CN209704593U - 一种仿人工铺设隧道二衬钢筋网的铺设台架 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种仿人工铺设隧道二衬钢筋网的铺设台架，所述铺设台架包括可升降的门架和设于所述门架顶部的可升降的弧形支撑架，所述弧形支撑架顶部配合连接有弧形支撑板，所述弧形支撑板上沿前后方向开有若干与承载纵向钢筋的纵向凹槽；所述门架前后两端分别设有用于铺设环向钢筋和纵向钢筋的旋转、伸缩机械臂；所述门架上设有为所述旋转、伸缩机械臂提供动力的旋转马达；所述门架顶部两端分别设有用于完成环向钢筋弧形转变的水平伸缩臂；所述门架两端中部分别设有用于环向钢筋始、末端地面拨正的拨动臂。

Description

一种仿人工铺设隧道二衬钢筋网的铺设台架

技术领域

本实用新型实施例涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种仿人工铺设隧道二衬钢筋网的铺设台架。

背景技术

公知的，目前隧道二衬混凝土施工过程中钢筋网铺设是一项繁重的人工劳作，危险性高。

目前隧道二衬钢筋网铺设：钢筋都是通过上台架后，人力顶推进行至隧道岩石面进行捆扎。

纵向钢筋方法，采用卷扬机或者操作人员分台阶站立在台架上，采用接力的方式，将纵向钢筋放置在台架上。待环向钢筋铺设到位后，纵向与环向捆扎连接成钢筋网。

环向钢筋铺设是分两类：一类隧道二衬环向钢筋，由于钢筋过长，超出隧道断面的垂直、水平长度，无法在垂直和水平方向吊装与摆放，只好先沿隧道纵向方向放置在地面。常规施工中，操作人员分台阶站立台架上采用每一单根人工接力的方式并进行传递的方式，钢筋是沿着纵向与垂直竖向之间一定夹角斜插进入，沿隧道轮廓弧线螺旋线前行，钢筋最后逐渐达到指定位置的同一个平面形成环向钢筋。在传递的过程中对钢筋进行方向、角度、弧度的校正。操作人员需要克服钢筋向下的阻力，纵向、水平移动阻力以及弯曲成型带来的阻力，当单根钢筋与仰拱预埋钢筋连接成单根环时，而与其他单根钢筋环还没有连接成网，极易沿隧道纵向方向倒塌，产生安全风险。

另一类采用其他方式将环向钢筋切短后进行吊装，在隧道贴近岩面部位进行连接，连接点越多，成本越高，不可控因数越多，高空作业的危险性越大，功效越低。同时钢筋的间距人工无法精准控制。

实用新型内容

为此，本实用新型实施例提供一种仿人工铺设隧道二衬钢筋网的铺设台架，以解决现有技术中由于全是人工操作而导致的工作效率低，危险性大的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

一种仿人工铺设隧道二衬钢筋网的施工方法，所述方法包括以下步骤：

S1、将铺设台架开至需要安装隧道钢筋网片的位置；

S2、将旋转、伸缩机械臂下降使挂篮到达地面，将隧道顶部所需铺设纵向钢筋放置在挂篮上，运至上部弧形支撑架上，并纵向将钢筋落槽在弧形凹槽板内；

S3、通过旋转马达带动旋转、伸缩机械臂将锁爪轴降至隧道一侧的地面，将单根或者一组环向钢筋固定在锁爪轴上，锁紧、固定；

S4、升起弧形支撑架油缸，带动弧形支撑架上升至合适位置，方便操作人员在弧形支撑架下部作业，保证作业人员安全；

S5、通过旋转马达带动旋转、伸缩机械臂旋转，带动环向钢筋通过弧形架顶部至隧道另一侧地面；通过控制左、右两组水平伸缩臂油缸，使环向钢筋与水平伸缩架上的伸缩臂驱动轴保持紧密接触并完成环向钢筋弧形转变的过程；以及弧形支撑架上的弧形支撑架驱动轴、始末端驱动油缸上的始末端驱动轴以及人工在环向钢筋末端地面上的拨正，使环向钢筋从斜插入、螺旋运行至同一断面的环向整齐排列铺设过程；

