CN220955643U - 一种集拱架安装的多功能综合作业台车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种集拱架安装的多功能综合作业台车，至少包括门架以及安装于门架上移动台架和拱架安装机构，移动台架沿门架纵向移动，所述拱架安装机构：顶升架，其设置有两个并对称固定于移动台架的两侧，每个顶升架包括沿纵向布置的小车轨道和分布固定于小车轨道底部的可伸缩的顶升撑杆，顶升撑杆的底部与移动台架固定连接，使小车轨道位于移动台架的上方；拱架安装小车，其设置有多组，每组拱架安装小车均包括两个对称安装于两个小车轨道上的拱架安装小车，拱架安装小车沿小车轨道纵向移动。该台车能够适应不同工法施工，并将隧道开挖和支护进行集成，而且施工效率较高。

Description

一种集拱架安装的多功能综合作业台车

技术领域

本实用新型涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种集拱架安装的多功能综合作业台车。

背景技术

随着我国交通基础设施规模的与日俱增，公路和铁路隧道的数量不断增加，隧道建设任务繁重，而且施工现场环境较差、安全系数较低，另外人工成本的大幅度上升以及对隧道施工安全的严格要求，使得隧道施工智能化、信息化、机械化已成为共识，目前国内隧道施工已实现部分机械化。

洞身开挖是隧道施工中的重要环节，现有隧道掌子面配套机械化施工各工序作业机械有：凿岩台车、拱架安装台车、湿喷机、锚杆台车等机械设备。但这些设备功能单一，导致工序转换需要频繁更换施工机械设备，施工效率低，同时机械设备的成本和维护费用较高。另外根据隧道开挖工法，可以将自制开挖台架分为全断面开挖台架、二台阶法开挖台架等，不同的开挖工法需要更换不同的台架。

因此提供一种将隧道开挖各工序集成为一体且适用于多种开挖工法的多功能综合作业台车是很有必要的，也是今后隧道施工技术的发展方向。

实用新型内容

本实用新型提供了一种集拱架安装的多功能综合作业台车，该台车能够适应不同工法施工，并将隧道开挖和支护进行集成，而且施工效率较高。

实现本实用新型上述目的所采用的技术方案为：

一种集拱架安装的多功能综合作业台车，至少包括门架以及安装于门架上移动台架和拱架安装机构，移动台架沿门架纵向移动，所述拱架安装机构：

顶升架，其设置有两个并对称固定于移动台架的两侧，每个顶升架包括沿纵向布置的小车轨道和分布固定于小车轨道底部的可伸缩的顶升撑杆，顶升撑杆的底部与移动台架固定连接，使小车轨道位于移动台架的上方；

拱架安装小车，其设置有多组，每组拱架安装小车均包括两个对称安装于两个小车轨道上的拱架安装小车，拱架安装小车沿小车轨道纵向移动。

每个拱架安装小车均包括车架、走行轮和水平轮，其中车架整体呈拱形结构，走行轮连接于车架底部的中间位置，水平轮连接于车架底部的两侧，车架跨坐于小车轨道上，使走行轮安装于小车轨道顶部，水平轮安装于小车轨道的两侧。

所述车架的顶部设置有容置拱架的拱形槽，拱形槽中心线的内侧壁上安装有用于承托拱架的托辊，拱形槽靠近外侧的内侧壁上固定有垫板，垫板对面的拱形槽的侧壁上穿过连接有拱架锁紧轴，调节拱架锁紧轴在拱形槽的长度，将拱形槽内放置的拱架锁紧；所述车架的一侧穿过连接有车架锁紧轴，调节车架锁紧轴顶紧小车轨道的一侧，将拱架安装小车锁紧于小车轨道上。

所述门架后端的两侧对称安装有两组用于将拱架从低位托举至高位的拱架举升机构，每组拱架举升机构包括沿竖直方向设置的举升轨道和爬行小车，举升轨道固定于门架后端，爬行小车安装于举升轨道上并沿举升轨道爬行；所述爬行小车上沿竖直方向固定有支撑架，支撑架的顶部沿前后方向固定有多个拱架托架；所述拱架举升机构位于顶升架的小车轨道的外侧，顶升架的小车轨道的后端伸出至拱架举升机构的后方，拱架举升机构将拱架托举至拱架安装小车的上方。

