CN117484018B - 一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置及方法，解决了现有技术中管构件底部焊接空间较小的问题，具有对管构件稳定支撑、保证管构件下半段施焊空间的有益效果，具体方案如下：一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置，包括若干轨道，每一条轨道均包括第一轨道和第二轨道，第二轨道与第一轨道通过可拆连接构件连接，第二轨道相对于第一轨道靠近基坑墙面设置；滑轮组件可沿着轨道移动，滑轮组件包括第一滑轮组件和第二滑轮组件；内支撑件上半段敞口设置以便于支撑管构件，内支撑件与第一滑轮组件可拆卸连接；可转动件，可转动件相对于内支撑件靠近已经拼装完成的管构件，可转动件包括内筒，外筒相对于内筒可转动。

Description

一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置及方法

技术领域

本发明涉及城市轨道交通领域，尤其是一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

顶管施工法进行掘进时，在两片管构件的接缝处使用焊接方法进行连接，但是由于基坑内各种钢结构支撑体系，容易导致管构件底部无法留出足够的施焊空间，影响管构件的焊接质量，造成施工安全隐患。

传统的临时支撑结构一般使用牛腿构件进行受力转换，发明人发现，虽然使用牛腿构件一定程度上能增加施焊空间，但是仍有很大的局限性，不能完全把管构件下方的空间让出来用于施焊；而且，牛腿构件对管构件的支撑面积小，不能保证临时支撑的稳定性和安全性。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置，能在焊接施作时将管构件下方的临时支撑结构转动至管构件一侧，提供足够的空间用于焊接管构件的底部，并且临时支撑能保证基坑支撑体系的稳定性和安全性。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置，包括：

若干轨道，每一条轨道均包括第一轨道和第二轨道，第二轨道与第一轨道通过可拆连接构件连接，第二轨道相对于第一轨道靠近基坑墙面设置；

滑轮组件，滑轮组件可沿着轨道移动，滑轮组件包括第一滑轮组件和第二滑轮组件；

内支撑件，内支撑件上半段敞口设置以便于支撑管构件，内支撑件与第一滑轮组件可拆卸连接；

可转动件，可转动件相对于内支撑件靠近已经拼装完成的管构件，可转动件相对于内支撑件可沿着轨道的轴向方向产生相对位移，可转动件包括内筒，外筒设于内筒外侧，外筒相对于内筒可转动，内筒可套于管构件的外侧，外筒通过伸缩构件与第二滑轮组件可拆卸连接，外筒通过第二滑轮组件带动第二轨道相对于内筒转动。

如上所述的底座，滑轮组件可沿着轨道移动，内支撑件用于支撑管构件，可转动件可套于管构件的环向，且整体相对于管构件可移动，便于在轴向方向调整管构件相对于可转动件的位置，整体方便支撑的管构件与拼装完成的管构件进行对接；通过轨道、内支撑件、可转动件和滑轮组件可对管构件进行稳定和可靠支撑；轨道可拆卸设置，在对管构件上半段焊接完成后，在外力作用下可转动件能够通过第二滑轮组件带动第二轨道相对于管构件旋转，露出管构件下半段需要焊接的位置，管构件下方的空间完全露出方便焊接。

如上所述的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置，所述第一轨道的长度大于所述第二轨道的长度，所述第一滑轮组件的数量大于第二滑轮组件的数量；

所述可拆连接构件包括固定螺栓杆，固定螺栓杆安装于所述的第一轨道，固定螺栓杆的两端均设置限位端，连接件的一端可转动安装于固定螺栓杆，第一螺栓穿过连接件的另一端、第二轨道后通过紧固件实现可拆卸锁定，固定螺栓杆固定于第一轨道，第一螺栓松开后连接件相对于第一轨道可发生平面转动位移，由此实现第二轨道与第一轨道的分离。

如上所述的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置，所述第一轨道设置第一开孔，连接件相对于所述固定螺栓杆转动设定角度后所述第一螺栓可穿过第一开孔设置，第一螺栓松开后连接件旋转设定角度后连接件的一侧可置于第一开孔的下方或上方，第一螺栓再穿过连接件和第一开孔设置，实现第二轨道松开后第一螺栓的固定，极大程度上减少零件丢失。

