CN209322345U - 具有角度调节功能的隧道预制仰拱侧箱涵吊机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及隧道施工技术领域，提供了一种具有角度调节功能的隧道预制仰拱侧箱涵吊机，包括箱涵吊具和用于行走在隧道内的车架(50)，所述车架(50)上设置有用于提升和降落所述箱涵吊具的升降机构和用于水平移动所述箱涵吊具的平移机构；所述箱涵吊具包括吊梁(20)和吊钩(30)，所述吊梁(20)与所述车架(50)连接，并能够在所述升降机构和所述平移机构的作用下相对所述车架(50)升降和平移，所述吊钩(30)与所述吊梁(20)水平转动连接。该具有角度调节功能的隧道预制仰拱侧箱涵吊机能够适应侧箱涵结构的吊装和安装，通过箱涵吊具自身结构可旋转，可调节侧箱涵的角度，从而提高吊装铺设的效率。

Description

具有角度调节功能的隧道预制仰拱侧箱涵吊机

技术领域

本实用新型涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种具有角度调节功能的隧道预制仰拱侧箱涵吊机。

背景技术

隧道仰拱是为改善上部支护结构受力条件而设置在隧道底部的反向拱形结构，是隧道结构的主要组成部分，它可将隧道上部的地层压力或路面上的荷载通过隧道边墙结构有效的传递到地下，而且还有效的抵抗隧道下部地层传来的反力。仰拱施工通常采用现浇方法进行施工，在隧道“掌子面”施工的同时，后方一般采用仰拱栈桥配合施工，尽早使隧道形成闭环结构，达到“早封闭”原则，这样有利于隧道内围岩的稳定性。

目前越来越多的隧道采用预制仰拱拼接技术。隧道不再采用现浇方式进行施工，而是将仰拱分成多种箱涵结构，相邻的箱涵采用螺栓进行连接，通过浇筑混凝土使箱涵结构和隧道管片形成一个整体。如图1所示，箱涵可以包括中箱涵11和位于所述中箱涵11两侧的侧箱涵12，各种箱涵全部采用工厂预制，中箱涵11和侧箱涵12为具有通孔的柱状结构，其中，中箱涵11的垂直于长度方向的横截面为具有一圆弧的长方形，侧箱涵12的垂直于长度方向的横截面为扇形，一个中箱涵11的两侧各设置一侧箱涵12，共同铺设在隧道本体10内的底部，并且中箱涵11和侧箱涵12在铺设好后的顶部形成一平面。对于箱涵的快速铺设和有效拼接，是影响隧道施工进度的一个重要因素，其中，如何对预制的侧箱涵12进行位置调整是本领域技术人员首要考虑的问题，为此，需要提供一种能够快速有效吊装和拼接箱涵的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有角度调节功能的隧道预制仰拱侧箱涵吊机，以解决隧道中预制箱涵吊装铺设的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种具有角度调节功能的隧道预制仰拱侧箱涵吊机，包括箱涵吊具和用于行走在隧道内的车架，所述车架上设置有用于提升和降落所述箱涵吊具的升降机构和用于水平移动所述箱涵吊具的平移机构；

所述箱涵吊具包括吊梁和吊钩，所述吊梁与所述车架连接，并能够在所述升降机构和所述平移机构的作用下相对所述车架升降和平移，所述吊钩与所述吊梁水平转动连接。

可选地，所述吊钩呈“C”形或“U”形，所述“C”形或“U”形的开口方向沿横向设置，以使所述吊钩能够插入所述箱涵的通孔中。

可选地，所述吊钩包括上连接体、中间连接体和下承载体，所述上连接体、所述中间连接体和所述下承载体依次连接形成所述“C”形或“U”形。

可选地，所述下承载体的长度小于所述上连接体的长度。

可选地，所述上连接体的底面和/或所述下承载体的顶面设置有缓冲垫。

可选地，所述吊梁上设置有驱动装置，所述驱动装置的输出轴固定设置有第一齿轮，所述吊钩的顶部固定设置有第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，用于驱动所述吊钩相对所述吊梁旋转。

可选地，所述第一齿轮的直径小于所述第二齿轮的直径。

可选地，还包括设置于所述吊钩上的用于夹紧所述箱涵的夹紧机构。

可选地，所述夹紧机构包括设置在所述吊钩两侧的横向夹紧装置和竖向夹紧装置，所述横向夹紧装置具有沿横向可伸缩的支撑杆，所述竖向夹紧装置具有沿竖向可伸缩的支撑杆。

可选地，所述横向夹紧装置的数量为两个，两个所述横向夹紧装置对称地设置在所述吊钩的两侧，用于支撑在所述箱涵的通孔内壁，所述竖向夹紧装置的数量为两个，两个所述竖向夹紧装置对称地设置在所述吊钩的两侧，用于支撑在所述箱涵的外侧顶部。

