CN115653651A - 一种隧道桥梁建造临时支护设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及隧道支护技术领域，具体涉及一种隧道桥梁建造临时支护设备，包括支架和拱板，所述支架包括横梁，所述拱板呈弧形用以支撑隧道的顶壁；所述拱板与横梁之间设有顶升件，所述支护设备还包括主滑座和两侧滑座，所述主滑座和两侧滑座均能够沿横梁长度方向滑动，且两所述侧滑座对称设于主滑座的两侧，所述主滑座设有驱动机构，所述主滑座和驱动机构保持相对定位；所述驱动机构用于驱动两侧滑座沿相反的方向同步滑动；所述两侧滑座上均固定连接有用以抵靠隧道侧壁的横撑。本发明可以保证最终拱板的中心线与隧道顶的中心线基本重合，同时还能驱动两横撑抵接到隧道的两侧侧壁上对隧道两侧的侧壁起到支护作用。

Description

一种隧道桥梁建造临时支护设备

技术领域

本发明涉及隧道支护技术领域，具体涉及一种隧道桥梁建造临时支护设备。

背景技术

隧道桥梁在施工过程中，经常需要利用到支护设备对隧道的顶壁进行临时支护，具体而言是利用支护设备顶部的拱板对隧道顶壁进行支撑；其中隧道的顶壁一般为弧形的拱顶结构，相应的，为了使拱板能够贴合隧道顶壁，拱板也呈弧形结构使之能与隧道顶壁贴合，相关技术中，如公开日为2022-06-07，公开号为CN216691121U的发明专利公开了一种隧道桥梁建造临时支护设备，该方案中通过贴合板（即前述的拱板）来对隧道顶进行支撑。

然而，对于这种利用弧形拱板来对隧道进行支护的设备，要想拱板能够较为精确的贴合隧道顶壁，如图1所示，正常状态下，需要拱板的中心线L2和隧道顶壁的中心线L1基本处于重合位置，如此拱板的弧顶和隧道的弧顶才能贴合；然而，在实际应用过程中，很难以保证中心线L1和L2基本重合，容易出现如图2所示的L1和L2相错开的非正常情形，此情形下，拱板最终难以贴合隧道的顶壁，从而无法起到很好的支撑效果，因而还有待改进。

发明内容

为了解决背景技术中提到的至少一个技术问题，本发明的目的在于提供一种隧道桥梁建造临时支护设备。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种隧道桥梁建造临时支护设备，包括支架和拱板，所述支架包括横梁，所述拱板呈弧形用以支撑隧道的顶壁；所述拱板与横梁之间设有用于竖向顶升拱板的顶升件，所述支护设备还包括主滑座和两侧滑座，所述主滑座和两侧滑座均能够沿横梁长度方向滑动，且两所述侧滑座对称设于主滑座的两侧，所述主滑座设有驱动机构，沿横梁的长度方向上，所述主滑座和驱动机构保持相对定位；所述驱动机构用于驱动两侧滑座沿相反的方向同步滑动；所述两侧滑座上均固定连接有用以抵靠隧道侧壁的横撑。

较之现有技术，采用本方案的优点在于：

本方案中，由于横撑是固定在侧滑座上的，所以二者之间的间距（记为d2）始终保持不变。

侧滑座相对于主滑座的距离记为d1，由于两侧滑座是对称设置在主滑座两侧的，且驱动机构是驱动两侧滑座同步移动的，因此两侧滑座相对于主滑座的位移始终是相等的，均为d1；可以理解的是，两横撑与主滑座之间的间距均为d1和d2之和，所以两横撑与主滑座之间的间距是相同的，相当于主滑座位于两横撑的连线中心点位置，此时拱板的中心线便处于两横撑的中心点位置，而两横撑又是与隧道两侧的侧壁相抵的，所以两横撑的连线中心点位置即为隧道顶的中心线所在位置，所以拱板的中心线便基本与隧道的顶壁中心线相重合；如此随着拱板向上顶升，最终便能基本贴合隧道的顶壁，形成良好的支撑效果，相当于，本设备能够起到自动对中的效果，保证拱板的中心线与隧道的顶壁中心线相重合。

