CN116573545A - 一种顶管工作井出土简易起吊架 - Google Patents

一种顶管工作井出土简易起吊架 Download PDF

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CN116573545A CN202310491818.7A CN202310491818A CN116573545A CN 116573545 A CN116573545 A CN 116573545A CN 202310491818 A CN202310491818 A CN 202310491818A CN 116573545 A CN116573545 A CN 116573545A
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段飞
沈益国
李勇
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Abstract

本申请涉及顶管施工的领域,尤其是涉及—种顶管工作井出土简易起吊架,其包括顶撑架,搭建在工作井的一侧,包括用于抬升标高的顶撑平面、安装在顶撑平面上的至少四根立柱以及安装在相邻两根立柱之间的横梁;导轨架,搭设于横梁上,导轨架前端伸至工作井上方,导轨架的最前端不越过工作井的轴线,导轨架的最前端与工作井另一侧之间保留顶管的下放空间;牵拉组件,包括滑动连接在导轨架上的电葫芦、安装在电葫芦钢丝绳端部的自动钩爪以及驱动电葫芦移动的驱动件;锚固牵拉件,用于保持导轨架的平衡,包括设置在导轨架后方的配重件以及连接在配重件以及导轨架之间的牵拉绳。本申请具有减少顶管工作井出土的工程成本,减少劳动力的投入的效果。

Description

一种顶管工作井出土简易起吊架
技术领域
本申请涉及顶管施工的领域,尤其是涉及—种顶管工作井出土简易起吊架。
背景技术
城市现存的许多设施不能满足发展的需要,如污水、自来水、电力等管道的铺设和维修都是在需要的时候再对街道路面“开膛剖肚”,从而导致交通堵塞、破坏已有基础设施、环境污染等一系列问题。顶管施工就是非开挖施工方法,是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。
顶管法施工时需预先开挖一定深度的工作井,并在工作井内放置顶进设备,利用顶进设备将顶管横向顶入土壤中,顶管工作出土时先通过小车将装有土方的装土筐运输至工作井中,再通过起吊设备设备将装土筐吊出至工作井外。一般情况下,一节顶管的出土工作完成后,再下第二节顶管继续顶进。
目前常利用吊车或者安装龙门架配合人工将装土筐拉出,但每次顶管工作井出土时的出土量不大,工作量与工作机械极不匹配,采用这种出土方式不仅耗费人力资源且极大增加了工程成本。
发明内容
为了减少顶管工作井出土的工程成本,减少劳动力的投入,本申请提供—种顶管工作井出土简易起吊架。
本申请提供的—种顶管工作井出土简易起吊架采用如下的技术方案:
一种顶管工作井出土简易起吊架,包括顶撑架,搭建在工作井的一侧,包括用于抬升标高的顶撑平面、安装在所述顶撑平面上的至少四根立柱以及安装在相邻两根立柱之间的横梁;
导轨架,搭设于所述横梁上,所述导轨架前端伸至工作井上方,且所述导轨架的最前端不越过工作井的轴线,使得所述导轨架的最前端与工作井另一侧之间保留顶管的下放空间;
牵拉组件,包括滑动连接在所述导轨架上的电葫芦、安装在所述电葫芦钢丝绳端部的自动钩爪以及驱动所述电葫芦移动的驱动件,其中,所述自动钩爪用于实现装土筐的自动抓取;
锚固牵拉件,用于保持所述导轨架的平衡,包括设置在所述导轨架后方的配重件以及连接在所述配重件以及导轨架之间的牵拉绳。
