CN116142945A - 一种地铁车站顶板施工用辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地铁施工技术领域，具体涉及一种地铁车站顶板施工用辅助装置。本发明包括四方框架状的支撑架，支撑架的顶面处设置用于配合吊钩的悬挂组件；支撑架上设置有用于实现主托撑功能的主托撑组件以及用于实现辅助支撑功能的辅助托撑组件；所述主托撑组件包括托块、延伸臂、水平臂、调节螺栓及顶块；用于托撑顶板的相应角端的所述辅助托撑组件布置于支撑架的四个角端处。本发明具备操作简便灵活的优点，在确保吊装效率和吊装质量的同时，亦可避免因吊装时顶板局部失衡而发生掉落情况，以保障吊装的安全性。

Description

一种地铁车站顶板施工用辅助装置

技术领域

本发明涉及地铁施工技术领域，具体涉及一种地铁车站顶板施工用辅助装置。

背景技术

地下空间是人类的宝贵资源，较大规模的开发地下空间是人类社会经济发展到一定阶段后的自然产物。目前，地铁站内部结构施工一般为顺筑法：即先进行地下连续墙施工，连续墙施工结束后，开挖墙内土层，边开挖边在开挖后的连续墙内设置多层钢管支撑，以防止墙体内倾位移；开挖至底后，进行底板施工，然后构筑层间支柱，进行其上楼层施工；如此自下而上完成地铁站主体结构施工。随后，逐层拆除多层钢管支撑，直至完成顶板装配后，才能于顶板上覆土、绿化，并恢复交通。

当前，在地铁车站建设中车站主体结构主要以钢筋混凝土实体框架结构为主，该结构混凝土和钢筋用量多，自重大，造价较高。为了减少混凝土用量和自重，部分地铁车站的顶板已经逐渐将实心板改为预制件式的密肋空心板，满足规范要求。然而，无论采用何种构造，作为大型预制件的顶板都只能采用整体吊装的方式：一方面，顶板整体吊装时，因其尺寸较大，各部位混凝土质量和配筋存在不同，导致其不同部位受自身重力影响产生的挠度变形不协调，吊装过程中的受力状态难以控制，不仅影响吊装的安全性，也直接影响到顶板预制件的吊装质量。另一方面，后来也逐渐出现有装配式的顶板，也即顶板是由左右两块预制构件组成，但最终仍是需完成拼装后方才进行吊运和安装；此时，中间部位采用螺栓连接的顶板整件在使用绳索及吊钩吊装的过程中，更容易产生拉伸和剪切变形，严重时会损坏两块预制构件之间的连接螺栓，影响后期拼装。因此，亟待解决。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种地铁车站顶板施工用辅助装置，其具备操作简便灵活的优点，在确保吊装效率和吊装质量的同时，亦可避免因吊装时顶板局部失衡而发生掉落情况，以保障吊装的安全性。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种地铁车站顶板施工用辅助装置，其特征在于：包括四方框架状的支撑架，支撑架的顶面处设置用于配合吊钩的悬挂组件；支撑架上设置有用于实现主托撑功能的主托撑组件以及用于实现辅助支撑功能的辅助托撑组件，其中：

所述主托撑组件包括两组分别布置在支撑架的两长边的中段处的托块，支撑架的相应长边处铅垂向下的延伸有延伸臂，延伸臂底端水平向内延伸有水平臂；调节螺栓水平贯穿并螺纹配合在延伸臂上，调节螺栓的顶部回转配合有顶块，所述托块内设置有可供顶块放入的空腔，且空腔的腔壁与顶块之间存有可供顶块活动的间隙；以顶块的用于配合调节螺栓的一端面为外端面，以空腔的用于配合所述外端面的内腔壁为配合腔壁，所述配合腔壁与外端面的其中之一为楔面而另一个为铅垂面，以使得顶块作相对延伸臂的相向动作时可拉动顶块产生绕水平臂处支点的上翘动作；用于托撑顶板的相应角端的所述辅助托撑组件布置于支撑架的四个角端处。

