CN212581374U - 一种tbm隧道预制仰拱块运载拼装设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于敞开式TBM施工隧道预制仰拱块拼装技术领域，具体涉及一种TBM隧道预制仰拱块运载拼装设备，包括吊装门架，包括桁架和横梁，两侧为桁架，上方和前后由横梁连接组成；吊装系统，可移动的安装在横梁上，用于抓取、旋转和放置拼装预制仰拱块；以及行走系统，安装在桁架的下端，用于拼装设备在铺成预制仰拱块上行走。本实用新型的TBM隧道预制仰拱块运载拼装设备能够实现预制仰拱块位置的精准调节，将预制仰拱块准确安装到位，拼装速度快、精度高和省时省力。

Description

一种TBM隧道预制仰拱块运载拼装设备

技术领域

本实用新型属于敞开式TBM施工隧道预制仰拱块拼装技术领域，具体涉及一种TBM隧道预制仰拱块运载拼装设备。

背景技术

敞开式TBM施工的隧道，目前大多在机头与拖车之间拼装预制仰拱块，这样拖车和水平运输行走在道床底面，避免二次铺轨和衔接问题，但是这样影响掘进速度，一旦预制仰拱块安装未完成，机头要前进，而拖车不具备行走，那就要等待，这样会直接影响工期。仰拱是隧道结构的基础，与二衬构成隧道整体，是隧道结构的重要组成之一。为了让敞开式TBM发挥出最快的工作效率，因此，提出一种应用于隧道施工与敞开式TBM互不影响的预制仰拱块运载拼装设备，以达到施工质量好、效率速度快、操作人员少、工作环境好、标准化统一等要求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供一种TBM隧道预制仰拱块运载拼装设备，实现预制仰拱块位置的精准调节，将预制仰拱块准确安装到位，拼装速度快、精度高和省时省力。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下的技术方案：

本实用新型的一种TBM隧道预制仰拱块运载拼装设备，包括：

吊装门架，包括桁架和横梁，两侧为桁架，上方和前后由横梁连接组成；

吊装系统，可移动的安装在横梁上，用于抓取、旋转和放置拼装预制仰拱块；

以及行走系统，安装在桁架的下端，用于拼装设备在铺成预制仰拱块上行走。

进一步地，所述行走系统包括两组对称布置的被动行走机构，每组被动行走机构包括液压油缸、回转支承一、轮胎一、轮毂一、车轴一和车轮架一，所述液压油缸的缸筒倾斜固定在桁架前端底部，液压油缸的活塞杆末端通过回转支承一固定在车轮架一的顶部，所述轮毂一的外圈套装轮胎一，轮毂一的内圈嵌固车轴一，车轴一的两端通过轴承固定在车轮架一上。

进一步地，所述行走系统还包括多组对称布置的主动行走机构，每组主动行走机构包括液压马达一、小齿轮、大齿轮、回转支承二、轮胎二、轮毂二、车轴二和车轮架二，所述桁架中后端底部通过回转支承二固定在车轮架二的顶部，所述液压马达一安装在车轮架二的外侧，液压马达一的输出轴连接小齿轮，所述小齿轮与大齿轮相啮合，所述大齿轮的中心孔与车轴二固定连接，车轴二的两端通过轴承固定在车轮架二上，所述车轴二嵌固在轮毂二的内圈，轮毂二的外圈套装轮胎二。

进一步地，在与所述桁架平行的横梁一底部设置齿条。

进一步地，所述吊装系统包括吊架、回转支承三、行走齿轮、安装架、环形链条、吊钩、绞盘和行走轮，所述吊架内部设置行走轮和行走齿轮，所述行走轮沿横梁一上部行走，所述行走齿轮与齿条相啮合，所述吊架底部通过回转支承三与安装架连接，在安装架的内部设置绞盘，所述环形链条缠绕在绞盘上，所述环形链条的末端连接吊钩。

