CN104818995B - 一种拼装约束混凝土拱架的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拼装约束混凝土拱架的方法，包括以下步骤：在设计位置前方布设能使拱腿直立的牵引装置；用起重装置对拱架的拱腿进行吊装；并通过牵引装置完成拱腿的安装；在拱架的拱腿和拱弦连接截面处安装定量让压装置，实现拱架的定量让压；通过起重装置安装连接拱腿和拱弦的套管以及拱弦；在拱架的拱腿起拱点和底脚处设置护板；在拱架的拱肩和拱腿位置安装拉杆，将相邻拱架连接起来。一次可以拼装两个约束混凝土拱架，使施工效率有所提高，甚至在稳定性、安全和设备允许的情况下，可以同时拼装多个约束混凝土拱架。同时，本发明所用到的装置易于安装，方法简单易行。与目前的拱架拼装机器相比，能有效的提高拼装速度和质量，提高施工效率。

Description

一种拼装约束混凝土拱架的方法

技术领域

本发明涉及一种拼装约束混凝土拱架的方法，特别是涉及到一种拼装用于地下岩体工程的定量让压约束混凝土拱架的方法。

背景技术

随着社会经济的发展，地下岩体工程进一步向深、广方向发展，围岩层位越来越深，工程地质条件越来越复杂。高地应力、软岩流变、断层等地质构造、地下水等因素造成地下工程面临前所未有的支护难度。定量让压约束混凝土拱架支护体系的研发能在一定程度上提高支护巷道稳定性，适用于各种深部、软岩、构造、渗涌水等特殊地质条件下的巷道支护。因此，需要拼装大量的约束混凝土拱架用于围岩支护。

约束混凝土拱架可为各种形式和尺寸的高强拱架，由封闭钢管及其填充在封闭钢管内部的混凝土组成。由于钢拱架自身重量大，加之在其内部填充了混凝土，其重量更大，人员无法手工操作，需要使用机器将其拼接成为一个整体。而且这种定量让压约束混凝土拱架的拼装过程复杂。目前的拱架拼装机器在拼装速度、拼装质量等方面往往不能满足隧道掘进机的掘进速度要求，造成施工效率低下。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种拼装用于地下岩体工程的定量让压约束混凝土拱架的方法，利用可以同时安装多个约束混凝土拱架的牵引装置和起重装置，可以达到提高拼装约束混凝土拱架速度和施工效率的目的。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种拼装约束混凝土拱架的方法，包括以下步骤：

步骤1：在设计位置前方布设能使拱腿直立的牵引装置；

步骤2：用起重装置对拱架的拱腿进行吊装；并通过牵引装置完成拱腿的安装；

步骤3：在拱架的拱腿和拱弦连接截面处安装定量让压装置，实现拱架的定量让压；

步骤4：通过起重装置安装连接拱腿和拱弦的套管以及拱弦；

步骤5：在拱架的拱腿起拱点和底脚处设置护板，利用锚杆穿过护板锚固在岩石中；

步骤6：在拱架的拱肩和拱腿位置安装拉杆，将相邻拱架连接起来。

所述步骤1中的牵引装置，包括牵引机，牵引机与定滑轮相连接，定滑轮通过柔索与动滑轮连接，柔索绕过动滑轮与装置支架固定连接，动滑轮中心通过牵引绳与拱架连接。

所述步骤1中的牵引装置还包括第一挡板和第二挡板，第一挡板和第二档板位于牵引装置动滑轮的一侧；所述第一挡板和第二挡板的右侧设有垫块。

所述第一挡板的高度高于第二挡板。

所述步骤1中布设牵引装置的步骤为：将第一档板布设在第一拱架设计位置处，将第二挡板布设在第二拱架设计位置处，第一挡板和第二挡板之间的间距即为第一拱架和第二拱架之间的间距。

所述步骤2对拱腿进行吊装的具体步骤为：

用起重装置将第一拱架的左拱腿和右拱腿水平放置在第一挡板右侧的垫块上，第一挡板对左拱腿和右拱腿起到限位作用；将第二拱架的左拱腿和右拱腿水平放置在第二挡板上右侧的垫块上，第二挡板对左拱腿和右拱腿起到限位作用。

所述步骤2完成拱腿安装的具体步骤为：

用钢索连接第一拱架的右拱腿和第二拱架的右拱腿对应的拉杆环，用钢索连接第一拱架的左拱腿和第二拱架的左拱腿对应的拉杆环，同时保证钢索长度等于第一拱架和第二拱架之间的间距；将牵引绳连接在拱腿上与支架最高处等高的位置，启动牵引装置，使水平放置的拱腿逐渐直立；待拱腿直立后，固定拱腿的拱脚部，并去掉拱架之间连接的钢索。

