门架式管片拼装设备及方法技术

本发明专利技术属于隧道施工技术领域。一种门架式管片拼装设备，包括行走轨道、布设在所述行走轨道上的门架台车、管片存放部、管片拼装装置和管片输送装置，在所述门架台车中部形成通行通道；管片存放部设置在门架台车，用于存储管片；管片拼装装置用于管片的抓取、并带动管片在隧道的周向移动和拼装；以及管片输送装置用于将管片由管片存放车向管片拼装装置输送，实现喂片；所述管片存放车、管片拼装装置、管片输送装置均布设在所述门架台车上，并随门架台车在行走轨道上行进。本申请还公开了一种门架式管片拼装方法，本申请结构设计合理，适用于隧道施工，解决了传统模筑法衬砌施工效率低、质量差的问题。

Portal Segment Assembly Equipment and Method

【技术实现步骤摘要】
门架式管片拼装设备及方法
本专利技术属于隧道施工
，具体涉及一种门架式管片拼装设备及方法。
技术介绍
装配式衬砌具有施工效率高、施工质量有保证、机械化程度高的特点，是隧道施工衬砌的发展方向，在隧道施工过程中，装配式衬砌工序和其它隧道施工工序需同时进行，衬砌设备应满足隧道施工同步作业得要求，设备进行装配式衬砌的时候不能干涉其它施工工序，设备下方应满足渣土运输车、物料运输车等隧道施工设备渣土运输车、物料运输车等隧道施工设备的通行，因此急需研发一套装备式衬砌设备。对于该施工方法，现有技术中存在的设备均无法满足相应的施工要求，在结构紧凑、空间狭小的作业区域内施工存在着诸多干涉问题，导致施工方案难以实现，因此对于具体的结构部件，以及部件之间的组合形式和配合关系，需要进一步的设计，从而满足施工要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种门架式管片拼装设备及方法，其结构设计合理，适用于隧道施工，解决了传统模筑法衬砌施工效率低、质量差的问题。为达到上述目的，所采取的技术方案是：一种门架式管片拼装设备，包括：行走轨道；布设在所述行走轨道上的门架台车，在所述门架台车中部形成通行通道；管片存放部，其设置在门架台车，用于存储管片；管片拼装装置，用于管片的抓取、并带动管片在隧道的周向移动和拼装；以及管片输送装置，其用于将管片由管片存放车向管片拼装装置输送，实现喂片；所述管片存放车、管片拼装装置、管片输送装置均布设在所述门架台车上，并随门架台车在行走轨道上行进。根据本专利技术门架式管片拼装设备，优选地，所述管片拼装装置包括：设置在所述门架台车上的轨道梁，所述轨道梁与隧道断面相对应；回转支撑台，其支撑设置在所述轨道梁上，并沿所述轨道梁行走；调节组件；以及抓举组件，所述调节组件驱动所述抓举组件相对于所述回转支撑台多自由度调节动作，所述抓举组件用于管片的抓取。根据本专利技术门架式管片拼装设备，优选地，所述轨道梁包括梁体和设置在梁体上的齿条，所述回转支撑台与所述轨道梁之间设置有回转动力组件，所述回转动力组件包括：滚轮组，所述回转支撑台通过多对滚轮组匹配卡设在所述梁体上；齿轮，其设置在所述回转支撑台上，并与所述齿条匹配啮合；以及驱动电机，其驱动齿轮动作并带动所述回转支撑台在所述轨道梁上动作；在所述回转支撑台上还设置有侧导向轮，所述侧导向轮与所述梁体两侧匹配贴合支撑。根据本专利技术门架式管片拼装设备，优选地，所述调节组件包括：沿所述回转支撑台升降动作的升降台；沿所述升降台平移动作的平移台，所述抓举组件通过转轴铰接设置在平移台上；以及调节油缸，所述调节油缸的两端分别与平移台和所述抓举组件铰接。根据本专利技术门架式管片拼装设备，优选地，所述回转支撑台上设置有导轨，所述升降台匹配滑动设置在所述导轨上，在所述回转支撑台与所述升降台之间设置有升降油缸；所述升降台上设置有平移轴，所述平移台匹配滑动支撑在平移轴上，且在所述平移台与所述升降台之间设置有平移油缸。