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隧道二衬台车设计探讨

发布时间:2021-09-30  点击量:
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隧道二衬台车(以下简称二衬台车)的研究与配套设计是对铁路隧道衬砌施工成套技术的交流与应用。从配套设施和优化设计的角度,解决现场施工过程中常见的人字坡、冷缝、固定不准确、模搭错台、操作人员操作不方便等实际问题。继续稳步拓展二衬台车市场。不断改进设计,提供符合现场实际工况要求的二衬台车。
针对隧道二衬拱墙混凝土表面人字坡、冷缝、局部不密实等常见缺陷,对其成因进行了调查。通过对二衬台车混凝土模具浇筑系统的设计和改进,跟踪现场工作情况,根据操作人员的操作需要,设计和改进如何实现逐窗模具浇筑功能,优化台车侧墙窗的层高纵向布置间距。逐窗入模结构设置与结构,以二衬台车长12m说明,顶部主平台纵中心线设置主料斗,主料斗呈倒梯形,上口宽800mm,下口宽600mm,高500mm,距二衬台车两端约3m,共设置2个。主料斗出料通过主溜槽4个,三通分流槽2个,分流串筒6个,溜槽22个,流入各层窗口。各级溜槽的安装应避开门架梁体等部件,其设计具有一定的坡度,槽形半圆形,槽深150-200mm,以满足混凝土的通过主料斗、主溜槽、分料斗流槽、分流串筒和窗溜槽的组合,手动操作相应的插板,将混凝土分流到各层各窗口,实现二衬侧墙混凝土的逐窗浇筑。
侧墙两衬逐窗分层浇筑前,对入模浇筑系统进行检查和清理,滑槽各处连接应稳定。二衬混凝土通过泵管进入主料斗,料斗,混凝土通过分料斗流槽流向分流串筒,通过操作相应的插板,通过窗户滑槽进入一层窗口;关闭分流串筒流向一级窗口的插板,使混凝土进入二层窗口模具;调整插板,使混凝土进入三层窗口模具;实现分层浇筑,逐窗插入振捣。混凝土浇筑应对称进行,左右两侧混凝土表面的水平高差不得超过0.5m,前后高差不得超过0.3m从各层窗口进入模具,应自下而上,对称分层,下落垂直高度不得超过2.0m。更换泵管,冲顶浇筑;每个模具使用后,逐个清洗各级流槽,待下一个模具使用。
与传统的输送泵管相比,逐窗分层浇筑技术避免了混凝土骨料的分离,克服了传统浇筑造成的混凝土离析和人字坡、冷缝的弊端;实现二衬混凝土质量的内外美;泵管可以一次连接,直到所有浇筑完成,减少了换管过程,只需要工人手动操作挡板;降低工人劳动强度,节省浇筑时间。
三层窗关闭后,将混凝土泵管连接到台车顶拱灌注口,进行衬砌顶拱浇筑。通过对二衬台车的补充设计,在二衬台车模板顶拱中心线位置,沿台车纵向设置灌浆孔,首次焊接安装灌浆阀套件,浇筑混凝土前安装预埋RPC灌浆管。混凝土浇筑后,应及时从预埋灌浆管处补浆,并考虑排气功能。
翰轩模具厂的隧道台车
以二衬台车长12m为例,纵向设置4个灌浆孔,孔径40mm;依次编号为1#、2#、3#和4#孔。1#孔距二衬封闭端60-100cm,4#孔距离开放端100-150cm,2#,3#孔基本分布在中间位置。固定法兰盘首次焊接在二衬台车顶直径40mm的孔处,固定法兰盘采用全周焊形式,防止漏浆或注浆时法兰脱落。模板外侧固定法兰连接螺栓,法兰厚度为10mm,选用M22*60mm普通螺栓,RPC管顶端管口切割十字口,深度为5mm,宽度为3mm。
通过模具注浆工艺,解决了二衬顶拱不密实的问题,保证了二衬厚度符合设计要求,避免了传统衬砌容易形成注浆液和衬砌两层皮的现象,使二衬结构的整体性符合要求。工艺性好,在二衬施工序间隙补浆,不占用二衬正常工序。
