CN111206947B - 一种隧道机械化施工台车 - Google Patents

Abstract

一种隧道机械化施工台车，包括施工台车和拱架运送装置。所述的施工台车包括升降柱、翼板、T型轨和支撑杆。所述的升降柱与竖向的T型轨固连，构成四条立柱。所述的翼板与两侧的立柱横向固连，所述的支撑杆与翼板和立柱固连。所述的T型轨在台车顶部垂直掌子面布设。所述的拱架运送装置包括弧形夹、液压杆、传动系统和扣轨滑槽。所述的弧形夹与液压杆通过铰接半球铰接。所述的液压杆通过液压杆转轴与液压杆收纳槽转动连接。所述的扣轨滑槽与T型轨扣合连接，所述的传动系统通过传动齿与固定齿的相互作用使得拱架运送装置沿T型轨滑动。

Description

一种隧道机械化施工台车

技术领域

本发明涉及隧道施工设备技术领域，提供一种机械化作业台车，适用于不同断面的隧道，并能进行机械化的拱架安装。

背景技术

随着我国经济发展水平的逐步提高以及西部大开发战略的不断推进，越来越多的公路、铁路被提上了日程。而我国是一个多山的国家，尤其是西南地区，修建公路、铁路往往要进行大规模的隧道建设。隧道开挖修建过程中，需要在掌子面爆破后及时进行支护，现有工程大多采用立钢拱架的方式进行围岩支护。而现有的隧道施工台车设计往往较为简单，单纯提供架高功能，拱架的安装需要大量工人协同配合，耗费大量的人力，并且由于掌子面爆破后处于不稳定状态，常常会有落石等发生，极大地威胁着施工人员的生命安全。

目前为止，虽然有机械化安装钢拱架的装备，但往往都是单独设计的装备，功能单一，为了进行钢拱架的安装单独购买一台设备往往是不合算的，并且现场条件复杂，安装的过程趋于复杂，耗时太多。本发明提供一种基于施工台车的机械化拱架安装装置，为隧道拱架安装提供一种便宜的解决方案。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术条件的缺点和不足，提供一种机械化施工台车。

本发明采用下述技术方案：

一种隧道机械化施工台车，包括施工台车和拱架运送装置。

所述的施工台车包括升降柱、翼板、T型轨和支撑杆。所述的升降柱与竖向的T型轨固连，构成四条立柱。所述的翼板与两侧的立柱横向固连，所述的支撑杆与翼板和立柱固连。所述的T型轨在台车顶部垂直掌子面布设。

所述的拱架运送装置包括弧形夹、液压杆、传动系统和扣轨滑槽。所述的弧形夹与液压杆通过铰接半球铰接。所述的液压杆通过液压杆转轴与液压杆收纳槽转动连接。所述的扣轨滑槽与T型轨扣合连接，所述的传动系统通过传动齿与固定齿的相互作用使得拱架运送装置沿T型轨滑动。

优选的，所述弧形夹曲率与拱架曲率一致，可以牢固地夹住拱架；所述的弧形夹与液压杆铰接，并且只允许发生液压杆平面内的左右倾斜，不能发生前后倾斜。

优选的，所述的液压杆包括竖向和横向两种工作状态，并且在每种工作状态中处于锁定状态，即角度固定不会发生偏转。

优选的，所述的传动系统包括电机、传动轴、传动轮、传动带、传动齿，所述传动带与传动轮之间存在横向螺纹，二者紧密咬合不发生打滑。

优选的，所述的扣轨滑槽截面形状与T型轨套合且略大，所述传动齿与固定齿紧密咬合，保证拱架运送装置可以在T型轨上顺畅滑动。

优选的，所述的升降柱位于施工台车四条立柱的底部，可以带动立柱进行一定高度的升降，保证施工台车在处于掌子面的复杂环境中时依旧可以维持翼板和顶部处于稳定的水平状态。

优选的，所述的翼板包括中空翼板和伸缩翼板，所述的伸缩翼板可以在中空翼板中自由伸缩，保证翼板与围岩轮廓的贴合，便于进行围岩的面上操作。

本发明的应用方法如下：

A、根据掌子面附近地面平整情况调整四个升降柱的高度，保证施工台车处于水平状态；

B、通过控制伸缩翼板调整翼板长度，使得施工台车的翼板贴合围岩轮廓；

C、在远离掌子面的两条纵向T型轨上安装拱架运送装置，调整弧形夹分别向左向右倾斜以适合拱架，通过挖掘机或者其他工程车辆将拱架放置于弧形夹上并夹紧，将拱架从底部向上抬升；

