CN210766755U - 用于支撑锚杆钻机的栈桥装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械施工技术领域，特别涉及一种用于锚杆钻机的栈桥装置。所述栈桥装置包括两个相对设置的支撑梁，以及连接在所述支撑梁上，与两个所述支撑梁形成封闭形框架的加固梁；所述栈桥装置通过所述支撑梁跨越基坑，搭在基坑周围的地面上。本实用新型提供的用于支撑锚杆钻机的栈桥装置中，利用支撑梁和加固梁形成的封闭形框架，实现了支撑锚杆钻机的栈桥的形式固定化，为锚杆钻机提供了一个稳定可靠的支撑平台，有利于提高锚杆钻机钻孔的精确度和锚杆钻机操作的安全性。

Description

用于支撑锚杆钻机的栈桥装置

技术领域

本实用新型涉及机械施工技术领域，特别涉及一种用于锚杆钻机的栈桥装置。

背景技术

锚杆钻机又称为锚固钻机，主要用于地下基坑支挡，地下工程支护及高层建筑地基处理等；是岩土、巷道、基坑中锚杆支护工作中的钻孔工具。其在改善支护效果、降低支护成本、加快成巷速度、减少辅助运输量、减轻劳动强度等方面有着十分突出的优越性。

在施工场地中，特别是带有集水井、电梯井等落深的局部深坑中，当锚杆钻机因场地限制无法通过自身实现有效固定时，通常会在基坑的上顶面边缘处的地面位置，根据锚杆的定位，临时搭建钢管或槽钢(通常有两根，相对分布在锚杆钻机的两侧)以支撑锚杆钻机，同时在调整好锚杆钻机的位置后，还会在上述钢管或槽钢下至基坑底面之间竖立多个钢管以进行支撑。锚杆钻机便在由这些钢管或槽钢，以及钢管支撑形成的简易栈桥装置上完成钻孔工作。

现有的锚杆钻机在进行局部深坑的钻孔工作时，需要临时搭建能够支撑锚杆钻机的栈桥装置，以将锚杆钻机支撑在局部深坑的上方位置,但是频繁的临时搭建栈桥装置，严重拖慢了钻孔过程的整体效率。例如，锚杆钻机钻取一个孔的时间大约在15分钟，而搭建临时栈桥装置则至少需要3小时的时间。

另外，临时搭建的栈桥装置中的支撑钢梁之间相互独立，没有形成有效的限定制约；在施工过程中，容易受到来自锚杆钻机的振动影响而产生滑移，最终导致成孔的孔位偏差。

还有，锚杆钻机钻孔时的振动容易使支撑梁(通常为槽钢)产生变形，严重的情况下会最终导致锚杆钻机发生倾覆。尽管如此，临时搭建的栈桥装置的安全性仍然是依赖于施工工人的经验和责任，缺少行之有效的提高支撑梁强度的技术手段，也缺乏理论计算依据，导致其安全性无法得到有效控制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于支撑锚杆钻机的栈桥装置,以解决现有技术中临时搭建栈桥装置来支撑锚杆钻机时所存在的钻孔精度低和钻孔效率不高的问题，同时还解决临时搭建栈桥装置所存在的安全性问题。

