CN110185478A - 一种拼接装置、钢拱架节及钢拱架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拼接装置，包括第一连接板和第二连接板，第一连接板设有第一紧固部，第二连接板设有第二紧固部，第一紧固部与第二紧固部一一对应设置且用于固定第一连接板与第二连接板；第一连接板和第二连接板中的一者设有卡接部，另一者设有用于与卡接部配合卡接的卡槽，以对第一连接板与第二连接板进行装配定位，使第一紧固部与第二紧固部保持对准状态。该拼接装置便于实现第一紧固部和第二紧固部的对准，给施工人员带来诸多便利，提高了施工效率。本发明还公开了一种包括上述拼接装置的钢拱架节和钢拱架。

Description

一种拼接装置、钢拱架节及钢拱架

技术领域

本发明涉及钢拱架结构技术领域，更具体地说，涉及一种拼接装置。此外，本发明还涉及一种包括上述拼接装置的钢拱架节和钢拱架。

背景技术

随着隧道和地下工程等基础设施建设的快速发展，全断面硬岩隧道掘进机(TBM)成为现代化的隧道成套施工设备。

在TBM隧道施工过程中，为了保证施工质量和安全，通常采用钢拱架进行支护作业。当隧道围岩破碎或者不稳定时，将钢拱架拼装到开挖成形的隧道洞壁上，形成支护，以控制围岩变形，防止坍塌。

钢拱架通常包括多节拱架节，相邻拱架节之间通过拼接装置连接在一起，多节拱架节依次连接后形成环形钢拱架。现有技术中的拼接装置通常为分别设于拱架节两端的连接板，连接板设有多个螺栓孔，钢拱架拼装时，由施工人员将相邻两个拱架节之间的连接板对齐，使相邻两个拱架节的连接板上的各个螺栓孔对准，然后，人工将螺栓依次穿入对准的螺栓孔中，以固定相拼接的两个连接板，从而实现相邻两个拱架节的固定连接。

然而，在相邻两个拱架节实际拼接过程中，相邻两个拱架节的连接板上的各个螺栓孔很难对准，给施工人员造成诸多不便，作业效率低，容易影响隧道初期支护的进度。

综上所述，如何提供一种方便连接的隧道钢拱架拼接装置，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种拼接装置，主要用于钢拱架节的拼接，方便连接，可提高钢拱架节的拼接效率，实现钢拱架的快速装配。

本发明的另一目的是提供一种包括上述拼接装置的钢拱架节和钢拱架。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种拼接装置，包括第一连接板和第二连接板，所述第一连接板设有第一紧固部，所述第二连接板设有第二紧固部，所述第一紧固部与所述第二紧固部一一对应设置且用于固定所述第一连接板与所述第二连接板；

所述第一连接板和所述第二连接板中的一者设有卡接部，另一者设有用于与所述卡接部配合卡接的卡槽，以对所述第一连接板与所述第二连接板进行装配定位，使所述第一紧固部与所述第二紧固部保持对准状态。