该具有角度调节功能的隧道预制仰拱侧箱涵吊机能够适应侧箱涵结构的吊装和安装，通过箱涵吊具自身结构可旋转，可调节侧箱涵的角度，从而提高吊装铺设的效率。

附图说明

图1是本实用新型一实施方式中隧道本体中各箱涵铺设的截面示意图；

图2是本实用新型一实施方式中箱涵吊具的主视图；

图3是图2中部分箱涵吊具的左视图；

图4是本实用新型一实施方式中具有角度调节功能的隧道预制仰拱侧箱涵吊机的立体示意图；

图5是图4中具有角度调节功能的隧道预制仰拱侧箱涵吊机的主视图；

图6是图4中具有角度调节功能的隧道预制仰拱侧箱涵吊机的右视图；

图7是图4中具有角度调节功能的隧道预制仰拱侧箱涵吊机在隧道中行走的示意图；

图8是图4中具有角度调节功能的隧道预制仰拱侧箱涵吊机在隧道中吊装侧箱涵的立体示意图；

图9是图4中具有角度调节功能的隧道预制仰拱侧箱涵吊机的后支腿上支腿防走空机构的结构示意图。

附图标记：

10-隧道本体；11-中箱涵；12-侧箱涵；

20-吊梁；21-驱动装置；22-第一齿轮；

30-吊钩；31-第二齿轮；32-上连接体；33-中间连接体；34-下承载体；35-缓冲垫；

40-夹紧机构；41-横向夹紧装置；42-竖向夹紧装置；

50-车架；51-车架本体；52-前支腿；520-前行走轮组件；521-前行走轮；522-导向轮；

53-后支腿；530-后行走轮组件；531-后行走轮；532-轮支架板；

54-防倾覆结构；55-法兰盘；

60-支腿防走空机构；61-转动臂；62-行程开关；63-铰接轴。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图4-图6，本实施方式提供一种具有角度调节功能的隧道预制仰拱侧箱涵吊机，包括箱涵吊具和用于行走在隧道内的车架50，所述车架50上设置有用于提升和降落所述箱涵吊具的升降机构(图中未示出)和用于水平移动所述箱涵吊具的平移机构(图中未示出)；其中，升降机构可以采用卷扬机、伸缩油缸等具有升降功能的部件结合组成，平移机构可采用滑轨的方式实现，具体实现方式本领域技术人员可以根据现有的升降机构和平移机构实现，在此不予赘述。升降机构和平移机构主要用于带动所述箱涵吊具上下左右移动。参阅图2，其示出的是箱涵吊具的主视图，具体地，所述箱涵吊具包括吊梁20和吊钩30，所述吊梁20与所述车架50连接，并能够在所述升降机构和所述平移机构的作用下相对所述车架50升降和平移，所述吊钩30与所述吊梁20水平转动连接。在隧道施工过程中，中箱涵11由盾构机铺设，无需箱涵吊机铺设，箱涵吊机主要用于吊装铺设侧箱涵12。其中，吊钩30可以挂在侧箱涵12的通孔内，从而利用升降机构将侧箱涵12吊起，进而箱涵吊机移动到指定位置后，通过吊钩30与吊梁20水平转动，调整侧箱涵12的角度，调整好后，利用升降机构释放侧箱涵12到指定的位置，完成侧箱涵12的吊装与铺设，侧箱涵12铺设好后，领用螺栓等连接件将侧箱涵12与中箱涵11连接紧固。该箱涵吊机通过箱涵吊具自身结构可旋转，可调节侧箱涵12的角度，从而提高吊装铺设的效率。

对于吊钩30与吊梁20水平转动的具体方式，可以采用齿轮传动的方式实现，继续参阅图2，所述吊梁20上设置有驱动装置21，所述驱动装置21的输出轴固定设置有第一齿轮22，所述吊钩30的顶部固定设置有第二齿轮31，所述第一齿轮22与所述第二齿轮31啮合，用于驱动所述吊钩30相对所述吊梁20旋转。当然，吊钩30与吊梁20水平转动的方式还可以是其它形式，例如：涡轮蜗杆传动、链条传动等。

为了提高传动比，设置所述第一齿轮22的直径小于所述第二齿轮31的直径。对于齿轮传动的具体传动比本领域技术人员可以根据实际的作业环境需求进行具体设置，在此不予具体限定。