为实现上述目的，所述栈桥装置包括两个相对设置的支撑梁，以及两个分别连接在所述支撑梁的两端，与两个所述支撑梁形成封闭形框架的加固梁；

所述栈桥装置通过所述支撑梁跨越基坑，搭在基坑周围的地面上。

进一步，所述封闭形框架为矩形框架；

所述矩形框架中至少有一个对角上设有加固斜梁。

进一步，所述封闭形框架上还连接有用来形成斜坡的斜板，所述斜板有四个，分别靠近所述支撑梁的四个端部连接在所述封闭形框架上。

进一步，所述支撑梁包括两个长度相同的工字钢；

两个所述工字钢的两端平齐，并且所述工字钢的翼缘边缘对接；

所述加固梁连接在所述工字钢的端部。

进一步，两个所述工字钢的翼缘边缘通过焊接固定。

进一步，所述支撑梁还包括一槽钢；

所述槽钢的长度与所述工字钢的长度相同；

所述槽钢的两端与所述工字钢的两端平齐，并且固定在所述工字钢的顶部翼缘面上，所述槽钢的槽口背向所述工字钢设置。

进一步，所述槽钢的槽背面边缘与两个所述工字钢的顶部翼缘所确定的平面边缘平齐。

进一步，两个工字钢的底部翼缘面上还覆盖有钢板，所述钢板的边缘与两个所述工字钢底部翼缘所确定的平面边缘平齐。

进一步，所述支撑梁的端部固定在所述加固梁上；

所述加固梁为一槽钢；

所述加固梁的槽口背向所述支撑梁设置。

进一步，所述加固梁上还设有吊环。

在本实用新型提供的用于支撑锚杆钻机的栈桥装置中，利用支撑梁和加固梁形成的封闭形框架，实现了支撑锚杆钻机的栈桥的形式固定化，为锚杆钻机提供了一个稳定可靠的支撑平台，有利于提高锚杆钻机钻孔的精确度和锚杆钻机操作的安全性。同时还大幅度缩短了施工时间，降低了现有技术中随意搭建的栈桥装置的危险性，使得锚杆桩的局部深坑施工现场更加合理和规范。另外，正是由于栈桥装置的形式固定化，使得栈桥装置能够快速的吊运安装至指定位置，省去了原本需要临时规划设置、反复拆卸型钢和钢管的时间，提高了施工速度；在钻孔结束后还可以沿着连接缝或焊缝进行切割，以循环利用各种钢材，提高栈桥装置的经济效益。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的栈桥装置的俯视结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的栈桥装置位于局部深坑上支撑锚杆钻孔的示意图；

图3是本实用新型实施例提供的支撑梁端部位置的局部截面示意图；

图4是本实用新型实施例提供的支撑梁横截面示意图；

图5是本实用新型实施例提供的沿加固梁长度方向的局部截面示意图；

图6、图7和图8为简支梁的受力示意图。

具体实施方式

基于背景技术中存在的问题，发明人经过反复的推敲和改进，最终提出了一种用于支撑锚杆钻进的栈桥装置。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的用于支撑锚杆钻机的栈桥装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

在本实施例的详细描述中使用诸如“在…之下”、“在…下面”、“下面的”、“上面的”等空间术语，目的是容易描述附图中所示的一个部件和另一个部件的位置关系，但这些仅是实施例并不旨在限制本实用新型。除图中所示的方位之外，空间关系术语将包括使用或操作中的装置的各种不同的方位。装置可以以其他方式定位，例如旋转90度或在其他方位，并且通过在此使用的空间关系描述符进行相应的解释。

本实施例提供了一种用于支撑锚杆钻机的栈桥装置1，如图1和图2 所示，其中图1是本实施例提供的栈桥装置的俯视结构示意图，而图2是本实施例提供的栈桥装置位于局部深坑上支撑锚杆钻孔的示意图。正如图 1中所示出的内容，该栈桥装置1包括两个相对设置的支撑梁11，以及连接在所述支撑梁11上，与两个所述支撑梁11形成封闭形框架的2个加固梁12；所述栈桥装置1通过所述支撑梁11跨越局部深坑2，搭在局部深坑 2周围的地面上。这时锚杆钻机3可以行使至栈桥装置1上，依靠栈桥装置1的支撑作用完成钻孔工作。

为了能够指导技术人员实现上述栈桥装置1，本实施例还进一步阐述了一种更为详细的方案，当然这里的更为详细的方案并非唯一的方案，仅仅是一种比较优选的方案，同时也能予以启示出与之实质含义相似的其他实施方案。