另外，由于两横撑是分别抵到隧道两侧的侧壁的，所以两横撑还能对隧道的两侧侧壁起到一定的支撑作用；相应的，两横撑抵到隧道两侧的侧壁后，相当于两个支点，能对整个设备起到一个稳固作用，防止整个设备向两侧倒塌。

作为优选，所述驱动机构包括驱动轴，所述驱动轴沿横梁的长度方向延伸且转动设置在主滑座上；所述驱动轴的两侧分别设有螺纹段，且两侧的螺纹段螺纹方向相反；两所述侧滑座分别与两螺纹段螺纹连接。

作为优选，所述驱动机构还包括电机，所述电机固定设置在主滑座上用于驱动驱动轴转动。

作为优选，所述电机与驱动轴之间采用皮带传动、链条传动和齿轮传动中的任一一种。

作为优选，所述支护设备还包括控制器，两所述横撑的外端面一侧均设有触头；所述触头和横撑，其中一者上设有感应件，另一者上设有用于触发感应件的触发件；所述控制器被配置为，当两侧滑座上的感应件均被触发时，控制器控制电机停止转动；所述触头能够沿横梁的长度方向相对于横撑在初始位置和触发位置间移动；初始位置下，所述触头延伸至侧滑座的外侧且感应件与触发件相脱离；触发位置下，所述触头的外侧壁与横撑的外侧壁齐平且感应件被触发件触发。

作为优选，所述触头与侧滑座之间设有弹性件，所述弹性件用于提供弹性力使触头保持在初始位置。

作为优选，所述横撑的外侧壁上开设有用于容纳触头的容纳槽；所述触头的内侧固定连接有活动杆，所述容纳槽内设有沿垂直于横撑的外侧壁的方向活动贯穿横撑的活动杆，所述活动杆一端与触头固定，另一端与弹性件连接。

作为优选，所述主滑座和两侧滑座三者中，其中至少一者为定位部件，所述定位部件上设有用于锁定该定位部件位置的锁定机构。

作为优选，所述锁定机构包括定位臂、螺杆以及压头，所述定位臂相对于横梁保持定位，所述螺杆竖向延伸且螺纹连接在定位臂上，所述压头转动设置在螺杆的下端且所述压头位于所述定位部件的上方，锁定时，通过压头将所述定位部件压紧在横梁上。

作为优选，所述支护设备还包括控制器，所述压头中设有与控制器电连接的压力传感器，当压头抵压到所述定位部件上时，所述压力传感器产生压力信号；所述控制器被配置为，当压力传感器产生压力信号时，所述控制器控制驱动机构保持暂停状态。

本发明的其他优点和效果在具体实施方式和附图部分进行具体阐释。

附图说明

图1为现有的，拱板与隧道的顶壁处于正常贴合状态下的结构示意图；

图2为现有的，拱板与隧道的顶壁处于非正常贴合状态下的结构示意图。

图3为本发明的整体结构示意图；

图4为横梁的底部结构示意图；

图5为横梁的顶部结构示意图；

图6为锁定机构的结构示意图；

图7为横撑在触头位置的截面图；

图8为本发明应用于隧道中的状态下的主视图。

具体实施方式

下面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。

实施例1

请参阅图3-8所示，本实施例提供一种隧道桥梁建造临时支护设备，包括支架1和拱板2，所述支架1包括两竖向延伸的立梁12和一水平横向延伸横梁11，两立梁12固定设置在横梁11的底部对横梁11形成支撑。

如图3所示，在两立梁12的底部设置有水平设置的垫板13，使用时，垫板13搁置在隧道的底部对整个设备形成支撑，当然，为了方便移动整个设备，还可以在垫板13底部设置若干万向轮，具体可根据实际需要进行选择。