进一步，所述吊钩30呈“C”形或“U”形，所述“C”形或“U”形的开口方向沿横向设置，以使所述吊钩30能够插入所述箱涵的通孔中。由于所要悬吊的侧箱涵12的通孔具有平面和圆弧面，而吊装的时候主要是挂在平面上，所以可以将吊钩30的底部的承载面设置为平面。

具体地，所述吊钩30包括上连接体32、中间连接体33和下承载体34，所述上连接体32、所述中间连接体33和所述下承载体34依次连接形成所述“C”形或“U”形。其中，所述下承载体34的长度小于所述上连接体32的长度，从而有利于侧箱涵12的释放。

为了保护侧箱涵12，避免在吊装的过程中损坏侧箱涵12，所述上连接体32的底面和/或所述下承载体34的顶面设置有缓冲垫35。缓冲垫35可采用橡胶垫等具有缓冲作用的部件。

结合参阅图3，其示出的是部分箱涵吊具的左视图，其中隐藏了吊梁20等结构；所述具有角度调节功能的隧道预制仰拱侧箱涵吊机还包括设置于所述吊钩30上的用于夹紧所述箱涵的夹紧机构40。当吊钩30把侧箱涵12挂住后，利用夹紧机构40将侧箱涵12夹紧，以避免侧箱涵12因晃动而从吊钩30上摔落。对于夹紧机构40，本实施方式还具体结合侧箱涵12的结构特征，对夹紧机构40做了进一步详细的实施方案，具体地，所述夹紧机构40包括设置在所述吊钩30两侧的横向夹紧装置41和竖向夹紧装置42，所述横向夹紧装置41具有沿横向可伸缩的支撑杆，所述竖向夹紧装置42具有沿竖向可伸缩的支撑杆。所述横向夹紧装置41具体支撑在侧箱涵12通孔内壁上，所述竖向夹紧装置42具体支撑在侧箱涵12外侧顶部。其中，所述横向夹紧装置41的数量为两个，两个所述横向夹紧装置41对称地设置在所述吊钩30的两侧，用于支撑在所述侧箱涵12的通孔内壁，两个横向夹紧装置41分别支撑在侧箱涵12的通孔内壁两相对的位置，从而保证侧箱涵12横向的稳定；所述竖向夹紧装置42的数量为两个，两个所述竖向夹紧装置42对称地设置在所述吊钩30的两侧，用于支撑在所述箱涵的外侧顶部，两个所述竖向夹紧装置42施加压力于侧箱涵12的外侧顶部，使侧箱涵12在下承载体34上固定，保证侧箱涵12竖直方向的稳定。

通过夹紧机构40对侧箱涵12的夹紧作用，吊钩30与吊梁20水平转动的过程中可以更加稳定，且侧箱涵12的角度调节可以更准确，从而提高吊装的效率。

对于上述具有角度调节功能的隧道预制仰拱侧箱涵吊机，由于其工作的环境是隧道内，所以其行走方式需要尽可能的满足隧道的环境，根据前文介绍，隧道本体10内中箱涵11由盾构机铺设，而侧箱涵12位于中箱涵11的两侧，所以本实施方式对于车架50的构造做了具体地介绍，具体如下：

参阅图4-图6，所述车架50包括车架本体51、前支腿52以及后支腿53，前支腿52和后支腿53均连接于车架本体51，其中，所述箱涵吊具设置于所述车架本体51上；所述前支腿52设置于所述车架本体51的前部，所述前支腿52的底部设置有用于沿隧道弧面行走的前行走轮521；所述后支腿53设置于所述车架本体51的后部，所述后支腿53的底部设置有用于沿已铺设的箱涵行走的后行走轮531。上述方案利用隧道环境，通过前支腿52和后支腿53的配合，实现在隧道内行走，满足了箱涵吊具的作业需求，在施工中，箱涵吊机能够跟在盾构机后方进行侧箱涵12的吊装铺设作业，能够极大地提高施工效率。

其中，为了适应前支腿52和后支腿53的行走环境，结合图7，所述前行走轮521的轴线水平设置，所述后行走轮531的轴线平行于所述后行走轮531与隧道弧面接触点的切线，从而保证了前行走轮521和后行走轮531与行走面的垂直接触，有利于箱涵吊机更稳定地行走。

由于前支腿52和后支腿53行走在不同的高度位置，根据需求，设置所述前支腿52的长度大于所述后支腿53的长度。进一步，为了便于车架50在施工初期进入隧道和施工后期从隧道中走出，前支腿52和后支腿53均分为两段设置，其中前支腿52的上段和后支腿53的上段长度相等，前支腿52的下段大于后支腿53的下段，上段和下端之间通过法兰盘55可拆卸地连接，在施工初期和施工后期，可先放置好前支腿52的下段和后支腿53的下段，然后将车架50的其余部分作为整体连接到前支腿52的下段和后支腿53的下段，从而形成整个车架50。

