盧海龍 高龍

摘 要：變截面鋼模板襯砌臺(tái)車在隧道復(fù)合式襯砌施工作業(yè)中有著較為顯著的優(yōu)勢(shì)，可以提升施工效率與質(zhì)量，具有操作便捷的特征。在一些較為復(fù)雜的施工作業(yè)中可以通用，其經(jīng)濟(jì)效益較為顯著。加強(qiáng)對(duì)變截面剛模板襯砌臺(tái)車的設(shè)計(jì)，加強(qiáng)研究與分析可以為施工作業(yè)開展奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：變截面鋼模板襯砌臺(tái)車；設(shè)計(jì)；分析

中圖分類號(hào)：TU713 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

變截面鋼模板襯砌臺(tái)車是一種在隧道施工作業(yè)中較為重要的機(jī)械設(shè)備，在施工作業(yè)中應(yīng)用較為廣泛。在隧道施工作業(yè)中，因?yàn)槠渲苓叺刭|(zhì)圍巖類型等因素的影響，導(dǎo)致隧道尺寸不同，而應(yīng)用變截面鋼模板襯砌臺(tái)車可以提升施工質(zhì)量，對(duì)此文章主要對(duì)變截面鋼模板襯砌臺(tái)車的設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的研究與分析。

1 變截面鋼模板襯砌臺(tái)車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

1.1 變截面鋼模板襯砌臺(tái)車

變截面鋼模板襯砌臺(tái)車主要就是通過(guò)頂模、門架系統(tǒng)、側(cè)模系統(tǒng)、平移機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、絲杠結(jié)構(gòu)以及電氣系統(tǒng)共同工作。其中頂模系統(tǒng)與側(cè)模系統(tǒng)之間通過(guò)銷軸進(jìn)行鏈接，其外形就是隧道襯砌形成的輪廓面，頂模系統(tǒng)中的鉸鏈主要的作用就是脫模處理，脫模之間的距離必須要保障其不小于150mm。鋼模臺(tái)車的側(cè)模板以及頂模板均是一體化的結(jié)構(gòu)，主要就是通過(guò)角鋼、槽鋼以及扁鋼等型鋼焊接形成的。在隧道截面出現(xiàn)變化的時(shí)候，其半徑與高會(huì)出現(xiàn)一定的變化，而臺(tái)車的側(cè)模板必須要逐漸的面向兩側(cè)移動(dòng)或者墊高處理。在整個(gè)作業(yè)中最為關(guān)鍵的就是對(duì)頂模板進(jìn)行調(diào)整，保障其與隧道的高度以及寬度的變化而變化，進(jìn)而保障隧道設(shè)計(jì)截面的弧頂?shù)囊恢滦浴?/p>

1.2 變截面隧道設(shè)計(jì)

隧道截面尺寸種類繁多，即便是在相同的凈跨之下，其型號(hào)類型也是不同的。在設(shè)計(jì)過(guò)程中將變截面鋼模板襯砌臺(tái)車可以設(shè)計(jì)為大、中、小3種不同的型號(hào)。

1.3 臺(tái)車變截面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案

1.3.1 頂模設(shè)計(jì)

在不同的截面隧道應(yīng)用過(guò)程中必須要進(jìn)行頂模設(shè)計(jì)，要設(shè)計(jì)不同的一體化的頂模，在應(yīng)用通過(guò)全部更換頂模的方式保障截面隧道有效應(yīng)用。

1.3.2 變截面加寬塊的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)過(guò)程中主要將頂模設(shè)計(jì)為兩塊用螺栓連接的狀態(tài)。在標(biāo)準(zhǔn)的截面施工作業(yè)過(guò)程中，無(wú)需在頂部添加任何加寬塊；而在變截面應(yīng)用狀態(tài)的時(shí)候要在頂模中部的連接位置進(jìn)行分開，保障其頂模與側(cè)模同時(shí)移動(dòng)到對(duì)應(yīng)的位置之中，然后將其需要的截面加寬塊在頂模中間位置進(jìn)行安裝，通過(guò)升降機(jī)構(gòu)升高到既定的高度位置。

1.3.3 旋轉(zhuǎn)頂模，加裝加寬塊

在變截面應(yīng)用的時(shí)候，必須要在頂模中間的連接位置將其分開處理，保障頂模與側(cè)模同時(shí)向外移動(dòng)到達(dá)對(duì)應(yīng)位置，然后再通過(guò)絲杠或者千斤頂將兩個(gè)板塊頂模圍繞鉸接銷軸，面向外旋轉(zhuǎn)到頂模端點(diǎn)，保障其與既定的設(shè)計(jì)輪廓線的特定點(diǎn)重合，再增加加寬塊。

2 變截面鋼模板襯砌臺(tái)車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

在進(jìn)行變截面鋼模板襯砌臺(tái)車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，其主要分為模板以及弧形拱架兩個(gè)部分，其中弧形拱架的作用就是為模板提供支撐力。

2.1 模板的設(shè)計(jì)

在進(jìn)行變截面鋼模板襯砌臺(tái)車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，模板單元之間主要就是通過(guò)螺栓進(jìn)行連接處理，同時(shí)模板單元可以基于弧形拱架的形狀變化而不斷變化?；阡摻Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原理，在進(jìn)行變截面鋼模板襯砌臺(tái)車結(jié)構(gòu)的模板單元設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要就是通過(guò)面板、長(zhǎng)扁鋼、短扁鋼焊接幾點(diǎn)構(gòu)成。其中面板的厚度為5mm；寬度為1500mm，長(zhǎng)度為1000mm左右；短扁鋼的縱向間距數(shù)值為300 mm，呈現(xiàn)橫向成間隔的排列模式；而長(zhǎng)扁鋼間距數(shù)值為100 mm；其上下兩端，焊小鋼板，留4mm間隙，這樣可以為面板運(yùn)動(dòng)提供基礎(chǔ)保障。