进一步地，所述行走齿轮的中心孔与液压马达二的输出轴固定连接；所述绞盘安装在提升电机的输出轴上。

进一步地，所述吊装系统还包括横移油缸，所述横移油缸的缸筒固定在吊架上，所述横移油缸的活塞杆的末端与安装架固定连接，用于推动安装架横向移动。

进一步地，还包括液压泵站，所述液压泵站安装在横梁的下部。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

为了使隧道施工更快，衬砌质量更好，本实用新型提出了一种TBM隧道预制仰拱块运载拼装设备，该设备主要包括吊装门架、吊装系统和行走系统，设计简单合理、机械化程度高、省时省力，通过设置行走系统可以使整个设备移动到预制仰拱块待拼装段，通过设置绞盘和环形链条可以起吊和放置预制仰拱块，通过吊装系统的液压马达二转动可以将预制仰拱块运送至预定安装位置，通过回转支承三可以将纵向吊起的预制仰拱块旋转至横向位置，通过横移油缸可以精确调整预制仰拱块的位置，该设备在狭窄的隧道中提高了施工效率，降低了人工成本，在隧道工程中具有重要的推广价值。

本实用新型能够满足一机多用，既可吊装拼装预制仰拱块，也可倒运TBM主机施工需要的物料，预制仰拱块拼装与物料运输互不影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例的TBM隧道预制仰拱块运载拼装设备的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是图1的右视图。

图中序号所代表的含义为：

101.桁架，102.横梁，201.液压油缸，202.回转支承一，203.轮胎一，204.轮毂一，205.车轴一，206.车轮架一，301.液压马达一，302.小齿轮，303.大齿轮，304.回转支承二，305.轮胎二，306.轮毂二，307.车轴二，308.车轮架二，5.齿条，6.横梁一，701.吊架，702.回转支承三，703.行走齿轮，704.安装架，705.环形链条，706.吊钩，707.行走轮，708.横移油缸，8.液压泵站，9.运输列车，10.预制仰拱块。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，本实施例的TBM隧道预制仰拱块运载拼装设备，包括吊装门架、吊装系统和行走系统，吊装门架是主要支撑部分，主要用于支撑自身重量以及施工中吊装载荷，吊装门架包括桁架101和横梁102，优选的，横梁102采用槽钢，两侧为桁架101，上方和前后由横梁102连接组成；吊装系统可移动的安装在横梁102上，用于抓取、旋转和放置拼装预制仰拱块10；行走系统安装在桁架101的下端，用于拼装设备在铺成预制仰拱块10上行走。

如图2所示，行走系统包括两组对称布置的被动行走机构和六组对称布置的主动行走机构；每组被动行走机构包括液压油缸201、回转支承一202、轮胎一203、轮毂一204、车轴一205和车轮架一206，液压油缸201的缸筒倾斜固定在桁架101前端底部，液压油缸201的活塞杆末端通过回转支承一202固定在车轮架一206的顶部，轮毂一204的外圈套装轮胎一203，轮毂一204的内圈嵌固车轴一205，车轴一205的两端通过轴承固定在车轮架一206上。可选的，每组被动行走机构可以包括两套轮胎一203、轮毂一204和车轴一205；液压油缸201的活塞杆伸出缩回带动轮胎一203伸出缩回。

如图3所示，每组主动行走机构包括液压马达一301、小齿轮302、大齿轮303、回转支承二304、轮胎二305、轮毂二306、车轴二307和车轮架二308，桁架101中后端底部通过回转支承二304固定在车轮架二308的顶部，液压马达一301安装在车轮架二308的外侧，液压马达一301的输出轴连接小齿轮302，小齿轮302与大齿轮303相啮合，大齿轮303的中心孔与车轴二307固定连接，车轴二307的两端通过轴承固定在车轮架二308上，车轴二307嵌固在轮毂二306的内圈，轮毂二306的外圈套装轮胎二305。可选的，每组主动行走机构可以包括两套液压马达一301、小齿轮302、大齿轮303、轮胎二305、轮毂二306和车轴二307。当预制仰拱块10安装完毕，液压油缸201的活塞杆缩回带动轮胎一203缩回，主动行走机构的液压马达一301驱动前进。

