台车部分一、什么是衬砌台车及其作用衬砌台车主要用于隧道、引水洞的二衬(二次衬砌)混凝土浇注,是一种为提高隧道衬砌表面光洁度和衬砌速度,并降低劳动强度而设计、制造的专用设备。
采用钢模台车浇筑功效比传统模板高30%,装模、脱模速度快2~3倍,所用的人力是过去的1/5。
二、台车的分类台车为非标产品,根据其主体结构可分为两种:穿行式和针梁式。
穿行式台车又分:边顶拱式、直墙变截面顶拱式和矩形带倒角式等。
其中边顶拱式最为常见(见上图)。
根据台车的制作工艺可以分为:简易衬砌台车、全液压自动行走衬砌台车和网架式衬砌台车。
目前应用最广泛的是全液压自动行走式台车。
穿行式台车广泛应用于公路、铁路隧道及地下洞室的修建工程领域。
其特点是,可以实现边开挖施工边衬砌,节约工期。
简易衬砌台车不设自动行走,采用外动力拖动,脱立模板全部为人工操作,劳动强度大。
该类衬砌台车一般用于短隧道施工,特别是对于平面和空间几何形状复杂、工序转换频繁、工艺要求严格的隧道砼衬砌施工,其优越性更明显。
如大连项目的偏洞图:上图中,所有断面尺寸相近,弧度大部分相同,角度相差也不大,且断面尺寸小,施工现路短。
此时可设计主体台车为简易台车,配小型增减块,满足多断面尺寸要求,节约成本。
全液压自动行走式台车具有自动行走,液压自动定位脱模,可实现上、下、左、右、前、后移动的特点。
通常应用于大断面、长距离隧道的衬砌。
如图:一般隧道断面宽度和高度大于6米时,我公司建议对方选择全液压自动行走式台车,节省时间、提供效率。
针梁式台车适用于引水洞、导流洞等为全圆或椭圆的地下洞室的砼衬砌施工。
其断面一般较小,直径在7米以内。
其外形如图:该类台车最大的特点是浇筑时施工车辆无法通过,中间针梁部分贯穿整个台车模板体,且针梁长度一般大于外模板长度两倍。
利用电动卷扬机实现针梁体和台车模板体的相对运动。
具体工作原理,请参见下述制作说明。
虽然以上分类繁多,但最常见的是边顶式台车和全圆针梁式台车,下面就这两种台车进行具体制作的分析。
三、边顶拱式台车的制作说明我公司设计台车为全液压、自动行走式。
台车模板总长分6米、7.5米、9米、10.5米、12米五种,外弧板设16~32个窗口,供灌注混凝土和观察用,工作窗尺寸为510mm*530mm。
台车整体由以下几部分组成:1、台车的顶模板和侧模板此模板是台车的最外围部分,直接决定了衬砌面的光洁度和质量,加工时需严格控制变形量,并防止错台问题。
顶模与侧模间采用铰耳连接,便于脱模。
2、台架部分台架部分与顶模连接,承受顶模压力,装有平移油缸,可实现模板整体左右平移,制作时分为立柱、横梁和上纵梁三个部分。
3、门架部分门架部分连接上纵梁和台车侧模,需要承受台车的自重和混泥土外力。
这个部分受压最大,长期循环易变形,所以尤其需保证其强度。
与行走机构连接,实现台车纵向行走。
制作时分为横梁、立柱、连接梁、下纵梁及斜拉杆五部分。
4、液压系统设计有上竖油缸4件,连接行走机构和4个门架边立柱,实现台车的上下运动,其行程为±20cm。
侧模油缸4件,连接侧模板和4连接个门架边立柱,方便侧模整体脱模,其行程为±15cm。
平移油缸2件,连接门架横梁和上纵梁,实现台车左右平移,其行程为±10cm。
5、行走机构设有主动行走2套,从动行走2套,用于实现台车的纵向行走运动。
行走速度约8.168m/min,配锥形转子三相异步电动机和摆线针轮减速机。
6、模板连接梁距离1米左右配一件,将6段侧模连接在一起,保持其纵向直线度,并通过支撑丝杆将侧向压力传递给门架。
7、千斤顶一般设有丝杆千斤、基础千斤和下竖千斤三种。
