跨步式模板台车技术应用

杨连刚

(中铁十四局集团隧道工程有限公司，山东济南250002)

某隧道明挖基坑全长为5 500 m，最深处达24 m。隧道主体结构混凝土施工顺序为:底板、侧墙，最后为拱部。侧墙施工完毕，必须在侧墙上设置临时钢支撑后才能施工拱部混凝土。由于工程性质的特殊性决定了本工程的质量要求高、施工期限紧、施工工艺复杂、技术难度大。为能够节约成本并满足工程建设的需要，施工中采用了自行研制的适合本工程的跨步模板台车。

1 模板台车结构

1.1 台车组成

台车一般由模板总成、托架总成、平移机构、门架总成、主从行走机构、侧向液压油缸、侧向支承千斤、托架支承千斤、门架支承千斤等组成。

1.1.1 模板总成

模板由两块顶模、两块边模成横断面，顶模与顶模之间通过螺栓联成整体，边模与顶模通过铰耳轴联接。每节模板一般做成15 m宽，由多节组合而成，本台车纵向由8节1.5 m组合成12 m衬砌长度，模板之间皆由螺栓联接。模板上开有呈品字型排列的工作窗，顶部安装有与输送泵接口的注浆装置。模板板厚一般为8 mm，各加强筋采用角钢，间距250 mm。由于模板受力较大，为保证模板的强度及局部不致变形，在15 m宽的模板中部增加了加强弧形拱板。

1.1.2 托架总成

托架主要承受浇铸时上部混凝土及模板的自重，它上承模板，下部通过液压油缸和支承千斤传力于门架。托架由二根纵梁、一根辅助纵梁、两根边横梁、多根中横梁及立柱组成。

1.1.3 主从行走机构

一台液压台车，平移机构前后各一套，它支承在门架边横梁上。平移小车上的液压油缸(GE 160/90－300)上与托架纵梁相连，通过油缸的收缩来调整模板的竖向定位及脱模，其调整行程为200 mm;水平方向上的油缸(GE 100/63－250)用来调整模板的衬砌中心与隧道中心是否对中，左右可调行程为125 mm。

1.1.4 门架

门架是整个台车的主要承重构件，它由横梁、立柱及纵梁通过螺栓联接而成，各横梁及立柱间通过联接梁及斜拉杆联接。整个门架保证有足够的强度、刚度和稳定性。液压台车的主要结构件由钢板焊接。门架横梁及立柱由钢板焊接成工字形截面;纵梁采用箱形截面;由于门架高度较高，为保证整个门架的强度、刚度和稳定性，在门架横梁与立柱之间增加了加强横梁和辅助斜支撑。

1.1.5 侧向液压油缸

侧向液压油缸主要是为模板脱模，同时起着支承模板的作用，侧向油缸(GE 100/63－250)，其调整行程为200 mm，根据衬砌长度12 m选用6个油缸。

1.1.6 其它各部件的作用

安装在门架上的螺旋千斤用来支承、调节模板位置，承受灌注混凝土时产生的压力。托架支承千斤它主要为改善浇注混凝土时托架纵梁的受力条件，保证托架的可靠和稳定。门架支承千斤它联接在门架纵梁下面，台车工作时，它顶在轨道面上，承受台车和混凝土的重量，改善门架纵梁的受力条件，保证台车工作时门架的稳定。

1.2 机、液、电系统

1.2.1 机械系统

台车行走采用四套机械传动装置，通过一级齿轮减速器和两级链条减速后驱动台车行走。为实现每组两套驱动装置同步，采用两台电机同时起动;为满足工况要求，电机可进行正、反转运行。

1.2.2 液压系统

台车液压系统采用三位四通手动换向阀进行换向来实现油缸的伸缩。左右侧向油缸各采用一个换向阀控制两侧水平油缸的动作;四个竖向油缸各用一个换向阀控制其动作;两个小车平移油缸各用一个换向阀操作;利用双向液控单向阀对四个竖向油缸进行锁闭，保证模板不致下降，采用单向节流阀调节油缸的运动速度。当换向阀处于中位时，系统卸荷，防止系统发热;直回式回油滤清器和集成阀块简化了系统管路。

1.2.3 电气系统

电气系统主要对油泵电机的起停及行走电机的正反向运行进行控制。行走电机设有正反转控制及过载保护。

2 台车安装

台车的安装分洞内及洞外安装。洞内安装必须在洞壁上先固定好起吊锚杆，利用手拉葫芦起吊台车部件;洞外安装则通过汽车液压起重机起吊部件，将台车安装好后，起动行走机构将台车开进洞内。在保证安全的前提下，遵循以下安装步骤。

(1)确定安装的基准:按总图要求，检查地面是否平整，是否达到设计安装的基准要求;如有坡度(一般为2%)，检查坡度是否满足设计要求。

(2)铺设轨道:轨道选用P43 kg/m型钢轨，高度为140 mm，分上部轨道和下部轨道。上部轨道支承在预埋的牛腿钢支座上。下部轨道支承在［20槽钢上。轨道必须固定;轨道中心距必须达到设计要求，误差不得大于10 mm;轨道高程和轨道中心与隧道中心误差均不得大于20 mm。

(3)门架的安装:安装门架时，横梁与立柱、立柱与门架纵梁及各联接梁和斜拉杆的联接必须牢固，各固定螺栓必须拧紧;行走轮中心应与轨道中心重合，误差不得大于5 mm;整个门架安装好后，找准两根纵梁的中心线，其对角线长度误差不得大于20 mm。

(4)平移小车到位:两套平移小车支承在门架两根边横梁上，调节油缸应调节在行程中位。

(5)安装托架总成:先安装托架纵梁，两根纵梁支承在平移小车上的液压油缸上，一根支撑在螺旋千斤上。然后，依次安装边横梁、中横梁、边立柱、中立柱及各支承螺旋千斤，注意纵梁中心线应与门架中心线平行。两根纵梁中心线的对角线长度误差不得大于20 mm。

(6)安装模板总成:模板的安装应先顶模，将全部顶模安装到位后，再挂左、右边模，接着安装千斤联接梁及各侧向支承千斤。

台车安装完毕后，全面检查各部位螺栓联接是否有松动;各联结销子是否转动灵活;各螺旋千斤伸缩是否达到设计要求;有关液压件及管道是否有渗漏;电气接线是否安全绝缘等，并检测台车各重要尺寸是否达到设计要求。

3 结束语

现场使用表明，跨步式模板台车与传统模板台车相比，优越性具体表现在以下几方面。

(1)安全性:由于台车上部下部为一整体，安全性好，台车在底板轨道上行走，安全易于控制。

(2)工序循环效率:台车设计有跨步行走系统，在有临时支撑的情况下跨过钢支撑，实现台车整体式前进，行走速度8 m/min，平均5天/模，效率最高。

(3)经济实用性:跨步自行式台车基本不需要其它辅助措施，在同样混凝土单价的情况下，可以最大限度节省工费及其它额外费用，并能最大限度节约工期。

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