在与两侧桁架101平行的横梁一6底部设置齿条5。

吊装系统不仅可以吊装预制仰拱块10，还可以用于吊装混泥土罐车等TBM主机施工需要的物料，这样中间拼装区就可以不用铺轨。吊装系统包括吊架701、回转支承三702、行走齿轮703、安装架704、环形链条705、吊钩706、绞盘和行走轮707，吊架701内上部设置四组行走轮707，下部设置四个行走齿轮703，行走轮707与横梁一6的上部接触并沿横梁一6行走，行走齿轮703与横梁一6底部的齿条5相啮合，行走齿轮703的中心孔与液压马达二的输出轴固定连接，液压马达二带动行走齿轮703转动，从而使行走齿轮703沿着齿条5做直线运动，其中，行走轮707用于支撑整个吊装系统，行走齿轮703与齿条5相配合实现吊装系统整体移动；吊架701底部通过回转支承三702与安装架704连接，可实现预制仰拱块90°转向。在安装架704的内部设置绞盘，绞盘安装在提升电机的输出轴上，环形链条705缠绕在绞盘上，环形链条705的末端连接吊钩706，提升电机转动实现环形链条705的收放。

吊装系统还包括横移油缸708，横移油缸708的缸筒固定在吊架701上，横移油缸708的活塞杆末端与安装架704固定连接，用于推动安装架704横向移动，调整预制仰拱块10的位置。

该设备还包括液压泵站8，液压泵站8安装在横梁102的下部，用于控制该设备各个机构运动，包括控制主动行走机构行走、被动行走机构的液压油缸201伸缩、吊装系统行走以及安装架704横向移动。

除了上面的结构，本实施例的拼装设备还包括电气系统，主要由控制柜、按键开关、线路等组成，主要用于控制提升电机和液压泵站8启停。

工作过程如下：

步骤1，拼装设备的位置移动

主动行走机构的液压马达一301转动，使整个拼装设备沿铺成预制仰拱块10上行走至预制仰拱块10待拼装段。

步骤2，预制仰拱块10的运输

预制仰拱块10由专用平板车和固定编组成列的运输列车9运输，每次运输两块预制仰拱块10，运输列车9将其运至卸载区。

步骤3，预制仰拱块10的吊装

吊装系统的液压马达二转动，使吊装系统移动，直至环形链条705下端的吊钩706对准预制仰拱块10上的吊装孔，提升电机转动使环形链条705下端的吊钩706吊起预制仰拱块10，吊装系统的液压马达二转动，将预制仰拱块10运送至前方预定安装位置。

预制仰拱块10从平板车吊起时是纵向的，运至拼装区后，回转支承三702将预制仰拱块10旋转至横向位置。

步骤4，预制仰拱块10的调整

将预制仰拱块10吊至预定安装位置后，将标靶放到预制仰拱块10中心水沟前端，操作提升电机使预制仰拱块10下降至激光束照射到十字丝的横丝上，然后操作横移油缸708，使安装架704带动预制仰拱块10左右移动，使激光束处于十字丝的中心，表示预制仰拱块10已处于预定安装位置。把水平尺放在预制仰拱块10顶面与隧道轴线垂直的方向，缓慢调节环形链条705升降，直到水平尺气泡居中，表示预制仰拱块10顶部已经处于水平。

步骤5，预制仰拱块10的安装

在预制仰拱块10两侧的前后端底部各放一块混泥土楔形块，用铁锤敲打挤紧预制仰拱块10。安装完毕后粘贴中心水沟止水带，清理干净中心水沟内杂物。接着就可以进行下一块安装。

步骤6，内部灌注作业

两块预制仰拱块10就位后，安装端头堵板，然后使用注浆机进行灌注作业，同时在矮边墙位置进行钢筋绑扎。钢筋笼制作完毕后，进行矮边墙的衬砌作业，安装模板及固定支撑。混凝土从洞外由罐车运输至卸载区，下料经过溜槽到模板内部，并且进行充分的振捣，直至浇筑到位。