S6、将环向钢筋与隧道一侧的仰拱施工预留的钢筋接头进行连接；

S7、提升门架顶升油缸，使环向钢筋、上部纵向钢筋达到设计标高位置；

S8、将环向钢筋与弧形顶升架上的纵向钢筋进行捆扎成网片；

S9、通过旋转、伸缩机械臂将锁爪轴降至最低点使另一端环向钢筋越过锁爪轴与隧道另一侧的仰拱施工预留的钢筋接头进行连接；

S10、将挂篮悬挂在锁爪轴上；

S11、将隧道纵向钢筋、安装人员放置在挂篮上；

S12、驱动旋转、伸缩机械臂，使纵向钢筋送至隧道一侧的指定位置，通过梳板间距控制将混凝土的二衬环向与纵向钢筋捆扎成钢筋网片的稳定状态；

S13、将弧形支撑油缸下降，使弧形支撑架与钢筋网片分离；

S14、驱动旋转、伸缩机械臂，将挂蓝内的操作人员及纵向钢筋送至隧道另一侧拱墙指定位置与环向钢筋进行捆扎，最终完成所有钢筋网片捆扎；

S15、如隧道混凝土二衬有多层钢筋网，重复以上过程。

本实用新型实施例的特征还在于，驱动旋转、伸缩机械臂油缸时，保证钢筋在旋转过程与隧道岩面不干涉。

一种仿人工铺设隧道二衬钢筋网的铺设台架，所述铺设台架包括可升降的门架和设于所述门架顶部的可升降的弧形支撑架，所述弧形支撑架顶部配合连接有弧形支撑板，所述弧形支撑板上沿前后方向开有若干与承载纵向钢筋的纵向凹槽；

所述门架前后两端分别设有用于铺设环向钢筋和纵向钢筋的旋转、伸缩机械臂；所述门架上设有为所述旋转、伸缩机械臂提供动力的旋转马达；

所述门架顶部两端分别设有用于完成环向钢筋弧形转变的水平伸缩臂；所述门架两端中部分别设有用于环向钢筋始、末端地面拨正的拨动臂。

本实用新型实施例的特征还在于，相邻的两个纵向凹槽之间的间距与纵向钢筋铺设间距相同。

本实用新型实施例的特征还在于，所述门架前后两侧底部分别竖直连接有两根钢管立柱，两根所述钢管立柱分别处于门架前侧和后侧两端的位置；每根所述钢管立柱内部均竖直设有门架举升油缸；所述举升油缸缸体一端固定连接于所述门架底部，所述举升油缸输出端连接有行走系统。

本实用新型实施例的特征还在于，所述门架前后两端的顶部通过竖直设有的弧形支撑架油缸连接弧形支撑架；所述弧形支撑架油缸缸体一端固定连接于所述门架顶部，输出端固定连接于弧形支撑架底部；所述门架顶部设有上部台架，所述上部台架处于两个所述支撑架之间。

本实用新型实施例的特征还在于，所述门架顶部前后两端对应设有基座；两端基座之间转动连接有转轴；所述转轴两端分别垂直连接有旋转、伸缩机械臂，两个所述旋转、伸缩机械臂之间固定连接有锁爪轴，所述锁爪轴上设有若干第一环形凹槽；所述锁爪轴处于所述旋转、伸缩机械臂远离所述转轴的一端；所述旋转马达通过传动机构与所述转轴连接；

所述旋转、伸缩机械臂缸体端水平连接有伸缩油缸，所述伸缩油缸输出端固定连接于所述旋转、伸缩机械臂伸缩端。

本实用新型实施例的特征还在于，所述转轴处于环向钢筋中心位置。

本实用新型实施例的特征还在于，所述门架前后位置各设有两个输出端方向相反的水平伸缩油缸；所述水平伸缩油缸缸体端固定连接于门架顶部中部位置，所述水平伸缩油缸输出端位于门架端部位置；所述门架左右两侧的两个所述水平伸缩油缸之间分别沿前后方向连接有水平伸缩臂驱动轴；所述水平伸缩臂驱动轴上开有若干第二环向凹槽。

本实用新型实施例的特征还在于，所述拨动臂包括分别设置在四根钢管立柱中部的四个始、末端驱动轴油缸；所述始、末端驱动轴油缸缸体端固定连接在所述钢管立柱上；所述门架左右两侧的两个所述始、末端驱动轴油缸之间分别沿前方后向连接有始、末端驱动轴；所述始、末端驱动轴上开有若干第三环向凹槽。