所述门架后端的顶部的中线上安装有用于吊取拱架的悬臂吊。

所述门架和移动台架上安装有附属机构，附属机构包括安装于门架和移动台架上的工作平台和架梯。

所述门架、和/或移动台架、和/或工作平台上安装有工作臂。

所述移动台架包括矩形桁架以及固定于矩形桁架前端的台架支撑杆，矩形桁架移动安装于门架顶部，使台架支撑杆位于门架的前方，矩形桁架的底部和门架顶部安装有纵移驱动机构，通过纵移驱动机构驱动矩形桁架沿门架纵向移动，纵移驱动机构为链条链轮式驱动结构；所述台架支撑杆为高度可调的伸缩杆，台架支撑杆设置有左右两根。

所述门架包括底纵梁、立柱和上横梁，其中底纵梁设置有左右两根，立柱竖直固定于底纵梁的两端和底纵梁上，上横梁固定于左右两根立柱的顶部并与立柱共同形成门型结构，相邻的上横梁之间均分布连接有纵连杆，上横梁与立柱之间均连接有斜撑杆，相邻的立柱之间均连接有剪刀撑；所述移动台架轨道设置有两根，并分别沿纵向固定于上横梁顶部的两侧。

所述门架的底部安装有走行机构，所述门架的底部四角处安装有四组横移起升机构，对台架整体进行横向和竖直高度的调整；门架上还安装有为台车上各组件提供运行动力的电气液压系统。

与现有技术相比，本实用新型提供的集拱架安装的多功能综合作业台车具有以下优点：1、本实用新型提供的集拱架安装的多功能综合作业台车在出渣时可以不退出隧道开挖面，在出渣的同时可在移动台架上直接进行拱架、连接筋及钢筋网片的分组预拼装，提升施工效率。

2、本实用新型提供的集拱架安装的多功能综合作业台车在进行拱架安装时，通过悬臂吊和拱架举升机构对拱架进行提升，拱架举升机构上的拱架可直接落在拱架安装小车上，无需人工进行搬运，在降低工人动强度的同时，提高了施工效率。

3、本实用新型提供中移动台架与拱架安装小车的结构设计能够满足不同工法转换的施工需求，解决了传统开挖台架无法适应不同工法施工的问题。

4、本实用新型提供的集拱架安装的多功能综合作业台车将隧道开挖和支护进行集成，能够实现钻爆装药、拱架安装、混凝土湿喷等工作，节省了机械化施工中不同工序设备转场倒换频繁，提高了施工效率，同时降低隧道施工配套机械成本及维护费用。

附图说明

图1为本实用新型提供的集拱架安装的多功能综合作业台车的立体结构图；

图2为本实用新型提供的集拱架安装的多功能综合作业台车的后视图；

图3为本实用新型提供的集拱架安装的多功能综合作业台车的侧视图一；

图4为本实用新型提供的集拱架安装的多功能综合作业台车的侧视图二；

图5为本实用新型提供的集拱架安装的多功能综合作业台车的主要部位连接图；

图6为本实用新型中门架、走行机构和横移起升机构的连接结构图；

图7为本实用新型中移动台架的结构示意图；

图8为本实用新型中移动台架的侧视图；

图9为本实用新型中纵移驱动机构与门架和移动台架的连接侧视图；

图10为本实用新型中纵移驱动机构与门架和移动台架的连接后视图；

图11为本实用新型中拱架安装机构的侧视图；

图12为本实用新型中拱架安装机构的后视图；

图13为本实用新型中移动台架和拱架安装机构的连接示意图；

图14为本实用新型中拱架安装小车的立体结构图；

图15为本实用新型中拱架安装小车的后视图；

图16为本实用新型中拱架举升机构的结构示意图，其中(a)为后视图，(b)为侧视图；

图17为本实用新型中悬臂吊和安装架的结构示意图；

图中：1-门架，11-底纵梁，12-立柱，13-上横梁，14-纵连杆，15-斜撑杆，16-剪刀撑，17-移动台架轨道，171-轨道板；

2-走行机构，3-横移起升机构；

4-移动台架，41-矩形桁架，411-托轨，42-台架支撑杆，421-增高节，422-伸缩套，423-伸缩油缸，43-后拖轮组，44-反挂轮组，45-前托轮组，46-减速机，47-链轮箱，48-链条；

