CN114033425A - 一种养护台车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种养护台车，包括走行小车以及设置在走行小车上的臂架机构和喷淋机构；所述臂架机构包括固定臂和伸缩臂，固定臂的一端与走行小车连接，另一端通过伸缩驱动件与伸缩臂连接；所述喷淋机构包括拱架和喷淋头，拱架可转动式设置在伸缩臂上，实现拱架的展开和折叠。本发明中通过设置走行小车实现自主在隧道内进行走行；臂架机构用于连接走行小车和喷淋机构且设置为可伸缩结构，使其即能适应不同高度的隧道养护需求，又能够在转换时通过缩回使整机的占有空间减小；喷淋机构中的拱架设置为可折叠或展开的结构，使其能够在转换时通过缩回使整机的占有空间减小，从而使衬砌台车无需转场即可采用养护台车进行养护，提高施工效率。
Description
技术领域
本发明涉及隧道养护技术领域，具体地，涉及一种养护台车。
背景技术
随着铁路、公路隧道占比的越来越高，对隧道施工质量的要求也越来越高。隧道二衬浇注中，混凝土的强度直接决定隧道的安全性和寿命，二衬作为隧道的预备性受力结构，其在使用耐久性方面有很大的作用，为了满足隧道的使用功能，隧道的二衬混凝土结构也变得越来越重要。
现有技术中，在隧道的二衬混凝土施工过程中的养护，一般采用人工间断性洒水养护，其主要的缺点就是养护不全面、养护不及时、养护不均匀、养护区积水多，容易造成二衬混凝土结构开裂，严重影响隧道行车安全。
目前，隧道养护车其底盘行走一般采用的是钢制轮加轨道的行走方式，此结构行走不方便需依赖轨道，前行需铺设轨道；喷淋拱架采用整体结构，无法根据隧道断面尺寸进行变半径或高度调整，适应范围小；喷淋养护时需整个台车一起前后移动，无法实现局部前后移动；支架无法伸缩收回导致其无法从前面的二衬台车下面穿过，不能及时养护初期阶段的二衬断面。
发明内容
本发明提供一种养护台车，该养护台车包括走行小车以及设置在走行小车上的臂架机构和喷淋机构；
所述臂架机构包括固定臂和伸缩臂，所述固定臂的一端与走行小车连接，另一端通过伸缩驱动件与伸缩臂连接；
所述喷淋机构包括拱架和设置在拱架上的喷淋头，所述拱架可转动式设置在所述伸缩臂上，实现拱架的收拢和打开。
本发明可选的，还包括滑台机构，所述固定臂通过滑台机构活动设置在所述走行小车上。
本发明可选的，所述滑台机构包括位移驱动件和滑台；所述走行小车上设有与滑台匹配的滑动轨道；所述滑台通过位移驱动件可滑动式设置在滑动轨道上。
本发明可选的，所述拱架包括串联设置的多个弧形拱段，相邻弧形拱段之间相互铰接并设有水路连通装置。
本发明可选的，所述拱架的横截面采用从弧形顶端向两端依次减小的方式设置。
本发明可选的，所述喷淋头采用从弧形顶端向两端依次增多的方式布置。
本发明可选的，所述喷淋头的轴线与隧道的纵向方向呈夹角设置；所述夹角设置为30°-60°。
本发明可选的，所述走行小车包括车架以及设置在车架上的走行机构，所述滑动轨道设置在车架上；所述走行机构包括并列设置的主驱动轮组件和从动轮组件。
本发明可选的，所述伸缩臂上还设有连接梁组件，所述连接梁组件包括横梁、撑杆和旋转驱动件；所述横梁与伸缩臂远离固定臂的一端固连；所述横梁上铰接有撑杆，撑杆与拱架连接；所述旋转驱动件一端连接横梁，另一端连接撑杆，以驱动撑杆相对所述横梁旋转。
本发明可选的，还包括水箱组件和温度控制系统，所述水箱组件设置于车架内，用于给喷淋头供水；所述温度控制系统用于控制喷淋头的出水温度。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过设置走行小车实现养护台车在隧道内自由行走；臂架机构用于连接走行小车和喷淋机构，且臂架机构设置为可伸缩结构，使养护台车能适应不同高度的隧道养护需求，又能在转场时通过缩回臂架机构使整机的占用空间减小，便于转场；喷淋机构中的拱架设置为可收拢或打开的结构，使其能够在转换时通过收拢使整机的占有空间减小，做到直接穿过衬砌台车对其前端刚衬砌好的隧道进行养护，攻克了现有养护台车的养护死角，并提高了施工效率。
