液压钢模台车的结构_安装及应用

李　桦

(中国水利水电第十二工程局,浙江　杭州　310004)

摘　要:介绍钢模台车的制作结构、安装工艺、使用中的有关技术要点,以及在实际工程中应用的经济特点。关键词:水利工程施工;钢模台车;结构;安装;应用;三板溪水电站

中图分类号:T V53　　　文献标识码:B 　　　文章编号:100720133(2005)0620038203

0　前言

三板溪水电站导流洞全长734m ,其中桩号02

003～026125m 为渐变段并设中闸墩导墙;桩号0+026125～0+261167m 和桩号0+4741251～0+731m 为直线段;桩号0+261167～0+4741251m 为转弯段,转弯半径280m ,转角4315°。导流洞断面为城门洞形,洞身采用钢筋混凝土衬砌,过水断面为16m ×18m ,洞身钢筋混凝土衬砌工程量

为515万m 3

。由于工期紧、工程量大,施工中采用钢模台车2台、钢筋台车3台进行全断面衬砌,每一衬砌循环12m ,考虑到导流洞中段为转弯段,将其中1台钢模台车设计制作成可分解为2台6m 可工作的台车,以保证转弯段的衬砌。以下就三板溪水电站导流洞施工中使用的钢模台车的结构、安装和应用做一简介。

1　钢模台车结构

导流洞混凝土衬砌自行式液压钢模台车(简称

台车)是以组合式钢结构门架支撑大型钢结构模板、由电动机驱动行走机构带动台车行走、利用液压油缸和螺旋千斤顶调整模板到位及脱模的导流洞混凝土衬砌的大型设备。它具有结构可靠、操作方便、衬砌速度快、断面成型面好等优点。台车长度按最大作业循环的工作长度12m 设计,主要由模板总成、托架总成、平移机构、门架总成、主从行走机构、侧向液压油缸、侧向支承千斤顶、托架支承千斤顶、门架支承千斤顶等组成。111　模板总成

从横断面上来看,模板由3块顶模及每边2块直边模构成。顶模与顶模之间通过螺栓联成整体,边模与顶模则通过铰耳轴联接,2块直模之间通过铰耳轴联接。每节模板的宽度为115m ,纵向由8节组合成12m 衬砌长度,模板之间皆由螺栓联接。模板板厚为8mm ,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。112　托架总成

托架上部主要承受浇注时混凝土及模板的自重,下部通过液压油缸和支承千斤顶传力于门架。托架由4根纵梁、2根边横梁、多根中横梁及立柱组成。纵梁由钢板焊接成工字形截面(500mm ×300mm );边横梁及多根中横梁由28b 号工字钢制造;立柱由18号工字钢制造。113　平移机构

每台液压台车的前后有平移机构各1套,它支承在门架边横梁上。平移小车上的液压油缸上与托架纵梁相连,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300mm ,工作油压约为14MPa,最大推力为28t,最大承载力为50t;而水平方向上的油缸用来调整模板的衬砌中心与洞身中心是否对中,左右可调行程为125mm ,工作油压约为14MPa,最大推力为9t 。114　门架总成

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。门架横梁由钢板(14mm )焊接成工字形截面(450mm ×300mm );立柱同样由钢板焊接成工字形截面(500mm ×300mm );纵梁采用箱形截面(700mm ×500mm )焊接而成;由于门架高度较高,为保证整个门架的强度、刚度和稳定性,在门架的主横梁下增加了2根辅助横梁,主横梁与辅助横梁间由28b 号工字钢联接成空间框架,既保证立柱的压杆稳定性,又能在侧向压力的作用下有足够的刚度;门架及立柱间的各联接梁采用18号工字钢。115　主动行走机构

由于该台车自重较一般台车大,因此其行走机

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83・第19卷第6期　　　　　　　　　　　　　　

贵州水力发电

G U I ZHOU WATER P OW ER

　　　　　　　　　　　　　　2005年12月

收稿日期:2005209230

作者简介:李桦(19572),男,浙江省衢州市人,高级工程师,长

期从事水利水电工程施工管理及大型机械设备与金属结构安装等工作。

116　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。侧向液压油缸左右两侧对称布置,每侧的上、下2层各布置3个油缸,油缸工作油压为14MPa,最大推力为11t,共选用12个侧向脱模油缸,其调整行程为400mm。

