一种隧道拱架安装装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种隧道拱架安装装置及方法，包括：拱架支撑装置，其包括支撑承压板，支撑承压板两侧均与弧形副翼板连接，形成拱形结构；拱架安装微调装置，设置于支撑承压板和弧形副翼板顶部，其包括升降元件，升降元件通过伸缩杆与U字型支架连接，U字型支架可将拱架卡合以带动拱架微调位置或角度。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道拱架安装装置及方法
本专利技术属于地下工程施工
，具体涉及一种隧道拱架安装装置及方法。
技术介绍
这里的陈述仅提供与本专利技术相关的
技术介绍
，而不必然地构成现有技术。隧道的修建往往是公路、铁路建设过程中的控制性节点，隧道开挖速度和施工质量直接影响着工程带来的经济效益。钢拱架安装作为隧道施工的重要一环，安装的速度和质量很大程度上决定着隧道的贯通时间。目前，专利技术人发现，隧道工程修建过程中，钢拱架施工方式大多采用人工现场安装方式，没有大型的机械化工具辅助。人工现场安装的方式需要多位工人相互配合、连续作业，由于工作劳动强度大导致效率缓慢，施工质量参差不齐；该方式无法与机械化工具形成有效配合，在拱架安装、锚杆固定等环节消耗大量时间，人员的安全性无法保证。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种具有机械化程度高、保障人员安全，适用性强的隧道拱架安装装置及方法，可以实现拱架机械化装配施工，提高工人施工安全性，同时极大程度缩短了施工周期。为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：第一方面，本专利技术的实施例提供了一种隧道拱架安装装置，包括：拱架支撑装置，其包括支撑承压板，支撑承压板两侧均与弧形副翼板连接，形成拱形结构；拱架安装微调装置，设置于支撑承压板和弧形副翼板顶部，其包括升降元件，升降元件通过伸缩杆与U字型支架连接，U字型支架可将拱架卡合以带动拱架微调位置或角度。作为进一步的技术方案，所述伸缩杆具有内部空腔，内部空腔中设置螺旋式微调结构，螺旋式微调结构顶部与U字型支架通过滑动轴承相连。作为进一步的技术方案，所述螺旋式微调结构为蜗杆结构，螺旋式微调结构侧部通过蜗轮结构与传动轴连接，传动轴端部与手动调节螺旋结构固定，手动调节螺旋结构固定于伸缩杆侧部。作为进一步的技术方案，所述支撑承压板、弧形副翼板侧部均设置自锁式齿轮，二者的自锁式齿轮相啮合连接。作为进一步的技术方案，所述支撑承压板侧部的自锁式齿轮与动力装置连接，由动力装置为自锁式齿轮提供动力，进而带动弧形副翼板调节角度。作为进一步的技术方案，所述弧形副翼板侧部的自锁式齿轮设置角度测量仪以监测弧形副翼板的角度。作为进一步的技术方案，所述支撑承压板底部由剪叉式抬升装置支撑抬升，剪叉式抬升装置底部固定于履带式台车。作为进一步的技术方案，所述剪叉式抬升装置顶部设置水准仪以对支撑承压板的水平度进行监测；剪叉式抬升装置顶部还设置激光雷达装置以对支撑承压板距地面的高度进行测量。作为进一步的技术方案，所述履带式台车顶部设置台车承压板，台车承压板两侧下设液压支脚。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种采用如上所述的隧道拱架安装装置的拱架安装方法，包括如下步骤：拱架预拼装；将中间单元拱架固定在支撑承压板顶部，将两拱脚单元拱架临时固定在弧形副翼板上，将拱脚单元拱架与中间单元拱架拼装成一榀的雏形；拱架安装作业；使隧道拱架安装装置进入隧道，由剪叉式抬升装置对拱架抬升，调节弧形副翼板角度，使拱脚单元拱架与围岩贴合；拱架精准微调；通过升降元件抬升拱脚单元拱架，而后通过螺旋式微调结构带动U字型支架对拱脚单元拱架二次抬升，使拱架达到和围岩紧密贴合；将各单元拱架紧固固定，铺设钢筋网，在拱架和围岩之间间隙喷射混凝土形成整体，按上述步骤循环操作完成剩余拱架安装作业。上述本专利技术的实施例的有益效果如下：本专利技术的装置，拱架安装微调装置通过升降元件可对U字型支架进行液压升降，进而对拱架进行液压抬升；施工过程中若出现校准效果不佳，液压抬升解决不了时，可通过螺旋式微调结构解决，工作人员转动手动调节螺旋结构通过传动轴实现U字型支架二次抬升，使钢拱架达到和围岩紧密贴合的目的，提高施工质量。本专利技术的装置，拱架支撑装置的支撑承压板、弧形副翼板通过自锁式齿轮相连，自锁式齿轮通过动力装置提供动力，当弧形副翼板达到某一角度时，关闭动力装置，失去动力支持的自锁式齿轮将自动锁死固定，弧形副翼板并不会因为动力消失有所影响。本专利技术的装置，剪叉式抬升装置设有激光雷达装置、水准仪，可实现拱架的精准到达架立位置，通过激光雷达装置可快速确定与前一榀拱架的距离，通过水准仪可检查拱架安装时是否与隧道中线垂直。本专利技术的装置，拱架支撑装置设有角度测量仪，位于支撑承压板与弧形副翼板之间，工作人员可通过观察角度测量仪准确读取弧形副翼板角度，第一榀拱架顺利安装成功后可直接记录数据，方便为后续拱架安装时弧形副翼板的角度提供参考。本专利技术的装置，履带式台车承压板两侧设有液压支脚装置，辅助隧道拱架安装时保持履带式台车稳定。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1是本专利技术根据一个或多个实施方式的拱架安装装置的示意图；图2是本专利技术根据一个或多个实施方式的拱架安装微调装置的工作示意图；图3是本专利技术根据一个或多个实施方式的拱架安装装置拱架预拼装示意图；图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；其中，1、拱脚单元拱架，2、自锁式齿轮，3、铰链式法兰盘，4、支撑承压板，5、水准仪，6、激光雷达装置，7、中间单元拱架，8、剪叉式抬升装置，9、履带式台车，10、液压支脚，11、台车承压板，12、拱架安装微调装置，13、弧形副翼板，14、伺服电机，15、U字型支架，16、液压升降结构，17、螺旋式微调结构，18、手动调节螺旋结构，19、角度测量仪，20、升降油缸，21、滑动轴承，22、传动轴。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。正如
技术介绍
所介绍的，现有技术中存在不足，为了解决如上的技术问题，本专利技术提出了一种隧道拱架安装装置及方法，其在保证拱架安装高效率的同时，也保证工程质量。实施例1：本专利技术的一种典型的实施方式中，如图1所示，提出一种隧道拱架安装装置，包括履带式台车9、剪叉式抬升装置8、拱架支撑装置、拱架安装微调装置12，其中剪叉式抬升装置8、拱架支撑装置、拱架安装微调装置12设于履带式台车9上，剪叉式抬升装置8、拱架安装微调装置12与拱架支撑装置相连。履带式台车起到对整个装置的支撑作用，履带式台车顶部设置台车承压板11，台车承压板顶部固定支撑剪叉式抬升装置8，具体设置时，在剪叉式抬升装置8底端设有环绕式螺丝定位孔，通过螺丝与台车承压板11固定。台车承压板11两侧下设液压支脚10，液压支脚对台车承压板进行支撑，辅助隧道拱架安装时保持履带式台车稳定。剪叉式抬升装置顶部与拱架支撑装置固定连接，从而能抬升拱架支撑装置。剪叉式抬升装置包括剪叉式结构，剪叉式结构通过液压缸进行顶升。拱架支撑装置包括支撑承压板4、弧形副翼板13、自锁式齿轮2、伺服电机14、角度测量仪19，支撑承压板、弧形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道拱架安装装置，其特征是，包括：/n拱架支撑装置，其包括支撑承压板，支撑承压板两侧均与弧形副翼板连接，形成拱形结构；/n拱架安装微调装置，设置于支撑承压板和弧形副翼板顶部，其包括升降元件，升降元件通过伸缩杆与U字型支架连接，U字型支架可将拱架卡合以带动拱架微调位置或角度。/n

