預制地鐵混凝土管片澆筑鋼模整體蓋板的研究

唐興濱　陳際洲　劉海濱

摘 要：該整體蓋板只在下料澆筑區進行安裝操作，通過電動葫蘆操作蓋板的升降，同時可以隨著料斗在軌道上平行移動，一個蓋板可在多條生產線上同時應用，節省了設備費用，澆筑區只需要1-2人操作即可，提高了工作效率，節省了人工費。

關鍵詞：整體蓋板;地鐵混凝土管片;管片澆筑

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.24.043

0 引言

目前，預制地鐵混凝土管片澆筑鋼模通常采用的都是小蓋板，即每套模具上分別附有一套蓋板，蓋板支座焊接在模具踏板上，蓋板使用多個螺栓與模具緊固在一起，每經過一個循環，小蓋板就要經過一次合模、拆模，在合模工位還需要安排1-2名工人進行小蓋板的合模、拆模，且每套管片模具都需要清理，工作量大，過程費時費力，影響流水線生產效率，增加施工成本。由于管片生產采用的是封閉式蒸養窯，模具在養護窯內運行時，模具相互推動，偶爾會因碰撞造成小蓋板螺栓發生松動，導致小蓋板彈開，因窯內頂部空間的限制，小蓋板會與蒸養窯頂部發生碰撞，影響模具運行，造成小蓋板變形，模具脫軌，甚至損壞模具和窯頂。為了提高流水線生產效率，降低生產成本，保證模具的使用壽命，在下料澆筑處設計整體蓋板（見圖1），使用氣動夾具夾緊模具，省去了緊固大量螺栓的工序，只需要設置1人在澆搗工位進行操作即可，在窯內不會發生蓋板彈出的現象，整體蓋板使管片外弧面成型更好，減少了漏漿，操作方便快捷，提高了生產效率，節約了生產成本。

1 產品特點

（1）澆筑前不需要在每個模具上緊固大量螺栓，只需在澆搗工位將氣動夾子進放氣開關打開即可，工作壓力為8kg，符合震動力緊固要求，蓋板不會因震動而松動，只需要安排1個操作工人在澆搗工位進行操作即可，降低了操作工人的勞動強度，提高了工作效率，節省了人工費用。

（2）不需要對每個模具小蓋板的安裝質量進行檢查，只需要檢查澆筑區整體蓋板的安裝質量，質檢效率提高，整體蓋板使管片外弧面成型更好，減少了漏漿，因蓋板安裝導致的管片質量問題大大減少。

（3）該整體蓋板與模具緊固采用的是氣動夾緊方式，壓縮空氣進入氣囊后頂起橫梁，橫梁上的夾子自動夾緊模具，操作簡單，緊固效果好。

（4）該整體蓋板可實現上、下、左、右四個方向的自由移動，隨時調節與鋼膜的貼合位置。

（5）蓋板與模具間有定位孔，通過定位銷連接，提高蓋板安裝的準確率和效率。

（6）蓋板上安裝有多道密封條，適用于不同的模具，防止振搗時漏漿。

（7）蓋板分段由鉸接裝置連接，能夠靈活調節弧度。

2 適用范圍

該設備適用于預制地鐵混凝土襯砌管片的生產?？筛鶕炷凉芷牟煌脑O計尺寸，對應加工采用相同工藝的整體蓋板，保證產品質量。

3 結構組成

該設備由壓縮空氣總成，弧形蓋板、氣囊、夾緊裝置、橫梁、進放氣開關、擋板、定位銷、下料口、電動葫蘆等組成（見圖2）。壓縮空氣總成主要由空壓機、儲氣罐、干燥機、減壓閥等組成;弧形蓋板使用模具鋼鍛造加工，耐磨不變形;氣囊共有6個，每個氣囊下部使用多個螺栓緊固在蓋板頂端，上部通過螺栓與橫梁連接，通過氣囊的頂升、降落控制夾緊裝置的松緊狀態。橫梁兩端各設有一個夾緊裝置，橫梁與夾緊裝置之間通過活動關節連接，夾緊裝置頂端設耐磨鋼板，需要定期檢查磨損狀態及時更換;擋板位于蓋板下料口兩側，防止下料時混凝土外濺;定位銷使用圓鋼，主要起固定蓋板位置的作用;電動葫蘆懸掛在低料斗上方的橫梁上隨低料斗來回移動，蓋板兩端各有一個，鏈條必須與蓋板垂直連接，需要定期檢查電動葫蘆的磨損情況，必須使用同一型號的電動葫蘆，確保兩個電動葫蘆同步，蓋板不會發生傾斜。