117　侧向螺旋千斤顶

安装在门架上的螺旋千斤顶用来支承、调节模板位置,并承受灌注混凝土时产生的压力。螺杆直径为60mm,其调整行程为400mm。

118　托架支承千斤顶

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。螺杆直径为100mm,其调整行程为400mm。

119　门架支承千斤顶

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。螺杆直径为100mm,其调整行程为200mm。

1110　机械、电气、液压系统

111011　机械系统

台车行走采用4套机械传动装置,通过齿轮减速器和链传动减速后驱动台车行走。为实现4套驱动装置同步,采用4台电机同步运行;为满足工况要求,电机可进行正、反转运行。

111012　电气系统

电气系统主要对行走电机的起停及正反向运行进行控制,并为液压系统提供动力;行走电机设有正反转控制及过载保护。

111013　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2个换向阀控制两侧水平油缸的动作;4个竖向油缸各用1个换向阀控制其动作;2个小车平移油缸各用1个换向阀操作;利用双向液控单向阀对4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。

1111　主要技术参数

(1)一个工作循环理论衬砌长度:12m;

(2)衬砌厚度:2000mm;

(3)轨距:12000mm;

(4)成拱半径:9238mm;

(5)台车运行速度:810m/m in;

(6)液压系统工作压力:14MPa。

2　钢模台车安装及使用

211　台车的安装

钢模台车进场时,导流洞进出口开挖尚未形成良好的工作面,只能通过支洞进入导流洞内进行安装。安装时配备35t汽车吊1台,以保证其主要结构件的安装,台车顶部结构采用在洞顶打锚筋设置吊耳、挂滑轮组,通过卷扬机起吊构件进行安装。安装前先铺设相应长度的轨道,轨道采用P43型钢轨。台车安装结束通过验收后,直接运行至已浇好的混凝土底板上即可进行衬砌。

三板溪水电站导流洞施工共安装钢筋台车3台,钢模台车2台。安装总重量约600t,实际安装时间约2个半月。

安装时要考虑好5台台车的合理布置,以保证施工的合理性和设备的有效利用。另外除常规注意事项外,对模板安装要格外注意安装精度。安装前还应对模板表面进行处理,确保其表面光洁。

212　台车的使用

使用台车必须严格按照操作顺序及要求,正确使用和维护保养,以确保台车安全正常工作,延长其使用寿命。

21211　台车行走和就位

(1)台车安装完毕后,检测各部结构是否到位,检查各部位螺栓联结是否牢固,各联结销必须可靠且转动灵活,然后进行初步调试。要求各螺旋千斤顶动作可靠,各基本尺寸达到设计要求。

(2)先确保台车工作位置的轨道轨面标高正确,然后保证轨道相对洞身中心线对称,轨面平整。

(3)准备工作完成后台车即可就位,就位前让液压系统工作。

(4)操作多路换向阀手柄,让侧向油缸收回,使下模总成回缩。

(5)收回竖向油缸,使上模总成下降,油缸动作前要缩回相应的托架支承千斤顶。

(6)为方便脱模,要在模板外侧涂抹脱模剂。

(7)旋回门架支承千斤顶(基脚千斤顶),使其离开轨面。

(8)操作台车行走电器按钮,使台车在电机牵引下自动行走到工作位置。

(9)台车就位后,锁定行走轮,旋出基脚千斤顶撑紧钢轨,防止台车移动。

21212　立模

(1)合上模板台车的电源开关,按下油泵电机

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李　桦:液压钢模台车的结构、安装及应用　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2005年第6期

启动按钮,让液压站工作,配合测量人员,操作多路换向阀手柄,通过调整,使模板外形达到施工要求。

(2)操作多路换向阀手柄,让平移油缸工作,左右调节,使模板外形中心线与洞身中线重合。

(3)操作多路换向阀手柄,让竖向油缸工作,升降调节,使上模总成外形达到施工要求。

(4)操作多路换向阀手柄,让侧向油缸工作,伸缩调节,使下模总成外形达到施工要求。注意事项为:a .4个竖向油缸是由4个换向阀手柄控制,操作时一定要注意4个油缸尽量同步;b .下模总成两边的4个或6个侧向油缸由2个换向阀控制,操作时注意每边的2个或3个油缸动作应该同步。