如图3所示，所述拱板2呈弧形用以支撑隧道的顶壁；所述拱板2与横梁11之间设有用于竖向顶升拱板2的顶升件，通过顶升件向上顶升拱板2使之贴合隧道顶壁形成支撑。

结合图3-5所示，所述支护设备还包括主滑座4和两侧滑座5，所述主滑座4和两侧滑座5均能够沿横梁11长度方向滑动，且两所述侧滑座5对称设于主滑座4的两侧，即两侧滑座5与主滑座4之间的间距是相等的。

所述主滑座4设有驱动机构，沿横梁11的长度方向上，所述主滑座4和驱动机构保持相对定位，换言之，主滑座4和驱动机构作为整体，沿横梁11的长度方向上保持同步移动。

所述驱动机构用于驱动两侧滑座5沿相反的方向同步滑动；所述两侧滑座5上均固定连接有用以抵靠隧道侧壁的横撑52，随着驱动机构的动作，最终带动两横撑52分别抵接到隧道两侧的侧壁，可参照图8所示状态。

需要说明的是，左侧的侧滑座5和左侧的横撑52之间的间距，与右侧的侧滑座5和右侧的横撑52之间的间距是相等的。

通过上述设置，在使用时，首先将设备置于隧道中，大致处于隧道的中部位置；接着通过驱动机构工作，从而带动两侧滑座5同时同步向两侧移动，进而带动两横撑52同时同步向两侧移动（即一个向左移动，另一个向右移动）；理想情形下，若主滑座4正好处于隧道中心位置（此时拱板2的中心线与隧道顶的中心线相重合），则两横撑52会同时抵接到隧道两侧的侧壁。

若主滑座4处于靠左位置，则随着驱动机构的驱动，左侧的横撑52会先抵到隧道左侧的侧壁，此时右侧的横撑52与隧道的右侧壁之间还有一段距离，此时驱动机构还在继续工作，由于左侧的横撑52抵到了隧道的左侧壁，所以左侧的横撑52和左侧的侧滑座5无法继续向左移动，而主滑座4也是可以相对横梁11移动的，所以在横撑52的抵挡下，主滑座4和驱动机构整体会开始向右移动，与此同时右侧的侧滑座5还在继续被驱动机构驱动向右移动，最终右侧的横撑52便会抵接到隧道右侧的侧壁上。

在此过程中，如图8所示，由于横撑52是固定在侧滑座5上的，所以二者之间的间距（记为d2）始终保持不变；

侧滑座5相对于主滑座4的距离记为d1，由于两侧滑座5是对称设置在主滑座4两侧的，且驱动机构是驱动两侧滑座5同步移动的，因此两侧滑座5相对于主滑座4的位移始终是相等的，均为d1；可以理解的是，两横撑52与主滑座4之间的间距均为d1和d2之和，所以两横撑52与主滑座4之间的间距是相同的，相当于主滑座4位于两横撑52的连线中心点位置，此时拱板2的中心线便处于两横撑52的中心点位置，而两横撑52又是与隧道两侧的侧壁相抵的，所以两横撑52的连线中心点位置即为隧道顶的中心线所在位置，所以拱板2的中心线便基本与隧道的顶壁中心线相重合；如此随着拱板2向上顶升，最终便能基本贴合隧道的顶壁，可参照图8所示，形成良好的支撑效果。

另外，由于两横撑52是分别抵到隧道两侧的侧壁的，所以两横撑52还能对隧道的两侧侧壁起到一定的支撑作用；相应的，两横撑52抵到隧道两侧的侧壁后，还能对整个设备起到一个稳固作用，防止整个设备向两侧倒塌，这里的两侧指的隧道的两侧侧壁所在侧。

总的来说，本实施例中的驱动机构配合滑动设置的主滑座4和两侧滑座5，可以保证最终拱板2的中心线与隧道顶的中心线基本重合，同时还能驱动两横撑52抵接到隧道的两侧侧壁上对隧道两侧的侧壁起到支护作用。