本实用新型实施例具有如下优点：本实用新型的目的是提供一种铺设隧道二衬钢筋网的施工方法，该铺设台架通过在同一平面上三点决定弧线的原理，将环向钢筋模仿人工手臂带动钢筋做环向旋转运动，通过弧形支撑架驱动轴、水平伸缩架驱动轴、始末端驱动轴的多级旋转驱动和驱动轴上凹槽的找正功能，使得环向钢筋最后进入同一截面驱动轴上凹槽内，完成环向钢筋从纵向与垂直一定夹角的斜插入进料到指点同一断面的环向铺设过程。解决了超长的环向钢筋，中间无连接点整根钢筋的机械化铺设，通过弧形支撑架的定位支撑功能，防止单根环向钢筋未捆扎连接成网时的倒塌安全风险，同时解决了钢筋间距精确定位的问题。大大的降低了劳动强度，提高功效，降低施工风险。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施例提供的一种仿人工铺设隧道二衬钢筋网的铺设台架的结构示意图及隧道纵向钢筋上架工作示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种仿人工铺设隧道二衬钢筋网的铺设台架的隧道环向钢筋上架侧视工作结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种仿人工铺设隧道二衬钢筋网的铺设台架的隧道环向钢筋排列平铺工作状态示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种仿人工铺设隧道二衬钢筋网的铺设台架的隧道环向、纵向钢筋捆扎成网片工作状态示意图。

图中：1、挂篮，2、旋转、伸缩机械臂，3、门架，4、水平伸缩臂驱动轴，5、水平伸缩臂，6、上部台架，7、旋转、臂伸缩机械臂油缸， 8、弧形支撑板，9、弧形支撑架，10、旋转马达，11、弧形支撑架油缸， 12、门架举升油缸，13、始、末端驱动轴油缸，14、行走系统，15、始、末端驱动轴。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，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；本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

需要说明的是沿隧道方向为纵向，前后向也为纵向方向。

本实用新型实施例提供的一种仿人工铺设隧道二衬钢筋网的施工方法，请参阅图1、图2、图3和图4所示，方法包括以下步骤：

S1、将铺设台架开至需要安装隧道钢筋网片的位置；

S2、将旋转、伸缩机械臂下降使挂篮1到达地面，将隧道顶部所需铺设纵向钢筋放置在挂篮上，运至上部弧形支撑架上，并纵向将钢筋落槽在弧形凹槽板内；

S3、通过旋转马达带动旋转、伸缩机械臂将锁爪轴降至隧道一侧的地面，将单根或者一组环向钢筋固定在锁爪轴上，锁紧、固定；

S4、升起弧形支撑架油缸，带动弧形支撑架上升至合适位置，方便操作人员在弧形支撑架下部作业，保证作业人员安全；

S5、通过旋转马达带动旋转、伸缩机械臂旋转，带动环向钢筋通过弧形架顶部至隧道另一侧地面；通过控制左、右两组水平伸缩臂油缸，使环向钢筋与水平伸缩架上的伸缩臂驱动轴保持紧密接触并完成环向钢筋弧形转变的过程；以及弧形支撑架上的弧形支撑架驱动轴、始末端驱动油缸上的始末端驱动轴以及人工在环向钢筋末端地面上的拨正，使环向钢筋从斜插入、螺旋运行至同一断面的环向整齐排列铺设过程；

S6、将环向钢筋与隧道一侧的仰拱施工预留的钢筋接头进行连接；

S7、提升门架顶升油缸，使环向钢筋、上部纵向钢筋达到设计标高位置；

S8、将环向钢筋与弧形顶升架上的纵向钢筋进行捆扎成网片；

S9、通过旋转、伸缩机械臂将锁爪轴降至最低点使另一端环向钢筋越过锁爪轴与隧道另一侧的仰拱施工预留的钢筋接头进行连接；

S10、将挂篮悬挂在锁爪轴上；

S11、将隧道纵向钢筋、安装人员放置在挂篮上；

S12、驱动旋转、伸缩机械臂，使纵向钢筋送至隧道一侧的指定位置，通过梳板间距控制将混凝土的二衬环向与纵向钢筋捆扎成钢筋网片的稳定状态；

S13、将弧形支撑油缸下降，使弧形支撑架与钢筋网片分离；

S14、驱动旋转、伸缩机械臂，将挂蓝内的操作人员及纵向钢筋送至隧道另一侧拱墙指定位置与环向钢筋进行捆扎，最终完成所有钢筋网片捆扎；

S15、如隧道混凝土二衬有多层钢筋网，重复以上过程。

需要说明的是，驱动旋转、伸缩机械臂油缸时，保证钢筋在旋转过程与隧道岩面不干涉。

具体的，上述所述的一种仿人工铺设隧道二衬钢筋网的铺设台架，请参阅图1所示，铺设台架包括可升降的门架3和设于门架3顶部的可升降的弧形支撑架9，弧形支撑架9顶部配合连接有弧形支撑板8，弧形支撑板 8上沿前后方向开有若干与承载纵向钢筋的纵向凹槽81；