由于箱涵吊机所悬吊的侧箱涵12具有一定的重量，所以在刹车的时候会产生较大的惯性，从而容易导致箱涵吊机向前倾覆，为此，在本实施方式中，在所述前支腿52的前部设置有防倾覆结构54，所述防倾覆结构54的一端与所述车架本体51连接，另一端与所述前支腿52的中下部连接，所述防倾覆结构54与所述前支腿52形成三角形结构。从而提高了车架50的稳定性，减少了箱涵吊机向前倾覆的可能性。

进一步，本实施方式中箱涵吊机的各个支腿上分别设置有动力装置，分别驱动各个支腿行走，动力装置可以是驱动电机或者液压马达。具体地，所述前支腿52的底部还设置有与所述前行走轮521传动连接的驱动电机，所述后支腿53的底部还设置有与所述后行走轮531传动连接的驱动电机。各个驱动电机独立驱动相应的行走轮转动，这种传动形式简单，避免了复杂传动机构在隧道中产生的障碍，而且维修更方便。

进一步，所述前支腿52的数量为两个，两个所述前支腿52在所述车架本体51前部的两侧相对设置，所述后支腿53的数量为两个，两个所述后支腿53在所述车架本体51后部的两侧相对设置。两个所述后支腿53之间具有一定的间隙，从而保证其他物料运输车的通过性，不和其他施工发生干涉，能够进一步提高仰拱施工效率。

当然，也可以仅设置一个后支腿53，所述后支腿53设置于所述车架本体51后部的中间位置。这时候后支腿53行走在中箱涵11上，由于中箱涵11是由盾构机铺设，所以不会出现后支腿53走空的问题。在施工过程没有过多的物料运输车行走的时候可以选择该实施例。

为了保证箱涵吊机能够走在隧道内底部的中间位置，防止箱涵吊机走偏，本实施方式提供的箱涵吊机还具有以下结构特点：

结合图4和图7，每个所述前支腿52上均设置有导向轮522，每个所述导向轮522轴线竖直设置，且位于相对的设置在两个所述前支腿52之间。导向轮522轴线竖直设置的目的是便于贴合在中箱涵11的外部侧壁上，起到导向的作用，在车架50行走的过程中，两个前支腿52上的导向轮522均挤压在中箱涵11的外部侧壁上，从而保证了箱涵吊机始终行走在隧道的底部的中间位置。导向轮522可以有一对或者多对，若设置多对导向轮522，每一对导向轮522分别不同的位置，从而使箱涵吊机行走更稳定。

如图8所示，其示出了箱涵吊机在隧道内悬吊侧箱涵的示意图，在导向轮522的引导下，箱涵吊机能够稳定地进行侧箱涵12的吊装铺设作业。

对于后支腿53，若设置在已铺设的侧箱涵12上行走，后支腿53有走空的风险，即后支腿53掉入没有铺设侧箱涵12的隧道本体10上，从而导致箱涵吊机向后倾倒，给施工带来风险，为此本实施方式在上述箱涵吊机的基础上做进一步的改进，具体地，参阅图9，在所述后支腿53的底部设置了支腿防走空机构60；支腿防走空机构60可以在两个后支腿53的底部均设置，也可以仅在一个后支腿53的底部设置。

继续参阅图9，所述支腿防走空机构60具体包括：转动臂61和用于控制动力源的行程开关62，所述转动臂61的一端与所述后支腿53纵向转动连接，另一端位于所述后行走轮531的前方，且能够与已铺设的箱涵接触，所述转动臂61在向下旋转时能够触发所述行程开关62断开所述动力源。转动臂61通过铰接轴63与后支腿53纵向转动连接，在箱涵吊机行走在侧箱涵12上的时候，转动臂61的另一端为自由端，并位于后支腿53前方，当后支腿53接近侧箱涵12的边缘时候，转动臂61的另一端先在重力的作用下自然向下转动，从而触发行程开关62断开所述动力源。由于转动臂61不对车架50提供支撑力，所以不会对整车的稳定性带来影响，从而避免了后支腿53走空，保证了施工的安全。