为了实现驱动机构驱动两侧滑座5反向同步运动，并使驱动机构与主滑座4保持同步移动；本实施例提供一种驱动机构，具体如下：

如图4和图5所示，所述驱动机构包括驱动轴61，所述驱动轴61沿横梁11的长度方向延伸且转动设置在主滑座4上，具体而言驱动轴61位于主滑座4和侧滑座5的底部，在主滑座4的底部设有两根横档42，驱动轴61通过轴承转动设置在两横档42上，需要说明的是，驱动轴61与横档42在驱动轴61的轴向方向上保持相对定位，以保证驱动轴61能够随主滑座4整体同步移动。

所述驱动轴61的两侧分别设有螺纹段，且两侧的螺纹段螺距相同，区别在于两螺纹段的螺纹方向相反，简言之，驱动轴61为具有双向螺纹的螺纹杆结构；两所述侧滑座5分别与两螺纹段螺纹连接，如此随着驱动轴61的转动，两侧滑座5便能朝相反的方向同步移动。

比如，当主滑座4一开始处于靠左位置时，随着驱动轴61的转动，两侧滑座5便同步向两侧移动，其中左侧的侧滑座5上的横撑52会先抵到隧道左侧的侧壁上，此时左侧的侧滑座5便无法继续向左运动，而驱动轴61还在旋转，所以此时驱动轴61整体会在旋转的同时还会相对于左侧的侧滑座5整体开始向右运动，而主滑座4和驱动轴61是同步移动的，所以主滑座4会随着驱动轴61一起向右运动，最终使右侧的横撑52抵到隧道右侧的侧壁上。

由于驱动轴61上的两段螺纹段的螺距是相同的，所以随着驱动轴61的转动，两侧滑座5相对于主滑座4的位移距离也是相同的，从而最终保证在两横撑52抵接到隧道两侧的侧壁上时，主滑座4处于隧道顶壁的中线位置，进而保证拱板2与隧道顶壁的中线相重合。

为了实现驱动轴61的自动旋转，本实施例中，所述驱动机构还包括电机62，所述电机62固定设置在主滑座4上用于驱动驱动轴61转动，其中：

所述电机62与驱动轴61之间采用皮带传动，比如在驱动轴61的中间位置固定套设从动轮，电机62的主轴上固定套设主动轮，主动轮和从动轮之间套设传动皮带63，在主滑座4上开设竖向贯穿主滑座4的通口41，传动皮带63从通口41穿过。

当然，在其他可选的实施方式中，所述电机62与驱动轴61之间还可以采用链条传动或齿轮传动。

另外，驱动轴61还可以采用手动转动的方式，比如在驱动轴61上设置手轮。

由于两横撑52最终是通过驱动机构驱动抵接到隧道两侧的侧壁上，因此需要在两横撑52均抵接到隧道两侧的侧壁上时，尽快的关停驱动机构，否者驱动机构继续驱动，容易顶坏隧道两侧的侧壁或者使驱动机构自身受损，比如电机62烧坏，因此本实施例为克服该问题，作出如下改进。

结合图4和图7所示，所述支护设备还包括控制器，两所述横撑52的外端面一侧均设有触头7；所述触头7和横撑52，其中一者上设有感应件72，另一者上设有用于触发感应件72的触发件71；其中感应件72可以采用接近传感器，触发件71可采用磁铁。

本实施例中具体所展示的是，如图7所示，触发件71设于触头7的背侧，而感应件72则设于横撑52相对触发件71的一侧。

所述控制器被配置为，仅当两侧滑座5上的感应件72均被触发时，控制器控制电机62停止转动。

所述触头7能够沿横梁11的长度方向相对于横撑52在初始位置和触发位置间移动；本实施例中，横撑52和触头7均为板状结构，横梁11的长度方向垂直于横撑52的板面。

初始位置下，即图5所示状态，所述触头7延伸至侧滑座5的外侧且感应件72与触发件71相脱离，此时感应件72无法被触发件71触发；触发位置下，即图7所示状态，所述触头7的外侧壁与横撑52的外侧壁齐平且感应件72被触发件71触发。

