一种隧道衬砌钢筋台车及衬砌钢筋绑扎施工方法

技术领域

本发明涉及隧道建设技术领域，尤其涉及一种隧道衬砌钢筋台车及衬砌钢筋绑扎施工方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，而不必然地构成在先技术。

在轨道交通系统建设过程中，隧道工程不仅量大，而且难度高。最常见的挖掘隧道的方法包括矿山法和明挖法等。要形成稳固的拱形隧道，仅仅浇筑混凝土是无法满足要求的。因此，在浇筑混凝土之前，需要在隧道衬砌的设计位置扎好网状布置的钢筋。

在有的建设项目中，是在搭建好浇筑衬砌的钢模台车后先在钢模台车上进行编架，编架完成后再浇筑混凝土，待混凝土强度达标后拆除钢模进入下一工位。然而，发明人意识到这类实施方式具有以下缺点。

1、无法准确定位，无法流水作业：须在上一板衬砌达到拆模条件后，才能拆除模板再进行下一板的施工，模板周转速度慢，模板利用率低，降低了工作效率，施工速度慢，钢筋工易存在窝工现象；

2、施工安全性差：浇筑衬砌的钢模台车表面光滑，在其上进行钢筋绑扎作业时易滑倒，施工操作比较危险。

发明内容

本发明针对上述存在的问题，提供一种隧道衬砌钢筋台车及衬砌钢筋绑扎施工方法。通过采用该隧道衬砌钢筋台车能够实现衬砌钢筋绑扎和衬砌混凝土浇筑的流水施工，提高模板周转效率，大幅提高生产效率。

本发明公开了一种隧道衬砌钢筋台车，其特征在于：

包括门架系统、顶部定位系统和侧部施工平台；

所述顶部定位系统设在所述门架系统顶部，其包括顶部伸缩支架以及通过所述顶部伸缩支架实现升降的顶部弧形板；

所述侧部施工平台设在所述门架系统侧部，其包括与所述门架系统侧部铰接并可上下翻转的脚踏板。

进一步地，所述顶部伸缩支架包括液压装置，以及下部支撑在所述液压装置上且上部顶靠在所述顶部弧形板内表面上的梁架。

进一步地，所述门架系统侧部还设有与所述顶部定位系统具有相同或相似结构的侧部定位系统。

进一步地，所述门架系统包括两立柱及架设在所述立柱上的若干横梁，所述立柱与横梁间设有斜撑，所述横梁间设有竖梁。

进一步地，所述脚踏板通过电葫芦实现翻转。

进一步地，所述隧道衬砌钢筋台车还包括设在所述门架系统底部的行走机构，包括走行轮系、减速箱和电机。

进一步地，所述隧道衬砌钢筋台车还包括设在纵向两端的人梯以及设在所述顶部弧形板顶部的临时平台。

基于上述任一种隧道衬砌钢筋台车，本发明还公开了一种隧道衬砌钢筋绑扎施工方法，其特征在于，采用上述任一种隧道衬砌钢筋台车，包括以下步骤：

步骤S1、安装隧道衬砌钢筋台车；

步骤S2、操纵隧道衬砌钢筋台车行走，并在当前施工工位就位；

步骤S3、侧部施工平台展开到位，进行侧部钢筋绑扎；顶部定位系统顶升到位，进行顶部钢筋绑扎；

步骤S4、缩回侧部施工平台和顶部定位系统；

步骤S5、循环步骤S2-S4，隧道衬砌钢筋台车行走至下一工位，继续进行钢筋绑扎施工。

进一步地，采用包括侧部定位系统的隧道衬砌钢筋台车，将所述侧部定位系统在步骤S3中伸展到位并在步骤S4中缩回。

进一步地，待隧道衬砌钢筋台车行走至下一工位后，采用浇筑衬砌的钢模台车浇筑衬砌混凝土。

通过综合采用上述技术方案，本发明能够取得如下有益效果：

1、能够在衬砌混凝土浇筑前，实现衬砌钢筋的精准定位和预编成型，提高50％作业效率；

2、具有成本低廉，整体结构安全可靠，可临时存放钢筋，人员操作方便，起吊、堆放、绑扎钢筋速度快，定位精度高，生产效率高等优点；

3、适用于铁路、公路、市政等明挖隧道施工，且可适用多种断面类型的弧形钢筋绑扎。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是一些实施例中隧道衬砌钢筋台车的主视图；