所述起重装置包括底座，底座上设有控制装置，所述控制装置通过多个连接件连有多个吊臂；所述连接件包括第一指节、第二指节和第三指节；所述第一指节与控制装置连接，第三指节与吊臂连接，第二指节将第一指节和第三指节相连接。

所述步骤4的具体步骤为：

操作起重装置，用起重装置的第一吊臂握住第一拱架的左拱腿上部，用起重装置的第二吊臂举起第一套管，控制起重装置将套管套在第一拱架的左拱腿上端；同时用起重装置的第三吊臂举起左拱弦，控制起重装置将左拱弦插入第一套管中；松开第一吊臂，用第一吊臂举起第二套管套在左拱弦的另一端，依次安装拱弦和套管，使得左、右拱腿与拱弦连接成为一个整体。

所述步骤5还允许为：在第一拱架和第二拱架的拱腿起拱点和底脚处设置护板；用锚杆穿过护板两边的小孔，将锚杆锚固在岩体中，从而使拱架固定，起到更好的支护作用。

所述步骤6的具体步骤为：在第一拱架和第二拱架的拱肩和拱腿的拉杆环处分别安装拉杆，将第一拱架和第二拱架连接起来。

本发明的有益效果为：

本发明的拼装拱架的方法一次可以拼装两个约束混凝土拱架，使施工效率有所提高，甚至在稳定性、安全和设备允许的情况下，可以同时拼装多个约束混凝土拱架。同时，本发明所用到的装置易于安装，方法简单易行。与目前的拱架拼装机器相比，能有效的提高拼装速度和质量，提高施工效率。

附图说明

图1为本发明拼装约束混凝土拱架的流程图；

图2-图3为本发明牵引装置带动拱架工作示意图；

图4为本发明的起重装置的结构示意图；

图5为本发明一个完整约束混凝土拱架的示意图；

图6为本发明约束混凝土拱架拼装效果图；

图中，1.牵引机，2.定滑轮，3.动滑轮，4.第一拱架，5.拉杆环，6.第二拱架，7.垫块，8.钢索，9.第二挡板，10.第一挡板，11.装置支架，12.第一吊臂，13.第二吊臂，14.第三吊臂，15.第一套管，16.左拱弦，17.第二套管，18.锚杆，19.护板，20.拉杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1-图6所示，拼装约束混凝土拱架的方法，包括以下步骤：

步骤一：在设计位置前方合适位置处布设能使拱腿直立的牵引装置，其组成部分包括牵引机1、定滑轮2、动滑轮3、第一挡板10、第二挡板9、装置支架11和垫块7。确定挡板位置，即将第一挡板10、第二挡板9分别布设在拱架设计位置处，使第一挡板10的高度高于第二挡板9。挡板之间的间距即为拱架之间的间距。牵引装置可以同时安装两个甚至多个约束混凝土拱架，省时省力，使用方便，操作简单。

步骤二：用起重装置分别将第一拱架4、第二拱架6的左、右拱腿水平放置在垫块7上，第一挡板10、第二挡板9在拱腿的左侧起一个限位作用上。起重装置为多机械手臂且可灵活转动，容易操作控制，并且可以同时吊起多个重物，且其体积小巧，适合在隧道等地下岩体工程中使用。用强度足够大的钢索8连接两个拱腿上对应的拉杆环5，同时保证钢索长度等于拱架间距。将牵引绳连接在拱腿上与支架等高的位置，启动牵引装置，通过牵引机1的牵引，使水平放置的两个拱腿逐渐直立。待拱腿直立后，固定拱脚，并去掉拱架之间连接的钢索8。

步骤三：在第一拱架4、第二拱架6的拱腿与拱弦连接截面处分别安装定量让压装置，实现拱架的定量让压。定量让压装置是根据设计要求加工而成的，当拱架受力达到一定限度的时候，定量让压装置可以通过自身的变形实现让压，具有特定的让压点和让压量。

步骤四：安装套管和拱弦。操作多臂起重装置，用多臂起重装置的第一吊臂12握住第一拱架4的左拱腿上部；用多臂起重装置的第二吊臂13举起第一套管15，控制起重装置将套管套在第一拱架4的拱腿上端；同时用多臂起重装置的第三吊臂14举起左拱弦16，控制起重装置将拱弦插入套管中；松开第一吊臂12，用第一吊臂12举起第二套管17套在左拱弦16的另一端，依次安装拱弦和套管，使得左、右拱腿与拱弦连接成为一个整体。