D、当立柱上的拱架运送装置抬升到顶部时，操控顶部拱架运送装置向拱架方向运动，直至到达拱架底部，此时升高液压杆，通过弧形夹夹紧拱架，并松开两侧弧形夹；

E、操控顶部拱架运送装置向掌子面方向运动，到达立拱架位置时制动，升高液压杆，直至抵靠在拱顶上，进行拱顶处拱架的安装；

F、进行两侧拱架的安装时只需预先用工程车辆向安装侧偏转拱架再放置于立柱上的拱架运送装置上，重复C-E步骤即可。

本发明的有益效果是：

（1）本发明为隧道内的钢拱架架设提供了一种机械化的辅助装置，通过可变形的拱架运送装置实现拱架从抬升到安装的全方位机械化操作，且考虑了两侧钢拱架的安装问题，省却大量人力的消耗，提高了工作效率。

（2）本发明借助于常见的施工台车，不需要购买单独的机械化立拱架设备，节省了施工成本。

（3）本发明通过机械化解放了人力，增加了施工的安全性。装置结构简单，容易操作和进行普及。

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是本发明拱架运送装置正视剖面图、左视中剖面图、俯视（液压杆收纳、弧形夹倾斜时）图、左视（液压杆剖面）图。

图2是本发明拱架运送装置与施工台车正视图。

图3是本发明拱架运送装置与施工台车左视图。

图4是本发明在隧道内示意图。

图5是本发明抬升拱架示意图。

图6是本发明将拱架抬升到台车顶部交接后示意图。

图7是本发明安装拱顶拱架示意图。

图8是本发明安装两侧拱架示意图。

为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。其中：1弧形夹，2液压杆，3液压杆收纳槽，4液压杆转轴，5电机，6传动齿，7传动带，8传动轴，9扣轨滑槽，10传动轮，11铰接半球，12拱架运送装置，13T型滑轨，14固定齿，15 T型轨，16固定头，17伸缩板，18伸缩翼板，19中空翼板，20翼板，21升降柱，22支撑杆，23施工台车，24围岩轮廓，25拱架。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例1：

如图2所示，一种机械化施工台车，包括施工台车23和拱架运送装置12。

所述的施工台车23包括升降柱21、翼板20、T型轨15和支撑杆22。所述的翼板20包括中空翼板19和伸缩翼板18，所述的伸缩翼板18包括伸缩板17和固定头16。其中伸缩翼板18可以在中空翼板19中自由伸缩和锁定，固定头16防止伸缩翼板18滑出中空翼板19。所述的T型轨15包括T型滑轨13和固定齿14。所述的升降柱21与竖向的T型轨15固连，构成四条立柱。所述的T型轨15分布于施工台车23顶部和四条立柱的前后外表面。所述的翼板20与两侧的立柱横向固连，所述的支撑杆22与翼板20和立柱固连。所述的T型轨15在台车顶部垂直掌子面布设。

所述的拱架运送装置12包括弧形夹1、液压杆2、液压杆收纳槽3、液压杆转轴4、电机5、传动齿6、传动带7、传动轴8、扣轨滑槽9、传动轮10和铰接半球11。所述的弧形夹1与液压杆2通过铰接半球11铰接。所述的液压杆2通过液压杆转轴4与液压杆收纳槽3转动连接。所述的电机5通过固连的传动轴8将动力传递给传动轮10，传动轮10通过咬合的螺纹将动力传递给传动带7，传动带7上设置有传动齿6，所述的扣轨滑槽9与T型轨15扣合连接，所述的传动齿6与固定齿14的相互作用使得拱架运送装置12沿T型轨15滑动。

本发明的应用方法如下：

A、根据掌子面附近地面平整情况调整四个升降柱21的高度，保证施工台车23处于水平状态；

B、通过控制伸缩翼板18调整翼板20长度，使得施工台车23的翼板20贴合围岩轮廓24；

C、在远离掌子面的两条纵向T型轨15上安装拱架运送装置12，调整弧形夹1分别向左向右倾斜以适合拱架25，通过挖掘机或者其他工程车辆将拱架25放置于弧形夹1上并夹紧，将拱架25从底部向上抬升；

D、当立柱上的拱架运送装置12抬升到顶部时，操控顶部拱架运送装置12向拱架25方向运动，直至到达拱架25底部，此时升高液压杆2，通过弧形夹1夹紧拱架25，并松开两侧弧形夹1；

