跨步式模板臺車技術應用

楊連剛

(中鐵十四局集團隧道工程有限公司，山東濟南250002)

某隧道明挖基坑全長為5 500 m，最深處達24 m。隧道主體結構混凝土施工順序為:底板、側墻，最后為拱部。側墻施工完畢，必須在側墻上設置臨時鋼支撐后才能施工拱部混凝土。由于工程性質的特殊性決定了本工程的質量要求高、施工期限緊、施工工藝復雜、技術難度大。為能夠節(jié)約成本并滿足工程建設的需要，施工中采用了自行研制的適合本工程的跨步模板臺車。

1 模板臺車結構

1.1 臺車組成

臺車一般由模板總成、托架總成、平移機構、門架總成、主從行走機構、側向液壓油缸、側向支承千斤、托架支承千斤、門架支承千斤等組成。

1.1.1 模板總成

模板由兩塊頂模、兩塊邊模成橫斷面，頂模與頂模之間通過螺栓聯(lián)成整體，邊模與頂模通過鉸耳軸聯(lián)接。每節(jié)模板一般做成15 m寬，由多節(jié)組合而成，本臺車縱向由8節(jié)1.5 m組合成12 m襯砌長度，模板之間皆由螺栓聯(lián)接。模板上開有呈品字型排列的工作窗，頂部安裝有與輸送泵接口的注漿裝置。模板板厚一般為8 mm，各加強筋采用角鋼，間距250 mm。由于模板受力較大，為保證模板的強度及局部不致變形，在15 m寬的模板中部增加了加強弧形拱板。

1.1.2 托架總成

托架主要承受澆鑄時上部混凝土及模板的自重，它上承模板，下部通過液壓油缸和支承千斤傳力于門架。托架由二根縱梁、一根輔助縱梁、兩根邊橫梁、多根中橫梁及立柱組成。

1.1.3 主從行走機構

一臺液壓臺車，平移機構前后各一套，它支承在門架邊橫梁上。平移小車上的液壓油缸(GE 160/90－300)上與托架縱梁相連，通過油缸的收縮來調整模板的豎向定位及脫模，其調整行程為200 mm;水平方向上的油缸(GE 100/63－250)用來調整模板的襯砌中心與隧道中心是否對中，左右可調行程為125 mm。

1.1.4 門架

門架是整個臺車的主要承重構件，它由橫梁、立柱及縱梁通過螺栓聯(lián)接而成，各橫梁及立柱間通過聯(lián)接梁及斜拉桿聯(lián)接。整個門架保證有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。液壓臺車的主要結構件由鋼板焊接。門架橫梁及立柱由鋼板焊接成工字形截面;縱梁采用箱形截面;由于門架高度較高，為保證整個門架的強度、剛度和穩(wěn)定性，在門架橫梁與立柱之間增加了加強橫梁和輔助斜支撐。

1.1.5 側向液壓油缸

側向液壓油缸主要是為模板脫模，同時起著支承模板的作用，側向油缸(GE 100/63－250)，其調整行程為200 mm，根據(jù)襯砌長度12 m選用6個油缸。

1.1.6 其它各部件的作用

安裝在門架上的螺旋千斤用來支承、調節(jié)模板位置，承受灌注混凝土時產生的壓力。托架支承千斤它主要為改善澆注混凝土時托架縱梁的受力條件，保證托架的可靠和穩(wěn)定。門架支承千斤它聯(lián)接在門架縱梁下面，臺車工作時，它頂在軌道面上，承受臺車和混凝土的重量，改善門架縱梁的受力條件，保證臺車工作時門架的穩(wěn)定。

1.2 機、液、電系統(tǒng)

1.2.1 機械系統(tǒng)

臺車行走采用四套機械傳動裝置，通過一級齒輪減速器和兩級鏈條減速后驅動臺車行走。為實現(xiàn)每組兩套驅動裝置同步，采用兩臺電機同時起動;為滿足工況要求，電機可進行正、反轉運行。

1.2.2 液壓系統(tǒng)