优选的，所述托块外形呈由四组矩形配合两组菱形构成的平行六面体状，且腔壁厚度均等，从而使得配合腔壁呈现楔面构造；该配合腔壁上贯穿设置有可供调节螺栓穿入的配合孔，配合孔外形呈腰形孔状从而提供调节螺栓产生摆动动作的空间。

优选的，所述水平臂的顶端凹设有V型槽，该V型槽构成所述支点；托块的菱形尖端抵入该支点处从而可绕该支点产生上翘动作。

优选的，所述辅助托撑组件包括四组弹性爪，各弹性爪均具有槽长方向平行支撑架长度方向的开口槽，且各开口槽的槽口均指向顶板所在方向；所述开口槽由固定于支撑架上的L型上夹块以及沿铅垂向滑动配合在L型上夹块的铅垂段上的下夹块围合形成；L型上夹块处铅垂向的贯穿设置上粗下细的阶梯孔，阶梯孔内同轴穿设连接杆，连接杆上套设有压簧，压簧的一端抵接于阶梯孔的孔肩处，另一端向上延伸并固定于连接杆处的轴肩处。

优选的，所述下夹块的悬臂端通过扭簧座水平铰接有平板。

优选的，所述支撑架包括布置于两长边顶端的延伸杆，位于两长边同端的延伸杆彼此相向延伸且均水平滑动配合于中间滑杆处，位于两长边同端的延伸杆以及相配合的中间滑杆共同组合形成支撑架的短边；该辅助装置还包括用于调节延伸杆相对中间滑杆的滑移位置的位移调节组件。

优选的，所述位移调节组件包括固定在中间滑杆顶面处的啮合板，啮合板为两组且均平行短边长度方向，滑环套设在啮合板上且可沿啮合板长度方向作往复滑移动作；滑环的底部布置弹性销，弹性销与啮合板上预设的齿条间形成啮合配合，该齿条长度方向平行短边长度方向；所述位移调节组件还包括布置于两长边同端的两组调节杆，调节杆的一端安装于长边的相应端，调节杆的另一端沿短边长度方向水平延伸后固定在相应的滑环上。

优选的，所述弹性销为轴长方向平行长边长度方向的半圆柱体状，弹性销为两组且两者之间通过复位弹簧连接彼此；弹性销沿长边方向延伸后分别卡入两组啮合板处的齿条内，从而形成弹性卡接配合；滑环上预设有可供弹性销及复位弹簧安装的安装孔。

优选的，所述延伸杆外形呈L型杆状，延伸杆的短臂固定于长边顶面处，延伸杆的长臂沿短边长度方向水平延伸后，再沿长边长度方向延伸有固定块，中间滑环的槽腔布置于侧壁处且槽腔槽口指向所述固定块，固定块顶端与中间滑环的槽腔间构成滑动配合。

优选的，所述悬挂组件包括固定于两长边中段处顶面上的定位板，吊装板的一端固定于其中一个定位板上，另一端水平延伸后与另一个定位板上的定位孔间形成滑移配合；吊装板的顶面两端处分别设置一组可供吊钩吊挂的吊杆或吊环。

本发明的有益效果在于：

1）、通过上述方案，本发明采用支撑架来形成整体定位件，在将顶板放置于支撑架下方后，依托位于支撑架中段的两组主托撑组件实现对顶板中段的托撑功能；同时，对于顶板的四个形成悬臂结构的角端，则依托辅助托撑组件来进行二次固定。这样，工作时，顶板在依靠主托撑组件实现主承力功能的同时，又依托辅助托撑组件确保了二次承力及固定目的，且由于主托撑组件均采用了类似卡口结构，搭配螺纹结构的自锁性和楔面配合的高稳定性，因此可在保持操作灵活性的同时，避免因吊装时顶板局部失衡而发生掉落情况，以保障吊装的安全性。