5-拱架安装机构，51-顶升架，511-小车轨道，512-顶升撑杆，52-安装小车，521-车架，522-走行轮，523-水平轮，524-车架锁紧轴，525-垫板，526-拱架锁紧轴，527-托辊；

6-拱架举升机构，61-举升轨道，62-爬行小车，63-拱架托架；

71-悬臂吊，72-安装架，8-附属机构，9-拱架，10-电气液压系统。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做详细具体的说明，本实施例中均以台车朝向掌子面的一端为“前端”，台车朝向隧道出口的一端为“后端”。

本实用新型提供的集拱架安装的多功能综合作业台车整体结构如图1～图5所示，包括门架1以及安装于门架上的走行机构2、横移起升机构3、移动台架4、拱架安装机构5、拱架举升机构6、悬臂吊71、工作臂、附属机构8和为台车上各组件提供运行动力的电气液压系统10。

本实施例中门架的结构如图6所示，门架包括底纵梁11、立柱12和上横梁13，其中底纵梁设置有左右两根，立柱竖直固定于底纵梁的两端和底纵梁上，上横梁固定于左右两根立柱的顶部并与立柱共同形成门型结构。具体地，立柱共设置有八根，其中四根分别固定于两根底纵梁的两端，另外四根分布固定于两根底纵梁上，上横梁对应设置有四根。进一步地，相邻的上横梁之间均分布连接有纵连杆14，上横梁与立柱之间均连接有斜撑杆15，相邻的立柱之间均连接有剪刀撑16，位于门架的四角处的上横梁之间也连接有剪刀撑，确保整个门架结构的稳定性。门架顶部(即上横梁的顶部)固定有沿纵向设置的移动台架轨道17，移动台架轨道左右设置有两个，用于安装移动台架。

走行机构包括两组连接于门架底部两侧的履带式走行结构，具体地，两组履带式走行结构分别连接于两根底纵梁的底部，见图6，履带式走行结构通过液压履带底盘自行移动，无需依赖其他设备辅助行走，节约设备使用成本，提高施工效率。

横移起升机构设置有四组并分别连接于门架的底部四角处，见图6。具体地，位于两根底纵梁两端的立柱均延伸至底纵梁的下方，横移起升机构连接于两根底纵梁两端的立柱的底部，对台架整体进行横向和竖直高度的调整。横移起升机构的结构与专利CN116241291A中的横移起升机构的结构相似，此处不再详细介绍。

移动台架安装于门架顶部并沿门架纵向移动，移动台架在门架上移动的结构示意图如图3和图4所示。本实施例中移动台架的结构如图7和图8所示，移动台架包括矩形桁架41以及固定于矩形桁架前端的台架支撑杆42。矩形桁架的后端底部的两侧均设置有后拖轮组43和反挂轮组44，移动台架轨道的顶部固定有轨道板171，见图6，反挂轮组反挂于移动台架轨道的两侧，使后拖轮组与轨道板相接触，移动台架轨道的前端两侧均安装有前托轮组45，见图6，矩形桁架底部的两侧均设置有托轨411，见图8，前托轮组与托轨相接触，从而使矩形桁架移动安装于门架顶部，此时台架支撑杆位于门架的前方，如图9和图10所示。矩形桁架的底部和门架顶部安装有纵移驱动机构，通过纵移驱动机构驱动矩形桁架沿门架纵向移动，纵移驱动机构为链条链轮式驱动结构。具体地，纵移驱动机构包括减速机46、两个链轮箱47和两根链条48，减速机固定于矩形桁架的前端中心线上，两个链轮箱均通过连接轴和连接法兰连接于减速机的两侧，且两个链轮箱均与矩形桁架固定，链条的两端通过张紧装置固定于门架的顶部，两条链条的位置与两个链轮箱的位置上下对应，链条与链轮相啮合，减速机驱动链轮，从而使移动台架在门架上移动。

