地下工程装配式拱架自动连接装置及施工方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种地下工程装配式拱架自动连接装置及施工方法，装置包括第一连接部件、第二连接部件和连接轴，所述第一连接部件和第二连接部件通过连接轴可转动连接；第一连接部件包括固定板和至少一个固定轴，所述固定板上设置有连接轴贯通孔和与固定轴相适配的固定轴孔；第二连接部件包括承压板和耳板，耳板设置于承压板侧边，且耳板与固定轴孔相对应的位置开有孔洞，当第一连接部件和第二连接部件转动到设定位置后，通过固定轴在固定轴孔和通孔之间的卡合，实现第一连接部件、第二连接部件的卡合连接。本发明专利技术能够灵活进行拱架的装配。

Underground engineering assembly arch automatic connection device and construction method

The invention discloses an underground engineering assembly arch automatic connection device and construction method, the device comprises a first connecting part and second connecting parts and the connecting shaft, the first connecting part and a second connection part through the connecting shaft is rotatably connected with the first connecting component comprises a fixed plate; and at least one fixed shaft, wherein the fixed plate is provided with a connecting shaft through hole and a fixed shaft matched with the fixed shaft hole; the second connecting part includes a bearing plate and the ear plate, the ear plate is arranged on the side of the bearing plate, and the ear plate and the fixed shaft hole corresponding to the position of the hole is opened, when the first connecting part and the second turn to the set position connection the component, through the card between the fixed shaft hole of the through hole and the fixed shaft, the first connecting parts, second connecting parts of the clamping connection. The assembly of the invention can flexible arch.

【技术实现步骤摘要】
地下工程装配式拱架自动连接装置及施工方法
本专利技术涉及一种地下工程装配式拱架自动连接装置及施工方法。
技术介绍
随着地下工程建设速度及规模的迅猛发展，保证施工安全、提高施工质量及效率逐渐成为当前地下工程建设的关键问题。钢拱架作为地下工程中应用最为广泛的支护形式之一，其节点连接形式极大地限制了现场拱架的施工工艺，使得人工安装方式仍然是地下工程支护的主流。现场人工安装拱架普遍存在以下不足：施工安全性差。地下工程开挖及初支期间，由于支护不及时或支护强度不足造成的拱顶冒落、围岩大变形、支护构件破断失效等事故时有发生，严重威胁现场工人的安全。施工质量差、效率低。传统钢拱架的法兰、套管等常用节点连接形式，拼装困难、工艺复杂，极大地影响了现场施工的质量及效率。劳动强度大。传统拱架体积大、重量沉，有限的施工空间使得现场工人劳动强度增大，且较差的施工环境不利于了现场工人的身体健康。为了满足地下工程建设发展的需求，同时推进地下工程建设的无人化、智能化进程，有必要对传统拱架节点连接形式进行改进，并改善当前地下工程支护的施工工艺。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提出了一种地下工程装配式拱架自动连接装置及施工方法，本专利技术通过提供拱架连接结构，构建了装配式拱架，针对现场条件及施工需求选择机械化施工或人工施工方式，极大程度上保证了现场施工人员的安全性，提高了施工效率，缩短了施工周期。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种地下工程装配式拱架自动连接装置，包括第一连接部件、第二连接部件和连接轴，所述第一连接部件和第二连接部件通过连接轴可转动连接；所述第一连接部件包括固定板和至少一个固定轴，所述固定板上设置有连接轴贯通孔和与固定轴相适配的固定轴孔；所述第二连接部件包括承压板和耳板，所述耳板设置于承压板侧边，且耳板与固定轴孔相对应的位置开有孔洞，当第一连接部件和第二连接部件转动到设定位置后，通过固定轴在固定轴孔和通孔之间的卡合，实现第一连接部件、第二连接部件的卡合连接。进一步的，所述第一连接部件和第二连接部件分别焊接于待连接的两节相邻的拱架上，并通过可转动的连接轴进行连接。进一步的，所述固定轴孔至少设置一个，固定轴孔沿固定板上的水平面延伸方向布设，包括横向孔、纵向孔或斜向孔。进一步的，所述固定轴孔包括贯通孔或/和半通孔。进一步的，所述耳板有若干个，与承压板的连接形式包括但不限于单侧耳板、双侧耳板、齐头耳板或环向耳板，且耳板与承压板的连接形式与固定轴的数量和固定轴孔的设置方式相配合。进一步的，所述固定轴为可伸缩轴，具体包括弹性构件和承压构件，所述承压构件包括可伸出固定轴孔的柱体结构，以及不可伸出固定轴孔的膨大结构，弹性构件设置于承压构件内部。更进一步的，所述柱体结构按截面形状可设计为圆柱体结构、方柱体结构、多边形柱体结构等。所述柱体结构伸出轴孔的端头部分可为半球形端头、圆台状端头、柱状端头等。优选的，所述膨大结构可设置为球状结构、圆柱结构、方柱结构等。当然，本领域技术人员能够在本专利技术的工作原理的基础上，将其形状修改为其他形状，如三角形、矩形等等，这些均属于常规替换，理应属于本专利技术的保护范围。进一步的，所述固定轴为两端承压伸缩轴或单侧承压伸缩轴。作为另一种实施方案，所述固定轴为具有螺栓结构或销轴结构的轴体。一种地下工程装配式拱架，包括多个依次连接的拱架节段，相邻的两节拱架之间通过上述节点自动连接装置相连，形成装配式拱架。基于上述的节点自动连接装置施工方法，或上述拱架的连接方法，步骤如下：步骤一：连接节点，在相邻两节拱架既定位置分别焊接节点自动连接装置的第一连接部件和第二连接部件，通过连接轴连接节点最终形成整榀拱架；步骤二：折叠准备，利用节点连接装置的旋转特性反向折叠拱架，并运送至拱架施工位置；步骤三：架设拱架，第一连接部件和第二连接部件旋转至完全卡合，固定轴孔与耳板的通孔相重合，卡合固定轴，实现节点卡合，完成地下工程装配式拱架的现场施工。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1)本专利技术节点装置形式多样、结构简单，加工成本较低且加工工艺简易，焊接方便，组装灵活；2)本专利技术针对不同的现场条件及施工需求采用不同节点形式，选择装配式拱架机械化施工、人工施工及混合施工方式，简化施工工艺，提高施工效率；3)本专利技术取代或减少了现场施工人员数量，降低劳动强度，提高施工安全性；4)本专利技术适用范围广，适合当前地下工程已有的绝大多数拱架，如工字钢、H型钢、U型钢、圆钢、方钢及约束混凝土拱架等。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为装配式拱架自动连接装置三维示意图；图2(a)、(b)分别为单侧承压伸缩轴配合两端承压伸缩轴节点装置主视图和两端承压伸缩轴配合螺栓结构节点装置主视图；图3(a)-(f)为第一连接部件三种实施方式的主视图及剖面图；图4(a)、(b)、(c)分别为单(双)侧耳板、环向耳板和齐头耳板的主视图；图5(a)、(b)、(c)、(d)分别为单侧耳板、双侧耳板、环向耳板和齐头耳板的侧视图；图6为单侧卡销孔连接轴及两端卡销孔连接轴示意图；图7为螺栓装置示意图；图8(a)、(b)分别为单侧承压伸缩轴、两端承压伸缩轴装置示意图；图9(a)、(b)分别为两端承压伸缩轴节点装置剖面图和单侧承压伸缩轴配合两端承压伸缩轴节点装置剖面图；图10(a)、10(b)分别为单侧承压伸缩轴配合两端承压伸缩轴及螺栓结构节点装置主视图和两端承压伸缩轴配合螺栓结构节点装置主视图。其中，1-第一连接部件，2-第二连接部件，3-连接轴，4-固定板，5-固定轴，6-承压板，7-开孔耳板，8-拱架，9-连接轴贯通孔，10-固定轴孔，11-横向孔，12-纵向孔，13-贯通孔，14-半通孔，15-伸缩轴，16-普通轴，17-两端承压伸缩轴，18-单侧承压伸缩轴，19-弹性构件，20-承压构件，21-柱体结构，22-膨大结构，23-螺栓结构，24-连接轴锁扣孔，25-固定轴锁扣孔。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。在本专利技术中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本专利技术各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本专利技术中任一部件或元件，不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地下工程装配式拱架自动连接装置，其特征是：包括第一连接部件、第二连接部件和连接轴，所述第一连接部件和第二连接部件通过连接轴可转动连接；所述第一连接部件包括固定板和至少一个固定轴，所述固定板上设置有连接轴贯通孔和与固定轴相适配的固定轴孔；所述第二连接部件包括承压板和耳板，所述耳板设置于承压板侧边，且耳板与固定轴孔相对应的位置开有通孔，当第一连接部件和第二连接部件转动到设定位置后，通过固定轴在固定轴孔和通孔之间的卡合，实现第一连接部件、第二连接部件的卡合连接。

