CN106677790A - 三环型断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机 - Google Patents

三环型断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种三环型断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机，其包括：支撑框架，竖直设置在三环形断面隧道盾构机中；回转支撑，水平装设于支撑框架上；回转驱动，包括前回转驱动和后回转驱动，所述前回转驱动和所述后回转驱动平行穿设于回转支撑上，且所述后回转驱动靠近支撑框架；折臂型管片拼装机，所述前回转驱动一侧和所述后回转驱动一侧分别连接有一折臂型管片拼装机。上述折臂型管片拼装机包括：旋转盘，装设于回转驱动上；拼装长臂，枢接于所述旋转盘；拼装短臂，铰接于所述拼装长臂的端部；拼装手，铰接装设于所述拼装短臂的端部。

Description

三环型断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机
技术领域
本发明涉及隧道盾构技术领域，具体涉及一种三环形断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机。
背景技术
随着科技的进步和发展，城市地下空间开始进行的大规模开发，由于盾构法施工技术具有对地上、地下构筑物和周边环境影响小，保证交通通行、减少道路中断和管线搬迁等优点，于是盾构法施工技术被越来越多地应用于城市道路、地下共同沟、地铁隧道等的施工，纵观国内外盾构技术的发展，其越来越趋向于多元化。并且目前提倡建设综合性地下管廊，而作为地下空间建设使用的重要机械设备，复合型盾构机的研发正如火如荼的进行，但是由于复合型盾构机的形状特殊，传统的管片拼装机不能满足复合型盾构机的管片拼装需求。
特别是在三环形断面隧道的设计规划中，由于三环形断面隧道盾构机的形状特殊，在对该三环形断面隧道的管片进行拼装时，若采用传统圆形盾构的管片拼装机，则其适应性较差，从而影响管片拼装的质量。由此需要研制专门适应于该三环形断面隧道的管片拼装机，而在研制过程中发现存在下述技术难题：
三环型断面隧道的形状特殊，传统管片拼装机的形式可拼装范围较小，无法伸展到两侧的小环管片；
部分管片的形状特殊，拼装时为保证安全，需要临时支撑；
三环型断面隧道盾构机的特殊形式，管片拼装机要在狭小的空间里能做到调整立柱姿态，并将管片拼装到位。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是三环型断面隧道的形状特殊，传统管片拼装机的形式无法满足三环形断面隧道盾构机的管片拼装。
为实现上述技术效果，本发明公开了一种三环型断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机，其包括：
支撑框架，所述支撑框架竖直设置在三环形断面隧道盾构机中；
回转支撑，所述回转支撑水平装设于支撑框架上；
回转驱动，所述回转驱动包括前回转驱动和后回转驱动，所述前回转驱动和所述后回转驱动装设于回转支撑上，且所述后回转驱动靠近支撑框架；
折臂型管片拼装机，所述前回转驱动一侧和所述后回转驱动一侧分别连接有一折臂型管片拼装机。
本发明三环形断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机的改进在于，所述折臂型管片拼装机包括：
旋转盘，所述旋转盘装设于回转驱动上；
拼装长臂，所述拼装长臂枢接于旋转盘；
拼装短臂，所述拼装短臂铰接于拼装长臂的端部；
拼装手，所述拼装手铰接装设于拼装短臂的端部。
本发明三环形断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机的进一步改进在于，所述前回转驱动朝向后回转驱动的一侧装设有折臂型管片拼装机，所述后回转驱动朝向前回转驱动的一侧装设有折臂型管片拼装机；即旋转盘分别装设于前回转驱动朝向后回转驱动的一侧以及后回转驱动朝向前回转驱动的一侧。
本发明三环形断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机的进一步改进在于，所述回转驱动具有一液压马达。
本发明三环形断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机的进一步改进在于，所述旋转盘呈圆环状。
本发明三环形断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机的进一步改进在于，所述旋转盘与拼装长臂之间连接有一液压油缸，该液压油缸的运作控制拼装长臂的旋转角度以及伸出距离。
本发明三环形断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机的进一步改进在于，所述拼装长臂与所述拼装短臂之间连接有一液压油缸，该液压油缸的运作控制拼装短臂的旋转角度以及伸出距离。
本发明三环形断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机的进一步改进在于，所述拼装长臂呈弧形状。
本发明三环形断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机的进一步改进在于，所述拼装手具有一液压马达，该液压马达使拼装手可绕其与拼装短臂铰接的端部旋转；所述拼装手本身就是能够三轴旋转的多自由度管片抓举以及拼装装置。
本发明三环形断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机中，折臂型管片拼装机可以绕回转支撑的轴向旋转，而回转驱动的液压马达可以带动旋转盘旋转，拼装长臂可以绕旋转盘转动，拼装短臂则可以绕其与拼装长臂铰接的端部转动。
本发明三环形断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机，包括两个折臂型管片拼装机，该折臂型管片拼装机通过液压马达和液压油缸达到多自由度的旋转和伸缩移动，保证能够满足三环形断面隧道盾构机的每个角落管片拼装的需求，且在特殊形状的管片拼装部位，该折臂型管片拼装机还可以作为管片的临时支撑装置，有效解决三环形断面隧道拼装中的技术难题。
附图说明
图1为本发明三环形断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机的示意图；