根据本专利技术门架式管片拼装设备，优选地，所述管片输送装置包括吊运组件和侧壁式管片输送组件，所述吊运组件包括吊机梁和设置在吊机梁上的吊机，所述侧壁式管片输送组件包括：移送台，其设置在所述门架台车的侧部；移动平台，其设置在所述移送台上，并相对于所述移送台沿第一方向往复动作；移动架，其设置在所述移动平台上，并相对于所述移动平台沿第二方向往复动作；以及旋转台，其铰接设置在所述移动架上，并相对于所述移动架旋转动作，管片匹配设置在所述旋转台上；所述管片通过在第一方向和第二方向的移动，实现所述管片在所述移送台的台面移送；通过旋转台实现所述管片的方位变化。根据本专利技术门架式管片拼装设备，优选地，所述移动平台与所述移送台之间设置有第一动力组件，所述移动架与所述移动平台之间设置有第二动力组件；所述第一动力组件和所述第二动力组件均包括：滑轨；与所述滑轨对应设置的滑块；以及伸缩油缸和双向动滑轮组，其驱动所述滑块在所述滑轨上往复滑动；所述双向动滑轮组包括：滚槽；滑移架；动滑轮，两所述动滑轮对应铰接设置在所述滑移架的两端，且所述动滑轮匹配设置在滚槽内；以及绕线，其周向盘设在两所述动滑轮上，在所述绕线上固定设置有驱动臂，所述驱动臂与对应的移动平台或移动架固定；所述伸缩油缸的动作端与滑移架连接，并驱动所述滑移架动作，同时所述绕线随动滑轮周向转动并带动所述驱动臂动作。根据本专利技术门架式管片拼装设备，优选地，所述旋转台通过旋转轴和轴承座支撑设置在所述移动架上，所述旋转台与所述移动架之间设置有第三动力组件，所述第三动力组件为摆动油缸、或所述第三动力组件包括驱动电机和设置在驱动电机与旋转轴之间的齿轮组；所述旋转台上设置有固定组件，所述固定组件为栓紧带，所述栓紧带的第一端部与旋转台固定连接，栓紧带的第二端部与旋转台可拆卸连接；所述旋转台包括：底板，所述底板与所述管片的壁面贴合；侧挡板，其设置所述底板的两侧；以及端板，其设置在所述底板的其中一端，所述侧挡板和所述端板形成U型限位槽。根据本专利技术门架式管片拼装设备，优选地，还包括豆砾石注入系统、注浆系统、液压系统、电控系统和激光导向系统，在所述门架台车后部布设有多节门架式随动台车，所述豆砾石注入系统、注浆系统、液压系统、电控系统和激光导向系统对应设置在门架式随动台车上。一种门架式管片拼装方法，利用上述门架式管片拼装设备进行管片的拼装，具体包括以下步骤：驱动门架台车移动至作业位置；将管片运送并存放至管片存放部；通过管片输送装置将管片进行起吊和姿态调整，进而对管片拼装装置进行喂片，管片拼装装置抓取管片，并移送至拼装位置进行拼装；对位连接固定后，完成该片管片的拼装，重复上述步骤，直至完成该环管片的拼装；对已拼装管片的壁后缝隙进行豆砾石填充和浆液填充。采用上述技术方案，所取得的有益效果是：本专利技术提供了一种门架式管片拼装设备，与传统混凝土模筑法作业相比，整机机械化、自动化程度很高，本申请采用预制管片进行拼装，同步进行豆粒石填充和注浆，完成隧道的二次衬砌，在保证施工质量的同时，可高效完成管片拼装任务，大幅降低作业人员的劳动强度，同时，采用门架式的结构可满足隧道施工同步作业要求，设备下方实现运输车辆、水泥罐车等设备的通行。本专利技术中的侧壁式管片输送组件通过第一方向和第二方向的运动实现了管片相对于移送台的台面上的移送，通过旋转台实现了管片的方位的调整，从而便于抓取，在整个过程中，通过多个动作实现了管片的方位调整和位置移送，在有限的空间内为管片拼装机的抓取提供基础条件，保障整个作业的机械化自动化，优化产品的结构性能，从而满足隧道掘进的管片拼装作业。本申请具体的通过双向动滑轮组和伸缩油缸为设备提供行进动力，即通过双向动滑轮组的行走，从而拉动整个设备移动；通过摆动油缸提供旋转动力，摆动油缸驱动旋转台将管片旋转至管片拼装机可抓取姿态，其不仅解决了管片运输问题；而且本设备结构设计简捷轻巧，整机设备灵活，易转场、退场。