通过采用上述技术方案,在进行顶管出土施工前,在工作井的一侧施工顶撑平面、立柱以及横梁,在导轨架的一端预先安装好牵拉组件,之后将导轨架搭设在横梁上,并使得导轨架的最前端与工作井另一侧留存有足够顶管放入的下放空间,确定好导轨架的位置后,将导轨架的后端牵拉至配重件。通过在顶管出土时使用人工搭设的简易起吊架,而不使用龙门架或者吊车等大型设备,减少了施工成本;通过由施工人员操控电葫芦进行自动抓取以及将装土筐自动运送出工作井,减少了顶管出土时的劳动力投入。
可选的,所述顶撑平面包括设置在工作井一侧的承重柱以及安装在所述承重柱上的承载板;
所述承重柱从靠近工作井到远离工作井的方向设置有两组,每组所述承重柱均包括安装在所述承载板两侧的两个。
通过采用上述技术方案,承重柱的设置提升了导轨架的标高,便于将装土筐沿导轨架的设置方向拉出时与地面留有一定的高度,保证出土后承载板平面上有足够的作业面空间,以便装土筐往外运走。
可选的,同组的两个所述承重柱之间搭设有承重钢,各所述承重柱的顶部开设有供所述承重钢嵌入的凹槽,所述承重钢与所述承载板连接。
通过采用上述技术方案,承重钢可以保障承载板位于两个承重柱之间的部分的支撑强度。
可选的,位于同一水平线上的若干所述立柱为一组,从靠近工作井方向到远离工作井的方向设置有若干组;
所述立柱与所述承载板通过柔性减震件固定,所述立柱远离所述导轨架的一端安装有减震底座,所述柔性减震件穿设在同组两个所述立柱之间。
通过采用上述技术方案,柔性减震件增加了立柱与承载板之间的接触面积,便于实现立柱与承载板的固定,并且降低由承载板传递给立柱和导轨架的震感,保障牵拉组件正常的出土工作。
可选的,所述电葫芦通过U型的安装座与所述驱动件连接;
所述安装座包括设置于所述导轨架两侧的两个连接板以及穿设固定在两个所述连接板之间的两个连接杆,两个所述连接杆上安装有用于与所述电葫芦连接的耳板;
所述驱动件包括安装在各所述连接板外侧的驱动电机以及安装在所述驱动电机输出轴上的滑轮,所述导轨架的两侧形成有供所述滑轮行走的行走空间。
通过采用上述技术方案,控制驱动电机启动,滑轮带动电葫芦沿导轨架行走。
可选的,所述自动钩爪包括与所述电葫芦的钢丝绳连接的第一钩爪本体、与所述第一钩爪本体铰接的第二钩爪本体以及安装在所述第一钩爪本体上的驱动气缸;
所述驱动气缸的活塞杆通过拉杆与所述第二钩爪本体连接,所述拉杆与所述驱动气缸的活塞杆以及所述第二钩爪本体均通过铰接件实现铰接。
通过采用上述技术方案,第一钩爪本体为竖直杆状,第二钩爪本体包括与第一钩爪本体铰接的水平段以及钩挂段,常态下,第一钩爪本体与水平段呈一条竖直线,当控制驱动电机使得装土筐的把手卡在钩挂段和水平段的折角时,控制驱动气缸的活塞杆伸出,随着活塞杆伸出,拉杆逐渐转动以带动水平段转动直至水平段与第一钩爪本体之间的夹角在90度及90度以内,将装土筐勾起。
可选的,所述配重件包括浇筑成型在所述导轨架后方的混凝土墩,所述混凝土墩至少设置有一个。
通过采用上述技术方案,将混凝土墩作为配重,施工便利,节省成本,可以根据实际情况调整混凝土墩的重量以及数量。
可选的,所述配重件还包括放置在地面上的用于固定所述牵拉绳的牵拉件,各所述混凝土墩均浇筑成型在所述牵拉件上。
通过采用上述技术方案,牵拉件便于实现混凝土墩与导轨架的连接。
可选的,所述导轨架与同组所述立柱之间安装有用于增加支撑强度的斜撑件;
所述导轨架的顶部安装有加强架,所述斜撑件包括横向穿设在所述加强架上的加强横杆以及倾斜安装在所述加强横杆与所述立柱之间的斜撑杆,所述斜撑杆位于所述加强横杆的两端;
所述斜撑杆通过第一固定件与所述立柱固定,通过所述第二固定件与所述加强横杆固定。
通过采用上述技术方案,斜撑件可以保障导轨架前端与立柱连接稳定。
可选的,所述第一固定件包括倾斜安装在所述立柱上的以供所述斜撑杆卡入的U型卡座以及穿设固定所述U型卡座与所述斜撑杆之间的锁定插销;
所述第二固定件包括一体成型在所述斜撑杆另一端的用于套设在所述连接横杆上的连接套,以及固定在所述加强横杆的限位插销,所述限位插销分别位于所述连接套的两端。