图2为本发明三环形断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机中折臂型管片拼装机的示意图；
图3至图10为本发明三环形断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机对管片进行安装的步骤示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参阅图1所示，本发明三环形断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机包括支撑框架20、回转支撑30、前回转驱动42、后回转驱动44以及折臂型管片拼装机50。所述支撑框架20竖直设置并安装在盾构机内，该支撑框架20上装设有两水平设置的回转支撑30，所述前回转驱动42和后回转驱动44即平行对应装设于该回转支撑30上，且后回转驱动44靠近支撑框架20，则前回转驱动42位于与支撑框架20相对的后回转驱动44的另一侧，另外，该前回转驱动42和后回转驱动44分别具有一液压马达。所述前回转驱动42朝向后回转驱动44的一侧，以及后回转驱动44朝向前回转驱动42的一侧分别装设有折臂型管片拼装机50，折臂型管片拼装机50可绕回转支撑30的轴向转动。并将位于前回转驱动42一侧的折臂型管片拼装机50称作前折臂型管片拼装机52，将位于后回转驱动44一侧的折臂型管片拼装机50称作后折臂型管片拼装机54。
参阅图2所示，折臂型管片拼装机50具有一圆环状旋转盘501，结合图1，旋转盘501即分别安装在前回转驱动42朝向后回转驱动44的一侧，以及后回转驱动44朝向前回转驱动42的一侧，所述前回转驱动42和后回转驱动44的液压马达带动该旋转盘501旋转。旋转盘501一侧枢接有一拼装长臂503，较佳地，拼装长臂503呈弧形状，该拼装长臂503的端部铰接有一拼装短臂505，且拼装短臂505的端部铰接有一拼装手507。所述旋转盘501与拼装长臂503之间连接有一液压油缸502，该液压油缸502的伸缩距离控制拼装长臂503的旋转角度及伸出距离；所述拼装长臂503与拼装短臂505之间连接有一液压油缸504，该液压油缸504的伸缩距离控制拼装短臂505的旋转角度及伸出距离。另外，拼装手507是一能够三轴旋转的多自由度管片抓举及拼装装置，并且，拼装手507中还包括一液压马达，该液压马达使拼装手507绕与该拼装手507铰接的拼装短臂505的端部旋转。
结合图3至图10，本发明三环形断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机在对三环形断面隧道的管片进行拼装时，有如下步骤：
a.参见图3，管片600的拼装，将后折臂型管片拼装机54收起，仅用前折臂型管片拼装机52将底部管片600吊起，并通过各液压马达和液压油缸的调节，将管片600拼装到位；
b.参见图4，管片601和管片701的拼装，使用前折臂型管片拼装机52将管片601吊起，并通过各液压马达和液压油缸的调节，将管片601拼装到位，然后使用后折臂型管片拼装机54将管片701吊起，并通过各液压马达和液压油缸的调节，将管片701拼装到位；
c.参见图5，管片602和管片702的拼装，使用前折臂型管片拼装机52将管片602吊起，并通过各液压马达和液压油缸的调节，将管片602拼装到位，然后使用后折臂型管片拼装机54将管片702吊起，并通过各液压马达和液压油缸的调节，将管片702拼装到位；
d.参见图6，管片603和管片604的拼装，由于三环形断面隧道的特殊结构，管片603使用后折臂型管片拼装机54吊起，并通过各液压马达和液压油缸的调节，将该管片603拼装到位；管片604拼装时，需要对管片603进行临时支撑，此时后折臂型管片拼装机54作为管片603的临时支撑，然后使用前折臂型管片拼装机52将管片604吊起，并通过各液压马达和液压油缸的调节，将该管片604拼装到位；
e.参见图7，由于三环形断面隧道的特殊结构，需要装设一立柱605对管片604进行支撑，保证隧道结构的稳定以及隧道施工的安全，立柱605安装时，将前折臂型管片拼装机52作为管片604的临时支撑，使用后折臂型管片拼装机54将立柱605吊起，并通过各液压马达和液压油缸的调节，将立柱605安装到位；
f.参见图8，管片703和管片704的拼装，与管片603和管片604的拼装类似，由于三环形断面隧道的特殊结构，管片703使用前折臂型管片拼装机52吊起，并通过各液压马达和液压油缸的调节，将该管片703拼装到位；管片704拼装时，需要对管片703进行临时支撑，此时前折臂型管片拼装机52作为管片703的临时支撑，然后使用后折臂型管片拼装机54将管片704吊起，并通过各液压马达和液压油缸的调节，将该管片704拼装到位；
g.参见图9，与立柱605的安装类似，由于三环形断面隧道的特殊结构，需要装设一立柱705对管片704进行支撑，保证隧道结构的稳定以及隧道施工的安全，立柱705安装时，将后折臂型管片拼装机54作为管片704的临时支撑，使用前折臂型管片拼装机52将立柱705吊起，并通过各液压马达和液压油缸的调节，将立柱705安装到位；
h.参见图10，管片700的拼装，使用后折臂型管片拼装机54将顶部管片700吊起，并通过各液压马达和液压油缸的调节，将该管片700拼装到位；
通过上述施工过程，完成三环形断面隧道管片的拼装。
本发明三环形断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机设置有两个折臂型管片拼装机，通过该两个折臂型管片拼装机实现三环形断面隧道的各个位置的管片的拼装。并且，由于三环形断面隧道的特殊结构，该双折臂型管片拼装机在管片拼装的施工过程中，可以协作分工，其中一个折臂型管片拼装机作为临时支撑，而另一个折臂型管片拼装机则对管片进行拼装，由此安全快速的完成三环形断面隧道管片的拼装。
本发明三环形断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机不仅很好地解决了由于三环型断面隧道的结构特殊，传统拼装机无法延伸到整个断面范围进行管片拼装的问题，而且也解决了立柱拼装的问题。此外，本发明三环形断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机由于具有一双折臂型管片拼装机，该双折臂型管片拼装机不仅能单独各自拼装，而且还能够双机协同拼装，从而使拼装施工的可靠性、安全性以及施工效率得到最大的保障和提升。