步骤五：分别在第一拱架4、第二拱架6的拱腿的起拱点和底脚附近设置护板19。护板19的作用是将拱架牢固的固定住。用锚杆18穿过护板19两边的小孔，将锚杆锚固在岩体中，从而使拱架固定，起到更好的支护作用。

步骤六：在第一拱架4、第二拱架6的拱肩和拱腿位置的拉杆环5中分别安装拉杆20，将拱架与拱架之间连接起来。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种拼装约束混凝土拱架的方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1：在设计位置前方布设能使拱腿直立的牵引装置；

步骤2：用起重装置对拱架的拱腿进行吊装；并通过牵引装置完成拱腿的安装；

步骤3：在拱架的拱腿和拱弦连接截面处安装定量让压装置，实现拱架的定量让压；

步骤4：通过起重装置安装连接拱腿和拱弦的套管以及拱弦；

步骤5：在拱架的拱腿起拱点和拱脚处设置护板，利用锚杆穿过护板锚固在岩石中；

步骤6：在拱架的拱肩和拱腿位置安装拉杆，将相邻拱架连接起来。

2.如权利要求1所述的拼装约束混凝土拱架的方法，其特征是，所述步骤1中的牵引装置，包括牵引机，牵引机与定滑轮相连接，定滑轮通过柔索与动滑轮连接，柔索绕过动滑轮与装置支架固定连接，动滑轮中心通过牵引绳与拱架连接。

3.如权利要求2所述的拼装约束混凝土拱架的方法，其特征是，所述步骤1中的牵引装置还包括第一挡板和第二挡板，第一挡板和第二档板位于牵引装置动滑轮的一侧；所述第一挡板和第二挡板的右侧设有垫块。

4.如权利要求3所述的拼装约束混凝土拱架的方法，其特征是，所述第一挡板的高度高于第二挡板。

5.如权利要求3所述的拼装约束混凝土拱架的方法，其特征是，所述步骤1中布设牵引装置的步骤为：将第一挡板布设在第一拱架设计位置处，将第二挡板布设在第二拱架设计位置处，第一挡板和第二挡板之间的间距即为第一拱架和第二拱架之间的间距。

6.如权利要求3所述的拼装约束混凝土拱架的方法，其特征是，所述步骤2对拱腿进行吊装的具体步骤为：

用起重装置将第一拱架的左拱腿和右拱腿水平放置在第一挡板右侧的垫块上，第一挡板对左拱腿和右拱腿起到限位作用；将第二拱架的左拱腿和右拱腿水平放置在第二挡板右侧的垫块上，第二挡板对左拱腿和右拱腿起到限位作用。

7.如权利要求2所述的拼装约束混凝土拱架的方法，其特征是，所述步骤2完成拱腿安装的具体步骤为：

用钢索连接第一拱架的右拱腿和第二拱架的右拱腿对应的拉杆环，用钢索连接第一拱架的左拱腿和第二拱架的左拱腿对应的拉杆环，同时保证钢索长度等于第一拱架和第二拱架之间的间距；将牵引绳连接在拱腿上与装置支架最高处等高的位置，启动牵引装置，使水平放置的拱腿逐渐直立；待拱腿直立后，固定拱腿的拱脚部，并去掉拱架之间连接的钢索。

8.如权利要求1所述的拼装约束混凝土拱架的方法，其特征是，所述起重装置包括底座，底座上设有控制装置，所述控制装置通过多个连接件连有多个吊臂；所述连接件包括第一指节、第二指节和第三指节；所述第一指节与控制装置连接，第三指节与吊臂连接，第二指节将第一指节和第三指节相连接。

9.如权利要求1所述的拼装约束混凝土拱架的方法，其特征是，所述步骤4的具体步骤为：

操作起重装置，用起重装置的第一吊臂握住第一拱架的左拱腿上部，用起重装置的第二吊臂举起第一套管，控制起重装置将第一套管套在第一拱架的左拱腿上端；同时用起重装置的第三吊臂举起左拱弦，控制起重装置将左拱弦插入第一套管中；松开第一吊臂，用第一吊臂举起第二套管套在左拱弦的另一端，依次安装拱弦和套管，使得左、右拱腿与拱弦连接成为一个整体。

10.如权利要求1所述的拼装约束混凝土拱架的方法，其特征是，所述步骤5的具体步骤为：在第一拱架和第二拱架的拱腿起拱点和拱脚处设置护板；用锚杆穿过护板两边的小孔，将锚杆锚固在岩体中，从而使拱架固定，起到更好的支护作用；所述步骤6的具体步骤为：在第一拱架和第二拱架的拱肩和拱腿的拉杆环处分别安装拉杆，将第一拱架和第二拱架连接起来。