台架支撑杆为高度可调的伸缩杆，台架支撑杆设置有左右两根。具体地，台架支撑杆包括增高节421和连接于增高节顶部的伸缩套422，伸缩套内设置有伸缩油缸423，如图8所示。伸缩油缸伸缩，对台架支撑杆的高度进行调节。台阶法施工时台架支撑杆伸出，支撑在上台阶地面上，保证上台阶施工时设备整体的稳定性，见图4。

拱架安装机构如图11和图12所示，包括顶升架51和拱架安装小车52，顶升架设置有两个并对称固定于移动台架的两侧，每个顶升架包括沿纵向布置的小车轨道511和分布固定于小车轨道底部的可伸缩的顶升撑杆512，顶升撑杆的底部与移动台架固定连接，使小车轨道位于移动台架的上方，如图13所示。具体地，顶升撑杆包括顶升套和油缸，顶升套固定于移动台架的底部并伸出至移动台架的上方，油缸设置于顶升套内，对小车轨道进行顶升，见图12，便于后期拱架安装。本实施例中小车轨道的底部分布有两个顶升撑杆，两个顶升撑杆固定于移动台架的前端和后端。小车轨道的两端却设置有凸起，对拱架安装小车进行限位，避免拱架安装小车从两端掉落。

拱架安装小车设置有多组，用于多榀拱架的拼装，本实施例中拱架安装小车设置有三组，用于三榀拱架的拼装，见图13。每组拱架安装小车均包括两个对称安装于两个小车轨道上的拱架安装小车，拱架安装小车沿小车轨道纵向移动。

拱架安装小车的结构如图14～图15所示，每个拱架安装小车均包括车架521、走行轮522和水平轮523，其中车架整体呈拱形结构，走行轮连接于车架底部的中间位置，水平轮连接于车架底部的两侧，车架跨坐于小车轨道上，使走行轮安装于小车轨道顶部，水平轮安装于小车轨道的两侧，通过人工推动拱架安装小车在小车轨道上纵向移动。车架的一侧穿过连接有车架锁紧轴524，车架锁紧轴与车架通过螺纹和螺母连接，见图15，调节车架锁紧轴顶紧小车轨道的一侧，将拱架安装小车锁紧于小车轨道上，后期在台车上进行网片和连接筋的焊接工作时，都需要通过车架锁紧轴将拱架安装小车锁紧固定。车架的顶部设置有容置拱架9的拱形槽，拱形槽中心线的内侧壁上安装有用于承托拱架的托辊527，拱形槽靠近外侧的内侧壁上固定有垫板525，垫板对面的拱形槽的侧壁上穿过连接有拱架锁紧轴526，拱架锁紧轴与拱形槽的侧壁通过螺纹和螺母锁紧连接，调节拱架锁紧轴在拱形槽的长度，从而将拱形槽内放置的拱架锁紧，避免人工推动时拱架掉落。

拱架举升机构用于将拱架从低位托举至高位，拱架举升机构在门架后端的两侧对称设置有两组，见图5。拱架举升机构与专利CN116241291A中的举升机构的结构相似，每组拱架举升机构均包括沿竖直方向设置的举升轨道61和爬行小车62，如图16所示，举升轨道固定于门架后端，爬行小车安装于举升轨道上，并通过竖直驱动机构驱动爬行小车沿举升轨道爬行，竖直驱动机构为链条链轮式驱动结构，竖直驱动机构包括减速机、链轮和链条。本实施例中爬行小车上沿竖直方向固定有支撑架，支撑架的顶部沿前后方向固定有多个拱架托架63，本实施例中拱架托架的数量对应为三个，可以同时进行三榀拱架的托举。