通过采用上述技术方案,斜撑杆的连接套套设在加强横杆上,且两端穿设有限位插销以限制连接套的滑动,将斜撑杆的另一端插入U型卡座内并使用锁定插销锁定斜撑杆与立柱的相对位置。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.本申请通过在工作井的一侧人工架设顶撑架以及导轨架,配合使用电葫芦将装土筐吊出,而而不使用龙门架或者吊车等大型设备,减少了施工成本,通过由施工人员操控电葫芦进行自动抓取以及将装土筐自动运送出工作井,减少了顶管出土时的劳动力投入,导轨架的最前端与工作井的另一端留存有足够后续顶管放入的下放空间,不用将本申请的简易吊架移开,简化工作步骤,提高了工作效率;
2.通过使用承重柱提升导轨架的标高,为装土筐的拉出提供足够的空间,便于装土筐的运出;
3.通过斜撑件以及锚固牵拉件的设置,保障了导轨架的平衡。
附图说明
图1是本申请简易起吊架施工时的侧视图。
图2是本申请简易起吊架施工时的俯视图。
图3是为了体现牵拉组件结构的局部示意图。
图4是自动钩爪的局部结构示意图。
图5是图2中A处的局部放大图。
附图标记说明:1、顶撑架;11、顶撑平面;111、承重柱;112、承载板;113、承重钢;12、立柱;121、减震底座;13、横梁;14、柔性减震件;2、导轨架;3、牵拉组件;31、电葫芦;32、驱动件;321、驱动电机;322、滑轮;33、自动钩爪;331、第一钩爪本体;332、第二钩爪本体;3321、水平段;3322、钩挂段;333、驱动气缸;334、拉杆;4、安装座;41、连接板;42、连接杆;43、连接座;44、耳板;5、锚固牵拉件;51、配重件;511、混凝土墩;512、牵拉件;52、牵拉绳;6、加强架;7、斜撑件;71、加强横杆;72、斜撑杆;73、第一固定件;731、U型卡座;732、锁定插销;74、第二固定件;741、连接套;742、限位插销;8、装土筐;9、工作井。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种顶管工作井出土简易起吊架。参照图1、图2和图3,顶管工作井出土简易起吊架包括搭建在工作井9一侧的顶撑架1、安装在顶撑架1上的导轨架2、滑动连接在导轨架2前端的用于将出土筐吊起的牵拉组件3以及牵拉在导轨架2后端的用于保持导轨架2平衡的锚固牵拉件5。
参照图1和图2,顶撑架1包括顶撑平面11、安装在顶撑平面11上的至少四根立柱12以及安装在相邻两根立柱12之间的横梁13。顶撑平面11包括预先设置在工作井9一侧的承重柱111以及固定连接在承重柱111上的承载板112。承重柱111至少设置有四根。在顶管出土时,施工人员站在承载板112上控制牵拉组件3的运行以及其他的辅助性操作。承重柱111用于抬升承载板112以及导轨架2的标高,便于将装土筐8沿导轨架2的设置方向拉出时与地面留有一定的高度,保证出土后承载板112平面上有足够的作业面空间,以便装土筐8往外运走。为保障承重柱111的支撑强度以及稳定性,本申请优选预先浇筑成型的混凝土承重柱111。当施工条件不足时,承重柱111可以替换为市面常用的梯形或者方形的金属框架辅之以配重石块等配重物。
本申请以承重柱111设置有四个为例进行说明。将四根承重柱111从靠近工作井9到远离工作井9的方向划分为两组,每组所述承重柱111均包括安装在所述承载板112两侧的两个,为了保障承载板112位于两个承重柱111之间的部分的支撑强度,同组两个承重柱111之间搭设有承载板112,每个承重柱111的顶部均开设有供承重钢113嵌入的凹槽,承重钢113与承载板112固定连接。