步骤7，拼装设备就位

在预制仰拱块10安装完毕，以及矮边墙衬砌等强后，液压油缸201带动轮胎一203缩回，主动行走机构的液压马达一301驱动前进，到下一工位，液压油缸201带动轮胎一203伸出，顶紧到岩壁上。拼装设备就位后，就可安装下一环预制仰拱块10。

步骤8，吊运物料

在预制仰拱块10还未达到，并且有混凝土罐车到达时，可用吊装系统吊装混凝土罐车进行倒运。吊装系统放出环形链条705，将环形链条705的吊钩706钩住罐车的吊装销。起吊后，罐车行驶至前端，若有未等强的预制仰拱块10，可往最前端放下，前部空间足够。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的 “一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非现定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

最后需要说明的是：以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，仅用于说明本实用新型的技术方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种TBM隧道预制仰拱块运载拼装设备，其特征在于，包括：

吊装门架，包括桁架和横梁，两侧为桁架，上方和前后由横梁连接组成；

吊装系统，可移动的安装在横梁上，用于抓取、旋转和放置拼装预制仰拱块；

以及行走系统，安装在桁架的下端，用于拼装设备在铺成预制仰拱块上行走。

2.根据权利要求1所述的TBM隧道预制仰拱块运载拼装设备，其特征在于，所述行走系统包括两组对称布置的被动行走机构，每组被动行走机构包括液压油缸、回转支承一、轮胎一、轮毂一、车轴一和车轮架一，所述液压油缸的缸筒倾斜固定在桁架前端底部，液压油缸的活塞杆末端通过回转支承一固定在车轮架一的顶部，所述轮毂一的外圈套装轮胎一，轮毂一的内圈嵌固车轴一，车轴一的两端通过轴承固定在车轮架一上。

3.根据权利要求2所述的TBM隧道预制仰拱块运载拼装设备，其特征在于，所述行走系统还包括多组对称布置的主动行走机构，每组主动行走机构包括液压马达一、小齿轮、大齿轮、回转支承二、轮胎二、轮毂二、车轴二和车轮架二，所述桁架中后端底部通过回转支承二固定在车轮架二的顶部，所述液压马达一安装在车轮架二的外侧，液压马达一的输出轴连接小齿轮，所述小齿轮与大齿轮相啮合，所述大齿轮的中心孔与车轴二固定连接，车轴二的两端通过轴承固定在车轮架二上，所述车轴二嵌固在轮毂二的内圈，轮毂二的外圈套装轮胎二。

4.根据权利要求1所述的TBM隧道预制仰拱块运载拼装设备，其特征在于，在与所述桁架平行的横梁一底部设置齿条。

5.根据权利要求4所述的TBM隧道预制仰拱块运载拼装设备，其特征在于，所述吊装系统包括吊架、回转支承三、行走齿轮、安装架、环形链条、吊钩、绞盘和行走轮，所述吊架内部设置行走轮和行走齿轮，所述行走轮沿横梁一上部行走，所述行走齿轮与齿条相啮合，所述吊架底部通过回转支承三与安装架连接，在安装架的内部设置绞盘，所述环形链条缠绕在绞盘上，所述环形链条的末端连接吊钩。

6.根据权利要求5所述的TBM隧道预制仰拱块运载拼装设备，其特征在于，所述行走齿轮的中心孔与液压马达二的输出轴固定连接；所述绞盘安装在提升电机的输出轴上。

7.根据权利要求5所述的TBM隧道预制仰拱块运载拼装设备，其特征在于，所述吊装系统还包括横移油缸，所述横移油缸的缸筒固定在吊架上，所述横移油缸的活塞杆的末端与安装架固定连接，用于推动安装架横向移动。

8.根据权利要求1所述的TBM隧道预制仰拱块运载拼装设备，其特征在于，还包括液压泵站，所述液压泵站安装在横梁的下部。

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