本实施例要详细阐述的实现方案是：所述封闭形框架可以根据局部深坑2的大小制作成长方形框架的样式，当然根据实际需要，该框架也可以制作成正方形；还有，在框架的对角上还可以设置加固斜梁，以进一步提高该框架的稳定性和整体强度，这里的加固斜梁可以采用槽钢制作，也可以采用其他能够适合连接上述框架的对角，同时又方便焊接的材料制作。通过图1可以看出，两个支撑梁11被安装在两个加固梁12之间。两个支撑梁11与两个加固梁12进行连接，能够受到加固梁12的限制，降低两个支撑梁11之间因锚杆钻机带来的振动产生偏斜的程度，同时提高锚杆钻机 3在钻孔过程中的稳定性。

实际应用中，由于锚杆钻机3多采用轮胎或履带(本实施例提供的图 2中实际上采用了履带式的锚杆钻机)实现移动，而如果使锚杆钻机3移动至所述栈桥装置1上时，除了可以利用吊车将锚杆钻机3吊运至所述栈桥装置1上，还能够以更简便的方式将锚杆钻机3移动至所述栈桥装置1 上--利用锚杆钻机3上履带的滚动自行移动到所述栈桥装置1上。为此，请参考图1、图2和图3所示，本实施例沿所述支撑梁11的延伸方向，在所述框架的两侧面连接有用来形成斜坡的斜板13，以便所述锚杆钻机3能够平稳地从地面行驶至所述支撑梁11上，当然所述斜板13应当有四个，分别连接在所述框架上靠近所述支撑梁11端部的位置。在斜板的下方还可以设置专供降低斜板13对地面的压强的减压钢板14。在斜板13与钢板14之间的空隙中可以填充一些承载能力强、重量较低的木方。

如图4所示，为了让所述支撑梁11具有足够的强度来支撑所述锚杆钻机3，所述支撑梁11可以采用两个长度相同的工字钢111来焊接制作。即两个所述工字钢111的两端平齐，并且所述工字钢111的翼缘边缘对接，所述加固梁12就连接在所述工字钢111的端部。

锚杆钻机3行驶至所述支撑梁11上时，需要前后移动以满足钻孔的位置要求，但是锚杆钻机3移动的支撑梁11通常会比较窄，所以为了增加锚杆钻机3在调整移动时的安全系数，以及增加锚杆钻杆在钻孔过程中的稳定性，在图4，所述支撑梁11还包括一槽钢112；该槽钢112的长度与所述工字钢111的长度相同，槽钢112的两端与所述工字钢111的两端平齐，并且固定在所述工字钢111的顶部翼缘面上，所述槽钢112的槽口背向所述工字钢111设置，以便锚杆钻机3的履带能够顺利进入槽钢112的槽中，且还能够受到槽钢112的两个腿部的限制。

当然在所述支撑梁111上增加了槽钢112之后，增加的槽钢112便成为了直接承载对象，这时如果槽钢112局部受力不均非常容易发生变形，所以还需要使所述槽钢112的槽背面边缘与两个所述工字钢111的顶部翼缘所确定的平面边缘保持平齐，正如图4所示的槽钢的槽背面和工字钢的翼缘之间在竖直方向是平齐的样式。

请继续参阅图4，在两个工字钢111的底部翼缘面上还覆盖有钢板113，以便增加支撑梁111的承载能力，同时进一步限制支撑梁111在使用过程中产生移动的距离。当然，这里钢板113的边缘与两个所述工字钢111底部翼缘所确定的平面边缘平齐就可以，可以减少钢材的消耗量。

请再次参阅图3，所述加固梁12固定在所述支撑梁11的端部，而这里加固梁12可以直接由槽钢制成；并且所述加固梁12的槽口背向所述工字钢111设置。这是因为槽钢自身具有足够的强度足够用来充当加固梁12，并且其重量轻，能够进一步降低栈桥装置1的整体重量，同时用来充当加固梁12的槽钢的腿部还方便与斜板13对接，可避免额外为斜板13设计对接结构，进而简化制造工序。