图2是一些实施例中隧道衬砌钢筋台车的侧视图。

附图标记说明：

11-纵梁，12-立柱，13-横梁，14-竖梁，15-斜撑，16-人梯，21-顶部伸缩支架，22-顶部弧形板，31-侧部伸缩支架，32-侧部弧形板，4-脚踏板，51-电机，52-减速箱，53-走行轮系。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在明挖隧道二衬施工时，通常只采用内、外钢模台车进行钢筋和混凝土作业，其中钢筋绑扎是施工人员在钢模台车上完成的，该种施工方法具有以下缺点：绑扎钢筋时无法准确定位，导致施工速度慢；需借助钢模台车，一方面是影响混凝土浇筑施工进度，另一方面是下一工位的钢筋绑扎需在当前工位混凝土强度达标后再进行，严重影响整体施工效率。参见图1-2，本发明公开了一种隧道衬砌钢筋台车，包括门架系统、顶部定位系统和侧部施工平台。采用上述隧道衬砌钢筋台车，能够将钢筋绑扎施工和混凝土浇筑施工分开，实现流水化作业，提高整体生产效率。

在一些实施例中，门架系统包括纵梁11、立柱12和横梁13，横梁13架设在两立柱12上形成门字型框架，该门字型框架立设在纵梁11上；而且，立柱12与横梁13间设有斜撑15，横梁13与横梁13间设有竖梁14，能够形成一个稳定的框架结构支撑体系，承受衬砌断面上的钢筋重量及其他施工荷载。

在一些实施例中，顶部定位系统设在门架系统顶部，其包括顶部伸缩支架21以及通过顶部伸缩支架21实现升降的顶部弧形板22。在至少一个实施例中，顶部伸缩支架21包括液压装置和梁架，梁架下部支撑在液压装置上，梁架上部顶靠在顶部弧形板22内表面上。其中，液压装置可以是液压油缸等动力设备，顶部弧形板22的弯曲形状与隧道衬砌钢筋的设计相匹配。通过液压油缸顶升梁架和顶部弧形板22，能够承受钢筋重量，固定钢筋绑扎位置。在至少一个实施例中，梁架的形状可调节，顶部弧形板22具有一定的柔性，能够通过调节梁架的形状进而改变顶部弧形板22的弯曲形状，以使顶部定位系统能够适应多种断面结构的隧道施工。

在一些实施例中，门架系统侧部还设有与顶部定位系统具有相同或相似结构的侧部定位系统。在至少一个实施例中，侧部定位系统具有侧部伸缩支架31和侧部弧形板33，安装角度朝向隧道侧部，且各零部件也做了适应性调整。顶部定位系统和侧部定位系统的弧形板能够组合成一个整体，与隧道二衬整体断面相适配，以用于钢筋绑扎。

在一些实施例中，侧部施工平台设在门架系统侧部，侧部施工平台包括与门架系统侧部铰接并可上下翻转的脚踏板4。在至少一个实施例中，脚踏板4通过电葫芦实现翻转。为提高脚踏板4的结构稳定性，在至少一个实施例中，脚踏板4下方设有可拆卸地安装在门架系统侧部的踏板斜撑。

在一些实施例中，隧道衬砌钢筋台车还包括一些附属设施，如人梯16、临时平台和其他安全设施等。其中，人梯16可设在隧道衬砌钢筋台车的纵向(即隧道纵向)两端，方便施工人员上下行走；临时平台可设在顶部弧形板22顶部并可为可拆卸式，以用于临时放置钢筋等材料或工具。

在一些实施例中，隧道衬砌钢筋台车还包括设在门架系统底部的行走机构，行走机构具体包括走行轮系53、减速箱52和电机51等。行走机构与门架系统相连成整体，力最终传递到地面上铺设的钢轨上。行走活动通过电机51带动减速箱52和走行轮系53，进而可在轨道上纵向行走。在至少一个实施例中，门架系统底部设有支承千斤，用于在隧道衬砌钢筋台车就位后将其支承起来并脱离钢轨，以防隧道衬砌钢筋台车走位。