具体地，拱架举升机构位于顶升架的小车轨道的外侧，避免影响拱架的托举，顶升架的小车轨道的后端伸出至拱架举升机构的后方，见图3，确保拱架安装小车能够移动至拱架举升机构。爬行小车爬行至举升轨道的顶部时，拱架托架上托举的拱架的高度高于顶升架收缩时拱架安装小车的高度，从而使拱架举升机构将拱架托举至拱架安装小车的上方，顶升架顶升，使拱架落在拱架安装小车上，从而完成拱架的运输。

悬臂吊用于吊装拱架，悬臂吊安装于门架后端的顶部的中线上，见图5。具体地，悬臂吊通过安装架72安装于门架上，如图17所示，安装架包括底座和连接于底座后端的竖直支撑架，悬臂吊固定于竖直支撑架上并伸出至门架后方。本实施例中通过悬臂吊将台车后方预拼装的拱架吊取放置到拱架举升机构的拱架托架上(一次可以存放三榀拱架)。

本实施例中附属机构包括安装于门架和移动台架上的工作平台和架梯，具体地，门架的两侧均安装有一层工作平台，移动台架的两侧均安装有两层平台，见图1和图2，且移动台架上的平台随移动台架一起移动，见图3和图4。门架和移动台架两侧的各层平台之间的外边缘与拱架安装小车上运输的拱架的弧形相匹配，见图2，避免移动台架影响到拱架的安装，同时又能够对拱架进行支撑。门架的顶部和移动台架的顶部也安装有工作平台，方便施工和在移动台架上进行网片和连接筋的焊接工作。各层工作平台之间均设置有架梯，门架的工作平台和移动台架的之间也设置有架梯。

本实施例中工作臂根据实际要求，在门架、和/或移动台架、和/或工作平台上分布安装多个，工作臂的结构参考专利CN113530552A中的工作臂，此处不再详细介绍。

本实用新型提供的集拱架安装的多功能综合作业台车进行拱架安装作业的步骤为：

(1)在台车后方场地上进行拱架各节段预拼装；

(2)台车移动至拱架预拼装的位置，后端的悬臂吊下发钩子，将拱架放置到拱架举升机构的拱架托架上(一次可以存放三榀拱架)；

(3)拱架举升机构托举拱架上升至拱架安装小车上方位置，此时移动台架前移预留出拱架上升空间；

(4)移动台架后移，使小车轨道位于拱架托架上方，拱架安装小车后移至拱架托架的正下方，拱架举升机构下行，使三榀拱架分别落在三组拱架安装小车上，拱架安装小车移动至台车中前部，通过车架锁紧轴和拱架锁紧轴分别锁紧拱架安装小车和拱架，在移动台架顶部的工作平台上进行网片和连接筋的焊接工作，此时拱架举升机构下行到底部；

(5)台车整机前移至掌子面预安装位置并利用横移起升机构调整整机站位；

(6)当进行台阶法安装时，移动台架前移至上台阶位置，台架支撑杆的底部支撑于上台阶上，见图4；若是全断面施工，则无需前移移动台架；

(7)拱架安装小车托举焊接完成的拱架至掌子面，根据测量放样点，逐榀安装拱架，拱架安装小车松开拱架；

(8)台车整机收回，移出掌子面，待进行下一循环作业。

本实用新型提供的集拱架安装的多功能综合作业台车能够满足全断面法、二台阶法等多种工法的隧道施工，适应性强。同时能够实现钻爆装药、拱架安装、混凝土湿喷等工作，节省了机械化施工中不同工序设备转场倒换频繁，提高了施工效率，同时降低隧道施工配套机械成本及维护费用。

Claims (10)

1.一种集拱架安装的多功能综合作业台车，至少包括门架以及安装于门架上移动台架和拱架安装机构，移动台架沿门架纵向移动，其特征在于：所述拱架安装机构：

顶升架，其设置有两个并对称固定于移动台架的两侧，每个顶升架包括沿纵向布置的小车轨道和分布固定于小车轨道底部的可伸缩的顶升撑杆，顶升撑杆的底部与移动台架固定连接，使小车轨道位于移动台架的上方；