4 使用操作

當模具運行到振搗臺設定位置后，移動低料斗使蓋板橫向對準模具，操作電動葫蘆使蓋板下降，下落時同時輕微移動低料斗，使模具和蓋板上的定位孔對準，蓋板與模具貼合后安裝定位銷。操作人員打開進放氣開關，壓縮空氣通過氣管進入氣囊，氣囊將橫梁頂起，橫梁帶動夾緊裝置抬升，夾緊裝置的底部緊緊卡住模具。之后進行放料和振搗，擋板在下料過程中將飛濺的混凝土擋住，防止混凝土飛濺到蓋板外或附在氣囊上。振搗完成后，關閉進放氣開關進行放氣，氣囊內的壓縮氣體通過氣管和進放氣開關排出，氣囊下降，橫梁在自重作用下降，夾緊裝置通過橫梁帶動，同步下降，實現夾緊裝置與模具的松開。確保夾緊裝置與模具之間無干涉后操作電動葫蘆上升，蓋板由弧度放置變為水平放置，留出下部空間供模具推動行走，最后操縱低料斗使蓋板提前運行到下一條工作線上，重復以上工序即可。

5 質量控制

（1）標準規范?！稒C械密封通用規范》（GB/T 33509-2017）;《鋼結構設計標準規范》（GB50017-2017）;《預制混凝土襯砌管片》（GB/T22082-2008）;《盾構法隧道施工與驗收規范》（GB50446-2017）;《混凝土結構工程施工質量驗收規范》（GB50204-2015）。

（2）蓋板主體結構應使用數控鋼板折彎機進行加工，控制下料和折彎精度，對內表面進行噴砂處理，保障內面的粗糙度符合要求，尺寸嚴格按照模具廠家提供的技術圖紙對應進行弧面折彎。蓋板外側使用筋板將蓋板弧面固定，保障弧面在使用過程中不因震動變形的強度。加工制造完成后將蓋板蓋到模具上使用塞尺通過多次檢驗，每邊取至少三個點測量，縫隙最大不能超過3mm（見圖3）。

（3）蓋板每次使用時，注意清理混凝土殘渣，再次使用前與模具的接觸面一定要清理到能夠看到模具內面為合格。

6 安全措施

（1）蓋板使用前必須進行安全技術交底，操作工人要熟練學掌握蓋板操作的安全規范。

（2）蓋板隨低料斗行走時，操作人員必須遠離蓋板行駛路線。應佩戴好安全帽、手套等勞動保護用品。

（3）在工作臺上行走時注意腳下雜物。

（4）嚴格按照操作規范進行操作，操作時注意力要集中，并觀察從工作臺上來回行走的其他人員，必要時及時提醒躲避危險源。

7 保養與檢修

（1）蓋板長時間不用，要將內弧面的混凝土殘渣清理干凈并涂抹機油保存，清理時整個內面的混凝土必須清理到能夠看到鋼面。

（2）蓋板使用應建立自檢制度，使用時每班檢查蓋板氣囊有無裂紋、夾緊裝置的磨損情況、蓋板與模具貼合縫隙情況、電動葫蘆運行情況等。

（3）注意檢查電動葫蘆鏈條的磨損情況，定期進行潤滑。

（4）制定專業檢修計劃，每月由專業技術人員對蓋板整體結構、易損部位進行檢查、維修。

8 效益分析

（1）使用該整體蓋板，解決了小蓋板緊固螺栓數量過多、勞動強度大的問題，每條生產線可節約勞動力1-2人。

（2）因不再緊固螺栓降低了螺栓對模具損壞的概率，提高了模具的使用壽命。

（3）工序減少，降低了出現質量問題的風險。

（4）與傳統小蓋板相比使用數量少，磨損低，因此加工成本較少，為公司節省了生產成本。

9 結語

該整體蓋板技術已申請國家專利（《一種地鐵管片模具整體蓋板》專利號：201820853724.4），專用于地鐵混凝土管片制造，能夠明顯提高管片流水線生產運行效率，降低勞動強度，延長模具的使用壽命，降低生產成本，相信是未來地鐵混凝土管片生產的必備技術之一，公司也會在生產過程中進一步對該設備進行持續改進，提高該設備的耐用、使用精度和便捷性。

作者簡介：唐興濱（1977-），男，山東青島人，本科，工程師，黨支部書記兼董事長，研究方向：市政工程機械。