二衬台车长12米,窗口尺寸500*500,布局4-3-4-3,共28个。满足混凝土浇筑、振捣和观察,在台车整体结构中发挥着重要作用。其麻雀虽小,五脏俱全,满足翻转要求,关闭灵活,接缝错台误差要求与模板主接缝相同。在多年的窗口细部结构设计中,以压板调紧的形式延续至今,混凝土表面往超差,不能更好地满足现场需求。经研究,在此基础上设计窗口结构为插销定位形式,设置窗口外弧半径R,面板厚度δ(以宽2米板幅为例);窗扇周围弧肋间距5mm,肋宽100mm,弧肋两端各长出窗扇尺寸5mm限位;外环向板距窗口切边16mm;挡头纵板距窗口切边大于等于30mm(此尺寸应根据窗口外弧半径的变化进行适当调整);铰链座纵向角钢距窗口切边15mm;插销结构的销套正下方,环肋与面板焊段长50mm,焊高6mm。窗口定位销径28-35mm,如图所示,每个窗口4组;铰链铰链销直径18-22mm,每个窗口2组。从安装和使用的角度,从根本上解决了窗户错台的问题。
二衬钢端模采用合页组合模板设计,分为内外圈模板,环形由长度小于1m的小钢模组成,根据衬砌厚度减小50-100mm设计预留安装间隙,安装在台车开放端。内外圈模板之间预留环形止水带间隙,一般为20-30mm,用于固定止水带。内圈模板(面板侧)固定在钢端模板安装座上,外圈模板(非面板侧)采用铰耳与内圈模板连接。外侧用钢木结合模板封闭。
小组合模板从台车顶部中心开始,对称安装在两侧。安装时,小组合模板的下边缘与台车车一端,与面板外弧搭接30mm,与吊耳(自焊台车一端)螺栓连接。外部小块组合模板通过螺栓与内部模板铰接,用于固定埋地止水带。根据间隙大小配合木板条,采用组合小模板外角钢座限位木板条,确保端模板密封。
与其他形式的端模相比,合页组合模板设计可以准确定义止水带的位置,圆弧平滑。模板轻便,可直接人工安装拆卸,移动操作方便。外模限位设计可节省现场木板条钻孔工艺。经济实用,仅占二衬台车成本的3%。
二衬钢端模安装在台车开放端,封闭端与自衬混凝土表面搭接,一般搭接长度为100-200mm。二衬台车纵向总长度一般为12.1-12.2m,为硬接触搭接。搭接模具设计的初衷是将硬接触变为软接触,采用橡胶工作面设计,厚度8-10mm的钢板作为托盘,纵向0.5m,分模形式为同一衬台车钢模板,加肋间距约500mm,孔间距约250mm,环向配置,与二衬台车封闭端垂直面螺栓连接固定,首次安装调试到位,跟随二衬台车模板同时收集,支模。避免漏浆和顶坏混凝土。
操作平台的安全防护措施是二衬台车设计安全的有力保证。现有作业平台设计相对简单,多采用悬臂梁结构,现场密布钢筋焊接,安全可靠性差。本设计按照梯子和防护栏杆的机械设计手册进行,科学安全。主要增加顶部全覆盖平台、侧工作平台、端部对称固定钢斜梯和防护栏杆。顶部全覆盖平台,侧工作平台按模块化设计,工作面采用Q235B4mm花纹钢板,骨架采用100*63*8角钢,单块尺寸一般为800*4000mm,一般设计。门架上横梁表面铺设顶部全覆盖平台,栓接或销接形式。侧工作平台位于每个窗口的正下方,用螺栓与侧拱弧形模板法兰连接,与窗口下沿垂直距离1000mm,安全围栏高度1000mm,尺寸统一,放置方便,设置美观。确保操作人员方便行走、浇筑和振动。端部对称设置固定钢梯,坡度50度,踏步高210mm,踏步宽180mm;扶手高900mm,矩形管30*30*2.5,立村矩形管30*30*


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