隧道施工中防水板钢筋自动铺设台车的应用研究_陆波涌.pdf
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1、运输经理世界隧道与桥梁工程0引言在现代化进程的不断推进下,铁路和公路建设速度逐渐提升,隧道施工机械化建设程度也在持续提高,更多施工企业需要专用设备作为辅助以满足施工要求。在隧道施工过程中,为了保护劳务人员安全、降低人工成本、缓解劳动强度、提高铺设质量,需要设计集机械化、自动化、智能化、一体化于一身的防水板钢筋自动铺设台车,以满足隧道施工需求。1工程案例概况本 文 以 某 铁 路 施 工 段 为 例,该 施 工 段 新 建 隧 道34966m,由于该地区地势条件不佳,施工人员劳动效率比较低,工作量比较大,同时用工成本也比较高。以往防水板铺设都是使用人工操作的简易平台进行,劳动量大,安全风险高。因
2、此,在项目施工时需要使用机械化、自动化、智能化施工技术,为了配合该隧道防水板施工,工程技术人员专门设计了防水板钢筋自动铺设台车。2防水板钢筋自动铺设台车基本情况2.1 结构和原理防水板钢筋自动铺设台车包括门架总成、作业工作台、拱圈总成、行走系统、横移举升转向系统、钢筋定位和夹持装置、提升转动小车装置、平台伸缩装置、防水板服帖装置、电控和液压控制装置及其支架等部分1,具体如图 1 所示。门架总成是台车骨架结构,其材质为型钢,共 3榀,间距在 2m 左右,长度在 4m 左右,足够铺设防水板,为了能够使台车行走时保持平稳状态,需要安装足够间距的行走轮,其纵向和横向间距在 78m 之间。为了保证操作人
3、员作业安全并避免频繁攀爬、降低施工强度,设计了一个悬挂式作业工作台以便于操作。该工作台位于爬行小车悬臂轴上,受重力影响,工作台处于竖直状态中。拱圈总成中,拱圈是由钢板焊接形成 II 字形,外部焊接齿圈,即爬行小车运行轨道,其腹部是小车钩轮轨道,可以确保小车行走稳定,具有良好的平面稳定性。行走系统中,行走小车轮箱内安装了 4 个小轮,在拱圈凹槽内镶嵌小轮,可以控制小车顺着拱圈运行,使用电机带动和齿条啮合小齿轮就能够做到小车爬升行走。行走系统使用的是电磁制动电机,其直流圆盘制动器位于电机非轴伸端端盖部位,连通电源,制动器即可运行,电磁铁所产生的磁力在吸取衔铁的同时压缩弹簧,此时制动盘和衔铁端盖脱离
4、,推动小车自由行走。在电源彻底切断后磁力会消失,弹簧会推动吸盘将制动盘压紧,进而产生制动摩擦力,促使行走系统及时停止运行,构成了第一道安全制动防线。爬升机构上会安装气囊支架和防水板支架。图 1 台车结构示意图隧道施工中防水板钢筋自动铺设台车的应用研究陆波涌(甘肃路桥建设集团有限公司,甘肃 兰州 730000)摘 要:为了解决隧道施工过程中防水板施工效率低、铺设质量不高、劳动强度大等问题,针对隧道施工中防水板钢筋自动铺设台车应用展开研究,首先介绍工程案例概况,其次对自动铺设台车的基本情况进行分析,最后介绍其具体应用,以供参考。关键词:隧道施工;防水板钢筋;自动铺设台车;机械化中图分类号:U453
5、.6文献标识码:A119运输经理世界隧道与桥梁工程2.2 参数和规格该台车主要用于隧道铺设敷料以及横纵衬砌钢筋,其中横纵衬砌钢筋设置可以解决机械铺设二衬钢筋问题,可以同时铺设 2 根钢筋,大大节省了人力2。另外,新增了欠挖检测装置和压力检测自动伸缩装置,提高了该设备的机械化、自动化、智能化水平,确保防水板与隧道内壁完全贴合,同时防止防水板损坏,能够做到一次性铺设完好,提高了施工效率。该台车是一体机,其外形是根据双线高铁隧道断面图和相应的围岩等级断面尺寸进行设计的,次铺设防水板宽度为 4.8m,行驶速度为 6m/min,整机长度为 9m,设备总重低于 25t,动力条件为 AC380V/50Hz,
6、采用遥控器+触摸屏+手动按钮控制方式。该台车的防水板铺设速度不小于 3m/min,钢筋铺设速度不小于 2 根/次;可以适应双线隧道断面使用要求,采用橡胶轮行走机构,底部为横移机构,有 4个伸缩装置,由液压缸负责驱动并配置了防水板提升装置,其中轴心管从防水板中心孔部位穿过,之后利用防水板提升装置将穿过轴心管的防水板从地面提升到防水板压紧系统中的防水板轴心管安装部位,之后 随 着 滑 车 旋 转 系 统 促 使 防 水 板 顺 着 轨 道 进 行 移动3。爬行楼梯有扶手,滑车传动采用链轮链条传动,设置了双排带耳链条,在固定弧形轨道上进行焊接和栓接,钢材选用 Q235 材质,并在滑车上设置了制动电机
7、刹车装置,台车上配置伸缩作业台,使用人工进行驱动。3防水板钢筋自动铺设台车具体应用3.1 操作过程操作人员在操作该台车时,只需要按下 13kW 按钮即可控制台车行走,运行到挂设防水板下方。之后举升液压缸,将马镫落下,而在举升和平移液压缸的时候需要先将 5.5kW 油泵打开,运行后将操作杆扳动进行上下前后移动。台车在运行到指定地点之后支撑好液压缸,此时台车就位,之后启动 5.5kW 电机,按下正反转按钮,将爬行小车落至安装一侧4。在起升杆上绑扎土工布后带到平台上,推出二层平台,在土工布中间孔部位穿入 70#钢管,确保防水板和台车吊挂系统安装牢固。而防水板台车吊挂系统在启动后,滑车自动提高防水板一
8、端将防水板打开,顺着防水板台车外滑架行走到达台车一端,直到拉到另一端为止。防水板铺满台车外部骨架之后开启液压系统,此时防水板抬升到与拱顶初支面距离大约 50cm 部位,两边的边墙则顶推到与初支面距离大约 60cm 部位。作业平台焊接时,操作人员使用热熔焊枪焊接热熔垫圈和防水板,按照左侧边墙拱顶右侧边墙的流程焊接。焊接完成后进行充气检验,查看有无漏焊现象,及时补焊,保证其质量符合要求。安装完防水板之后,将焊接完成的钢筋从侧边插入紧固器内,紧固扳手,启动爬行小车连带钢筋共同上行,直到另一侧 之 后,将 钢 筋 放 置 在 托 架 上,每 层 托 架 放 置 45根,启动小液压缸油泵,使用遥控抬升直
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