臺車液壓系統(tǒng)采用三位四通手動換向閥進行換向來實現(xiàn)油缸的伸縮。左右側向油缸各采用一個換向閥控制兩側水平油缸的動作;四個豎向油缸各用一個換向閥控制其動作;兩個小車平移油缸各用一個換向閥操作;利用雙向液控單向閥對四個豎向油缸進行鎖閉，保證模板不致下降，采用單向節(jié)流閥調節(jié)油缸的運動速度。當換向閥處于中位時，系統(tǒng)卸荷，防止系統(tǒng)發(fā)熱;直回式回油濾清器和集成閥塊簡化了系統(tǒng)管路。

1.2.3 電氣系統(tǒng)

電氣系統(tǒng)主要對油泵電機的起停及行走電機的正反向運行進行控制。行走電機設有正反轉控制及過載保護。

2 臺車安裝

臺車的安裝分洞內及洞外安裝。洞內安裝必須在洞壁上先固定好起吊錨桿，利用手拉葫蘆起吊臺車部件;洞外安裝則通過汽車液壓起重機起吊部件，將臺車安裝好后，起動行走機構將臺車開進洞內。在保證安全的前提下，遵循以下安裝步驟。

(1)確定安裝的基準:按總圖要求，檢查地面是否平整，是否達到設計安裝的基準要求;如有坡度(一般為2%)，檢查坡度是否滿足設計要求。

(2)鋪設軌道:軌道選用P43 kg/m型鋼軌，高度為140 mm，分上部軌道和下部軌道。上部軌道支承在預埋的牛腿鋼支座上。下部軌道支承在［20槽鋼上。軌道必須固定;軌道中心距必須達到設計要求，誤差不得大于10 mm;軌道高程和軌道中心與隧道中心誤差均不得大于20 mm。

(3)門架的安裝:安裝門架時，橫梁與立柱、立柱與門架縱梁及各聯(lián)接梁和斜拉桿的聯(lián)接必須牢固，各固定螺栓必須擰緊;行走輪中心應與軌道中心重合，誤差不得大于5 mm;整個門架安裝好后，找準兩根縱梁的中心線，其對角線長度誤差不得大于20 mm。

(4)平移小車到位:兩套平移小車支承在門架兩根邊橫梁上，調節(jié)油缸應調節(jié)在行程中位。

(5)安裝托架總成:先安裝托架縱梁，兩根縱梁支承在平移小車上的液壓油缸上，一根支撐在螺旋千斤上。然后，依次安裝邊橫梁、中橫梁、邊立柱、中立柱及各支承螺旋千斤，注意縱梁中心線應與門架中心線平行。兩根縱梁中心線的對角線長度誤差不得大于20 mm。

(6)安裝模板總成:模板的安裝應先頂模，將全部頂模安裝到位后，再掛左、右邊模，接著安裝千斤聯(lián)接梁及各側向支承千斤。

臺車安裝完畢后，全面檢查各部位螺栓聯(lián)接是否有松動;各聯(lián)結銷子是否轉動靈活;各螺旋千斤伸縮是否達到設計要求;有關液壓件及管道是否有滲漏;電氣接線是否安全絕緣等，并檢測臺車各重要尺寸是否達到設計要求。

3 結束語

現(xiàn)場使用表明，跨步式模板臺車與傳統(tǒng)模板臺車相比，優(yōu)越性具體表現(xiàn)在以下幾方面。

(1)安全性:由于臺車上部下部為一整體，安全性好，臺車在底板軌道上行走，安全易于控制。

(2)工序循環(huán)效率:臺車設計有跨步行走系統(tǒng)，在有臨時支撐的情況下跨過鋼支撐，實現(xiàn)臺車整體式前進，行走速度8 m/min，平均5天/模，效率最高。

(3)經濟實用性:跨步自行式臺車基本不需要其它輔助措施，在同樣混凝土單價的情況下，可以最大限度節(jié)省工費及其它額外費用，并能最大限度節(jié)約工期。

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