请参考图5所示，在所述支撑梁11两端的加固梁12上还设有圆形钢筋制作的吊环15，这里的吊环15是为了便于利用吊车等工具吊运栈桥装置1，为与吊车连接的吊钩提供可靠的挂载位置，以降低脱钩风险。

另外，本实施例还以局部深坑尺寸为3.4m×4.5m×1.15米的扶梯基坑和2.0m×1.5m×2.7m的集水井基坑(适用的锚杆钻机的尺寸为5.4m×2.1m ×2m)为例，提供了用于详细制造栈桥装置的数据说明。值得说明的是本实施例中出现的尺寸数据均按照长、宽、高(厚)的顺序表示，例如Am ×Bm×Cm中A表示长度尺寸，B表示宽度尺寸，C表示高度(厚度)尺寸。

请参阅表1.

表1

依据公开的数据可知，22a#槽钢理论重量是24.999kg/m；22a#工字钢理论重量为33.07kg/m；栈桥装置中涉及到的各种钢板密度7.9×103kg/m3；因此栈桥装置的整体重量计算可按如下公式计算。

G＝工字钢重量+槽钢重量+加固梁重量+钢板重量+减压钢板重量+其他代入数据得：

G＝24.999×6×2+33.07×6×4

+7.9×103×0.01×(2.1×0.22×2+6×0.22×2+0.5×0.5×4)+20

≈1500kg

＝1.5t

经计算，栈桥装置的重量可以利用小型汽车吊或者塔吊吊运的要求。

单跨梁设计计算内容：

锚杆钻机在运行状态时的尺寸为5400×2100×2000mm，且履带长度为2m，分为左右两条履带，锚杆钻机的重量为6t。简化为均布受力，则均布线荷载经计算为15kN/m。

装置受力简化为4根22a#工字钢受力，需要承受的荷载分别为：

恒载：槽钢的重量：24.99kg/m≈0.025kN/m；

活载：锚杆钻机的重量均匀分布在4根工字钢的长度内，经计算为 7.5Kn/m。

恒载分项系数取1.2，活载分项系数取1.4(最大)，钢材为Q235，得出计算内容如下：

按照《钢结构设计标准》GB50017-2017得到计算用的基本参数如下表2。

表2

而支撑梁的截面积计算如下表3。

表3

另外请结合图6、图7和图8示出的简支梁的计算简图来进行下列计算：

承载能力极限状态可按照如下公式进行计算：

Q＝γG×Q gk+γQ×Q qk＝1.2×0.025+1.4×7.5＝10.53kN/m

正常使用极限状态可按照如下公式进行计算：

Q'＝Q gk+Q qk＝0.025+7.5＝7.525kN/m。

接着在依据抗弯验算公式、抗剪验算公式、挠度验算公式和支座反力公式分别进行验算得出栈桥装置的整体结构是否满足要求。具体计算内容如下：

1、抗弯验算

M_max＝Q×c×b×[a-0.5×c+c×b/(2×L)]/L

＝10.53×2×3×[3-0.5×2+2×3/(2×6)]/6

＝26.325kN·m

σ＝M_max/(γxW)＝26.325×106/(1.05×309×1000)

＝81.137N/mm²≤[f]

＝215N/mm²

其中，

M_max表示施加荷载时的最大弯矩值；

c为均布荷载的施加长度；

a、b分别为两端支撑点到均布荷载中间的距离；

σ为抗弯强度实际值。

2、抗剪验算

V_a＝Q×c×b/L

＝10.53×2×3/6

＝10.53kN

V_b＝Q×c×b/L

＝10.53×2×3/6

＝10.53kN

V_max＝max(V_a，V_b)

＝max(10.53，10.53)