如上所述的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置，所述轨道为工字型钢轨；

所述滑轮组件包括支架，支架内可转动设置第一滚轮，第一滚轮可沿着工字型钢轨上侧的上表面滚动，支架相对于第一滚轮的外侧固定有第一连接段，所述内支撑件朝向所述轨道的一侧设置第二连接段，第二连接段与第一连接段卡合连接，第一滚轮的设置方便滑轮组件沿着轨道的移动。

如上所述的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置，所述伸缩构件包括第三连接段，所述第一连接段设置凹部，第三连接段可卡入所述第一连接段的凹部处，第三连接段上下设置至少两处第二开孔，第二螺栓穿过第一连接段与第三连接段的第二开孔实现第三连接段与第一连接段可拆卸连接，伸缩构件的设置，可在需要旋转可转动件时，伸缩构件缩短，避免第二轨道在转动过程中发生磕碰，避免第二轨道发生刮地的隐患。

如上所述的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置，所述第二滑轮组件的所述第一滚轮内置开关磁铁，开关磁铁与控制器连接，在第二滑轮组件相对于轨道移动过程中，开关磁铁打开，方便第二滑轮组件的移动，在需要旋转可转动件时，开关磁铁闭合，第二滑轮组件可稳定吸合第二轨道，避免第二轨道的掉落。

如上所述的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置，所述支架还活动支撑有第二滚轮和第三滚轮，第二滚轮的中心轴线与所述第一滚轮的中心轴线平行，第二滚轮和第三滚轮的中心轴线位于同一直线，以使得第二滚轮和第三滚轮沿着工字型钢轨上侧的下表面滚动，多个滚轮上下沿着工字型钢轨上侧进行滚动，有利于整个底座对管构件的可靠支撑。

如上所述的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置，所述内筒表面预留有第一孔洞，所述外筒表面预留有第二孔洞，连杆可穿过第二孔洞与第一孔洞，第一孔洞与第二孔洞的内径相适配，第一孔洞、第二孔洞的内径大于连杆的直径以增加连杆的抗剪强度，连杆插入第一孔洞和第二孔洞后可使得外筒与内筒不发生转动位移，在留出焊接管构件的施焊空间后，能保证转动后结构的稳定性和安全性；

所述外筒外表面固定有转轮，转轮方便对外筒相对于内筒的转动。

如上所述的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置，所述内支撑件为半环结构件，半环结构件的内径大于管构件的外径，半环结构件可有效保证对管构件的支撑面积；

所述轨道通过多处支撑构件进行支撑，相邻两支撑构件之间间隔距离设置。

第二方面，本发明还提供了一种适用于顶进施工中管构件的焊接方法，采用所述的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置，包括如下内容：

在基坑墙面铺设第二轨道，第二轨道的长度方向沿着隧道的轴线方向设置，第二轨道通过可拆连接构件与第一轨道连接，第一轨道靠近基坑墙面设置；

将第一滑轮组件、第二滑轮组件可移动布置于第一轨道和第二轨道；

吊装内支撑件，并使得内支撑件与第一滑轮组件连接，吊装可转动件，可转动件通过伸缩构件与第二滑轮组件连接；

吊装管构件，通过内支撑件支撑管构件，管构件放稳后，相对于轨道移动第二滑轮组件进而带动可转动件相对于内支撑件移动，将可转动件移动至管构件环向，且管构件超出可转动件设定长度；

对管构件的上半段进行焊接；

管构件上半段焊接完成后，拆除可拆连接构件，逆时针或顺时针转动可转动件的外筒并带动第二轨道转动至管构件的一侧，对管构件下半段的一侧进行焊接，焊接侧与第二轨道所在侧相反，顺时针或逆时针转动可转动件的外筒并带动第二轨道转动至管构件的另一侧，对管构件下半段的另一侧进行焊接；