2.2 弧形拱架的設(shè)計(jì)

弧形拱架的外輪廓圓弧是通過(guò)多個(gè)小圓弧共同組成的，這些小圓弧主要對(duì)模板起到支撐的作用。同時(shí)可以基于截面隧道的變化進(jìn)行小圓弧數(shù)量以及對(duì)應(yīng)位置的調(diào)節(jié)處理。在設(shè)計(jì)中小圓弧可以通過(guò)固定三角形以及可調(diào)單元塊方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。

其中固定三角形法，就是將臨近的兩個(gè)三角塊利用側(cè)面的鉸鏈進(jìn)行鏈接，三角形塊的下段主要就是通過(guò)絲杠進(jìn)行鏈接，對(duì)絲杠進(jìn)行調(diào)整可以保障其距離之間的變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)臨近的兩個(gè)三角形塊的轉(zhuǎn)動(dòng)。例如，在1/4拱中，為了滿足截面鋼模型臺(tái)車的不同需求，可以將1、2、3三個(gè)三角形模塊作為一個(gè)整體，其中一個(gè)三角形與側(cè)模板通過(guò)螺栓進(jìn)行鏈接，可以隨著截面的變化而出現(xiàn)變化，這樣就會(huì)增加整個(gè)襯砌的精度。而三角形4則利用鉸鏈進(jìn)行固定。

而可調(diào)單元塊法，就是通過(guò)對(duì)臨近的兩個(gè)單元塊下段進(jìn)行鏈接，與轉(zhuǎn)動(dòng)原理以及固定三角形法較為相似，但是在可調(diào)單元塊法中單元塊的上端主要就是通過(guò)絲杠替代鉸鏈，自動(dòng)的調(diào)節(jié)絲杠的伸縮長(zhǎng)度。在變弧的時(shí)候，可以通過(guò)直接調(diào)整單元塊上端絲杠長(zhǎng)度，就可以滿足隧道截面不同的需求。

2.3 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

臺(tái)車液壓系統(tǒng)就是通過(guò)泵站、液壓缸以及管道幾個(gè)系統(tǒng)共同構(gòu)成，其主要的就是隧道襯砌臺(tái)車立模脫模的基礎(chǔ)動(dòng)力源，也是襯砌臺(tái)車機(jī)械化施工作業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備。在液壓泵中，主要就是通過(guò)下置臥式結(jié)構(gòu)裝置泵與電機(jī)，通過(guò)手動(dòng)的多路閥門對(duì)液壓缸的動(dòng)作進(jìn)行控制，而液壓缸主要包括了4個(gè)升降主油缸、4個(gè)側(cè)撐油缸、兩個(gè)平移油缸，分別通過(guò)兩個(gè)方向調(diào)整油缸共同完成，主要就是對(duì)臺(tái)車模板的垂直升降、側(cè)向伸縮以及水平移動(dòng)對(duì)模板位置進(jìn)行調(diào)整與控制。

因?yàn)辇X輪泵的外形尺寸相對(duì)較小、對(duì)于液壓油污染缺乏敏感性且工作穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中可以應(yīng)用?？梢栽?個(gè)主油缸中進(jìn)行串接液壓鎖的設(shè)計(jì)，這樣可以有效地避免主油缸出現(xiàn)液壓滲漏導(dǎo)致的臺(tái)車位置偏離等等，也可以保障主油缸可以在任意位置隨時(shí)停止。同時(shí)在4個(gè)主油缸中的控制閥中位機(jī)能可以設(shè)計(jì)為“Y”型；這樣可以保障在中位狀況的時(shí)候，兩個(gè)油口可以直接與油箱進(jìn)行連接，液控單向閥可以立即關(guān)閉，停止活塞運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)主油缸的穩(wěn)定定位。而為了滿足臺(tái)車立模模板位置的不同需求，為操作提供保障可以通過(guò)十聯(lián)閥的方式進(jìn)行手動(dòng)操縱閥的設(shè)計(jì)，其中每一個(gè)聯(lián)閥分別控制一個(gè)液壓缸。

結(jié)語(yǔ)

在對(duì)變截面鋼模板襯砌臺(tái)車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，將頂模板設(shè)計(jì)成可以變形的模板以及弧形拱架兩個(gè)部分，這樣在施工過(guò)程中在同等的施工環(huán)境以及條件下其施工效率更高，成本也相對(duì)較低，誤差相對(duì)較小，應(yīng)用的范圍則更為廣泛。而通過(guò)模板單元以及三角形塊進(jìn)行變截面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以提升變截面結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化，提升其應(yīng)用范圍，效果更為顯著。在進(jìn)行弧形拱架設(shè)計(jì)時(shí)通過(guò)固定三角形方式進(jìn)行變截面設(shè)計(jì)會(huì)在一定程度上增加勞動(dòng)的強(qiáng)度，但是其二次襯砌精準(zhǔn)度相對(duì)較高；而通過(guò)可調(diào)單元塊法進(jìn)行截面設(shè)計(jì)過(guò)程中，只要基于一定的要求進(jìn)行單元塊長(zhǎng)短絲杠長(zhǎng)度的調(diào)整就可以滿足隧道截面的實(shí)際需求，無(wú)需直接拆卸單元塊，可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度，整體的襯砌精度相對(duì)較低。

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