立柱12和横梁13作为支撑导轨架2的支撑底座,立柱12至少应设置有四根,当然,也可在四根的基础上继续增加以增加稳定性。当立柱12设置有四根时,四根立柱12分别位于承载板112的四角处以尽可能实现应力分散,支撑稳定;当立柱12设置有四根以上时,从靠近工作井9的一端到远离工作井9的一端将立柱12划分为若干组,每组立柱12至少包括两根,每组的若干根立柱12的顶端搭设固定有一根横梁13。考虑到施工时长,本申请以立柱12设置有四根,横梁13搭设固定在同组的两根立柱12之间。
参照图1和图2,为了便于实现立柱12与承载板112的固定,并且降低由承载板112传递给立柱12和导轨架2的震感,保障牵拉组件3正常的出土工作。立柱12与承载板112通过柔性减震件14固定,立柱12远离导轨架2的一端一体成型有U型的减震底座121,柔性减震件14穿设固定在同组的两个立柱12之间。柔性减震件14通过螺栓与减震底座121固定,同时通过螺栓与承载板112固定。柔性减震件14通过增强立柱12与承载板112之间的接触面积,使得立柱12与承载板112的连接更加稳固。优选的,本申请的柔性减震件14使用长方体状的木方垫块,使得立柱12与承载板112柔性连接,减少立柱12的震动。
参照图1、图3和图4,牵拉组件3包括滑动连接在导轨架2上的电葫芦31、安装在电葫芦31的钢丝绳的端部的自动钩爪33以及驱动电葫芦31沿导轨架2的设置方向滑动的驱动件32。自动钩爪33用于实现装土筐8的自动钩挂。导轨架2的前端伸至工作井9的上方,且导轨架2的最前端不越过工作井9的轴线,以使得导轨架2的最前端与工作井9另一侧之间留存有足够的供下一节顶管放入的空间。当一节顶管出土完成后,可以在不移开起吊设备的前提下进行下一节顶管的下放工作,简化施工步骤,提高施工效率。
参照图3,驱动件32通过U型的安装座4与电葫芦31连接。安装座4包括设置在导轨架2两侧的两个连接板41以及穿设固定在两个连接板41之间的两个连接杆42。两个连接杆42上均一体成型有用于与电葫芦31固定的耳板44。两个连接杆42分别用于将电葫芦31的前后两端吊起固定,电葫芦31的前后两端固接有与耳板44配合的连接座43,连接座43和耳板44使用螺栓固定。
参照图3,驱动件32包括安装在两个连接板41外侧的两个驱动电机321以及固接在驱动电机321输出轴上的滑轮322,导轨架2的两侧形成有供滑轮322行走的行走空间。为了满足牵拉组件3的使用,节约搭建成本,本申请仅以导轨架2使用工字钢为例进行说明。施工人员控制驱动电机321的控制器,使得驱动电机321启动,可以带动电葫芦31沿导轨架2的长度方向滑动。
参照图4,自动钩爪33包括与电葫芦31的钢丝绳连接的第一钩爪本体331、与第一钩爪本体331铰接的第二钩爪本体332以及安装在第一钩爪本体331上的驱动气缸333。驱动气缸333的活塞杆通过拉杆334与第二钩爪实现连接。拉杆334的两端均安装有铰接件以实现与活塞杆以及与第二钩爪本体332的铰接。本申请的铰接件以销轴为例进行说明。第一钩爪本体331为竖直杆状,第二钩爪本体332包括与第一钩爪本体331铰接的水平段3321以及钩挂段3322,常态下,第一钩爪本体331与水平段3321呈一条竖直线,当控制驱动电机321使得装土筐8的把手卡在钩挂段3322和水平段3321的折角时,控制驱动气缸333的活塞杆伸出,随着活塞杆伸出,拉杆334逐渐转动以带动水平段3321转动直至水平段3321与第一钩爪本体331之间的夹角在90度及90度以内,将装土筐8勾起。
参照图1和图2,锚固牵拉件5包括固设置在顶撑架1后方的配重件51以及连接在配重件51以及导轨架2之间的牵拉绳52。利用杠杆原理,通过在导轨架2的后方牵拉配重件51保持导轨架2的平衡。为了简便施工,同时便于根据现场施工情况调节配重件51的重量,配重件51包括浇筑成型在地面上的混凝土墩511。混凝土墩511可以设置有一个也可以设置有多个,具体根据施工情况调整。