对管构件焊接完成后，逆时针或顺时针旋转可转动件并带动第二轨道转动，使得第二轨道回到原位。

上述本发明的有益效果如下：

1)本发明的底座，结构设置合理，整体考虑到施焊的便捷性与结构的稳定性，并且能做到便于安装，可转动件可套于管构件的环向，且整体相对于管构件可移动，便于在轴向方向调整管构件相对于可转动件的位置，通过滑轮组件的设置方便管构件移动以方便支撑的管构件与拼装完成的管构件进行对接；整体可对管构件进行稳定和可靠支撑；轨道可拆卸设置，在对管构件上半段焊接完成后，在外力作用下可转动件能够通过第二滑轮组件带动第二轨道相对于管构件旋转，露出管构件下半段需要焊接的位置，管构件下方的空间完全露出方便焊接。

2)本发明通过整个底座的设置，不仅有支撑管构件的功能而且可以承载管构件沿着轨道前后方向移动，并且通过可拆连接构件、可转动件的设置可以实现第二轨道及第二滑轮组件完全转移至管构件的侧面，露出管构件下方需要焊接的位置，对比现有的临时支撑牛腿柱和其他顶管焊接装置都有较大的进步。

3)本发明通过可拆连接构件结构设置合理，不仅能够保证第一轨道和第二轨道的可靠连接，在第一螺栓松开后，连接件相对于第一轨道可发生平面转动位移，旋转到位后第一螺栓可穿过第一开孔设置，实现第一螺栓的紧固，避免零件丢失。

4)本发明中滑轮组件包括支架，通过支架支撑第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮，多个滚轮上下沿着工字型钢轨上侧进行滚动，不仅有利于整个底座对管构件的可靠支撑，而且使得滑轮组件沿着轨道的移动更加顺滑。

5)本发明中可转动件通过伸缩构件与第二滑轮组件连接，伸缩构件的设置，可在需要旋转可转动件时，伸缩构件缩短，避免第二轨道在转动过程中发生磕碰，避免第二轨道发生刮地的隐患。

6)本发明中滑轮组件支架设置第一连接段，第一连接段与第二连接段卡合连接，方便内第一滑轮组件与内支撑件、第二滑轮组件与可转动件的连接，而且安装时不会占用基坑内部较大的施工空间，方便安装。

7)本发明中第二滑轮组件的第一滚轮内置开关磁铁，开关磁铁打开，方便第二滑轮组件的移动，在需要旋转可转动件时，开关磁铁闭合，第二滑轮组件可稳定吸合第二轨道，避免第二轨道的掉落，通过磁力能增加其与第二轨道接触面上的正应力和摩擦力，使二者不发生相对位移，保证作业安全。

8)本发明通过焊接方法的提供，轨道通过滑轮组件分开支撑内支撑件和可转动件，在管构件就位后，可移动可转动件使得管构件露出，通过滑轮组件方便移动管构件对管构件进行对接，对接后即可对管构件上半段进行焊接，松开可拆连接构件后，转动外筒通过第二滑轮组件带动第二轨道转动，露出管构件下方的作业空间，方便焊接，整体完全空出了焊接作业的施作空间又能做到操作便捷简单。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书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。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置支撑管构件的示意图。

图2是本发明根据一个或多个实施方式的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置中伸缩构件的示意图。

图3是本发明根据一个或多个实施方式的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置中伸缩构件用第二螺栓的示意图。

图4是本发明根据一个或多个实施方式的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置中可转动件外筒转动前的示意图。

图5是本发明根据一个或多个实施方式的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置中可转动件外筒转动后的示意图。

图6是本发明根据一个或多个实施方式的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置中可拆连接构件连接第一轨道和第二轨道的示意图。

图7是本发明根据一个或多个实施方式的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置中可拆连接构件的示意图。

图8是本发明根据一个或多个实施方式的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置中第一滑轮组件在第一轨道设置的示意图。

图9是本发明根据一个或多个实施方式的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置中一处第一滑轮组件的设置示意图。

图10是本发明根据一个或多个实施方式的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置中内支撑件支撑管构件的示意图。

图11是本发明根据一个或多个实施方式的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置中第二滑轮组件设置开关磁铁的示意图。

图12是本发明根据一个或多个实施方式的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置中内支撑件与第一滑轮组件连接的示意图。

