CN202897536U - 顶管隧道内管道输送用滚动支撑结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了顶管隧道内管道输送用滚动支撑结构，包括套管及套管内要输送的管道，在管道上套有一管箍，管箍的内径紧贴在管道的外径上，所述管箍左右侧下方均设置有滚轮，分别为左侧下方滚轮和右侧下方滚轮，该两滚轮圆周表面压在套管内壁，且滚轮轴线与套管的半径线相垂直。所述左侧下方滚轮和右侧下方滚轮均与垂直面呈30度夹角。所述滚轮通过铰接在滚轮中轴两端的肋板以及焊接在肋板上面的支撑板连接在管箍上。本实用新型避免滚轮抱死，压力分散在两个滚轮上，降低了对滚轮的要求，从而降低了制造成本。

Description

顶管隧道内管道输送用滚动支撑结构

技术领域

本实用新型涉及顶管隧道内管道输送技术，具体地说是顶管隧道内管道输送用滚动支撑结构。 

背景技术

顶管隧道内管道滚动支撑座是顶管隧道安装施工的关键部件之一。顶管隧道内管道安装施工时，每隔几米需要安装一组支撑座，用于支撑和保护管道，并通过滚轮与套管接触，减小拖管时的拉力。此项技术可应用到各种管径顶管套管内的穿越施工。 

滑动支撑座在以往的施工应用中，在进行拖管作业时，拉力非常大。根据现场观察，发现左、右下方导向轮处与套管接触处，水泥套管内壁有明显划痕，初步判断拖力增大原因为导向轮承重后抱死。 

如图2和图3所示，在套管1中输送管道6，根据现场情况分析计算，导向轮抱死主要有以下两个原因： 

1、原设计竖向滚轮4为承重轮，通过竖向管座5连接在管道上，两个侧下方滚轮2为导向轮，通过导向管座3连接在管道上。但进行设计计算时，未考虑到滚轮厚度及接触面形状对支持力的影响，造成两个侧下方滚轮首先接触套管内壁，并承担了主要重量，其中图2右侧下方为滚轮受力分析放大图。

2、侧下方导向滚轮按管道的半径方向布置，而套管对滚轮的支持力Fn即图中标号9是沿套管内壁半径方向的，根据力学分析，支持力Fn有一个分力F2即图中标号7垂直于管道的半径方向，分力F2会将侧下方滚轮2压向导向管座3，造成滚轮抱死。另外图中的另一个分力F1即图示中的标号8也是Fn的一个分力。 

同时，原设计的侧上方导向轮10在实际安装过程中，不起任何作用，可去掉。侧下方滚轮布置不合理，应将侧下方滚轮沿套管内壁半径方向布置。若设计为三个轮子同时接触套管，三个轮子的受力情况，根据支座或套管形状的微小变化而变化，不能保证承重轮和导向轮正常发挥作用。总之，原设计竖向滚轮起主要承重作用，需承担管线所有的重量，额定载荷大，滚轮制作成本高。 

有鉴于此，针对上述问题，提出一种设计合理且有效改善上述缺失的顶管隧道内管道输送用滚动支撑结构。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供顶管隧道内管道输送用滚动支撑结构，避免滚轮抱死，压力分散在两个滚轮上，降低了对滚轮的要求，从而降低了制造成本。 

为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案，顶管隧道内管道输送用滚动支撑结构，包括套管及套管内要输送的管道，在管道上套有一管箍，管箍的内径紧贴在管道的外径上，所述管箍左右侧下方均设置有滚轮，分别为左侧下方滚轮和右侧下方滚轮，该两滚轮圆周表面压在套管内壁，且滚轮轴线与套管的半径线相垂直。 

所述左侧下方滚轮和右侧下方滚轮均与垂直面呈30度夹角。 

所述滚轮通过铰接在滚轮中轴两端的肋板以及焊接在肋板上面的支撑板连接在管箍上。 

所述滚轮由铁心轮毂和外部的尼龙压面构成，所述轮毂和滚轮中轴之间装有滚珠轴承。 

相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果： 

本实用新型根据分析和计算，最终确定沿套管内壁半径方向，布置两组滚轮，滚轮与垂直面夹角30°，如上图套管对滚轮的支持力Fn成为了管线对轮毂的压力F的一个分力，F的分力F1垂直于滚轮方向，避免滚轮抱死，这样压力分散在两个滚轮上，降低了对滚轮的要求，从而降低了制造成本。

