本申请提供一种衬砌台车模板收束系统及其控制方法，将拱形模板设计为依次铰接第一边模、顶模和第二边模，两块模板之间均可相对转动；托架的顶架本体与顶模的内侧连接，可以实现对顶模的承载；支撑机构的第一支撑部连接在顶架本体的底面与第一边模之间，第二支撑部连接在顶架本体的底面与第二边模之间，第一支撑部和第二支撑部均可沿其铰接点进行折叠或伸展；伸缩机构控制第一支撑部和第二支撑部的铰接点的折叠或伸展，带动第一边模和第二边模转动，实现衬砌台车的收模和立模；顶升机构设置在四角门架底部，实现顶模的抬升和下放；四角门架承载和支撑拱形模板和托架。这样可以实现自动立模和收模，大大减少液压缸的数量，简化衬砌台车的结构。