图13是本发明根据一个或多个实施方式的一种适用于顶进施工中管构件的焊接方法中第一滑轮组件、第二滑轮组件安装于轨道的示意图。

图14是本发明根据一个或多个实施方式的一种适用于顶进施工中管构件的焊接方法中内支撑件吊装后的示意图。

图15是本发明根据一个或多个实施方式的一种适用于顶进施工中管构件的焊接方法中管构件分区焊接示意图。

图16是本发明根据一个或多个实施方式的一种适用于顶进施工中管构件的焊接方法中焊接管构件Ⅱ区段时第二轨道所在位置示意图。

图17是本发明根据一个或多个实施方式的一种适用于顶进施工中管构件的焊接方法中焊接管构件Ⅲ区段时第二轨道所在位置示意图。

图18是本发明根据一个或多个实施方式的一种适用于顶进施工中管构件的焊接方法中第二轨道移动至管构件侧部的示意图。

图中：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。

其中：1.管构件，2.内支撑件，3.滑轮组件，4.枕木，5.轨道，6.转轮，7.外筒，8.转动轴承，9.可拆连接构件，10.焊缝，11.基坑墙面，12.第三连接段，13.第二螺栓，14.第二开孔，15.螺栓帽，16.第二螺母，17.第二螺栓杆，18.第二孔洞，19.第一孔洞，20.第一轨道，21.第二轨道，22.第二滚轮，23.轨道接缝；24.固定螺栓杆；25.第一螺栓；26.第一螺母；27.连接件，28.第一滚轮，29.开关磁铁，30.第二连接段，31.第一连接段，32.第三滚轮，33.支架，34.内筒，35.第一开孔，36.连杆。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明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发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，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；

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在管构件焊接空间受限的问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置。

实施例一

本发明的一种典型的实施方式中，参考图1所示，一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置，包括：

若干轨道5，每一条轨道5均包括第一轨道20和第二轨道21，第一轨道20和第二轨道21之间形成轨道接缝23，第二轨道21与第一轨道20通过可拆连接构件9连接，第二轨道相对于第一轨道靠近基坑墙面11设置；

滑轮组件3，滑轮组件3可沿着轨道移动，滑轮组件3包括第一滑轮组件和第二滑轮组件；

内支撑件2，内支撑件2上半段敞口设置以便于支撑管构件1(拼装完成的管构件的下一节管构件)，内支撑件2与第一滑轮组件可拆卸连接；

可转动件，可转动件相对于内支撑件2靠近已经拼装完成的管构件，可转动件相对于内支撑件2可沿着轨道5的轴向方向产生相对位移，可转动件包括内筒34，外筒7设于内筒34外侧，内筒34与外筒7之间设置转动轴承8以使得外筒相对于内筒可转动，内筒34可套于管构件1的外侧，外筒通过伸缩构件与第二滑轮组件可拆卸连接，外筒7通过第二滑轮组件带动第二轨道21相对于内筒34转动。

本实施例中，外筒7与内筒34的宽度相同，二者同轴设置，内筒34的内径大于要支撑管构件1的外径，外筒7外表面固定有转轮6，转轮6为圆环形镂空架，圆环形镂空架与外筒7外表面固连，通过转动转轮6，方便外筒相对于内筒34的转动。

容易理解地是，因为第一轨道20为固定轨道，第二轨道21要随着可转动件的转动而转动，因此第一轨道20的长度大于第二轨道21的长度，以保证对内支撑件和管构件的可靠支撑；第一滑轮组件和第二滑轮组件均可沿着轨道5移动，当然第二滑轮组件更靠近基坑墙面11设置，相应，第一滑轮组件的数量大于第二滑轮组件的数量；

本实施例中，第二滑轮组件的数量为一组，第一滑轮组件的数量大于3个，相邻两第一滑轮组件之间间隔距离设置。

为保证对管构件的稳定支撑，也方便移动，轨道5为工字型钢轨，具体地是，设置三条工字型钢轨，相邻两工字型钢轨之间间隔距离设置；轨道5通过多处支撑构件进行支撑，相邻两支撑构件之间间隔距离设置；一些示例中，支撑构件为多条枕木4，相邻两枕木4之间间隔距离设置，枕木4的设置方向与轨道5的设置方向相垂直。