基于上述任一种隧道衬砌钢筋台车，本发明还公开了一种隧道衬砌钢筋绑扎施工方法，其特征在于，采用上述任一种隧道衬砌钢筋台车，包括以下步骤：

步骤S1、安装隧道衬砌钢筋台车；

步骤S2、操纵隧道衬砌钢筋台车行走，并在当前施工工位就位；

步骤S3、侧部施工平台展开到位，进行侧部钢筋绑扎；顶部定位系统顶升到位，进行顶部钢筋绑扎；

步骤S4、缩回侧部施工平台和顶部定位系统；

步骤S5、循环步骤S2-S4，隧道衬砌钢筋台车行走至下一工位，继续进行钢筋绑扎施工。

在一些实施例中，采用的隧道衬砌钢筋台车包括侧部定位系统，可将侧部定位系统在步骤S3中伸展到位并在步骤S4中缩回。需要注意的是，本发明中不对顶部定位系统、侧部定位系统和侧部施工平台的伸展顺序作限定，可根据现场实际进行灵活调整。

在一些实施例中，待隧道衬砌钢筋台车行走至下一工位后，采用浇筑衬砌的钢模台车浇筑衬砌混凝土。

现结合附图提供至少一个示例性实施例，附图中提供的示例性实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，仅仅表示本发明中提供的示例性实施例而已。

示例性实施例1

参见图1-2，本示例性实施例中具体涉及一种液压伸缩式明挖隧道衬砌钢筋台车(简称钢筋台车)，包括门架系统、顶部定位系统、侧部施工平台和行走机构。顶部定位系统包括顶部伸缩支架21以及通过顶部伸缩支架21实现升降的顶部弧形板22，顶部伸缩支架31包括液压油缸及支撑在液压油缸上的梁架。侧部施工平台设在门架系统侧部，侧部施工平台包括与门架系统侧部铰接并可上下翻转的脚踏板4。行走机构包括走行轮系53、减速箱52和电机51等。本示例性实施例中是以电机51驱动行走机构带动钢筋台车行走，利用顶部定位系统对钢筋进行定位，施工人员站在侧部施工平台上进行钢筋绑扎。

本示例性实施例中的钢筋台车的使用方法包括以下步骤：

1、钢筋台车的安装

①在隧道地面上铺设轨道；

②吊装固定行走机构；

③起吊门架系统的纵梁11，将其放置在行走机构上，并用螺栓联接固定好；

④先把门架系统的立柱12和横梁13分两层拼成门字型，再整体安装到纵梁11上；

⑤紧固门架系统的所有螺栓并检查；

⑥在门架系统的立柱上安装侧部施工平台；

⑦安装人梯16及其他辅助设施，配接电气线路；

2、钢筋台车行走和就位

①检测钢筋台车各部位结构是否到位，检查各部位螺栓联结是否牢固，检查各联结销必须可靠且转动灵活，然后进行初步调试；

②确定钢筋台车工作位置的轨面标高正确，保证钢轨相对隧道中心线对称且轨面平整；

③确保顶部定位系统和侧部施工平台完全收缩，侧面悬臂起吊电动葫芦至隧洞净空内；

④旋回门架系统的支承千斤(基脚千斤)，使走行轮系脱离钢轨，操作行走机构的控制器按钮，使台车在电机牵引下自动行走到工作位置；

⑤钢筋台车就位后，锁定走行轮系53，旋出基脚千斤并撑紧钢轨，防止钢筋台车移动；

3、施工平台到位、定位系统到位、起吊绑扎钢筋

①侧部施工平台外伸到合适的工作位置，通过提升机构吊少量钢筋到侧部施工平台上和门架系统顶部的平台上

②顶部定位系统顶升到合适的工作位置，绑扎衬砌钢筋并定位牢固；

4、收缩施工平台和定位系统、悬臂起吊电动葫芦

①待当前工位的钢筋绑扎完毕，即可进行侧部施工平台和顶部定位系统的收缩；

②将侧部施工平台和顶部定位系统完全收缩回来，端面构件移至隧洞净空内；

③清理钢筋台车，使钢筋台车完全在隧洞净空内；

④行走到下一工位，进行下一循环的施工。

通过采用上述方法，可以实现钢筋台车与模板台车同时施工作业，上一板浇筑衬砌混凝土可与下一板衬砌钢筋施工同步进行，达到三天一循环，可缩短工期50％。钢筋台车施工一个循环的工作长度达12米，能够适应于多种曲拱断面类型，适应于铁路隧道、高速公路隧道、电站中各种隧道等。

示例性实施例2

本示例性实施例与示例性实施例1的不同之处在于：

本示例性实施例中，门架系统的侧部还连接有与顶部定位系统具有相同或相似结构的侧部定位系统，通过顶部定位系统和侧部定位系统的组合使用，能够形成与整个隧道二衬钢筋断面相适配的结构，能够进一步提高钢筋的定位效果。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。