【技术特征摘要】
1.一种隧道拱架安装装置，其特征是，包括：
拱架支撑装置，其包括支撑承压板，支撑承压板两侧均与弧形副翼板连接，形成拱形结构；
拱架安装微调装置，设置于支撑承压板和弧形副翼板顶部，其包括升降元件，升降元件通过伸缩杆与U字型支架连接，U字型支架可将拱架卡合以带动拱架微调位置或角度。


2.如权利要求1所述的隧道拱架安装装置，其特征是，所述伸缩杆具有内部空腔，内部空腔中设置螺旋式微调结构，螺旋式微调结构顶部与U字型支架通过滑动轴承相连。


3.如权利要求2所述的隧道拱架安装装置，其特征是，所述螺旋式微调结构为蜗杆结构，螺旋式微调结构侧部通过蜗轮结构与传动轴连接，传动轴端部与手动调节螺旋结构固定，手动调节螺旋结构固定于伸缩杆侧部。


4.如权利要求1所述的隧道拱架安装装置，其特征是，所述支撑承压板、弧形副翼板侧部均设置自锁式齿轮，二者的自锁式齿轮相啮合连接。


5.如权利要求4所述的隧道拱架安装装置，其特征是，所述支撑承压板侧部的自锁式齿轮与动力装置连接，由动力装置为自锁式齿轮提供动力，进而带动弧形副翼板调节角度。


6.如权利要求4所述的隧道拱架安装装置，其特征是，所述弧形副翼板侧部的自锁式齿轮设置角度测量仪以监测弧形副翼板的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙会彬，谢璨，宋曙光，王建才，董伟，郭振峰，李杨，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：山东;37