因此，本实施例中，第一轨道20和第二轨道21均为工字型钢轨，二者中心轴线位于同一直线上；可拆连接构件9连接第一轨道和第二轨道下侧(水平段)的两侧。

参考图6和图7所示，可拆连接构件9包括固定螺栓杆24，固定螺栓杆24安装于第一轨道20，固定螺栓杆24的两端均设置限位端，限位端的直径大于固定螺栓杆24的直径，连接件27的一端可转动安装于固定螺栓杆24，第一螺栓24穿过连接件27的另一端、第二轨道后通过第一螺母26实现可拆卸锁定，固定螺栓杆24固定于第一轨道20，连接件27具体为连接片，第一螺栓25松开后连接件相对于第一轨道可发生平面转动位移，由此实现第二轨道与第一轨道的分离。

另外，第一轨道20设置第一开孔35，连接件相对于固定螺栓杆转动设定角度后第一螺栓25可穿过第一开孔35设置，第一螺栓松开后连接件旋转设定角度后连接件的一侧可置于第一开孔的下方或上方，第一螺栓再穿过连接件和第一开孔35设置，实现第二轨道松开后第一螺栓的固定，极大程度上减少零件丢失。

参考图9所示，滑轮组件3包括支架33，为了将管构件1在轨道上移动至上一节管构件的末端，使前后管构件能焊接在一起，两节管构件之间焊接后形成焊缝10，支架33内可转动设置第一滚轮28，第一滚轮28可沿着工字型钢轨上侧的上表面滚动，参考图8所示，支架33相对于第一滚轮的外侧固定有第一连接段31，内支撑件2朝向轨道的一侧设置第二连接段30，第二连接段30与第一连接段31卡合连接，第一滚轮28的设置方便滑轮组件沿着轨道5的移动。

本实施例中，参考图10所示，内支撑件2通过第一滑轮组件可滑动安装于轨道5，内支撑件2的下表面设置多段第二连接段30，第二连接段30具体为内支撑杆，参考图12所示(图12中内支撑件2为一部分)，支架33顶侧设置第一连接段31，第一连接段31为中空的外支撑杆，内支撑杆与外支撑杆形成内外套嵌的结构，这样可以提高底座的安全性和稳定性。

因为考虑到轨道设置有三条，而内支撑件2为弧形结构件，中间轨道支撑的支架顶侧的第一连接段顶面为平面，两侧支架顶侧的第一连接段顶面为斜面，斜面朝向中间轨道倾斜，而且两侧第一连接段的高度高于中间第一连接段的高度设置；内支撑件2具体为半环结构件，半环结构件的内径大于管构件的外径，半环结构件可有效保证对管构件的支撑面积；

可以理解地是，第一滑轮组件与第二滑轮组件的结构除去顶部结构不同，其他结构均相同。

需要说明地是，第二滑轮组件顶端与伸缩构件连接，伸缩构件包括第三连接段12，第三连接段12具体为撑杆，撑杆焊接固定于外筒侧部，第一连接段设置凹部，参考图2所示，第三连接段12可卡入第一连接段的凹部处，撑杆插入第一连接段后，保证外筒、第二滑轮组件为一体结构件，第三连接段12上下设置至少两处第二开孔14，第二螺栓13穿过第一连接段与第三连接段的第二开孔实现第三连接段与第一连接段可拆卸连接，伸缩构件的设置，可在需要旋转可转动件时，第二螺栓13抽出，第三连接段深入第一连接段，再通过第二螺栓13和第二螺母16进行锁紧，伸缩构件缩短，避免第二轨道在转动过程中发生磕碰，避免第二轨道发生刮地的隐患。