(2)本发明通过在走形小车上设置滑台和位移驱动件，使滑台能带动臂架机构与喷淋机构相对走形小车进行位移，养护过程中，走形小车不动，滑台带动喷淋机构进行养护，相对于走形小车行走而带动喷淋机构养护更能适应不同的地面，且养护会更加顺畅。
(3)本发明通过在横梁上设置撑杆和旋转驱动件，使设置在撑杆上的拱架能够通过旋转驱动件的驱动向横梁靠近或远离，从而实现拱架相对于横梁的收拢或打开。
(4)本发明通过将拱架设置为多个铰接的弧形拱段，使各弧形拱段之间能相对转动，进而可以改变拱架整体的弧度，以适应不同尺寸的隧道断面；且相邻弧形拱段之间设有水路连通件，可保持水路通畅。
(5)本发明通过将拱架横截面设置为从弧形顶端向两端依次减小的形式，可以使拱架与撑杆的连接点即弧形顶端的连接更稳固，同时减小了拱架两端的重量，从而减少了其两端的惯性，防止了拱架的过度摆动。
(6)本发明将喷淋头采用从弧形顶端向两端依次增多的方式布置，避免了拱架顶部喷出的养护水容易出现来不及顺着二次衬砌面流下而形成水幕掉落的发生，减少了喷淋水的浪费，拱架两侧的喷淋头数量较多，可以有效促使拱架侧面喷淋水在二次衬砌侧面形成流动水，从而养护到未直接喷淋的二次衬砌侧下方面位置，提高养护效果。
(7)本发明通过将喷淋头的轴线与隧道的纵向方向的夹角设置为30°-60°，可提高养护水的利用率，降低养护水喷到二次衬砌面上的回弹率。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例中一种养护台车展开状态的主视示意图；
图2是本发明实施例中一种养护台车展开状态的左视示意图；
图3是本发明实施例中一种养护台车折叠状态的主视示意图；
图4是图1的走行小车与滑台机构的连接示意图；
图5是图1中A处局部放大示意图；
图6是图1中喷淋头的结构示意图(其中←表示隧道纵向方向)。
其中：
1、走行小车，1.1、车架，1.2、主驱动轮组件，1.3、从动轮组件，1.4、滑动轨道；
2、滑台机构，2.1、滑台；
3、臂架机构，3.1、固定臂，3.2、伸缩臂，3.3、连接梁组件，3.3.1、横梁，3.3.2、撑杆，3.3.3、旋转驱动件；
4、喷淋机构，4.1、拱架，4.2、水箱组件，4.3、喷淋头。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点等能够更加明确易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精确比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本发明实施；本发明中所提及的若干，并非限于附图实例中具体数量；本发明中所提及的‘前’‘中’‘后’‘左’‘右’‘上’‘下’‘顶部’‘底部’‘中部’等指示的方位或位置关系，均基于本发明附图所示的方位或位置关系，而不指示或暗示所指的装置或零部件必须具有特定的方位，亦不能理解为对本发明的限制。
本实施例:
参见图1至图6所示，一种养护台车，包括走行小车1、臂架机构3和喷淋机构4；
所述走行小车1包括走行机构和车架1.1，所述走行机构设置于车架1.1的底部；
所述臂架机构3包括固定臂3.1和伸缩臂3.2，所述固定臂的一端与走行小车1连接，另一端通过伸缩驱动件与伸缩臂连接，此处优选：伸缩驱动件设置为油缸结构或钢丝绳牵引机构；
所述喷淋机构4包括拱架4.1和喷淋头4.3，所述拱架4.1设置于伸缩臂3.2远离固定臂3.1的一端上，所述喷淋头4.3设有分布于拱架4.1上的多件。
