所述的行走机构(5)设置于横移机构(4)底部。
  2. 根据权利要求1所述的一种可实现快速周转的装配式衬砌台车，其特征在于，所述基础门架(6)包括四件立柱(13)、两件上纵梁(14)、两件下纵梁(15)和两件横梁(16)；所述的装配置加高门架(7)包括两件四件加高立柱(17)、两件加高纵梁(18)、两件加高横梁(19)和一件支撑梁(20)。
  3. 根据权利要求1所述的一种可实现快速周转的装配式衬砌台车，其特征在于，所述顶部模板总成(8)包括基础顶部模板(21)和加高顶部模板(22)；边部模板总成(9)包括基础边部模板(23)和加高边部模板(24)；所述顶部模板总成(8)由上支撑梁(25)、抬梁(26)、顶纵梁(27)以及平移千斤顶(28)组成；所述顶部模板总成(8)和门架总成(1)通过设置在横梁(16)和顶纵梁(27)上的耳板(29)与平移千斤顶(28)连接。
  4. 根据权利要求1所述的一种可实现快速周转的装配式衬砌台车，其特征在于，所述的横移机构(4)由上转盘(30)和下转盘(31)以及连接轴承(32)组成；所述的上转盘(30)和下转盘(31)通过连接轴承(32)连接；所述的上转盘(30)和下转盘(31)上设置有相同数量的预留孔(33)，配套螺栓(34)两端分别插接于预留孔(33)内。
  5. 根据权利要求1所述的一种可实现快速周转的装配式衬砌台车，其特征 在于，所述行走机构(5)底部还设有伺服电机(35)和行走轮(36)；所述的行走轮(36)底部设有轨道(37)。
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