丝杆千斤连接门架立柱与模板连接梁,支撑侧模受力。
基础千斤连接在下纵梁上,另一端支撑在地面。
稳固台车下角受力。
下竖向千斤支撑于下纵梁下面,承受台车自重及顶模所受外力。
8、销轴、连接合、铰耳自制配件,用于组装时各部分的连接。
9、工作台部装方便工人组装台车用,分为工作台及楼梯,共做两套。
以上各部件的名称和重量都可以在台车总方案图中找到,建议参考附件中设计图纸辨认。
四、全圆针梁式台车的制作说明1、模板总成用于隧洞的成形,每组模板由顶模、左边模、右边模、底模四块组成。
加工时需严格控制变形量,并防止错台问题。
2、针梁总成针梁全长约为模板总长2倍,一般超过20米,整体型钢焊制,需保证其平直度。
承受台车自重和混凝土外力,是整个台车最核心的部分。
3、梁框总成梁框整体成一个门框式构架,下半部分做成横梁和立柱的形式与底模用螺栓联接,制作时分立柱、横梁、连接梁、斜拉杆四个部分。
在框架上、下部安装有行走轮系,每一个横梁上两个,共28个双轮缘轮组。
框架外侧对应位置焊有铰耳,用作安装丝杆千斤和侧模油缸,梁框通过各丝杆千斤和油缸与模板连接梁连接,承受衬砌层的压力。
4、水平和垂直对中调整机构前、后做两个油缸底座,每个底座上装两个上竖油缸,两油缸中间用横梁连成整体,横梁上装配水平油缸,使整个针梁实现左右水平移动。
另在针梁中间靠近模板位置安装两个下竖千斤底座,每个底座上装两个下竖千斤。
这四个底座与岩层直接接触,是针梁及整个台车的支点。
5、卷扬牵引机构电动卷扬机安装在针梁的后端,由摆线针轮减速器驱动双卷筒作同步旋转,两个卷筒之间用链条连接,电机功率7.5kw,行走速度3m/min,牵引力3.5t,滚筒钢丝绳两端固定在梁框两头。
钢模和针梁通过钢丝绳的牵引作相对运动z(即固定针梁移动钢模或固定钢模移动针梁)。
6、抗浮装置为了使钢模不在浮力作用下向上移动,在梁框两端安装2个抗浮架,每个抗浮架上设有两个斜向上的丝杆千斤和两个向侧面的丝杆千斤,这八个千斤丝杆直接与上面和两侧的岩层接触。
7、液压系统液压系统由2个顶模油缸、4个侧模油缸、4个竖向油缸和两套泵站组成。
液压系统由一台5.5Kw的电机作动力,工作压力20MPa,流量14.41/min,工作时溢流阀调定压力为14MPa,每个油缸均由单向节流阀控制速度。
8、电气系统控制箱有四路出线,一路供台车行走,一路供液压站运行,一路供砼振捣器用电、另一路供照明。
五、台车安装说明(一)、基础安装1、需要有一个大于台车面积的平整地面,把枕木和轨道铺设到台车需要的具体尺寸位置,台车走行钢轨采用43kg/m~75 kg/m重型钢轨,左、右轨道中心间距尺寸误差不大于±30mm;枕木采用16×40cm、长度为1m的方形木枕,间距不大于0.4m。
钢轨无明显硬弯,铺设时要求轨道高低平度控制在±10mm范围内,必要时垫平。
确定四个角的角度为90度。
把主动行走放在隧道口前面,从动行走放在靠隧道里头,并拉好四个行走的相互的对角尺寸。
2、安装好下纵梁,把台车门架先组装起来再吊上去安装,装好门架连接梁。
所有的连接螺栓全部紧固好,再装上下竖向千斤,顶在轨道上。
3、固定好上纵梁的所有位置,安装台架横梁和立柱后再挂顶模,挂完顶模,调试完错台后,锁紧全部螺栓再挂两边侧模。
挂完两边的侧模后,调试完错台,锁紧完螺栓,安装侧模连接梁,锁紧螺栓。
最后把油缸安装到位,接上油管,把侧模打开到台车设计的半径尺寸,再把所有的面板上的错台缝处理好,打磨成一个平面,全面试用一次液压系统是否正常。