优选的，所述走行机构包括沿走行小车1的运行方向并列设置的主驱动轮组件1.2和从动轮组件1.3。
作为本发明的进一步实施例：还包括滑台机构2，所述固定臂3.1通过滑台机构2活动设置在所述走行小车1的车架1.1上。此处优选：所述滑台机构2包括位移驱动件和滑台2.1上；所述走行小车1的车架1.1上设有与滑台2.1匹配的滑动轨道1.4；所述滑台2.1通过位移驱动件可滑动式设置在滑动轨道1.4上。
优选的，所述滑台2.1在滑动轨道1.4上的位移范围优选设置为6米，且其位移方向与走行小车1的运行方向一致。本实施例中走行机构设置成前轮组件和后轮组件，车架等整体占有空间小，转场方便。
作为本发明的进一步方案：为增加单次养护时的喷淋范围，所述拱架4.1优选设置有相互平行的两件。
优选的，两件拱架4.1之间的距离优选设置为6米。本实施例中滑台机构2的滑移范围设有6米，喷淋机构4中的两件拱架4.1之间的间距同样设有6米，从而使养护台车能够单次养护的范围为12米；使养护台车具有整车通行灵活、单次养护范围较广的特点。
作为本发明的进一步实施例：为实现对两件拱架4.1与伸缩臂3.2之间的连接，所述伸缩臂3.2上还设有连接梁组件3.3，所述连接梁组件3.3包括横梁3.3.1、撑杆3.3.2和旋转驱动件3.3.3，拱架4.1与撑杆3.3.2固连；横梁3.3.1优选采用中间部位与伸缩臂3.2远离固定臂3.1的一端固连，而横梁3.3.1的两端优选采用沿水平方向自由延伸设置，且横梁3.3.1的两端优选分别与两件拱架4.1上所设的撑杆3.3.2铰接；旋转驱动件3.3.3优选设有两件，两件旋转驱动件3.3.3的一端均与横梁3.3.1连接、而另一端分别与两件撑杆3.3.2连接，从而使两件拱架4.1均在旋转驱动件3.3.3的驱动下相对于横梁3.3.1进行转动，实现两件拱架4.1相对伸缩臂3.2的收拢或打开。拱架4.1的收拢状态配合臂架机构3的收缩状态，可将养护台车占用空间缩至很小，方便养护台车从其他大型工程车辆例如二次衬砌台车下通过，做到对二次衬砌面的及时养护。
优选的，所述旋转驱动件3.3.3设置为与横梁3.3.1和撑杆3.3.2进行适应性连接的液压油缸、齿轮驱动结构或蜗轮驱动结构。
作为本发明的进一步实施例：为实现对拱架4.1的弧度可调，所述拱架4.1采用多个弧形拱段相互铰接而成，且各弧形拱段之间设有水路连通装置，水路连通装置优选设置为水管。
优选的，为避免喷淋水的使用浪费及更好的养护到二次衬砌两端面，所述喷淋头4.3采用从弧形顶端向两端依次增多的方式布置。由于顶部养护喷淋时水的附着力小于重力且又是垂直状态，水流会直接从顶部掉落，也会顺着二次衬砌面流下，为了实现更好的有效喷淋，将顶部弧形拱段上的喷淋头4.3数量设置少一点，达到隧道面顶部养护所需的水份即可；将两端弧形拱段上的喷淋头4.3数量则设置多一点，使其能够充足的养护二次衬砌面两端，有效避免了二次衬砌面两端因缺少水份而微缩。
优选的，为使喷淋头的喷淋范围能够最大化，所述喷淋头4.3与隧道纵向方向之间设有30°-60°的夹角。此处优选：喷淋头4.3的喷淋口中心轴线与隧道的纵向方向呈30°-60°的夹角(夹角α)设置。
优选的，为有效保证拱架的钢性，所述拱架4.1的横截面采用从弧形顶端向两端依次减小的方式设置，通过增架拱架4.1的弧形顶端的尺寸，以保证拱架4.1的连接钢性及拱架4.1本身的强度，使拱架4.1的重量更好的集中在拱架4.1与撑杆3.3.2的连接点上，防止撑杆3.3.2的水平段变形。
作为本发明的进一步方案：除上述结构外，本发明所提供的一种养护台车，还包括水箱组件4.2和温度控制系统；