为了便于牵拉绳52的牵拉,配重件51还包括用于放在地面上的牵拉件512,每个混凝土墩511浇筑成型在牵拉件512上。导轨架2的后端开设有供牵拉绳52穿过的通孔。将牵拉绳52穿过通孔,并将牵拉绳52的两端绑扎的牵拉件512上,即可实现对导轨架2的牵拉。牵拉件512可以选用木质或者钢、铁、铝等金属材质,考虑到牵拉件512的牵拉强度以及成本,本申请仅以牵拉件512使用工字钢为例进行说明。
参照图1和图2,为了保障导轨架2前端的稳定性,导轨架2与同组的两根立柱12之间安装有用于增加支撑强度的斜撑件7。导轨架2的顶部固接有加强架6,斜撑件7包括横向穿设在加强架6上的加强横杆71以及倾斜固定在加强横杆71与立柱12之间的斜撑杆72,斜撑杆72位于加强横杆71的两端,使得导轨架2承受的应力分散均匀,导轨架2与立柱12的固定更加稳固。斜撑杆72与立柱12通过第一固定件73固定,斜撑杆72通过第二固定件74与加强横杆71固定。斜撑件7可以根据立柱12的组数设计,即在每组两端的立柱12上均安装斜撑件7,也可以仅安装在与工作井9距离最近的一组立柱12上,考虑的安装时间,本申请仅以斜撑件7仅安装在工作井9距离最近的一组立柱12上为例进行说明。
参照图1、图2和图5,具体的,第一固定件73包括倾斜固定在立柱12上的以供斜撑杆72卡入的U型卡座731以及穿设固定在U型卡座731与斜撑杆72之间的锁定插销732。第二固定件74包括一体成型在斜撑杆72另一端的用于套设在连接横杆上的连接套741以及穿设固定在加强横杆71上的限位插销742,限位插销742分别位于连接套741的两端,以限制连接套741沿加强横杆71轴线方向的移动。锁定插销732与限位插销742均以使用螺帽插销为例进行说明。
本申请实施例一种顶管工作井出土简易起吊架的实施原理为:在进行顶管出土施工前,预先在工作井9的一侧浇筑承重柱111以及混凝土墩511。之后由施工人员依次安装承载板112、立柱12以及横梁13,并将牵拉组件3安装在导轨架2远离通孔的一端。横梁13施工好后,将导轨架2搭设在两根横梁13之间,调整导轨架2的位置确保导轨架2的最前端不会对后续顶管的放入造成影响。确定好导轨架2的位置后将斜撑杆72的两端分别与加强横杆71和U型卡座731固定,将牵拉绳52与牵拉件512连接,保障导轨架2的平衡。之后站在承载板112上的施工人员可以通过控制驱动气缸333的控制器以将装土筐8钩起;控制驱动电机321的控制器,将钩挂有装土筐8的电葫芦31拉回,以进行后续的土方运输工作。通过预先搭建简易的架体配合以轻型的电葫芦31,极大的减少了施工成本;通过将电葫芦31滑动连接在导轨架2上,并设置带动电葫芦31自动滑动的驱动件32以及自动抓取的自动钩爪33,可以施工中的劳动力投入。在顶管施工完成后,可以将本申请的简易起吊架拆卸,便于重复利用,节省成本。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种顶管工作井出土简易起吊架,其特征在于:包括:
顶撑架(1),搭建在工作井(9)的一侧,包括用于抬升标高的顶撑平面(11)、安装在所述顶撑平面(11)上的至少四根立柱(12)以及安装在相邻两根立柱(12)之间的横梁(13);
导轨架(2),搭设于所述横梁(13)上,所述导轨架(2)前端伸至工作井(9)上方,且所述导轨架(2)的最前端不越过工作井(9)的轴线,使得所述导轨架(2)的最前端与工作井(9)另一侧之间保留顶管的下放空间;
牵拉组件(3),包括滑动连接在所述导轨架(2)上的电葫芦(31)、安装在所述电葫芦(31)钢丝绳端部的自动钩爪(33)以及驱动所述电葫芦(31)移动的驱动件(32),其中,所述自动钩爪(33)用于实现装土筐(8)的自动抓取;
锚固牵拉件(5),用于保持所述导轨架(2)的平衡,包括设置在所述导轨架(2)后方的配重件(51)以及连接在所述配重件(51)以及导轨架(2)之间的牵拉绳(52)。