至此，本发明具备操作简便灵活的优点，在确保吊装效率和吊装质量的同时，亦可避免因吊装时顶板局部失衡而发生掉落情况，以保障吊装的安全性。尤其对于装配式的顶板，两块预制构件之间的连接螺栓能刚好被本发明的主托撑组件所顶持，可有效避免该脆弱处的吊装损坏现象，成效显著。

2）、对于托块而言，其与顶块的楔面配合可以通过多种方式来实现。本发明通过采用平行六面体状的托块，搭配支点，并利用螺栓结构来实现自锁式的控制功能，可确保托块在需要时的绕支点的稳定上翘效果，最终实现对顶板的由下而上的托撑目的，操作十分灵活安全。

3）、对于辅助托撑组件而言，其同样采用的槽爪结构，不同之处在于，辅助托撑组件由于起到的是辅助支撑功能，在顶板中段被“刚性”的顶撑时，需求四个悬臂式的角端不能再因刚性固定的影响而发生脆断等问题，因此，本发明在四个角端布置弹性爪，从而能起到“柔性”的托撑效果，进而有效确保顶板的吊装质量。

4）、进一步的，平板的布置，则能始终保证辅助托撑组件与顶板底面的平面贴合状态，从而兼具托撑平稳性和确保吊装质量的双重功能。

5）、在上述结构的基础上，本发明还增设有位移调节组件，目的在于实现支撑架在短边长度方向上的伸缩调节效果。该伸缩调节效果，使得支撑架不仅可以适配不同规格的顶板的吊装需求，有效的增大了本发明的适用面；同时，顶板在吊装时，可以直接通过扩大短边长度来实现夹持式的固定，此时槽爪状的各个托撑组件均能沿水平向有效而方便的卡入顶板的相应侧边，操作灵活度上能得到进一步提升。

6）、位移调节组件可以通过弹性销与啮合板的啮合动作来实现，以确保整个调节动作的稳定性和可靠性。尤其是弹性销为双组式结构，配合双列式的啮合板，能进一步提升其配合的稳定效果和可靠效果。

7）、悬挂组件的布置目的，在于进一步提升吊装的稳定性。考虑到支撑架为可调节构造，因此相应的悬挂组件也需要以吊装板与定位板处定位孔间的配合，来适应该可调节构造。同时，吊杆或吊环分布于吊装板的两端，以确保吊装的稳定性。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为主托撑组件的结构爆炸图；

图3为辅助托撑组件的立体结构示意图；

图4为短边及位移调节组件的配合状态图；

图5为图4的I部分局部放大图；

图6为滑环与弹性销的配合状态剖面图；

图7为本发明的使用状态图；

图8为图7所示结构的仰视视角图。

本发明各标号与部件名称的实际对应关系如下：

a-顶板；

10-支撑架；11-延伸杆；12-中间滑杆；13-固定块；

20-悬挂组件；21-定位板；21a-定位孔；22-吊装板；23-吊杆；

30-主托撑组件；31-托块；31a-配合孔；32-延伸臂；33-水平臂；34-调节螺栓；35-顶块；35a-外端面；36-支点；

40-辅助托撑组件；41-L型上夹块；42-下夹块；43-连接杆；44-平板；

50-位移调节组件；51-啮合板；51a-齿条；52-滑环；52a-安装孔；53-弹性销；54-调节杆；55-复位弹簧。

具体实施方式

为便于理解，此处结合图1-8，对本发明的具体结构及工作方式作以下进一步描述：

本发明的具体结构如图1-8所示，其主要结构包括四方框架状的支撑架10，支撑架10的四个角端分别布置一组辅助托撑组件40，支撑架10的长边中段则分别布置一组主托撑组件30；同时，支撑架10的顶面则设置悬挂组件20，以方便吊钩进行吊挂操作。其中：

一、支撑架10

支撑架10的外形参照图1所示，整体呈现四方框架状，并由两根长边及两根短边拼接构成。

使用时，支撑架10的顶面构成悬挂组件20的安装面，支撑架10的两长边分别布置主托撑组件30及辅助托撑组件40，支撑架10的短边则通过位移调节组件50实现调节效果，以便匹配不同宽度的顶板a。