参考图3所示，第二螺栓包括第二螺栓杆17，第二螺栓杆17的端部设置第二螺栓帽15。

具体地,第三连接段12具体为中空的方形管，第三连接段12与外筒7连接，第三连接段12插入第二滑轮组件第一连接段的凹部处。

容易理解地是，当转动可拆卸第二轨道21至管构件1侧面时，第二轨道21有可能滑落造成下方焊接工作人员受伤，所以需要在转动可拆卸第二轨道之前使第一滑轮与第二轨道锁定让两者之间不发生相对位移，为此，本实施例中，第二滑轮组件的第一滚轮28内置开关磁铁，参考图11所示，开关磁铁29与工字型钢轨能够产生强磁，开关磁铁29为现有技术，开关磁铁29与控制器连接，在第二滑轮组件相对于轨道移动过程中，开关磁铁打开，方便第二滑轮组件的移动，在需要旋转可转动件时，开关磁铁闭合，通过磁力能增加其与第二轨道接触面上的正应力和摩擦力，使二者不发生相对位移，避免第二轨道的掉落。

另外，为保证第一滑轮组件和第二滑轮组件的稳定，且保证移动的顺滑性，支架33还活动支撑有第二滚轮22和第三滚轮32，第二滚轮22的中心轴线与第一滚轮28的中心轴线平行，第二滚轮22和第三滚轮32的中心轴线位于同一直线，以使得第二滚轮22和第三滚轮32沿着工字型钢轨上侧的下表面滚动，三个滚轮呈“品”字形结构，每一个滚轮通过中轴固定于支架，多个滚轮上下沿着工字型钢轨上侧进行滚动，可以实现管构件的前后移动，有利于整个底座对管构件的可靠支撑。

具体地，第一支架33为门字型支架，门字型支架的底边两侧分别为U型，两侧的U型段被工字型钢轨的竖直段隔开，一侧的U型段支撑第二滚轮22，另一侧的U型段支撑第三滚轮32。

参考图4和图5所示，内筒34表面预留有第一孔洞19，外筒7表面预留有第二孔洞18，连杆36可穿过第二孔洞18与第一孔洞19设置，第一孔洞与第二孔洞的内径相适配，考虑到连杆需要抵抗内筒与外筒的剪切作用，第一孔洞、第二孔洞的内径大于连杆的直径以增加连杆的抗剪强度，连杆插入第一孔洞和第二孔洞后可使得外筒与内筒不发生转动位移，在留出焊接管构件的施焊空间后，能保证转动后结构的稳定性和安全性；

具体地，连杆36为栓杆，考虑到内筒34与外筒7之间的距离，栓杆为短杆，栓杆的长度大于等于内筒与外筒之间的距离，但比内筒与外筒之间的距离长0-20mm，内筒34与外筒7之间设置螺母，栓杆依次穿过第二孔洞、螺母和第一孔洞，内筒34表面设置多个第一孔洞19，如可为3个，外筒7表面同样可设置3个第二孔洞18，转动转轮6可带动第三连接段12、第二滑轮组件和第二轨道一起转动至管构件1侧面，无论顺时针或逆时针转动90°都可以使外筒第二孔洞和内筒第一孔洞重合，插入栓杆后可使外筒相对于内筒的转动角度锁死固定，能保证转动后的外筒7和内筒34不发生转动位移。

本实施例提供的底座，滑轮组件可沿着轨道移动，内支撑件用于支撑管构件，可转动件可套于管构件的环向，且整体相对于管构件可移动，便于在轴向方向调整管构件相对于可转动件的位置，整体方便支撑的管构件与拼装完成的管构件进行对接；通过轨道、内支撑件、可转动件和滑轮组件可对管构件进行稳定和可靠支撑；轨道可拆卸设置，在对管构件上半段焊接完成后，在外力作用下可转动件能够通过第二滑轮组件带动第二轨道相对于管构件旋转，露出管构件下半段需要焊接的位置，管构件下方的空间完全露出方便焊接。

实施例二

本实施例提供了一种适用于顶进施工中管构件的焊接方法，采用实施例一所述的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置，包括如下内容：