【技术特征摘要】
1.一种地下工程装配式拱架自动连接装置，其特征是：包括第一连接部件、第二连接部件和连接轴，所述第一连接部件和第二连接部件通过连接轴可转动连接；所述第一连接部件包括固定板和至少一个固定轴，所述固定板上设置有连接轴贯通孔和与固定轴相适配的固定轴孔；所述第二连接部件包括承压板和耳板，所述耳板设置于承压板侧边，且耳板与固定轴孔相对应的位置开有通孔，当第一连接部件和第二连接部件转动到设定位置后，通过固定轴在固定轴孔和通孔之间的卡合，实现第一连接部件、第二连接部件的卡合连接。2.如权利要求1所述的一种地下工程装配式拱架自动连接装置，其特征是：所述第一连接部件和第二连接部件分别焊接于待连接的两节相邻的拱架上，并通过可转动的连接轴进行连接。3.如权利要求1所述的一种地下工程装配式拱架自动连接装置，其特征是：所述固定轴孔至少设置一个，固定轴孔沿固定板上的水平面延伸方向布设，包括横向孔、纵向孔或斜向孔。4.如权利要求1所述的一种地下工程装配式拱架自动连接装置，其特征是：所述固定轴孔包括贯通孔或/和半通孔。5.如权利要求1所述的一种地下工程装配式拱架自动连接装置，其特征是：所述耳板有若干个，与承压板的连接形式包括但不限于单侧耳板、双侧耳板、齐头耳板或环向耳板，且耳板与承压板的连接形式与固定轴的数量...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琦，江贝，于恒昌，张超，曾昭楠，
申请(专利权)人：山东大学，山东天勤工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37