门架3前后两端分别设有用于铺设环向钢筋和纵向钢筋的旋转、伸缩机械臂2；门架3上设有为旋转、伸缩机械臂2提供动力的旋转马达10；

门架3顶部两端分别设有用于完成环向钢筋弧形转变的水平伸缩臂；门架3两端中部分别设有用于环向钢筋始、末端地面拨正的拨动臂。

需要说明的是，使用时，将个电器件与外界PLC控制器电连接，相邻的两个纵向凹槽81之间的间距与纵向钢筋铺设间距相同。

优选的，门架3前后两侧底部分别竖直连接有两根钢管立柱31，两根钢管立柱31分别处于门架3前侧和后侧两端的位置；每根钢管立柱31内部均竖直设有门架举升油缸12；举升油缸12缸体一端固定连接于门架3底部，举升油缸12输出端连接有行走系统14。

使用时，通过控制门架举升油缸12的伸缩控制门架的高低，使用不同高度的作业操作。

优选的，门架3前后两端的顶部通过竖直设有的弧形支撑架油缸11连接弧形支撑架9；弧形支撑架油缸11缸体一端固定连接于门架3顶部，输出端固定连接于弧形支撑架9底部；门架3顶部设有上部台架6，上部台架 6处于两个支撑架9之间。

使用时，控制弧形支撑架油缸的伸缩控制支撑板的高低，将纵向钢筋进行顶部固定，便于捆扎。

优选的，门架3顶部前后两端对应设有基座；两端基座之间转动连接有转轴；转轴两端分别垂直连接有旋转、伸缩机械臂2，两个旋转、伸缩机械臂2之间固定连接有锁爪轴17，锁爪轴17上设有若干第一环形凹槽；锁爪轴17处于旋转、伸缩机械臂2远离转轴的一端；旋转马达10通过传动机构与转轴连接；传动机构包括固定套设在转轴上的第一齿轮，旋转马达输出端上固定套设有与所述第一齿轮啮合的第二齿轮；旋转、伸缩机械臂2缸体端水平连接有伸缩油缸7，伸缩油缸7输出端固定连接于旋转、伸缩机械臂2伸缩端。

使用时，通过控制旋转马达控制带动转轴转动，从而带动转轴两端的旋转、伸缩机械臂转动。

优选的，转轴处于环向钢筋中心位置。达到均匀铺设的目的。

优选的，门架3前后位置各设有两个输出端方向相反的水平伸缩油缸 5；水平伸缩油缸5缸体端固定连接于门架3顶部中部位置，水平伸缩油缸 5输出端位于门架3端部位置；门架3左右两侧的两个水平伸缩油缸5之间分别沿前后方向连接有水平伸缩臂驱动轴4；水平伸缩臂驱动轴4上开有若干第二环向凹槽。

使用时，通过控制水平伸缩油缸的伸缩从而带动水平伸缩臂驱动轴的移动，是水平伸缩臂驱动轴上的第二环形凹槽卡住相对应的环向钢筋，通过控制左、右两组水平伸缩臂油缸，使环向钢筋与水平伸缩架上的伸缩臂驱动轴保持紧密接触并完成环向钢筋弧形转变的过程。

优选的，拨动臂包括分别设置在四根钢管立柱31中部的四个始、末端驱动轴油缸13；始、末端驱动轴油缸13缸体端固定连接在钢管立柱31 上；门架3左右两侧的两个始、末端驱动轴油缸13之间分别沿前方后向连接有始、末端驱动轴15；始、末端驱动轴15上开有若干第三环向凹槽。