在基坑底部铺设枕木，相邻两枕木间隔距离设置；

在基坑墙面铺设三条轨道，具体先铺设第二轨道，第二轨道的长度方向沿着隧道的轴线方向设置，第二轨道通过可拆连接构件与第一轨道连接，第一轨道靠近基坑墙面设置；

参考图13所示，将第一滑轮组件、第二滑轮组件可移动布置于第一轨道和第二轨道；

使用吊车将内支撑件2从场地表面吊至基坑底部，吊装内支撑件，缓缓下放内筒至适当高度时及时停止，并使得内支撑件与第一滑轮组件支架进行套嵌连接，吊装可转动件，可转动件通过伸缩构件与第二滑轮组件连接，可转动件与内支撑件之间并无刚性连接，二者可以在轨道5的轴线方向产生线性相对位移，待管构件吊装完成后在重力和摩擦阻力的作用下可转动件与内支撑件即使无刚性连接也不会发生线性的相对位移；

参考图14所示，吊装管构件1，通过内支撑件2支撑管构件1，管构件放稳后，相对于轨道移动第二滑轮组件进而带动可转动件相对于内支撑件移动，将可转动件移动至管构件环向，且管构件超出可转动件设定长度如50cm，能保证有足够的焊接空间；

对管构件的上半段进行焊接，前后管构件焊接时先从顶部开始焊接；

管构件上半段焊接完成后，拆除可拆连接构件，缩短伸缩构件，移出第二轨道下方的枕木，逆时针转动可转动件的外筒90°并带动第二轨道转动，对管构件下半段的一侧(相对于此时第二轨道所在侧的另一侧)进行焊接，焊接完成后，再逆时针转动可转动件的外筒180°并带动第二轨道转动，对管构件下半段的另一侧(相对于此时第二轨道所在侧的另一侧)进行焊接；

对管构件焊接完成后，先拔出锁定旋转角度的栓杆，顺时针旋转可转动件并带动第二轨道转动至基坑底部，铺设枕木后再伸长伸缩构件，使得第二轨道回到原位，并用可拆连接构件连接第一轨道和第二轨道。

需要解释地是，在管构件焊接前先对管构件截面进行分区处理，参考图15所示，根据相对位置将管构件划分为三个区域：AB为Ⅰ区段、AC为Ⅱ区段、BC为Ⅲ区段。在进行焊接作业时先焊接Ⅰ区段，Ⅰ区段焊接完成后由于管构件底部的部分底座阻挡了部分施焊空间，所以要通过旋转第二轨道使其在管构件底部留出足够的施焊空间。参考图16所示，先将第二轨道逆时针旋转九十度至管构件的右侧，焊接管构件左侧的Ⅱ区段，待Ⅱ区段焊接完成后，参考图17所示，再将第二轨道逆时针旋转一百八十度至管构件的左侧，焊接管构件右侧的Ⅲ区段，待Ⅲ区段焊接完成后，再进行复位，继续管构件顶进施工，由此保证Ⅱ区段、Ⅲ区段的施焊空间是足够进行焊接的。

其中，需要解释地是，Ⅰ区段为管构件的上半段，Ⅰ区段在管构件的角度大于180°，而且Ⅰ区段的两侧均低于管构件水平中心线，Ⅱ区段位于管构件的西南方向，Ⅲ区段位于管构件的东南方向，三个区段包含了相邻两管构件需要焊接的所有区域，相应Ⅱ区段、Ⅲ区段各自的角度均小于90°。

而且，当焊接完Ⅰ区段管构件后，先使用开关磁铁使第一滚轮与第二轨道之间相互锁定，再拆卸可拆连接构件，缩短两侧的伸缩构件可提升两侧第二轨道的高度从而缩小两侧第二轨道的转动半径，避免转动过程中第二轨道刮地。

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)

1.一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置，其特征在于，包括：

若干轨道，每一条轨道均包括第一轨道和第二轨道，第二轨道与第一轨道通过可拆连接构件连接，第二轨道相对于第一轨道靠近基坑墙面设置；

滑轮组件，滑轮组件可沿着轨道移动，滑轮组件包括第一滑轮组件和第二滑轮组件；

内支撑件，内支撑件上半段敞口设置以便于支撑管构件，内支撑件与第一滑轮组件可拆卸连接；

可转动件，可转动件相对于内支撑件靠近已经拼装完成的管构件，可转动件相对于内支撑件可沿着轨道的轴向方向产生相对位移，可转动件包括内筒，外筒设于内筒外侧，外筒相对于内筒可转动，内筒可套于管构件的外侧，外筒通过伸缩构件与第二滑轮组件可拆卸连接，外筒通过第二滑轮组件带动第二轨道相对于内筒转动。

