预制地铁混凝土管片浇筑钢模整体盖板的研究

唐兴滨　陈际洲　刘海滨

摘 要：该整体盖板只在下料浇筑区进行安装操作，通过电动葫芦操作盖板的升降，同时可以随着料斗在轨道上平行移动，一个盖板可在多条生产线上同时应用，节省了设备费用，浇筑区只需要1-2人操作即可，提高了工作效率，节省了人工费。

关键词：整体盖板;地铁混凝土管片;管片浇筑

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

0 引言

目前，预制地铁混凝土管片浇筑钢模通常采用的都是小盖板，即每套模具上分别附有一套盖板，盖板支座焊接在模具踏板上，盖板使用多个螺栓与模具紧固在一起，每经过一个循环，小盖板就要经过一次合模、拆模，在合模工位还需要安排1-2名工人进行小盖板的合模、拆模，且每套管片模具都需要清理，工作量大，过程费时费力，影响流水线生产效率，增加施工成本。由于管片生产采用的是封闭式蒸养窑，模具在养护窑内运行时，模具相互推动，偶尔会因碰撞造成小盖板螺栓发生松动，导致小盖板弹开，因窑内顶部空间的限制，小盖板会与蒸养窑顶部发生碰撞，影响模具运行，造成小盖板变形，模具脱轨，甚至损坏模具和窑顶。为了提高流水线生产效率，降低生产成本，保证模具的使用寿命，在下料浇筑处设计整体盖板（见图1），使用气动夹具夹紧模具，省去了紧固大量螺栓的工序，只需要设置1人在浇捣工位进行操作即可，在窑内不会发生盖板弹出的现象，整体盖板使管片外弧面成型更好，减少了漏浆，操作方便快捷，提高了生产效率，节约了生产成本。

1 产品特点

（1）浇筑前不需要在每个模具上紧固大量螺栓，只需在浇捣工位将气动夹子进放气开关打开即可，工作压力为8kg，符合震动力紧固要求，盖板不会因震动而松动，只需要安排1个操作工人在浇捣工位进行操作即可，降低了操作工人的劳动强度，提高了工作效率，节省了人工费用。

（2）不需要对每个模具小盖板的安装质量进行检查，只需要检查浇筑区整体盖板的安装质量，质检效率提高，整体盖板使管片外弧面成型更好，减少了漏浆，因盖板安装导致的管片质量问题大大减少。

（3）该整体盖板与模具紧固采用的是气动夹紧方式，压缩空气进入气囊后顶起横梁，横梁上的夹子自动夹紧模具，操作简单，紧固效果好。

（4）该整体盖板可实现上、下、左、右四个方向的自由移动，随时调节与钢膜的贴合位置。

（5）盖板与模具间有定位孔，通过定位销连接，提高盖板安装的准确率和效率。

（6）盖板上安装有多道密封条，适用于不同的模具，防止振捣时漏浆。

（7）盖板分段由铰接装置连接，能够灵活调节弧度。

2 适用范围

该设备适用于预制地铁混凝土衬砌管片的生产。可根据混凝土管片的不同的设计尺寸，对应加工采用相同工艺的整体盖板，保证产品质量。

3 结构组成

该设备由压缩空气总成，弧形盖板、气囊、夹紧装置、横梁、进放气开关、挡板、定位销、下料口、电动葫芦等组成（见图2）。压缩空气总成主要由空压机、储气罐、干燥机、减压阀等组成;弧形盖板使用模具钢锻造加工，耐磨不变形;气囊共有6个，每个气囊下部使用多个螺栓紧固在盖板顶端，上部通过螺栓与横梁连接，通过气囊的顶升、降落控制夹紧装置的松紧状态。横梁两端各设有一个夹紧装置，横梁与夹紧装置之间通过活动关节连接，夹紧装置顶端设耐磨钢板，需要定期检查磨损状态及时更换;挡板位于盖板下料口两侧，防止下料时混凝土外溅;定位销使用圆钢，主要起固定盖板位置的作用;电动葫芦悬挂在低料斗上方的横梁上随低料斗来回移动，盖板两端各有一个，链条必须与盖板垂直连接，需要定期检查电动葫芦的磨损情况，必须使用同一型号的电动葫芦，确保两个电动葫芦同步，盖板不会发生倾斜。

