适用于大断面隧道的半自动安装的钢拱架及其安装方法技术

本发明专利技术涉及一种适用于大断面隧道的半自动安装的钢拱架及其安装方法，所述的钢拱架通过以下方法安装在大断面隧道上：(1)取多段钢拱采用合叶式链铰依次连接组成整体，然后完全折叠运送至功底；(2)使用伸缩臂作业车托举钢拱架的顶部，并将折叠的钢拱架架设于设计位置，然后自动展开；(3)钢拱架架设定位后，将新架设的钢拱架的拱脚与之前固定安装好的钢拱架的拱脚采用钢筋焊接固定；(4)合上并固定相邻两段钢拱之间的合叶式链铰；(5)将新架设的钢拱架上的除拱脚外的其他部位与之前安装的钢拱架采用钢筋焊接起来。与现有技术相比，本发明专利技术具有施工安全性高、速度快、架设质量高、加工简单等优点。

【技术实现步骤摘要】
适用于大断面隧道的半自动安装的钢拱架及其安装方法
本专利技术涉及地下工程施工领域，尤其是涉及一种适用于大断面隧道的半自动安装的钢拱架及其安装方法。
技术介绍
在不良围岩中掘进隧道，钢拱架是必不可少的支护构件之一，特别是型钢钢架如安装合理、及时，就能立即发挥其支护效果，这对于保障施工安全与控制地层变形都至关重要，这是其他支护构件不可比拟的。常规方法下，每一轮隧道开挖完毕后，一般都需要工人在靠近开挖面的情况下完成钢拱的定位，随后安装拱桥并固定拱脚。这种架设方法将钢拱架分为若干段，由人工分段架设安装，然后用螺栓连接，施工安全性差、速度慢，占用作业循环时间比较长，且架设质量也存在问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用于大断面隧道的半自动安装的钢拱架及其安装方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种适用于大断面隧道的半自动安装的钢拱架，包括n段钢拱，其中，n为不小于2的正整数，所述的n段钢拱中，相邻两段钢拱通过一个合叶式链铰连接起来。优选的，所述的合叶式链铰包括一根链铰轴，以及连接所述链铰轴并可分别绕其转动的两块连接钢板，所述的两块连接钢板还分别固定连接相邻的两段钢拱的端面。更优选的，所述的两块连接钢板上还分别设有位置对应的多个螺栓孔；钢拱架到位展开时，通过与所述螺栓孔的螺栓结构固定相邻两段钢拱，实现钢拱架的固定支护。更优选的，所述合叶式链铰的链铰轴位于钢拱架的内侧，并满足链铰轴垂直于隧道开挖面。这样，当钢拱架在开挖面横向展开时，采用预留核心土开挖方法时，核心土会妨碍钢拱架的展开，因此本专利技术涉及的钢拱架特别适合大断面隧道。一种适用于大断面隧道的半自动安装的钢拱架的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取多段钢拱采用合叶式链铰依次连接组成整体，然后完全折叠运送至功底；(2)使用伸缩臂作业车托举钢拱架的顶部，并将折叠的钢拱架架设于设计位置，然后自动展开；(3)钢拱架架设定位后，将新架设的钢拱架的拱脚与之前固定安装好的钢拱架的拱脚采用钢筋焊接固定；(4)合上并固定相邻两段钢拱之间的合叶式链铰；(5)将新架设的钢拱架上的除拱脚外的其他部位与之前安装的钢拱架采用钢筋焊接起来。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1)钢拱架加工完毕后可整体折叠，方便运输。2)安装时采用机械安装为主，人工辅助定位连接。3)一榀钢拱架可一次安装，施工效率高、速度快、成本低。附图说明图1为本专利技术的整理结构示意图；图2为本专利技术的相邻钢拱的连接处的示意图；图中，1-钢拱，2-链铰，3-链铰轴，4-连接钢板，5-螺栓孔。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1一种适用于大断面隧道的半自动安装的钢拱1架，其结构如图1和图2所示，包括五段钢拱1，五段钢拱1中，相邻两段钢拱1通过一个合叶式链铰2连接起来。合叶式链铰2包括一根链铰轴3，以及连接链铰轴3并可分别绕其转动的两块连接钢板4，两块连接钢板4还分别固定连接相邻的两段钢拱1的端面。两块连接钢板4上还分别设有位置对应的四个螺栓孔5；钢拱1架到位展开时，通过与螺栓孔5的螺栓结构固定相邻两段钢拱1，实现钢拱1架的固定支护。合叶式链铰2的链铰轴3位于钢拱1架的内侧，并满足链铰轴3垂直于隧道开挖面。一种适用于大断面隧道的半自动安装的钢拱1架的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取五段钢拱1采用合叶式链铰2依次连接组成整体，然后完全折叠运送至功底；(2)使用伸缩臂作业车托举钢拱1架的顶部，并将折叠的钢拱1架架设于设计位置，然后自动展开；(3)钢拱1架架设定位后，将新架设的钢拱1架的拱脚与之前固定安装好的钢拱1架的拱脚采用钢筋焊接固定；(4)合上并固定相邻两段钢拱1之间的合叶式链铰2；(5)将新架设的钢拱1架上的除拱脚外的其他部位与之前安装的钢拱1架采用钢筋焊接起来。上述的对实施例的描述是为便于该
的普通技术人员能理解和使用专利技术。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本专利技术不限于上述实施例，本领域技术人员根据本专利技术的揭示，不脱离本专利技术范畴所做出的改进和修改都应该在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于大断面隧道的半自动安装的钢拱架，其特征在于，包括n段钢拱，其中，n为不小于2的正整数，所述的n段钢拱中，相邻两段钢拱通过一个合叶式链铰连接起来。

【技术特征摘要】
1.一种适用于大断面隧道的半自动安装的钢拱架，其特征在于，包括n段钢拱，其中，n为不小于2的正整数，所述的n段钢拱中，相邻两段钢拱通过一个合叶式链铰连接起来。2.根据权利要求1所述的一种适用于大断面隧道的半自动安装的钢拱架，其特征在于，所述的合叶式链铰包括一根链铰轴，以及连接所述链铰轴并可分别绕其转动的两块连接钢板，所述的两块连接钢板还分别固定连接相邻的两段钢拱的端面。3.根据权利要求2所述的一种适用于大断面隧道的半自动安装的钢拱架，其特征在于，所述的两块连接钢板上还分别设有位置对应的多个螺栓孔；钢拱架到位展开时，通过与所述螺栓孔的螺栓结构固定相邻两段钢拱，实现钢拱架的固定支护。4.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：武军，李博平，杨晓明，王坤，杜俊黎，李利国，师印，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三九二六部队，
类型：发明
国别省市：北京,11