支撑架10的工作状态参照图7-8所示。

二、位移调节组件50

位移调节组件50的功能在于实现支撑架10的宽度调节效果。

实际设计时，支撑架10的短边由两根延伸杆11搭配一根中间滑杆12构成。如图1及图5所示的，中间滑杆外形呈槽口朝向一侧的直角槽板状，并依托延伸杆11顶端布置的固定块13与中间滑杆的槽腔间的滑移配合，来保证两根长边的相向及相离动作目的。

显然，单纯的长边相向及相离动作，无法实现其距离的固定功能，因此，需要位移调节组件50来保证其定位效果。如图4-5所示的，位移调节组件50包括固定在中间滑杆12顶面处的啮合板51，啮合板51为两组且均平行短边长度方向。滑环52槽口朝下的扣在两组啮合板51上且可沿啮合板51长度方向作往复滑移动作。滑环52的槽口处布置弹性销53，弹性销53与啮合板51上预设的齿条51a间形成啮合配合，该齿条51a长度方向平行短边长度方向。所述位移调节组件50还包括布置于两长边同端的两组调节杆54，调节杆54的一端安装于长边的相应端，调节杆54的另一端沿短边长度方向水平延伸后固定在相应的滑环52上。

实际设置调节杆54时，其固定在长边的一端可以设置在如图1所示的圆筒体处，而连接杆43则穿过圆筒体并伸出圆筒体，从而形成可供调节杆54的杆端套入的套轴。当然，这仅是本发明的其中一种实现状态，可酌情使用。

对于弹性销53而言，其可以是常规的销轴结构，只需能咬合对应齿条51a处啮合齿即可。也可以如本发明所述，采用半圆柱体状的两组弹性销53，从而如图6所示的沿水平向布置的同时，依托弹性销53的半圆部位与啮合齿的咬合，来保证滑环52当前的位置状态。当需要调整滑环52位置时，只需抓取滑环52并将滑环52沿啮合板51长度方向往复滑移即可；此时，只要外力大于复位弹簧55的弹性力，弹性销53就能沿安装孔52a受当前啮合齿压力回缩，并在下一个啮合齿处因复位弹簧55的弹性力而复位，即可实现其往复动作效果。

三、主托撑组件30

主托撑组件30为本发明的其中一个核心部件，其起到了中心承载功能。实际设计时，主托撑组件30位于支撑架10中段，因此其位置相对靠近对称式的顶板a的质心或重心处，从而可利用主托撑组件30来保证核心承载效果。

进一步的，如图1-2所示的，支撑架10的两个长边处均螺纹固接有延伸臂32，延伸臂32底部连接有水平臂33。两个水平臂33的相邻侧均开设有锥形槽或者说是V型槽状的支点36。延伸臂32处水平贯穿设有调节螺栓34，调节螺栓34顶端螺纹配合有顶块35；也可以是调节螺栓34螺纹配合在延伸臂32处，且顶端回转配合有顶块35，只需实现拧动调节螺栓34时，顶块35能沿调节螺栓34轴向作往复调节动作即可。

此外，托块31内腔开设有空腔，顶块35位于空腔内；工作时，图2所示的托块31的右下角端抵紧在支点36处，并依托托块31空腔与顶块35的外端面35a的楔面配合，来实现托块31绕支点36的上翘功能，以确保对顶块35的由下而上的刚性托撑效果。考虑到托块31产生上升动作时，势必会对回转配合的调节螺栓34产生动作干涉，因此托块31处的配合孔31a需适当扩大，以提供调节螺栓34的活动空间；图2中的配合孔31a为腰形孔，其设计目的就在于此。