优选地，所述卡接部包括第一卡接部，所述卡槽包括用于与所述第一卡接部配合卡接的第一卡槽，以对所述第一连接板与所述第二连接板进行横向装配定位；

所述卡接部包括第二卡接部，所述卡槽包括用于与所述第二卡接部配合卡接的第二卡槽，以对所述第一连接板与所述第二连接板进行纵向装配定位。

优选地，所述第一卡接部包括凸轨，所述第一卡槽包括用于与所述凸轨滑动配合的凹轨。

优选地，所述第二卡接部包括卡轴，所述第二卡槽包括用于供所述卡轴插入的U形板槽。

优选地，所述卡轴为U形卡轴，所述U形卡轴的开口端与所述第一连接板的一侧侧壁固定相连，以使所述U形卡轴与所述侧壁形成封闭孔；

所述第二连接板设有用于插入所述封闭孔以将所述U形卡轴限定在所述U形板槽内的限位件。

优选地，所述第二连接板设有贯穿其厚度的通孔，所述限位件包括：

与所述通孔固定连接的套筒，所述套筒具有盲孔；

设于所述盲孔内的弹性件；

与所述弹性件远离所述盲孔的一端相连的斜舌，所述斜舌在所述U形卡轴插入所述U形板槽时挤压所述弹性件，并在所述U形卡轴与所述U形板槽装配到位后插入所述封闭孔内。

优选地，所述通孔包括内螺纹段和键槽段；所述套筒的外周部设有用于与所述内螺纹段螺纹连接的外螺纹，所述斜舌设有用于与所述键槽段滑动连接的导向部。

优选地，所述第一紧固部包括至少一个第一螺纹孔，所述第二紧固部包括与所述第一螺纹孔一一对应设置的第二螺纹孔；

所述第一螺纹孔或所述第二螺纹孔的一端固设有紧固螺母，用于与所述第一螺纹孔和所述第二螺纹孔进行螺纹连接的紧固螺栓预先与所述紧固螺母相连。

一种钢拱架节，包括拱架节本体和拼接装置，所述拼接装置为上述任意一种拼接装置，所述拱架节本体的一端与所述拼接装置的第一连接板固连，另一端与所述拼接装置的第二连接板固连；两个所述拱架节本体拼接时，一个所述拱架节本体的所述第一连接板与另一个所述拱架节本体的所述第二连接板匹配连接。

一种钢拱架，包括至少两个钢拱架节，所述钢拱架节为上述任意一种钢拱架节，两个以上的所述钢拱架节首尾通过所述拼接装置拼接成环。

本发明提供的拼接装置，通过卡接部与卡槽的配合卡接，可实现第一连接板与第二连接板的装配定位，从而使第一紧固部与第二紧固部保持对准状态，以便于第一连接板与第二连接板通过第一紧固部和第二紧固部固定连接为一体结构。也即，该拼接装置便于实现第一紧固部和第二紧固部的对准，给施工人员带来诸多便利，提高了施工效率。

在一个优选实施例中，通过紧固螺母实现紧固螺栓的预安装，便于紧固螺栓拧紧时的机械自动化操作，进一步提高了施工效率，同时降低了劳动强度。

本发明提供的钢拱架节及钢拱架，包括上述拼接装置，具有上述有益效果。

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，下面将对实施例或现有技术描述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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例所提供的拼接装置中第一连接板的主视图；

图2为图1所示第一连接板的左视图；

图3为本发明具体实施例所提供的拼接装置中第二连接板的主视图；

图4为图3所示第二连接板的左视图；

图5为图4中限位件的结构示意图；

图6为本发明具体实施例所提供的拼接装置中紧固螺栓的结构示意图；

图7为本发明具体实施例所提供的钢拱架节的结构示意图；

图8为本发明具体实施例所提供的钢拱架的结构示意图。

图1-图8中的附图标记如下：

1为第一连接板、11为凸轨、12为U形卡轴、13为封闭孔、14为第一螺纹孔、2为第二连接板、21为凹轨、22为U形板槽、23为通孔、24为第二螺纹孔、3为限位件、31为套筒、32为弹性件、33为斜舌、4为紧固螺栓、41为橡胶套、5为拱架节本体。

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。

本发明的核心是提供一种拼接装置，主要用于钢拱架节的拼接，方便连接，可提高钢拱架节的拼接效率，实现钢拱架的快速装配。本发明的另一核心是提供一种包括上述拼接装置的钢拱架节和钢拱架。

请参考图1-图8，图1为第一连接板的主视图；图2为第一连接板的左视图；图3为第二连接板的主视图；图4为第二连接板的左视图；图5为限位件的结构示意图；图6为紧固螺栓的结构示意图；图7为钢拱架节的结构示意图；图8为钢拱架的结构示意图。

本发明提供一种拼接装置，主要应用于各节钢拱架节上，以实现两个钢拱架节的拼接。该拼接装置包括第一连接板1和第二连接板2，第一连接板1和第二连接板2的对应位置分别设有用于固定第一连接板1与第二连接板2的第一紧固部和第二紧固部；第一连接板1和第二连接板2中的一者设有卡接部，另一者设有用于与卡接部配合卡接的卡槽，以对第一连接板1与第二连接板2进行装配定位，使第一紧固部与第二紧固部保持对准状态。

需要说明的是，第一紧固部和第二紧固部主要起到连接第一连接板1和第二连接板2的作用，以使第一连接板1和第二连接板2固定为一体结构。具体地，第一连接板1上设有第一紧固部，第二连接板2上设有第二紧固部，第一连接板1与第二连接板2连接时，将第一紧固部与第二紧固部对准连接即可。

第一紧固部和第二紧固部可以为预设的焊接部位，也即，第一紧固部与第二紧固部对准后焊接固定。

第一紧固部和第二紧固部也可以为螺纹孔，第一紧固部与第二紧固部对准后通过穿设于对准的两个螺纹孔内的紧固螺栓4实现第一紧固部与第二紧固部的固定连接，从而将第一连接板1和第二连接板2连接在一起。

