CN108756952B - 一种半自动安装钢拱支撑的连接件及钢拱支撑 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种半自动安装钢拱支撑的连接件及钢拱支撑，涉及土木工程隧道施工技术领域；半自动安装钢拱支撑的连接件包括弧形接头、连接机构和方形接头，所述弧形接头与所述方形接头通过所述连接机构旋转连接；所述弧形接头的内侧接触面上设置有第一挂钩，所述方形接头的内侧接触面上设置有与所述第一挂钩相配合的第二挂钩；钢拱支撑分为若干部分，相邻的两部分通过连接件进行连接。本发明主要针对隧道施工过程中钢拱初期支护设置，实现了钢拱支撑安装的全机械化操作，解决了传统钢拱支护施工过程的繁琐问题，为今后钢拱支护的设置提高了安全性与时效性。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程隧道施工技术领域，具体涉及一种半自动安装钢拱支撑的连接件及钢拱支撑。
背景技术
隧道施工中钢管拱形支撑具有支撑围岩，与锚杆、喷射混凝土共同发挥初期支护的作用。传统的钢拱支撑施工方法是在每一轮隧道开挖完毕后，需要工人在靠近开挖面的情况下完成钢拱的定位，随后安装拱桥并固定拱脚，施工过程中危险性较高且工序较为繁琐。新的钢管拱形支撑引入半自动安装理念，钢拱在工厂预制后折叠起来运送至工地；当使用伸缩臂作业车将折叠钢拱放置在隧道开挖面时，它会自动打开。新拱定位完毕后，第二台作业车就将其与先前安装的钢拱连接，当钢拱正确定位后，第二台作业车对拱脚进行定位。这种施工方法虽然在施工过程中实现了机械化操作，但是钢管拱形支撑的各个折叠部份难以进行固定。
因此，本发明提供一种能够控制钢拱折叠打开的连接件及半自动安装钢管拱形支撑，以实现整个施工过程的全机械化操作，提高安全性与时效性。
发明内容
本发明的目的是提供一种半自动安装钢拱支撑的连接件及钢拱支撑，实现了钢管拱形支撑安装的全机械化的操作，解决了传统钢拱支护施工过程的繁琐问题，为今后钢拱支护的设置提高了安全性与时效性。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种半自动安装钢拱支撑的连接件，包括弧形接头、连接机构和方形接头，所述弧形接头与所述方形接头通过所述连接机构旋转连接；所述弧形接头的内侧接触面上设置有第一挂钩，所述方形接头的内侧接触面上设置有与所述第一挂钩相配合的第二挂钩。
优选的，所述第一挂钩为内镶式倒钩，所述第二挂钩为悬臂式倒钩。
优选的，所述弧形接头的内侧接触面上设置有凹槽，所述内镶式倒钩设置于所述凹槽内。
优选的，所述悬臂式倒钩和内镶式倒钩在所述弧形接头的内侧接触面与所述方形接头的内侧接触面旋转至密贴状态时接触变形并保持相扣状态。
优选的，所述连接机构包括轴承座和转轴，所述轴承座的底部与所述方形接头连接，所述转轴安装于所述轴承座内，所述转轴与所述弧形接头连接。
优选的，所述弧形接头与所述方形接头的旋转角度大于120°。
本发明中还公开了一种包括上述半自动安装钢拱支撑的连接件的钢拱支撑，所述钢拱支撑分为若干部分，相邻的两部分通过连接件进行连接；所述连接件的方形接头与所述钢拱支撑的一部分连接，弧形接头与相邻的另一部分相连接。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明中通过连接件能实现钢拱支撑的折叠与打开，在吊机向折叠的钢拱施加外力后，连接件通过转轴的转动会实现大于120°的旋转；当弧形接头与方形接头即将进入密贴状态时，利用悬臂式倒钩悬臂末端可产生较大位移的特性，悬臂式倒钩向下产生位移得以进入内镶式凹槽，之后由于弹性回复力使悬臂式倒钩恢复原状，实现相扣状态；通过此装置可以使钢拱打开的同时恰好处于锁住的状态，实现钢拱支撑的稳定性，大大减少了施工工序，提高了施工安全性与时效性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为钢管拱形支撑自动打开示意图；
图2为钢管拱形支撑连接示意图；
图3为拱脚固定示意图；
图4为本发明半自动安装钢拱支撑的连接件的主视图；
图5为本发明半自动安装钢拱支撑的连接件的俯视图；
图6为本发明连接机构的俯视图；
图7为本发明连接机构的主视图；
图8为本发明半自动安装钢拱支撑的连接件的立体结构示意图；
图9为本发明内镶式倒钩和悬臂式倒钩的结构示意图；
图10为本发明两倒钩的扣合示意图；