四、辅助托撑组件40

辅助托撑组件40起到辅助主托撑组件30的功能，其外形参照图1及图3所示，工作状态参照图7-8所示。

实际设计时，辅助托撑组件40包括四组弹性爪，各弹性爪均具有槽长方向平行支撑架10长度方向的开口槽，且各开口槽的槽口均指向顶板a所在方向。装配时，可先于长边上安装L型上夹块41。L型上夹块41内布置阶梯孔，阶梯孔向下延伸并形成可供连接杆43穿入的通道。阶梯孔的功能在于安装压簧，以实现与连接杆43衔接的下夹块42的铅垂向弹性活动效果，此时，下夹块42可沿L型固定块13的铅垂段作铅垂滑动动作；L型上夹块41的水平段固定于长边处。

为保证对顶板a的由下而上的稳定托撑效果，本发明还如图3所示的在下夹块42的顶端也即悬臂端水平铰接有平板44，铰接处通过扭簧座形成。通过弹性铰接的平板44，可始终保证平板44有一个绕铰接处轴线的向上翘起的趋势，既起到了导向顶板a的功能，又在顶板a放入后起到平稳托撑顶板a底面的功能，一举多得。

五、辅助托撑组件20

悬挂组件20的外形参照图7所示，其包括固定于两长边中段处顶面上的定位板21。考虑到位移调节组件50的存在，使得短边需进行长端调节，因此此处的吊装板22的一端固定于其中一个定位板21上，另一端水平延伸后与另一个定位板21上的定位孔21a间形成滑移配合，以适应支撑架10的在线调节需求。吊装板22的顶面两端处分别设置一组可供吊钩吊挂的吊杆23或吊环，用于配合相应的吊钩进行吊装操作。

至此，本发明实际工作时：首先，控制位移调节组件50，从而使得本发明的短边延长。随后，工作人员将顶板a卡入主托撑组件30及辅助托撑组件40内。此时，辅助托撑组件40处平板44受到外力挤压，从而沿铰接处轴线翻转，可保证对顶板a四个角端的平面托撑效果；主托撑组件30则依托调节螺栓34的调节，直至托块31沿支点36上翘并由下而上的抵紧顶块35，从而完成对顶板a的四个角端及两中段的定点托撑效果。随后，启动吊具，依托吊钩与吊杆23的配合，可实现如图7-8所示的对顶块35的平稳安全吊装目的。

当然，对于本领域技术人员而言，本发明不限于上述示范性实施例的细节，而还包括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的相同或类似结构。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。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.一种地铁车站顶板施工用辅助装置，其特征在于：包括四方框架状的支撑架（10），支撑架（10）的顶面处设置用于配合吊钩的悬挂组件（20）；支撑架（10）上设置有用于实现主托撑功能的主托撑组件（30）以及用于实现辅助支撑功能的辅助托撑组件（40），其中：

所述主托撑组件（30）包括两组分别布置在支撑架（10）的两长边的中段处的托块（31），支撑架（10）的相应长边处铅垂向下的延伸有延伸臂（32），延伸臂（32）底端水平向内延伸有水平臂（33）；调节螺栓（34）水平贯穿并螺纹配合在延伸臂（32）上，调节螺栓（34）的顶部回转配合有顶块（35），所述托块（31）内设置有可供顶块（35）放入的空腔，且空腔的腔壁与顶块（35）之间存有可供顶块（35）活动的间隙；以顶块（35）的用于配合调节螺栓（34）的一端面为外端面（35a），以空腔的用于配合所述外端面（35a）的内腔壁为配合腔壁，所述配合腔壁与外端面（35a）的其中之一为楔面而另一个为铅垂面，以使得顶块（35）作相对延伸臂（32）的相向动作时可拉动顶块（35）产生绕水平臂（33）处支点（36）的上翘动作；用于托撑顶板的相应角端的所述辅助托撑组件（40）布置于支撑架（10）的四个角端处。

2.根据权利要求1所述的一种地铁车站顶板施工用辅助装置，其特征在于：所述托块（31）外形呈由四组矩形配合两组菱形构成的平行六面体状，且腔壁厚度均等，从而使得配合腔壁呈现楔面构造；该配合腔壁上贯穿设置有可供调节螺栓（34）穿入的配合孔（31a），配合孔（31a）外形呈腰形孔状从而提供调节螺栓（34）产生摆动动作的空间。