Claims (10)

1.一种三环型断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机，其特征在于，包括：
支撑框架，所述支撑框架竖直设置在所述三环形断面隧道盾构机中；
回转支撑，所述回转支撑水平装设于所述支撑框架上；
回转驱动，所述回转驱动包括前回转驱动和后回转驱动，所述前回转驱动和所述后回转驱动装设于所述回转支撑上，且所述后回转驱动靠近所述支撑框架；
折臂型管片拼装机，所述前回转驱动一侧和所述后回转驱动一侧分别连接有一所述折臂型管片拼装机。
2.根据权利要求1所述的三环形断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机，其特征在于，所述折臂型管片拼装机包括：
旋转盘，所述旋转盘装设于所述回转驱动上；
拼装长臂，所述拼装长臂枢接于所述旋转盘；
拼装短臂，所述拼装短臂铰接于所述拼装长臂的端部；
拼装手，所述拼装手铰接装设于所述拼装短臂的端部。
3.根据权利要求1或2所述的三环形断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机，其特征在于：所述前回转驱动朝向所述后回转驱动的一侧装设有折臂型管片拼装机；所述后回转驱动朝向所述前回转驱动的一侧装设有折臂型管片拼装机。
4.根据权利要求1所述的三环形断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机，其特征在于：所述回转驱动具有一液压马达。
5.根据权利要求2所述的三环形断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机，其特征在于：所述旋转盘呈圆环状。
6.根据权利要求2所述的三环形断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机，其特征在于：所述旋转盘与所述拼装长臂之间连接有一液压油缸。
7.根据权利要求2所述的三环形断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机，其特征在于：所述拼装长臂与所述拼装短臂之间连接有一液压油缸。
8.根据权利要求2所述的三环形断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机，其特征在于：所述拼装长臂呈弧形状。
9.根据权利要求2所述的三环形断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机，其特征在于：所述拼装手具有一液压马达。
10.根据权利要求2所述的三环形断面隧道盾构机的双折臂型管片拼装机，其特征在于：所述拼装手是一三轴旋转的多自由度管片抓举及拼接装置。
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