2.根据权利要求1所述的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置，其特征在于，所述第一轨道的长度大于所述第二轨道的长度，所述第一滑轮组件的数量大于第二滑轮组件的数量；

所述可拆连接构件包括固定螺栓杆，固定螺栓杆安装于所述的第一轨道，固定螺栓杆的两端均设置限位端，连接件的一端可转动安装于固定螺栓杆，第一螺栓穿过连接件的另一端、第二轨道后通过紧固件实现可拆卸锁定。

3.根据权利要求2所述的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置，其特征在于，所述第一轨道设置第一开孔，连接件相对于所述固定螺栓杆转动设定角度后所述第一螺栓可穿过第一开孔设置。

4.根据权利要求1所述的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置，其特征在于，所述轨道为工字型钢轨；

所述滑轮组件包括支架，支架内可转动设置第一滚轮，第一滚轮可沿着工字型钢轨上侧的上表面滚动，支架相对于第一滚轮的外侧固定有第一连接段，所述内支撑件朝向所述轨道的一侧设置第二连接段，第二连接段与第一连接段卡合连接。

5.根据权利要求4所述的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置，其特征在于，所述伸缩构件包括第三连接段，所述第一连接段设置凹部，第三连接段可卡入所述第一连接段的凹部处，第三连接段上下设置至少两处第二开孔，第二螺栓穿过第一连接段与第三连接段的第二开孔实现第三连接段与第一连接段可拆卸连接。

6.根据权利要求4所述的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置，其特征在于，所述第二滑轮组件的所述第一滚轮内置开关磁铁，开关磁铁与控制器连接。

7.根据权利要求4所述的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置，其特征在于，所述支架还活动支撑有第二滚轮和第三滚轮，第二滚轮的中心轴线与所述第一滚轮的中心轴线平行，第二滚轮和第三滚轮的中心轴线位于同一直线，以使得第二滚轮和第三滚轮沿着工字型钢轨上侧的下表面滚动。

8.根据权利要求1所述的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置，其特征在于，所述内筒表面预留有第一孔洞，所述外筒表面预留有第二孔洞，连杆可穿过第二孔洞与第一孔洞，第一孔洞与第二孔洞的内径相适配，第一孔洞、第二孔洞的内径大于连杆的直径；

所述外筒外表面固定有转轮。

9.根据权利要求1所述的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置，其特征在于，所述内支撑件为半环结构件，半环结构件的内径大于管构件的外径；

所述轨道通过多处支撑构件进行支撑，相邻两支撑构件之间间隔距离设置。

10.一种适用于顶进施工中管构件的焊接方法，其特征在于，采用权利要求1-9中任一项所述的一种适用于顶进施工中方便管构件焊接的装置，包括如下内容：

在基坑墙面铺设第二轨道，第二轨道的长度方向沿着隧道的轴线方向设置，第二轨道通过可拆连接构件与第一轨道连接，第一轨道靠近基坑墙面设置；

将第一滑轮组件、第二滑轮组件可移动布置于第一轨道和第二轨道；

吊装内支撑件，并使得内支撑件与第一滑轮组件连接，吊装可转动件，可转动件通过伸缩构件与第二滑轮组件连接；

吊装管构件，通过内支撑件支撑管构件，管构件放稳后，相对于轨道移动第二滑轮组件进而带动可转动件相对于内支撑件移动，将可转动件移动至管构件环向，且管构件超出可转动件设定长度；

对管构件的上半段进行焊接；

管构件上半段焊接完成后，拆除可拆连接构件，逆时针或顺时针转动可转动件的外筒并带动第二轨道转动至管构件的一侧，对管构件下半段的一侧进行焊接，焊接侧与第二轨道所在侧相反，顺时针或逆时针转动可转动件的外筒并带动第二轨道转动至管构件的另一侧，对管构件下半段的另一侧进行焊接；

对管构件焊接完成后，逆时针或顺时针旋转可转动件并带动第二轨道转动，使得第二轨道回到原位。