＝10.53kN

其中：

V_a为A端到最不利受力点的剪切力；

V_b为B端到最不利受力点的剪切力；

V_max最大剪切力；I截面惯性矩；

H是工字钢的高；

h0是工字钢上下两翼缘外表面之间的高度；

h是工字钢上下两翼缘内表面之间的距离。

3、挠度验算

其中，I_x为x轴方向的截面惯性矩。

4、支座反力

R_A＝Q×c×b/L

＝10.53×2×3/6

＝10.53

R_B＝Q×c×b/L

＝10.53×2×3/6

＝10.53

其中：

R_A表示图6中梁的A端的支座反力；

R_B表示图6中梁的B端的支座反力。

通过计算数据可以看出，本实施例提供的栈桥装置是满足结构要求的。

综上所述，在本实施例提供的用于支撑锚杆钻机的栈桥装置，利用支撑梁和加固梁形成的封闭形框架，实现了支撑锚杆钻机的栈桥的形式的固定化，为锚杆钻机提供了一个稳定可靠的支撑平台，有利于提高锚杆钻机钻孔的精确度和锚杆钻机操作的安全性。同时还大幅度缩短了施工时间，降低了现有技术中随意搭建的栈桥装置的危险性，使得锚杆桩的局部深坑施工现场更加合理和规范。另外，正是由于栈桥装置的形式固定化，使得栈桥装置能够快速的吊运安装至指定位置，省去了原本需要临时规划设置、反复拆卸型钢和钢管的时间，提高了施工速度；在钻孔结束后还可以沿着焊缝进行切割，以使工字钢、槽钢等材料能够得到循环利用，从而较大程度地提高了栈桥装置的经济效益。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于支撑锚杆钻机的栈桥装置，其特征在于，包括两个相对设置的支撑梁，以及两个分别连接在所述支撑梁的两端，与两个所述支撑梁形成封闭形框架的加固梁；

所述栈桥装置通过所述支撑梁跨越基坑，搭在基坑周围的地面上。

2.如权利要求1所述的用于支撑锚杆钻机的栈桥装置，其特征在于，所述封闭形框架为矩形框架；

所述矩形框架中至少有一个对角上设有加固斜梁。

3.如权利要求1所述的用于支撑锚杆钻机的栈桥装置，其特征在于，所述封闭形框架上还连接有用来形成斜坡的斜板，所述斜板有四个，分别靠近两个所述支撑梁的四个端部连接在所述封闭形框架上。

4.如权利要求1所述的用于支撑锚杆钻机的栈桥装置，其特征在于，所述支撑梁包括两个长度相同的工字钢；

两个所述工字钢的两端平齐，并且所述工字钢的翼缘边缘对接；

所述加固梁连接在所述工字钢的端部。

5.如权利要求4所述的用于支撑锚杆钻机的栈桥装置，其特征在于，两个所述工字钢的翼缘边缘通过焊接固定。

6.如权利要求4所述的用于支撑锚杆钻机的栈桥装置，其特征在于，所述支撑梁还包括一槽钢；

所述槽钢的长度与所述工字钢的长度相同；

所述槽钢的两端与所述工字钢的两端平齐，并且固定在所述工字钢的顶部翼缘面上，所述槽钢的槽口背向所述工字钢设置。

7.如权利要求6所述的用于支撑锚杆钻机的栈桥装置，其特征在于，所述槽钢的槽背面边缘与两个所述工字钢的顶部翼缘所确定的平面边缘平齐。

8.如权利要求6所述的用于支撑锚杆钻机的栈桥装置，其特征在于，两个工字钢的底部翼缘面上还覆盖有钢板，所述钢板的边缘与两个所述工字钢底部翼缘所确定的平面边缘平齐。

9.如权利要求1所述的用于支撑锚杆钻机的栈桥装置，其特征在于，所述支撑梁的端部固定在所述加固梁上；

所述加固梁为一槽钢；

所述加固梁的槽口背向所述支撑梁设置。

10.如权利要求1所述的用于支撑锚杆钻机的栈桥装置，其特征在于，所述加固梁上还设有吊环。

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