作为一种优选方案，第一紧固部包括至少一个第一螺纹孔14，第二紧固部包括与第一螺纹孔14一一对应设置的第二螺纹孔24；第一螺纹孔14或第二螺纹孔24的一端固设有紧固螺母，用于与第一螺纹孔14和第二螺纹孔24进行螺纹连接的紧固螺栓4预先与紧固螺母相连。

也就是说，本实施例在第一螺纹孔14与第二螺纹孔24一者的端面上设置紧固螺母，可以理解的是，紧固螺母的内螺纹孔与第一螺纹孔14或第二螺纹孔24对准设置。优选地，紧固螺母与第一螺纹孔14或第二螺纹孔24的一端端面焊接。

可以理解的是，本实施例通过紧固螺母来支撑固定紧固螺栓4，实现紧固螺栓4的预安装。也即，紧固螺栓4预先装配于紧固螺母中，紧固螺栓4的一段外螺纹与紧固螺母的内螺纹螺纹连接，当第一螺纹孔14与第二螺纹孔24对准后，再将紧固螺栓4继续拧紧，使紧固螺栓4分别与第一螺纹孔14和第二螺纹孔24进行螺纹连接，以实现第一连接板1与第二连接板2的固定连接。

考虑到在拧紧紧固螺栓4的过程中，紧固螺栓4的端部容易破坏第一螺纹孔14和/或第二螺纹孔24的内螺纹，因此，在上述实施例的基础之上，紧固螺栓4的端部设有橡胶套41，优选地，橡胶套41为锥形橡胶套41，以便于导向。

考虑到橡胶套41与紧固螺栓4的固定方式，优选地，橡胶套41与紧固螺栓4螺纹连接。也即，橡胶套41设有内螺纹，直接套设在紧固螺栓4的端部。

由上述分析可以看出，本实施例通过紧固螺母实现紧固螺栓4的预安装，便于紧固螺栓4拧紧时的机械自动化操作，也即，在施工工人现场拼装钢拱架时，可以先将各节钢拱架节预装配，也即，通过卡接部与卡槽的配合卡接，实现第一紧固部与第二紧固部的快速定位，使第一紧固部与第二紧固部精确对准，然后，将紧固螺栓4旋拧入紧固螺母内即可，在钢拱架预装成环后，撑紧到隧道壁，然后将紧固螺栓4快速紧固即可。

考虑到第一连接板1与第二连接板2通过卡接部与卡槽进行装配定位的具体定位方式，在上述实施例的基础之上，卡接部包括第一卡接部和第二卡接部，卡槽包括第一卡槽和第二卡槽，第一卡接部与第一卡槽配合卡接，以实现第一连接板1与第二连接板2的横向装配定位；第二卡接部与第二卡槽配合卡接，以实现第一连接板1与第二连接板2的纵向装配定位。

需要说明的是，本发明中的横向和纵向主要是指第一连接板1和第二连接板2所在平面内的两个相互垂直的方向。例如，横向和纵向分别对应第一连接板1或第二连接板2的宽度方向和长度方向。

也就是说，本实施例通过第一卡接部与第一卡槽的配合卡接、以及第二卡接部与第二卡槽的配合卡接，可实现第一连接板1与第二连接板2的对齐定位，从而使第一紧固部与第二紧固部对准，以便于第一连接板1与第二连接板2的固定连接。

需要说明的是，第一卡接部可以设置在第一连接板1上，也可以设置在第二连接板2上，对应地，当第一卡接部设置在第一连接板1上时，第一卡槽位于第二连接板2上；当第一卡接部设置在第二连接板2上时，第一卡槽位于第一连接板1上。

同理，第二卡接部可以设置在第一连接板1上，也可以设置在第二连接板2上，对应地，当第二卡接部设置在第一连接板1上时，第二卡槽位于第二连接板2上；当第二卡接部设置在第二连接板2上时，第二卡槽位于第一连接板1上。

第一卡接部和第二卡接部可以分别设于第一连接板1和第二连接板2上，当然，也可以是，第一卡接部和第二卡接部均设于同一连接板上(如第一连接板1或第二连接板2)。也即，第一卡接部和第二卡接部分别独立设置，互不干涉。