拱架安装小车，其设置有多组，每组拱架安装小车均包括两个对称安装于两个小车轨道上的拱架安装小车，拱架安装小车沿小车轨道纵向移动。

2.根据权利要求1所述的集拱架安装的多功能综合作业台车，其特征在于：每个拱架安装小车均包括车架、走行轮和水平轮，其中车架整体呈拱形结构，走行轮连接于车架底部的中间位置，水平轮连接于车架底部的两侧，车架跨坐于小车轨道上，使走行轮安装于小车轨道顶部，水平轮安装于小车轨道的两侧。

3.根据权利要求2所述的集拱架安装的多功能综合作业台车，其特征在于：所述车架的顶部设置有容置拱架的拱形槽，拱形槽中心线的内侧壁上安装有用于承托拱架的托辊，拱形槽靠近外侧的内侧壁上固定有垫板，垫板对面的拱形槽的侧壁上穿过连接有拱架锁紧轴，调节拱架锁紧轴在拱形槽的长度，将拱形槽内放置的拱架锁紧；所述车架的一侧穿过连接有车架锁紧轴，调节车架锁紧轴顶紧小车轨道的一侧，将拱架安装小车锁紧于小车轨道上。

4.根据权利要求1所述的集拱架安装的多功能综合作业台车，其特征在于：所述门架后端的两侧对称安装有两组用于将拱架从低位托举至高位的拱架举升机构，每组拱架举升机构包括沿竖直方向设置的举升轨道和爬行小车，举升轨道固定于门架后端，爬行小车安装于举升轨道上并沿举升轨道爬行；所述爬行小车上沿竖直方向固定有支撑架，支撑架的顶部沿前后方向固定有多个拱架托架；所述拱架举升机构位于顶升架的小车轨道的外侧，顶升架的小车轨道的后端伸出至拱架举升机构的后方，拱架举升机构将拱架托举至拱架安装小车的上方。

5.根据权利要求1所述的集拱架安装的多功能综合作业台车，其特征在于：所述门架后端的顶部的中线上安装有用于吊取拱架的悬臂吊。

6.根据权利要求1所述的集拱架安装的多功能综合作业台车，其特征在于：所述门架和移动台架上安装有附属机构，附属机构包括安装于门架和移动台架上的工作平台和架梯。

7.根据权利要求6所述的集拱架安装的多功能综合作业台车，其特征在于：所述门架、和/或移动台架、和/或工作平台上安装有工作臂。

8.根据权利要求1所述的集拱架安装的多功能综合作业台车，其特征在于：所述移动台架包括矩形桁架以及固定于矩形桁架前端的台架支撑杆，矩形桁架移动安装于门架顶部，使台架支撑杆位于门架的前方，矩形桁架的底部和门架顶部安装有纵移驱动机构，通过纵移驱动机构驱动矩形桁架沿门架纵向移动，纵移驱动机构为链条链轮式驱动结构；所述台架支撑杆为高度可调的伸缩杆，台架支撑杆设置有左右两根。

9.根据权利要求1所述的集拱架安装的多功能综合作业台车，其特征在于：所述门架包括底纵梁、立柱和上横梁，其中底纵梁设置有左右两根，立柱竖直固定于底纵梁的两端和底纵梁上，上横梁固定于左右两根立柱的顶部并与立柱共同形成门型结构，相邻的上横梁之间均分布连接有纵连杆，上横梁与立柱之间均连接有斜撑杆，相邻的立柱之间均连接有剪刀撑；所述移动台架轨道设置有两根，并分别沿纵向固定于上横梁顶部的两侧。

10.根据权利要求1所述的集拱架安装的多功能综合作业台车，其特征在于：所述门架的底部安装有走行机构，所述门架的底部四角处安装有四组横移起升机构，对台架整体进行横向和竖直高度的调整；门架上还安装有为台车上各组件提供运行动力的电气液压系统。