4 使用操作

当模具运行到振捣台设定位置后，移动低料斗使盖板横向对准模具，操作电动葫芦使盖板下降，下落时同时轻微移动低料斗，使模具和盖板上的定位孔对准，盖板与模具贴合后安装定位销。操作人员打开进放气开关，压缩空气通过气管进入气囊，气囊将横梁顶起，横梁带动夹紧装置抬升，夹紧装置的底部紧紧卡住模具。之后进行放料和振捣，挡板在下料过程中将飞溅的混凝土挡住，防止混凝土飞溅到盖板外或附在气囊上。振捣完成后，关闭进放气开关进行放气，气囊内的压缩气体通过气管和进放气开关排出，气囊下降，横梁在自重作用下降，夹紧装置通过横梁带动，同步下降，实现夹紧装置与模具的松开。确保夹紧装置与模具之间无干涉后操作电动葫芦上升，盖板由弧度放置变为水平放置，留出下部空间供模具推动行走，最后操纵低料斗使盖板提前运行到下一条工作线上，重复以上工序即可。

5 质量控制

（1）标准规范。《机械密封通用规范》（GB/T 33509-2017）;《钢结构设计标准规范》（GB50017-2017）;《预制混凝土衬砌管片》（GB/T22082-2008）;《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2017）;《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）。

（2）盖板主体结构应使用数控钢板折弯机进行加工，控制下料和折弯精度，对内表面进行喷砂处理，保障内面的粗糙度符合要求，尺寸严格按照模具厂家提供的技术图纸对应进行弧面折弯。盖板外侧使用筋板将盖板弧面固定，保障弧面在使用过程中不因震动变形的强度。加工制造完成后将盖板盖到模具上使用塞尺通过多次检验，每边取至少三个点测量，缝隙最大不能超过3mm（见图3）。

（3）盖板每次使用时，注意清理混凝土残渣，再次使用前与模具的接触面一定要清理到能够看到模具内面为合格。

6 安全措施

（1）盖板使用前必须进行安全技术交底，操作工人要熟练学掌握盖板操作的安全规范。

（2）盖板随低料斗行走时，操作人员必须远离盖板行驶路线。应佩戴好安全帽、手套等劳动保护用品。

（3）在工作台上行走时注意脚下杂物。

（4）严格按照操作规范进行操作，操作时注意力要集中，并观察从工作台上来回行走的其他人员，必要時及时提醒躲避危险源。

7 保养与检修

（1）盖板长时间不用，要将内弧面的混凝土残渣清理干净并涂抹机油保存，清理时整个内面的混凝土必须清理到能够看到钢面。

（2）盖板使用应建立自检制度，使用时每班检查盖板气囊有无裂纹、夹紧装置的磨损情况、盖板与模具贴合缝隙情况、电动葫芦运行情况等。

（3）注意检查电动葫芦链条的磨损情况，定期进行润滑。

（4）制定专业检修计划，每月由专业技术人员对盖板整体结构、易损部位进行检查、维修。

8 效益分析

（1）使用该整体盖板，解决了小盖板紧固螺栓数量过多、劳动强度大的问题，每条生产线可节约劳动力1-2人。

（2）因不再紧固螺栓降低了螺栓对模具损坏的概率，提高了模具的使用寿命。

（3）工序减少，降低了出现质量问题的风险。

（4）与传统小盖板相比使用数量少，磨损低，因此加工成本较少，为公司节省了生产成本。

9 结语

该整体盖板技术已申请国家专利（《一种地铁管片模具整体盖板》专利号：201820853724.4），专用于地铁混凝土管片制造，能够明显提高管片流水线生产运行效率，降低劳动强度，延长模具的使用寿命，降低生产成本，相信是未来地铁混凝土管片生产的必备技术之一，公司也会在生产过程中进一步对该设备进行持续改进，提高该设备的耐用、使用精度和便捷性。

作者简介：唐兴滨（1977-），男，山东青岛人，本科，工程师，党支部书记兼董事长，研究方向：市政工程机械。