所述水箱组件4.2包括常温水箱、加热水箱、水泵和水管，所述常温水箱、加热水箱设置于车架1.1内，且常温水箱的进水口与水源连接、出水口与加热水箱的进水口相连，所述加热水箱内设加热器，且加热水箱的出水口通过水管与喷淋头4.3相连，所述水泵设置于水管上；通过将水箱组件设置包含常温水箱和加热水箱的结构，使喷淋至隧道面上的水温更好的贴合隧道面衬砌时的温度，防止隧道混凝土面因与喷淋水温的差量过大而产生裂缝等现象；
温度控制系统设置于车架1.1上，且其包括设置在养护台车上用于对隧道养护面的温度进行检测的多个温度传感器和用于控制喷淋水出水温度的控制机构(如控制机构由加热器和PLC控制器组成，加热器用于对加热水箱中的水进行加热，加热器和温度传感器均与PLC控制器连接)；通过对隧道养护面的温度所实时检测得到的数据，控制机构对喷淋头的出水温度进行实时调节与控制，从而防止隧道养护面的温度与喷淋水的温度相差较大而导致隧道养护面产生裂纹等现象。
应用本发明对隧道进行养护的过程，具体如下：
当需对隧道进行养护时：走行小车在隧道内行走并带动臂架机构和喷淋机构同步位移，以位移至隧道养护位置；臂架机构中的伸缩臂通过伸缩驱动件的驱动伸出，以使喷淋机构置于隧道养护最佳位置，从而保证对隧道的养护效果；旋转驱动件控制撑杆相对于横梁进行打开，并对拱架的弧度进行相应的调节，使拱架的弧度与隧道面弧度保持一致；根据温度传感器对隧道养护面所检测的温度，PLC控制器控制加热器对加热水箱内的喷淋水进行加热，并输送至喷淋头上对隧道养护面进行喷淋养护。
当需转场时：旋转驱动件控制撑杆相对于横梁进行收拢；伸缩臂在伸缩驱动件的驱动下缩回；走行小车在隧道内行走并带动臂架机构和喷淋机构同步位移，以位移至隧道外或隧道养护位置之外，实现转场。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种养护台车，其特征在于：包括走行小车以及设置在走行小车上的臂架机构和喷淋机构；
所述臂架机构包括固定臂和伸缩臂，所述固定臂的一端与走行小车连接，另一端通过伸缩驱动件与伸缩臂连接；
所述喷淋机构包括拱架和设置在拱架上的喷淋头，所述拱架可转动式设置在所述伸缩臂上，实现拱架的展开和折叠。
2.根据权利要求1所述的养护台车，其特征在于：还包括滑台机构，所述固定臂通过滑台机构活动设置在所述走行小车上。
3.根据权利要求2所述的养护台车，其特征在于：所述滑台机构包括位移驱动件和滑台；所述走行小车上设有与滑台匹配的滑动轨道；所述滑台通过位移驱动件可滑动式设置在滑动轨道上。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的养护台车，其特征在于：所述拱架包括串联设置的多个弧形拱段，相邻弧形拱段之间相互铰接并设有水路连通装置。
5.根据权利要求4所述的养护台车，其特征在于：所述拱架的横截面采用从弧形顶端向两端依次减小的方式设置。
6.根据权利要求5所述的养护台车，其特征在于：所述喷淋头采用从弧形顶端向两端依次增多的方式布置。
7.根据权利要求6所述的养护台车，其特征在于：所述喷淋头的轴线与隧道的纵向方向呈夹角设置；所述夹角设置为30°-60°。
8.根据权利要求3所述的养护台车，其特征在于：所述走行小车包括车架以及设置在车架下的走行机构，所述滑动轨道设置在车架上；所述走行机构包括并列设置的主驱动轮组件和从动轮组件。
9.根据权利要求8所述的养护台车，其特征在于：所述伸缩臂上还设有连接梁组件，所述连接梁组件包括横梁、撑杆和旋转驱动件；
所述横梁与伸缩臂远离固定臂的一端固连；
所述横梁铰接有撑杆，所述撑杆与拱架连接；
所述旋转驱动件一端连接横梁，另一端连接撑杆，以驱动撑杆相对所述横梁旋转。
10.根据权利要求8所述的养护台车，其特征在于：还包括水箱组件和温度控制系统，所述水箱组件设置于车架内，用于给喷淋头供水；所述温度控制系统用于控制喷淋头的出水温度。
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