(二)、立模1、将台车平移到立模位置,此时台车中心线与隧道中心线一致,其偏差应小于100mm;2、台车就位制动后,交替启动垂直油缸和侧向油缸,使模板立于设计要求位置;3、调整门架千斤顶和顶模支架千斤顶,防止门架纵梁和顶模支架纵梁变形;4、装好丝杆式千斤顶,并进行调节,使台车模板达到灌注状态;5、安装堵头板。
(三)、就位调整1、前后调整:通过台车走行机构来完成;2、左右横向调整:100mm以内用水平油缸调整,超过100mm需先调整轨道位置;3、模板高度调整:利用垂直油缸调整。
(四)、浇注混凝土浇注时先从台车最下排工作窗口进行,浇注至混凝土快平齐工作窗口时,关闭工作窗口,然后再从第二排工作窗口进行浇注。
依此类推,最后通过浇注口封顶。
在浇注过程中,混凝土最大下落高度不能超过2.5m,且要对称浇注,台车前、后混凝土高度差不超过0.6m,左、右混凝土高度差不超过0.5m。
(五)、拆模1、当衬砌混凝土达到拆模强度时,先拆堵头板;2、拆除丝杆式千斤顶;3、松开门架千斤顶和顶模支架千斤顶;4、同步收缩垂直油缸,使模板与衬砌全部脱离;5、交替启动垂直油缸与侧向油缸,使模板收拢到平移运行状态;6、清除模板表面粘结的混凝土,涂脱模剂(机械油)。
六、台车使用注意事项1、台车使用前要全面检查每一个部位的螺栓是否紧固到位,将台车固定好位置,并将所有的各种丝杆千斤顶紧,再封台车前后的封头板。
2、台车注浆从两侧交换打上去,交换高度不超过1.2米,接模处要顶好丝杆千斤,否则会出现错台,打上第三排窗子处后,才能使用注浆孔注浆,注浆孔注浆必须按设计要求注浆。
每一个注浆孔都要分部注浆,搅拌水泥要注意不要太干,水分要多一点,时间停止不能太长,防止注浆时打不走浆。
最后注浆不要超量,否则会造成注浆孔部位处的面板变形搅坏,要用经验好的专业操作人员来指挥,打完第一模,再加固一次所有螺栓,避免台车再次出现错台。
3、如果台车接模错台大,要检查是否把前面的丝杆顶得太多,后面接模处的丝杆是否没有顶到位,或是顶的力度不够。
4、液压站要保证所需要的位置,接头处要检查油封是否完好。
若油缸不动作,检查油路通不通,是否管道有堵住。
减速机齿轮箱要保持齿轮油的位置,链条要用油保护。
若所有设备不动作,要检查线路是否没接好,或是没电。
七、衬砌台车一般问题及解决办法1、台车安装前需做好哪些方面的准备工作?台车运抵工地后,为了更快更好的安装好台车,用户需准备好以下安装工作:(1)安装场地。
视台车的大小,需留出堆放、安装场地,一般20m x 20m;(2)枕木和钢轨。
枕木一般为160 x 400 x 1000mm,钢轨为43kg/m~75 kg/m级重轨,其规格根据台车重量选择;(3)起吊设备。
大部台车安装门架时,可利用工地现有的挖机或装载机直接安装,但安装上部台架及模板时,必须用16吨及以上的吊机配合安装;(4)安装人员8-12名,配合我公司的技术人员进行台车安装;(5)焊机、气割设备,处理台车运输过程中加固部件的连接件;(6)木板,一般要求厚5cm以上,用于搭架安装操作平台。
2、如何确定台车中线?台车在定位时,必须先确定台车中线。
确定中线的办法很简单,在顶部中心位置有一定位十字线,其交点即为我公司在制作台车就已定好的台车中线点,通过该点并引出重力垂线,即可找出台车中线。
3、顶升油缸设计在下面时,如何测量台车断面尺寸?当顶升油缸设计在下面时,由于两侧油缸妨碍测量工具直接测量,故不好测量台车最宽点等尺寸。
可在台车模板上引出一水平线,通过水平仪等工具,使其两侧位置高度一致,并焊接一杆件(如细螺纹钢等),再通过测量引出杆件,得出其断面宽度尺寸。