E、操控顶部拱架运送装置12向掌子面方向运动，到达立拱架25位置时制动，升高液压杆2，直至抵靠在拱顶上，进行拱顶处拱架25的安装；

F、进行两侧拱架25的安装时只需预先用工程车辆向安装侧偏转拱架25再放置于立柱上的拱架运送装置12上，重复C-E步骤即可。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

（1）本发明为隧道内的钢拱架架设提供了一种机械化的辅助装置，通过可变形的拱架运送装置实现拱架从抬升到安装的全方位机械化操作，且考虑了两侧钢拱架的安装问题，省却大量人力的消耗，提高了工作效率。

（2）本发明借助于常见的施工台车，不需要购买单独的机械化立拱架设备，节省了施工成本。

（3）本发明通过机械化解放了人力，增加了施工的安全性。装置结构简单，容易操作和进行普及。

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 (8)

1.一种隧道机械化施工台车，包括施工台车和拱架运送装置；

所述的施工台车包括升降柱、翼板、T型轨和支撑杆，所述的升降柱与竖向的T型轨固连，构成四条立柱，所述的翼板与两侧的立柱横向固连，所述的支撑杆与翼板和立柱固连，所述的T型轨在台车顶部垂直掌子面布设；

所述的拱架运送装置包括弧形夹、液压杆、传动系统和扣轨滑槽，所述的弧形夹与液压杆通过铰接半球铰接，所述的液压杆通过液压杆转轴与液压杆收纳槽转动连接，所述的扣轨滑槽与T型轨扣合连接，所述的传动系统通过传动齿与固定齿的相互作用使得拱架运送装置沿T型轨滑动。

2.如权利要求1所述的一种隧道机械化施工台车，其特征在于：所述的弧形夹曲率与拱架曲率一致，可以牢固地夹住拱架；所述的弧形夹与液压杆铰接，并且只允许发生液压杆平面内的左右倾斜，不能发生前后倾斜。

3.如权利要求1所述的一种隧道机械化施工台车，其特征在于：所述的液压杆包括竖向和横向两种工作状态，并且在每种工作状态中处于锁定状态，即角度固定不会发生偏转。

4.如权利要求1所述的一种隧道机械化施工台车，其特征在于：所述的传动系统包括电机、传动轴、传动轮、传动带、传动齿，所述传动带与传动轮之间存在横向螺纹，二者紧密咬合不发生打滑。

5.如权利要求1所述的一种隧道机械化施工台车，其特征在于：所述的扣轨滑槽截面形状与T型轨套合且略大，所述传动齿与固定齿紧密咬合，保证拱架运送装置可以在T型轨上顺畅滑动。

6.如权利要求1所述的一种隧道机械化施工台车，其特征在于：所述的升降柱位于施工台车四条立柱的底部，可以带动立柱进行一定高度的升降，保证施工台车在处于掌子面的复杂环境中时依旧可以维持翼板和顶部处于稳定的水平状态。

7.如权利要求1所述的一种隧道机械化施工台车，其特征在于：所述的翼板包括中空翼板和伸缩翼板，所述的伸缩翼板可以在中空翼板中自由伸缩，保证翼板与围岩轮廓的贴合，便于进行围岩的面上操作。

8.如权利要求1-7任一所述的隧道机械化施工台车的工作方法，其特征在于：

A、根据掌子面附近地面平整情况调整四个升降柱的高度，保证施工台车处于水平状态；

B、通过控制伸缩翼板调整翼板长度，使得施工台车的翼板贴合围岩轮廓；

C、在远离掌子面的两条纵向T型轨上安装拱架运送装置，调整弧形夹分别向左向右倾斜以适合拱架，通过挖掘机或者其他工程车辆将拱架放置于弧形夹上并夹紧，将拱架从底部向上抬升；

D、当立柱上的拱架运送装置抬升到顶部时，操控顶部拱架运送装置向拱架方向运动，直至到达拱架底部，此时升高液压杆，通过弧形夹夹紧拱架，并松开两侧弧形夹；

E、操控顶部拱架运送装置向掌子面方向运动，到达立拱架位置时制动，升高液压杆，直至抵靠在拱顶上，进行拱顶处拱架的安装；

F、进行两侧拱架的安装时只需预先用工程车辆向安装侧偏转拱架再放置于立柱上的拱架运送装置上，重复C-E步骤即可。

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