另外采用的滚轮有以下特点，1.轮毂与轴之间装有滚珠轴承，将滑动摩擦改为滚动摩擦，减小了摩擦力。（根据加工精度和润滑条件不同，滑动轴承摩擦系数一般为0.01~0.2，滚珠轴承摩擦系数为0.001~0.0015）；2.采用铁心尼龙轮，轮毂具有一定弹性，可以容忍套管较小的不平整，并减轻对套管的损坏；3.轮毂直径增大，增强了对套管结合处小坑的通过能力；4.成本降低。 

在实际应用过程中，本实用新型取得了良好的经济效益。1、原设计滚动支撑需进行委托加工，如自行制作将大大降低施工成本，经测算仅为原成本的15%左右。2、新设计的管道滚动支撑每组重量仅为原支座的一半左右，倒运和安装时不需要吊装设备，节省了设备台班。3、通过对滚轮布置形式、滚轮选型的优化，摩擦力降低了6～20倍以上，拖拽设备简化，节省了设备成本。每根管拖拽时间也大幅降低，保证工程的施工进度。 

附图说明

图1为本实用新型顶管隧道内管道输送用滚动支撑结构的结构示意图； 

图2为现有技术中的顶管隧道内管道输送用滚动支撑结构的结构示意图；

图3为现有技术中的滚轮布置结构图。

具体实施方式

有关本实用新型的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。 

根据图1所示，顶管隧道内管道输送用滚动支撑结构，包括套管及套管内要输送的管道，在管道上套有一管箍，管箍的内径紧贴在管道的外径上，所述管箍左右侧下方均设置有滚轮，分别为左侧下方滚轮和右侧下方滚轮，该两滚轮圆周表面压在套管内壁，且滚轮轴线与套管的半径线相垂直。所述左侧下方滚轮和右侧下方滚轮均与垂直面呈30度夹角11。弧长12为330cm。所述滚轮通过铰接在滚轮中轴两端的肋板以及焊接在肋板上面的支撑板连接在管箍上。所述滚轮由铁心轮毂和外部的尼龙压面构成，所述轮毂和滚轮中轴之间装有滚珠轴承。如图套管对滚轮的支持力Fn即图中标号9成为了管线对轮毂的压力F即图中标号13的一个分力，F的分力F1即图中标号7垂直于滚轮方向，避免滚轮抱死，这样压力分散在两个滚轮上，降低了对滚轮的要求，从而降低了制造成本。 

管箍、肋板的选材与设计：管箍采用管道安装过程中剩余的短节制作，肋板、支撑板等构件采用18mm钢板制作。 

加工方式的设计：工件的切割采用气焊切割，各工件的连接采用焊接。采用钢卷尺、钢板尺和角尺等保证加工精度。 

管道滚动支撑的制作过程与注意事项：首先进行管箍、肋板和支撑板的下料，再将肋板、支撑板及滚轮焊接到管箍上。为保证加工精度，需特别注意以下几方面：1、支撑板下料时按1:1比例制作样板。2、两支撑板平齐且与滚轮的安装面垂直。3、滚轮到管箍对称线的距离保证相同。 

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，非用以限定本实用新型的专利范围，其他运用本实用新型的专利精神的等效变化，均应俱属本实用新型的专利范围。 

Claims (5)

1.顶管隧道内管道输送用滚动支撑结构，包括套管及套管内要输送的管道，其特征在于，在管道上套有一管箍，管箍的内径紧贴在管道的外径上，所述管箍左右侧下方均设置有滚轮，分别为左侧下方滚轮和右侧下方滚轮，该两滚轮圆周表面压在套管内壁，且滚轮轴线与套管的半径线相垂直。

2.根据权利要求1所述的顶管隧道内管道输送用滚动支撑结构，其特征在于，所述左侧下方滚轮和右侧下方滚轮均与垂直面呈30度夹角。

3.根据权利要求1所述的顶管隧道内管道输送用滚动支撑结构，其特征在于，所述滚轮通过铰接在滚轮中轴两端的肋板以及焊接在肋板上面的支撑板连接在管箍上。

4.根据权利要求3所述的顶管隧道内管道输送用滚动支撑结构，其特征在于，所述滚轮由铁心轮毂和外部的尼龙压面构成。

5.根据权利要求3所述的顶管隧道内管道输送用滚动支撑结构，其特征在于，所述轮毂和滚轮中轴之间装有滚珠轴承。

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