所述触头7与侧滑座5之间设有弹性件，所述弹性件用于提供弹性力使触头7保持在初始位置。

具体而言，如图7所示，所述横撑52的外侧壁上开设有用于容纳触头7的容纳槽521；所述容纳槽521内设有沿垂直于横撑52的外侧壁的方向活动贯穿横撑52的活动杆73，所述活动杆73一端与触头7固定，另一端与弹性件连接，活动杆73可以采用方杆以防止触头7发生周向转动。

其中弹性件可以采用弹簧74，其一端与横撑52的背部固定，另一端与活动杆73的远离触头7的一端固定，初始状态下（即触头在不受外力的状态），如图5所示状态，在弹簧74的拉动下，使活动杆73顶推触头7伸出容纳槽521外。

通过上述设置，当横撑52与隧道的侧壁相抵贴合时，隧道的侧壁会对触头7产生一个顶推力，使触头7向容纳槽521中活动，直至触头7的外壁与横撑52的外壁相齐平，此时感应件72便被触发，当两个感应件72均被触发时，说明两个横撑52均抵到隧道的两侧侧壁，此时控制器便会自动控制电机62停止转动，以防止电机62继续转动造成电机62烧毁的问题。

本实施例中，由于主滑座4和两侧滑座5均是滑动设置在横梁11上的，因此在搬运本设备时，主滑座4和两侧滑座5容易在横梁11上自由滑动，从而造成运输不稳的问题，因此本实施例中为防止主滑座4和两侧滑座5的滑动问题，做进一步的改进：

如图3和图6所示，所述主滑座4和两侧滑座5三者中，其中至少一者为定位部件，所述定位部件上设有用于锁定该定位部件位置的锁定机构，需要说明的是，由于主滑座4和两侧滑座5之间是通过驱动轴61相连接的，因此只要三者中有一个位置被锁定，其余二者位置相应的也会被锁定。故本实施例中只要将三者中其中一者作为定位部件配合锁定机构进行锁定即可。

本实施例中，以其中一个侧滑座5为定位部件为例对锁定机构进行具体说明：

如图6所示，横撑52与侧滑座5之间通过两连接杆51连接，其中连接杆51位于横梁11的上方且与横梁11上壁贴合滑动。

所述锁定机构包括定位臂81、螺杆82以及压头83，所述定位臂81相对于横梁11保持定位，具体而言定位臂81固定设置在立梁12上，且定位臂81至少部分位于连接杆51的上方。

所述螺杆82竖向延伸且螺纹连接在定位臂81上，所述压头83转动设置在螺杆82的下端且所述压头83位于所述定位部件的上方，锁定时，通过压头83将所述定位部件压紧在横梁11上，具体而言，通过转动螺杆82使螺杆82向下移动，进而带动压头83向下移动直至压头83抵紧到连接杆51上，如此连接板便被压头83压紧在横梁11上无法被轻易移动，进而使得侧滑座5被锁定。

由于在进行隧道支护时，需要先解除压头83对侧滑座5的锁定，否者主滑座4和侧滑座5便无法自由滑动，在此情形下，如果直接开启电机62进行操作，由于主滑座4和侧滑座5是无法被滑动，所以容易造成电机62被烧毁的问题，因此为了防止工作人员忘记解除对压头83的限制而直接启动驱动机构，本实施例中：

如图6所示，所述压头83中设有与控制器电连接的压力传感器833，具体而言压头83包括顶层831和底层832，顶层831和底层832之间设置压力传感器833。顶层831与螺杆82转动连接；当压头83抵压到所述定位部件上时，所述压力传感器833产生压力信号；所述控制器被配置为，当压力传感器833产生压力信号时，所述控制器控制驱动机构保持暂停状态，具体而言控制器控制电机62保持停机状态。