其中，1为钢拱支撑，2为连接件，3为方形接头，4为弧形接头，5为连接机构，51为轴承座，52为转轴，6为悬臂式倒钩，7为内镶式倒钩，8为凹槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种半自动安装钢拱支撑的连接件及钢拱支撑，实现了钢管拱形支撑安装的全机械化的操作，解决了传统钢拱支护施工过程的繁琐问题，为今后钢拱支护的设置提高了安全性与时效性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图4-10所示，本发明提供一种半自动安装钢拱支撑的连接件，包括弧形接头4、连接机构5和方形接头3，弧形接头4与方形接头3均为半密贴式；弧形接头4与方形接头3通过连接机构5旋转连接；弧形接头4的内侧接触面上设置有第一挂钩，方形接头3的内侧接触面上设置有与第一挂钩相配合的第二挂钩。
其中，第一挂钩为内镶式倒钩7，第二挂钩为悬臂式倒钩6；弧形接头4的内侧接触面上设置有凹槽8，内镶式倒钩7设置于凹槽8内。当半密贴式弧形接头4旋转至和半密贴式方形接头3密贴状态时，可以实现大于50％密贴截面面积的密贴度；利用悬臂式倒钩6悬臂末端可产生较大位移的特性，当弧形接头4旋转至和方形接头3密贴状态时，悬臂式倒钩6向下产生位移得以进入内镶式凹槽8，之后由于弹性回复力使悬臂式倒钩6恢复原状，实现悬臂式倒钩6和内镶式倒钩7相扣状态。
连接机构5包括轴承座51和转轴52，轴承座51的底部与方形接头3连接，轴承座51上开设有一通孔，转轴52贯穿通孔，安装于轴承座51内；弧形接头4上与方形接头3接触的内侧接触面上开设有U型槽；轴承座51的上部位于U型槽内，转轴52的两端与U型槽的两侧壁连接，从而通过转轴52实现弧形接头4与方形接头3的旋转连接，弧形接头4与方形接头3的旋转角度可以大于120°。
本发明中还公开了一种包括上述半自动安装钢拱支撑的连接件的钢拱支撑1，钢拱支撑1分为若干部分，相邻的两部分通过连接件2进行连接；连接件2的方形接头3与钢拱支撑1的一部分连接，弧形接头4与相邻的另一部分相连接。本发明中钢拱支撑1分为三部分，设置有两个连接件2，通过两个连接件2带动钢拱支撑1的三部分转动，实现钢拱支撑1的折叠与打开。
如图1-3所示，钢拱支撑1在工厂组装后进行折叠，此时弧形接头4与方形接头3的接触面分离；随后运送至工地，当使用伸缩臂作业车将折叠钢拱放置在隧道开挖面时，吊机向折叠的钢拱支撑1施加外力，连接件2通过转轴52的转动会实现大于120°的旋转，从而带动钢拱支撑1打开；然后与之前已经定位的钢拱支撑1连接并使用第二台设备固定拱脚，就完成了钢拱支撑1的安装；实现了全机械化操作，大大减少了施工工序，提高了施工安全性与时效性。
而且当钢拱支撑1完全打开时，弧形接头4与方形接头3进入密贴状态，利用悬臂式倒钩6悬臂末端可产生较大位移的特性，悬臂式倒钩6向下产生位移得以进入内镶式凹槽8，之后由于弹性回复力使悬臂式倒钩6恢复原状，实现悬臂式倒钩6和内镶式倒钩相扣状态，实现钢拱支撑1连接部分的锁紧，提高稳定性和安全性。
本发明主要针对隧道施工过程中钢拱初期支护设置，实现了钢管拱形支撑安装的全机械化的操作，解决了传统钢拱支护施工过程的繁琐问题，为今后钢拱支护的设置提高了安全性与时效性。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (4)
1.一种半自动安装钢拱支撑的连接件，其特征在于：包括弧形接头、连接机构和方形接头，所述弧形接头与所述方形接头通过所述连接机构旋转连接；所述弧形接头的内侧接触面上设置有第一挂钩，所述方形接头的内侧接触面上设置有与所述第一挂钩相配合的第二挂钩；所述第一挂钩为内镶式倒钩，所述第二挂钩为悬臂式倒钩，所述弧形接头的内侧接触面上设置有凹槽，所述内镶式倒钩设置于所述凹槽内；所述悬臂式倒钩和内镶式倒钩在所述弧形接头的内侧接触面与所述方形接头的内侧接触面旋转至密贴状态时接触变形，并利用悬臂式倒钩悬臂末端可产生较大位移的特性，悬臂式倒钩向下产生位移得以进入内镶式凹槽，之后由于弹性回复力使悬臂式倒钩恢复原状，保持相扣状态。
2.根据权利要求1所述的半自动安装钢拱支撑的连接件，其特征在于：所述连接机构包括轴承座和转轴，所述轴承座的底部与所述方形接头连接，所述转轴安装于所述轴承座内，所述转轴与所述弧形接头连接。
3.根据权利要求2所述的半自动安装钢拱支撑的连接件，其特征在于：所述弧形接头与所述方形接头的旋转角度大于120°。
4.一种包括权利要求1-3任一项所述的半自动安装钢拱支撑的连接件的钢拱支撑，其特征在于：所述钢拱支撑分为若干部分，相邻的两部分通过连接件进行连接；所述连接件的方形接头与所述钢拱支撑的一部分连接，弧形接头与相邻的另一部分相连接。
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