3.根据权利要求2所述的一种地铁车站顶板施工用辅助装置，其特征在于：所述水平臂（33）的顶端凹设有V型槽，该V型槽构成所述支点（36）；托块（31）的菱形尖端抵入该支点（36）处从而可绕该支点（36）产生上翘动作。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种地铁车站顶板施工用辅助装置，其特征在于：所述辅助托撑组件（40）包括四组弹性爪，各弹性爪均具有槽长方向平行支撑架（10）长度方向的开口槽，且各开口槽的槽口均指向顶板所在方向；所述开口槽由固定于支撑架（10）上的L型上夹块（41）以及沿铅垂向滑动配合在L型上夹块（41）的铅垂段上的下夹块（42）围合形成；L型上夹块（41）处铅垂向的贯穿设置上粗下细的阶梯孔，阶梯孔内同轴穿设连接杆（43），连接杆（43）上套设有压簧，压簧的一端抵接于阶梯孔的孔肩处，另一端向上延伸并固定于连接杆（43）处的轴肩处。

5.根据权利要求4所述的一种地铁车站顶板施工用辅助装置，其特征在于：所述下夹块（42）的悬臂端通过扭簧座水平铰接有平板（44）。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种地铁车站顶板施工用辅助装置，其特征在于：所述支撑架（10）包括布置于两长边顶端的延伸杆（11），位于两长边同端的延伸杆（11）彼此相向延伸且均水平滑动配合于中间滑杆（12）处，位于两长边同端的延伸杆（11）以及相配合的中间滑杆（12）共同组合形成支撑架（10）的短边；该辅助装置还包括用于调节延伸杆（11）相对中间滑杆（12）的滑移位置的位移调节组件（50）。

7.根据权利要求6所述的一种地铁车站顶板施工用辅助装置，其特征在于：所述位移调节组件（50）包括固定在中间滑杆（12）顶面处的啮合板（51），啮合板（51）为两组且均平行短边长度方向，滑环（52）套设在啮合板（51）上且可沿啮合板长度方向作往复滑移动作；滑环（52）的底部布置弹性销（53），弹性销（53）与啮合板（51）上预设的齿条（51a）间形成啮合配合，该齿条（51a）长度方向平行短边长度方向；所述位移调节组件（50）还包括布置于两长边同端的两组调节杆（54），调节杆（54）的一端安装于长边的相应端，调节杆（54）的另一端沿短边长度方向水平延伸后固定在相应的滑环（52）上。

8.根据权利要求7所述的一种地铁车站顶板施工用辅助装置，其特征在于：所述弹性销（53）为轴长方向平行长边长度方向的半圆柱体状，弹性销（53）为两组且两者之间通过复位弹簧（55）连接彼此；弹性销（53）沿长边方向延伸后分别卡入两组啮合板（51）处的齿条（51a）内，从而形成弹性卡接配合；滑环（52）上预设有可供弹性销（53）及复位弹簧（55）安装的安装孔（52a）。

9.根据权利要求8所述的一种地铁车站顶板施工用辅助装置，其特征在于：所述延伸杆（11）外形呈L型杆状，延伸杆（11）的短臂固定于长边顶面处，延伸杆（11）的长臂沿短边长度方向水平延伸后，再沿长边长度方向延伸有固定块（13），中间滑环（52）的槽腔布置于侧壁处且槽腔槽口指向所述固定块（13），固定块（13）顶端与中间滑环（52）的槽腔间构成滑动配合。

10.根据权利要求6所述的一种地铁车站顶板施工用辅助装置，其特征在于：所述悬挂组件（20）包括固定于两长边中段处顶面上的定位板（21），吊装板（22）的一端固定于其中一个定位板（21）上，另一端水平延伸后与另一个定位板（21）上的定位孔（21a）间形成滑移配合；吊装板（22）的顶面两端处分别设置一组可供吊钩吊挂的吊杆（23）或吊环。

Images