(5)台车模板外形达到混凝土施工要求后,将托架支承千斤顶撑紧托架纵梁,把侧向千斤顶旋出,撑紧千斤顶连接梁,此时上下模板总成结合紧密。

(6)把台车前后周边范围有关的模板关好。21213　混凝土灌注

(1)把混凝土输送泵的输送管接入模板台车,即可进行混凝土灌注。

(2)通过工作窗先进行模板下部混凝土的灌注和振捣,在灌注过程中陆续关闭工作窗。

(3)最后将输送管与模板顶部的注浆口对接,然后进行顶部空间灌注,完成后,将刹尖管中的多余混凝土掏掉,关闭注浆口。

(4)按设计要求,灌注混凝土的上升速度必须控制在115m /h 以内;两侧混凝土高差不得大于500mm ,以保证台车受力平衡。

(5)台车最大灌注混凝土厚度要求不得大于设计厚度加上012m 的超挖量。21214　脱模

(1)待混凝土强度达到要求即可脱模。先撤除台车前后周边有关的模板,然后启动液压站工作。

(2)收回侧向千斤顶,操作换向阀手柄,缩回侧向油缸,收回下模总成,使其离开混凝土。

(3)收回竖向托架支承千斤顶,操作换向阀手柄,缩回竖向油缸,脱下上模总成,使其离开混凝土。

(4)停止油泵电机。

(5)清洗台车,除掉模板表面上黏结的混凝土。

以上为台车的一个工作循环,继续向前衬砌,则重复上面的步骤。

3　小结

从三板溪水电站导流洞施工情况看,钢模台车

使用具有以下特点:

(1)加快工程进度,缩短施工工期。三板溪水电站导流洞钢模台车衬砌,第一块混凝土浇筑时间于2003年2月28日,最后一块混凝土浇筑时间为2003年8月28日,最大单块衬砌混凝土方量为

1603m 3

,最大衬砌厚度3m ,最快单模衬砌速度

为16h 达1015m 3

。共有37块混凝土衬砌是在24h 内完成。脱模时间一般是在浇筑后24h 左右。由

钢模台车衬砌的洞身混凝土工程量约为515万m 3

,历时6个月,为大江截流赢得了时间。

(2)衬砌混凝土质量好。由于钢模台车的整体性好、稳定性高,不易产生变形。模板刚度大,表面光洁,对混凝土浇筑质量的控制有了基本的保证。在施工中配合大功率振捣器,在钢模台车的模板内侧再安装24台平板振动器,并使其均匀分布,确保了衬砌混凝土振捣密实,成型表面光滑平整,质量优良。

(3)性能稳定、适应性强;使用简便、安全可靠。三板溪水电站导流洞为城门洞型,在洞轴线中部为一转弯段,钢模台车设计制作时已对此做了考虑,将其中1台钢模台车分解成2立的6m 台车进行施工。分解与组装工艺非常简单。分解后的钢模台车既能保证台车结构的自身稳定与安全,也满足了转弯段混凝土衬砌的要求,实际使用效果良好。另外,三板溪水电站导流洞出口段20m ,设计顶拱比洞身段顶拱高出2m ,施工中采用道渣铺设5%的斜坡轨道,用装载机辅助拖上施工面,即可投入衬砌。钢模台车设计允许衬砌厚度212m ,由于超挖的原因,导流洞最大衬砌厚度达到3m ,台车也满足了其衬砌要求。由此可见,钢模台车的适应性、可靠性是相当高的。

(4)经济特征为:a .相对于标准模板,使用钢模台车经济实惠能反复使用,并能省去搭设脚手架的时间和费用,利用性高;b .作为设备来说,其制作成本较高(因由于各水电站导流洞的洞型差异,结构不同,使其在其他水电站中再次使用的可能性大为降低)。三板溪水电站导流洞共用钢模台车2台、钢筋台车3台,一次性投入成本较高,本工程的做法是:控制其投入的摊销值,捆在混凝土衬砌单价中;导流洞施工分摊了设备成本的70%;由于在主体Ⅱ标中有泄洪洞工程,其断面为13m ×15m ,考虑花少量资金对台车进行改造,使其能满足泄洪洞衬砌的要求。这样,可完全将其成本分摊,对设备来说其经济效益显著。这种做法要求投标时对混凝土衬砌单价给予充分的考虑,以确保施工的综合效益。

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04・第19卷第6期　　　　　　　　　　　　　　　　　贵州水力发电　　　　　　　　　　　　　　　　　　2005年12月