当压头83脱离连接杆51时，压力传感器833无压力信号输出，此时电机62恢复至可启动状态，此时工作人员能够正常开启电机62。

由此可见，只要压头83抵紧在连接杆51上，电机62就无法被启动，从而防止工作人员在不解除压头83的抵压情形下启动电机62。

如图1所示，本实施例中顶升件包括一个或多个竖向固定设置在主滑座4顶部的液压缸3，液压缸的底部固定连接有载板31，拱板2固定设置在载板31上。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (10)

1.一种隧道桥梁建造临时支护设备，包括支架和拱板，所述支架包括横梁，所述拱板呈弧形用以支撑隧道的顶壁；所述拱板与横梁之间设有用于竖向顶升拱板的顶升件，其特征在于，所述支护设备还包括主滑座和两侧滑座，所述主滑座和两侧滑座均能够沿横梁长度方向滑动，且两所述侧滑座对称设于主滑座的两侧，所述主滑座设有驱动机构，沿横梁的长度方向上，所述主滑座和驱动机构保持相对定位；所述驱动机构用于驱动两侧滑座沿相反的方向同步滑动；所述两侧滑座上均固定连接有用以抵靠隧道侧壁的横撑。

2.根据权利要求1所述的一种隧道桥梁建造临时支护设备，其特征在于，所述驱动机构包括驱动轴，所述驱动轴沿横梁的长度方向延伸且转动设置在主滑座上；所述驱动轴的两侧分别设有螺纹段，且两侧的螺纹段螺纹方向相反；两所述侧滑座分别与两螺纹段螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的一种隧道桥梁建造临时支护设备，其特征在于，所述驱动机构还包括电机，所述电机固定设置在主滑座上用于驱动驱动轴转动。

4.根据权利要求3所述的一种隧道桥梁建造临时支护设备，其特征在于，所述电机与驱动轴之间采用皮带传动、链条传动和齿轮传动中的任一一种。

5.根据权利要求1所述的一种隧道桥梁建造临时支护设备，其特征在于，所述支护设备还包括控制器，两所述横撑的外端面一侧均设有触头；所述触头和横撑，其中一者上设有感应件，另一者上设有用于触发感应件的触发件；所述控制器被配置为，当两侧滑座上的感应件均被触发时，控制器控制驱动机构停止动作；所述触头能够沿横梁的长度方向相对于横撑在初始位置和触发位置间移动；初始位置下，所述触头延伸至侧滑座的外侧且感应件与触发件相脱离；触发位置下，所述触头的外侧壁与横撑的外侧壁齐平且感应件被触发件触发。

6.根据权利要求5所述的一种隧道桥梁建造临时支护设备，其特征在于，所述触头与侧滑座之间设有弹性件，所述弹性件用于提供弹性力使触头保持在初始位置。

7.根据权利要求6所述的一种隧道桥梁建造临时支护设备，其特征在于，所述横撑的外侧壁上开设有用于容纳触头的容纳槽；所述容纳槽内设有沿垂直于横撑的外侧壁的方向活动贯穿横撑的活动杆，所述活动杆一端与触头固定，另一端与弹性件连接。

8.根据权利要求1所述的一种隧道桥梁建造临时支护设备，其特征在于，所述主滑座和两侧滑座三者中，其中至少一者为定位部件，所述定位部件上设有用于锁定该定位部件位置的锁定机构。

9.根据权利要求8所述的一种隧道桥梁建造临时支护设备，其特征在于，所述锁定机构包括定位臂、螺杆以及压头，所述定位臂相对于横梁保持定位，所述螺杆竖向延伸且螺纹连接在定位臂上，所述压头转动设置在螺杆的下端且所述压头位于所述定位部件的上方，锁定时，通过压头将所述定位部件压紧在横梁上。

10.根据权利要求9所述的一种隧道桥梁建造临时支护设备，其特征在于，所述支护设备还包括控制器，所述压头中设有与控制器电连接的压力传感器，当压头抵压到所述定位部件上时，所述压力传感器产生压力信号；所述控制器被配置为，当压力传感器产生压力信号时，所述控制器控制驱动机构保持暂停状态。

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