本申请门架式台车结构为不影响各个工序在时间和空间上的干涉，为实现同步施工作业提供了基础条件，本申请的管片拼装装置结构设计合理，自由度高，在进行管片拼装过程中，能够有效的实现管片的方位的调整，大大降低安装难度，提高安装效率和质量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下文中将对本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种门架式管片拼装设备，其特征在于，包括：行走轨道；布设在所述行走轨道上的门架台车，在所述门架台车中部形成通行通道；管片存放部，其设置在门架台车，用于存储管片；管片拼装装置，用于管片的抓取、并带动管片在隧道的周向移动和拼装；以及管片输送装置，其用于将管片由管片存放车向管片拼装装置输送，实现喂片；所述管片存放车、管片拼装装置、管片输送装置均布设在所述门架台车上，并随门架台车在行走轨道上行进。

【技术特征摘要】
1.一种门架式管片拼装设备，其特征在于，包括：行走轨道；布设在所述行走轨道上的门架台车，在所述门架台车中部形成通行通道；管片存放部，其设置在门架台车，用于存储管片；管片拼装装置，用于管片的抓取、并带动管片在隧道的周向移动和拼装；以及管片输送装置，其用于将管片由管片存放车向管片拼装装置输送，实现喂片；所述管片存放车、管片拼装装置、管片输送装置均布设在所述门架台车上，并随门架台车在行走轨道上行进。2.根据权利要求1所述的门架式管片拼装设备，其特征在于，所述管片拼装装置包括：设置在所述门架台车上的轨道梁，所述轨道梁与隧道断面相对应；回转支撑台，其支撑设置在所述轨道梁上，并沿所述轨道梁行走；调节组件；以及抓举组件，所述调节组件驱动所述抓举组件相对于所述回转支撑台多自由度调节动作，所述抓举组件用于管片的抓取。3.根据权利要求2所述的门架式管片拼装设备，其特征在于，所述轨道梁包括梁体和设置在梁体上的齿条，所述回转支撑台与所述轨道梁之间设置有回转动力组件，所述回转动力组件包括：滚轮组，所述回转支撑台通过多对滚轮组匹配卡设在所述梁体上；齿轮，其设置在所述回转支撑台上，并与所述齿条匹配啮合；以及驱动电机，其驱动齿轮动作并带动所述回转支撑台在所述轨道梁上动作；在所述回转支撑台上还设置有侧导向轮，所述侧导向轮与所述梁体两侧匹配贴合支撑。4.根据权利要求2所述的门架式管片拼装设备，其特征在于，所述调节组件包括：沿所述回转支撑台升降动作的升降台；沿所述升降台平移动作的平移台，所述抓举组件通过转轴铰接设置在平移台上；以及调节油缸，所述调节油缸的两端分别与平移台和所述抓举组件铰接。5.根据权利要求4所述的门架式管片拼装设备，其特征在于，所述回转支撑台上设置有导轨，所述升降台匹配滑动设置在所述导轨上，在所述回转支撑台与所述升降台之间设置有升降油缸；所述升降台上设置有平移轴，所述平移台匹配滑动支撑在平移轴上，且在所述平移台与所述升降台之间设置有平移油缸。6.根据权利要求1所述的门架式管片拼装设备，其特征在于，所述管片输送装置包括吊运组件和侧壁式管片输送组件，所述吊运组件包括吊机梁和设置在吊机梁上的吊机，所述侧壁式管片输送组件包括：移送台，其设置在所述门架台车的侧部；移动平台，其设置在所述移送台上，并相对于所述移送台沿第一方向往复动作；移动架，其设置在所述移动平台上，并相对于所述移动平台沿第二方向往复动作；以及旋转台，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：江帅，付开勇，宋丹，田雪豪，高立君，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41