使用时，通过控制始、末端驱动轴油缸的伸缩移动始、末端驱动轴，使始、末端驱动轴上的第三环向凹槽卡住环向钢筋，达到始、末端驱动油缸上的始末端驱动轴以及人工在环向钢筋末端地面上的拨正，使环向钢筋从斜插入、螺旋运行至同一断面的环向整齐排列铺设过程。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础

上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种仿人工铺设隧道二衬钢筋网的铺设台架，其特征在于，所述铺设台架包括可升降的门架(3)和设于所述门架(3)顶部的可升降的弧形支撑架(9)，所述弧形支撑架(9)顶部配合连接有弧形支撑板(8)，所述弧形支撑板(8)上沿前后方向开有若干与承载纵向钢筋的纵向凹槽(81)；

所述门架(3)前后两端分别设有用于铺设环向钢筋和纵向钢筋的旋转、伸缩机械臂(2)；所述门架(3)上设有为所述旋转、伸缩机械臂(2)提供动力的旋转马达(10)；

所述门架(3)顶部两端分别设有用于完成环向钢筋弧形转变的水平伸缩臂；所述门架(3)两端中部分别设有用于环向钢筋始、末端地面拨正的拨动臂。

2.根据权利要求1所述的一种仿人工铺设隧道二衬钢筋网的铺设台架，其特征在于，相邻的两个纵向凹槽(81)之间的间距与纵向钢筋铺设间距相同。

3.根据权利要求1所述的一种仿人工铺设隧道二衬钢筋网的铺设台架，其特征在于，所述门架(3)前后两侧底部分别竖直连接有两根钢管立柱(31)，两根所述钢管立柱(31)分别处于门架(3)前侧和后侧两端的位置；每根所述钢管立柱(31)内部均竖直设有门架举升油缸(12)；所述举升油缸(12)缸体一端固定连接于所述门架(3)底部，所述举升油缸(12)输出端连接有行走系统(14)。

4.根据权利要求1所述的一种仿人工铺设隧道二衬钢筋网的铺设台架，其特征在于，所述门架(3)前后两端的顶部通过竖直设有的弧形支撑架油缸(11)连接弧形支撑架(9)；所述弧形支撑架油缸(11)缸体一端固定连接于所述门架(3)顶部，输出端固定连接于弧形支撑架(9)底部；所述门架(3)顶部设有上部台架(6)，所述上部台架(6)处于两个所述支撑架(9)之间。

5.根据权利要求1所述的一种仿人工铺设隧道二衬钢筋网的铺设台架，其特征在于，所述门架(3)顶部前后两端对应设有基座；两端基座之间转动连接有转轴；所述转轴两端分别垂直连接有旋转、伸缩机械臂(2)，两个所述旋转、伸缩机械臂(2)之间固定连接有锁爪轴(17)，所述锁爪轴(17)上设有若干第一环形凹槽；所述锁爪轴(17)处于所述旋转、伸缩机械臂(2)远离所述转轴的一端；所述旋转马达(10)通过传动机构与所述转轴连接；

所述旋转、伸缩机械臂(2)缸体端水平连接有伸缩油缸(7)，所述伸缩油缸(7)输出端固定连接于所述旋转、伸缩机械臂(2)伸缩端。

6.根据权利要求5所述的一种仿人工铺设隧道二衬钢筋网的铺设台架，其特征在于，所述转轴处于环向钢筋中心位置。

7.根据权利要求1所述的一种仿人工铺设隧道二衬钢筋网的铺设台架，其特征在于，所述门架(3)前后位置各设有两个输出端方向相反的水平伸缩油缸(5)；所述水平伸缩油缸(5)缸体端固定连接于门架(3)顶部中部位置，所述水平伸缩油缸(5)输出端位于门架(3)端部位置；所述门架(3)左右两侧的两个所述水平伸缩油缸(5)之间分别沿前后方向连接有水平伸缩臂驱动轴(4)；所述水平伸缩臂驱动轴(4)上开有若干第二环向凹槽。

8.根据权利要求1所述的一种仿人工铺设隧道二衬钢筋网的铺设台架，其特征在于，所述拨动臂包括分别设置在四根钢管立柱(31)中部的四个始、末端驱动轴油缸(13)；所述始、末端驱动轴油缸(13)缸体端固定连接在所述钢管立柱(31)上；所述门架(3)左右两侧的两个所述始、末端驱动轴油缸(13)之间分别沿前方后向连接有始、末端驱动轴(15)；所述始、末端驱动轴(15)上开有若干第三环向凹槽。