参阅图5，对于后支腿53，包括后支腿本体和后行走轮组件530，所述后行走轮组件530位于所述后支腿本体的底部，两者可以铰接的，这样便于后行走轮组件530的更换。所述后行走轮组件530包括后行走轮531和轮支架板532，所述后行走轮531可转动地设置于所述轮支架板532，所述轮支架板532与所述后支腿53铰接；其中，所述转动臂61的一端与所述后支腿本体或所述轮支架板532纵向转动连接。也就是说转动臂61的一端可以与支腿本体和所述轮支架板532中的任意一者纵向转动连接。在图9中，转动臂61与轮支架板532纵向转动连接，从而使转动臂61的高度减小，与行程开关62的关系更紧凑，从而更容易触发，提高了灵敏性。

进一步，所述转动臂61与所述箱涵接触的一端可以是一个光滑弧面，与侧箱涵12滑动摩擦行走；也可以在该端设置滚轮，通过滚轮与侧箱涵12滚动摩擦行走。

对于转动臂61的形状，可以是如图9所示的“L”形，也可以是其它有利于转动臂61在侧箱涵12上行走的结构。

其中，所述动力源为电源或者液压油源。

对于转动臂61在后行走轮组件530的前方的距离，可以根据箱涵吊机在悬吊侧箱涵12时候的刹车惯性行走距离设置，只要保证切断动力源后箱涵吊机继续向前行走的距离小于转动臂61前端和后行走轮组件530之间的距离即可。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种具有角度调节功能的隧道预制仰拱侧箱涵吊机，其特征在于，包括箱涵吊具和用于行走在隧道内的车架(50)，所述车架(50)上设置有用于提升和降落所述箱涵吊具的升降机构和用于水平移动所述箱涵吊具的平移机构；

所述箱涵吊具包括吊梁(20)和吊钩(30)，所述吊梁(20)与所述车架(50)连接，并能够在所述升降机构和所述平移机构的作用下相对所述车架(50)升降和平移，所述吊钩(30)与所述吊梁(20)水平转动连接。

2.根据权利要求1所述的具有角度调节功能的隧道预制仰拱侧箱涵吊机，其特征在于，所述吊钩(30)呈“C”形或“U”形，所述“C”形或“U”形的开口方向沿横向设置，以使所述吊钩(30)能够插入所述箱涵的通孔中。

3.根据权利要求2所述的具有角度调节功能的隧道预制仰拱侧箱涵吊机，其特征在于，所述吊钩(30)包括上连接体(32)、中间连接体(33)和下承载体(34)，所述上连接体(32)、所述中间连接体(33)和所述下承载体(34)依次连接形成所述“C”形或“U”形。

4.根据权利要求3所述的具有角度调节功能的隧道预制仰拱侧箱涵吊机，其特征在于，所述下承载体(34)的长度小于所述上连接体(32)的长度。

5.根据权利要求3所述的具有角度调节功能的隧道预制仰拱侧箱涵吊机，其特征在于，所述上连接体(32)的底面和/或所述下承载体(34)的顶面设置有缓冲垫(35)。

6.根据权利要求1所述的具有角度调节功能的隧道预制仰拱侧箱涵吊机，其特征在于，所述吊梁(20)上设置有驱动装置(21)，所述驱动装置(21)的输出轴固定设置有第一齿轮(22)，所述吊钩(30)的顶部固定设置有第二齿轮(31)，所述第一齿轮(22)与所述第二齿轮(31)啮合，用于驱动所述吊钩(30)相对所述吊梁(20)旋转。

7.根据权利要求6所述的具有角度调节功能的隧道预制仰拱侧箱涵吊机，其特征在于，所述第一齿轮(22)的直径小于所述第二齿轮(31)的直径。

8.根据权利要求1所述的具有角度调节功能的隧道预制仰拱侧箱涵吊机，其特征在于，还包括设置于所述吊钩(30)上的用于夹紧所述箱涵的夹紧机构(40)。

9.根据权利要求8所述的具有角度调节功能的隧道预制仰拱侧箱涵吊机，其特征在于，所述夹紧机构(40)包括设置在所述吊钩(30)两侧的横向夹紧装置(41)和竖向夹紧装置(42)，所述横向夹紧装置(41)具有沿横向可伸缩的支撑杆，所述竖向夹紧装置(42)具有沿竖向可伸缩的支撑杆。

10.根据权利要求9所述的具有角度调节功能的隧道预制仰拱侧箱涵吊机，其特征在于，所述横向夹紧装置(41)的数量为两个，两个所述横向夹紧装置(41)对称地设置在所述吊钩(30)的两侧，用于支撑在所述箱涵的通孔内壁，所述竖向夹紧装置(42)的数量为两个，两个所述竖向夹紧装置(42)对称地设置在所述吊钩(30)的两侧，用于支撑在所述箱涵的外侧顶部。