考虑到第一卡接部与第一卡槽具体结构的简单及便于实现性，在上述实施例的基础之上，第一卡接部包括凸轨11，第一卡槽包括用于与凸轨11滑动配合的凹轨21。

例如，第一卡接部设于第一连接板1上，则凸轨11为凸出于第一连接板1表面的凸棱结构，对应的，第一卡槽为设于第二连接板2的凹陷结构。

可以理解的是，由于第一卡接部与第一卡槽的配合卡接可实现第一连接板1与第二连接板2的横向装配定位，因此，凸轨11与凸条纵向延伸设置。

考虑到第二卡接部与第二卡槽的具体卡接结构，在上述实施例的基础之上，第二卡接部包括卡轴，第二卡槽包括用于供卡轴插入的U形板槽22。

需要说明的是，U形板槽22主要是指由板状结构形成的U形凹槽。可以理解的是，卡轴的轴线延伸方向与U形板槽22的槽壁延伸方向一致。

由于第二卡接部与第二卡槽的配合卡接可实现第一连接板1与第二连接板2的纵向装配定位，因此，U形板槽22的槽底水平设置，也即，U形板槽22的槽底横向延伸设置。换句话说，U形板槽22的槽底与凹轨21或凸轨11垂直设置。

为了避免在第一连接板1与第二连接板2装配定位后且未紧固前，转移两者时使两者错位，在上述实施例的基础之上，卡轴为U形卡轴12，U形卡轴12的开口端与第一连接板1的一侧侧壁固定相连，以使U形卡轴12与侧壁形成封闭孔13；第二连接板2设有用于插入封闭孔13内以将U形卡轴12限定在U形板槽22内的限位件3。

也就是说，本实施例通过限位件3插入封闭孔13内，来限定U形卡轴12的位置，以避免U形卡轴12脱离U形板槽22，使U形卡轴12与U形板槽22保持卡接位置不变。

考虑到限位件3的具体结构，在上述实施例的基础之上，第二连接板2设有贯穿其厚度的通孔23，限位件3包括与通孔23固定连接的套筒31，套筒31具有盲孔，盲孔内设有弹性件32，弹性件32远离盲孔的一端与斜舌33相连，在自然状态下，斜舌33伸出至U形板槽22的开口端。也即，在U形卡轴12插入U形板槽22内时，U形卡轴12对斜舌33施加外力，在U形卡轴12的作用力下，使斜舌33挤压弹性件32，从而使斜舌33缩回，以避开U形板槽22的开口端；当U形卡轴12插入U形板槽22后，也即，U形卡轴12与U形板槽22配合卡接后，在弹性件32的弹性恢复力的作用下，驱使斜舌33弹入封闭孔13内，以锁定U形卡轴12，使U形卡轴12限定在U形板槽22内。

优选地，弹性件32为弹簧。

考虑到限位件3与第二连接板2的固定连接方式，同时，为了避免斜舌33在移动过程中偏移，在上述实施例的基础之上，通孔23包括内螺纹段和键槽段；套筒31的外周部设有用于与内螺纹段螺纹连接的外螺纹，斜舌33设有用于与键槽段滑动连接的导向部。

也就是说，本实施例中通过套筒31与内螺纹段的螺纹连接，实现限位件3与第二连接板2的固定连接；并通过导向部与键槽段的滑动配合，实现斜舌33伸缩过程中的导向，以避免因弹簧侧弯导致斜舌33的移动路径倾斜，造成卡死等缺陷。

综上所述，本发明提供的拼接装置，通过卡接部与卡槽的配合卡接，可实现第一连接板1与第二连接板2的装配定位，从而使第一紧固部与第二紧固部保持对准状态，以便于第一连接板1与第二连接板2通过第一紧固部和第二紧固部固定连接为一体结构。也即，该拼接装置便于实现第一紧固部和第二紧固部的对准，给施工人员带来诸多便利，提高了施工效率。

除了上述拼接装置，本发明还提供一种包括上述实施例公开的拼接装置的钢拱架节，该钢拱架节还包括拱架节本体5，拱架节本体5的一端与拼接装置的第一连接板1固连，另一端与拼接装置的第二连接板2固连。

优选地，第一连接板1和第二连接板2分别与拱架节本体5的两端焊接。

可以理解的是，当两个拱架节本体5拼接时，一个拱架节本体5的第一连接板1与另一个拱架节本体5的第二连接板2匹配连接。

也就是说，本实施例通过分别在拱架节本体5的两端设置第一连接板1和第二连接板2，可实现各节拱架节本体5的首尾拼接，也即，两个拱架节本体5可通过上述拼接装置拼接固定在一起。