2.根据权利要求1所述的顶管工作井出土简易起吊架,其特征在于:所述顶撑平面(11)包括设置在工作井(9)一侧的承重柱(111)以及安装在所述承重柱(111)上的承载板(112);
所述承重柱(111)从靠近工作井(9)到远离工作井(9)的方向设置有两组,每组所述承重柱(111)均包括安装在所述承载板(112)两侧的两个。
3.根据权利要求2所述的顶管工作井出土简易起吊架,其特征在于:同组的两个所述承重柱(111)之间搭设有承重钢(113),各所述承重柱(111)的顶部开设有供所述承重钢(113)嵌入的凹槽,所述承重钢(113)与所述承载板(112)连接。
4.根据权利要求2所述的顶管工作井出土简易起吊架,其特征在于:位于同一水平线上的若干所述立柱(12)为一组,从靠近工作井(9)方向到远离工作井(9)的方向设置有若干组;
所述立柱(12)与所述承载板(112)通过柔性减震件(14)固定,所述立柱(12)远离所述导轨架(2)的一端安装有减震底座(121),所述柔性减震件(14)穿设在同组两个所述立柱(12)之间。
5.根据权利要求1所述的顶管工作井出土简易起吊架,其特征在于:所述电葫芦(31)通过U型的安装座(4)与所述驱动件(32)连接;
所述安装座(4)包括设置于所述导轨架(2)两侧的两个连接板(41)以及穿设固定在两个所述连接板(41)之间的两个连接杆(42),两个所述连接杆(42)上安装有用于与所述电葫芦(31)连接的耳板(44);
所述驱动件(32)包括安装在各所述连接板(41)外侧的驱动电机(321)以及安装在所述驱动电机(321)输出轴上的滑轮(322),所述导轨架(2)的两侧形成有供所述滑轮(322)行走的行走空间。
6.根据权利要求1所述的顶管工作井出土简易起吊架,其特征在于:所述自动钩爪(33)包括与所述电葫芦(31)的钢丝绳连接的第一钩爪本体(331)、与所述第一钩爪本体(331)铰接的第二钩爪本体(332)以及安装在所述第一钩爪本体(331)上的驱动气缸(333);
所述驱动气缸(333)的活塞杆通过拉杆(334)与所述第二钩爪本体(332)连接,所述拉杆(334)与所述驱动气缸(333)的活塞杆以及所述第二钩爪本体(332)均通过铰接件实现铰接。
7.根据权利要求1所述的顶管工作井出土简易起吊架,其特征在于:所述配重件(51)包括浇筑成型在所述导轨架(2)后方的混凝土墩(511),所述混凝土墩(511)至少设置有一个。
8.根据权利要求7所述的顶管工作井出土简易起吊架,其特征在于:所述配重件(51)还包括放置在地面上的用于固定所述牵拉绳(52)的牵拉件(512),各所述混凝土墩(511)均浇筑成型在所述牵拉件(512)上。
9.根据权利要求1所述的顶管工作井出土简易起吊架,其特征在于:所述导轨架(2)与同组所述立柱(12)之间安装有用于增加支撑强度的斜撑件(7);
所述导轨架(2)的顶部安装有加强架(6),所述斜撑件(7)包括横向穿设在所述加强架(6)上的加强横杆(71)以及倾斜安装在所述加强横杆(71)与所述立柱(12)之间的斜撑杆(72),所述斜撑杆(72)位于所述加强横杆(71)的两端;
所述斜撑杆(72)通过第一固定件(73)与所述立柱(12)固定,通过第二固定件(74)与所述加强横杆(71)固定。
10.根据权利要求9所述的顶管工作井出土简易起吊架,其特征在于:所述第一固定件(73)包括倾斜安装在所述立柱(12)上的以供所述斜撑杆(72)卡入的U型卡座(731)以及穿设固定所述U型卡座(731)与所述斜撑杆(72)之间的锁定插销(732);
所述第二固定件(74)包括一体成型在所述斜撑杆(72)另一端的用于套设在所述连接横杆上的连接套(741),以及固定在所述加强横杆(71)的限位插销(742),所述限位插销(742)分别位于所述连接套(741)的两端。
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