除了上述钢拱架节，本发明还提供一种包括上述实施例公开的钢拱架节的钢拱架，该钢拱架包括至少两个上述钢拱架节，两个以上的钢拱架节首尾通过拼接装置拼接成环。

也就是说，多个上述钢拱架节通过上述拼接装置拼接固定，首尾依次拼接后，形成环形的钢拱架整体结构。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的拼接装置、钢拱架节及钢拱架进行了详细介绍。本文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。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种拼接装置，其特征在于，包括第一连接板(1)和第二连接板(2)，所述第一连接板(1)设有第一紧固部，所述第二连接板(2)设有第二紧固部，所述第一紧固部与所述第二紧固部一一对应设置且用于固定所述第一连接板(1)与所述第二连接板(2)；

所述第一连接板(1)和所述第二连接板(2)中的一者设有卡接部，另一者设有用于与所述卡接部配合卡接的卡槽，以对所述第一连接板(1)与所述第二连接板(2)进行装配定位，使所述第一紧固部与所述第二紧固部保持对准状态。

2.根据权利要求1所述的拼接装置，其特征在于，所述卡接部包括第一卡接部，所述卡槽包括用于与所述第一卡接部配合卡接的第一卡槽，以对所述第一连接板(1)与所述第二连接板(2)进行横向装配定位；

所述卡接部包括第二卡接部，所述卡槽包括用于与所述第二卡接部配合卡接的第二卡槽，以对所述第一连接板(1)与所述第二连接板(2)进行纵向装配定位。

3.根据权利要求2所述的拼接装置，其特征在于，所述第一卡接部包括凸轨(11)，所述第一卡槽包括用于与所述凸轨(11)滑动配合的凹轨(21)。

4.根据权利要求2所述的拼接装置，其特征在于，所述第二卡接部包括卡轴，所述第二卡槽包括用于供所述卡轴插入的U形板槽(22)。

5.根据权利要求4所述的拼接装置，其特征在于，所述卡轴为U形卡轴(12)，所述U形卡轴(12)的开口端与所述第一连接板(1)的一侧侧壁固定相连，以使所述U形卡轴(12)与所述侧壁形成封闭孔(13)；

所述第二连接板(2)设有用于插入所述封闭孔(13)以将所述U形卡轴(12)限定在所述U形板槽(22)内的限位件(3)。

6.根据权利要求5所述的拼接装置，其特征在于，所述第二连接板(2)设有贯穿其厚度的通孔(23)，所述限位件(3)包括：

与所述通孔(23)固定连接的套筒(31)，所述套筒(31)具有盲孔；

设于所述盲孔内的弹性件(32)；

与所述弹性件(32)远离所述盲孔的一端相连的斜舌(33)，所述斜舌(33)在所述U形卡轴(12)插入所述U形板槽(22)时挤压所述弹性件(32)，并在所述U形卡轴(12)与所述U形板槽(22)装配到位后插入所述封闭孔(13)内。

7.根据权利要求6所述的拼接装置，其特征在于，所述通孔(23)包括内螺纹段和键槽段；所述套筒(31)的外周部设有用于与所述内螺纹段螺纹连接的外螺纹，所述斜舌(33)设有用于与所述键槽段滑动连接的导向部。

8.根据权利要求1-7任一项所述的拼接装置，其特征在于，所述第一紧固部包括至少一个第一螺纹孔(14)，所述第二紧固部包括与所述第一螺纹孔(14)一一对应设置的第二螺纹孔(24)；

所述第一螺纹孔(14)或所述第二螺纹孔(24)的一端固设有紧固螺母，用于与所述第一螺纹孔(14)和所述第二螺纹孔(24)进行螺纹连接的紧固螺栓(4)预先与所述紧固螺母相连。

9.一种钢拱架节，包括拱架节本体(5)和拼接装置，其特征在于，所述拼接装置为权利要求1-8任一项所述的拼接装置，所述拱架节本体(5)的一端与所述拼接装置的第一连接板(1)固连，另一端与所述拼接装置的第二连接板(2)固连；两个所述拱架节本体(5)拼接时，一个所述拱架节本体(5)的所述第一连接板(1)与另一个所述拱架节本体(5)的所述第二连接板(2)匹配连接。

10.一种钢拱架，包括至少两个钢拱架节，其特征在于，所述钢拱架节为权利要求9所述的钢拱架节，两个以上的所述钢拱架节首尾通过所述拼接装置拼接成环。