用于盾构法施工中的组合式轨道拆除装置的制作方法

本实用新型涉及一种盾构施工配套设备，特别涉及一种用于盾构法施工中的组合式轨道拆除装置。

背景技术：

随着社会的不断进步，科技的快速发展，交通的迅猛扩建，有轨式运行也将成为这个交通领域的主导，其中地下轨道的施工主要是采用盾构法施工。

在盾构施工过程，其施工设备除了盾构机之外，还需要盾构后续台车以及电瓶车，盾构台车以及电瓶车使用之前，都需要在施工场地铺设与其匹配的轨道，而在盾构施工完成后，需要将台车轨道、电瓶车轨道以及轨排拆除，进行回收。目前针对盾构施工用轨道的拆除大都采用人工完成，最常用的使用直接采用手拉葫芦固定在顶部管片，再用吊葫芦挂钩勾住轨道提升，人工拽拉至电瓶车或其他运输工具上，通过电瓶车或其他运输工具实现对拆除后的轨道、轨排的转移。由于钢轨体积重量大，在拆除过程中占用人力资源较多，比较费时费力，且在工作期间容易出现工作人员受伤的情况，无法保证快速安全连续的拆除工作。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供一种用于盾构法施工中的组合式轨道拆除装置，该拆除装置可以针对盾构施工中的电瓶车运行轨道实现快速安全连续的轨道拆除工作。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：所述一种用于盾构法施工中的组合式轨道拆除装置，其特征在于：所述轨道拆除装置包括平板车、悬吊梁、卷扬机、电动葫芦、轨道夹持机构和轨枕夹持机构，所述悬吊梁通过多个支撑架架设在平板车的上方，其悬吊梁的尾端水平延伸至平板车以外的位置，多个支撑架的下端固定在平板车上；在悬吊梁上设有滑动轨道，所述电动葫芦通过滑轮机构与滑动轨道滑动连接，所述卷扬机安装在平板车上，在悬吊梁置于平板车上的端部设有定滑轮，卷扬机的钢丝绳绕过定滑轮与电动葫芦的滑轮机构连接；所述轨道夹持机构和轨枕夹持机构分别在拆除轨道和轨枕时安装在电动葫芦上。

本实用新型较优的技术方案：所述支撑架包括竖向支撑杆、水平支撑杆和调节杆，所述竖向支撑杆固定在平板车上，水平支撑杆置于竖向支撑杆的顶端，且垂直于悬吊梁，其末端与水平支撑杆焊接，在水平支撑杆的中部焊接有第一连接板，在水平支撑杆靠近竖向支撑杆的一端焊接有带螺母的调节板，所述调节杆水平置于水平支撑杆的下方，一端穿过调节板的螺栓孔后与悬吊梁转动连接；并在悬吊梁上对应焊接有第二连接板，通过调节杆带动悬吊梁水平移动至水平支撑杆中部时，通过固定插销将第一连接板和第二连接板固定连接。

本实用新型进一步的技术方案：所述轨道夹持机构和轨枕夹持机构分别包括悬挂吊环和两个对称设置的轨道或轨枕夹持部件，两个夹持部件分别通过链条固定在悬挂吊环上，并通过悬挂吊环悬挂在电动葫芦的吊钩上。

本实用新型进一步的技术方案：所述卷扬机和电动葫芦的承重力为5t。

本实用新型较优的技术方案：所述悬吊梁采用工字钢支撑，在工字钢的两侧形成滑动轨道，在工字钢安装定滑轮的一端焊接有钢支座，定滑轮固定焊接在钢支座底部，在工字钢的另一端焊接防溜支座；所述滑轮机构包括凹形滑槽，在凹形滑槽的两侧板内壁分别固定有滑轮，凹形滑槽置于工字钢悬吊梁的下方，两侧的滑轮对应嵌入工字钢的两侧的滑动轨道内，并可沿着滑动轨道滑动，在凹形滑槽的底面设有电动葫芦安装吊耳和钢丝绳固定吊耳。

本实用新型较优的技术方案：所述支撑架至少设有两个，两个支撑架之间的间距大于单根轨道或轨枕的长度。

本实用新型较优的技术方案：在竖向支撑杆与平板车之间以及竖向支撑杆与水平支撑杆之间设有斜撑杆。

本实用新型较优的技术方案：所述轨道夹持机构的夹持部件为与轨道相匹配的轨道夹，所述轨枕夹持机构的夹持部件为与轨枕相匹配的轨枕夹。

本实用新型基于垂直水平双向运输的原理，设置了一种既可以垂直起升又可以水平平移的吊运装置，该装置的垂直起升和下降依靠电动葫芦，在电动葫芦的吊耳上携带两种专用吊钩，一种是夹轨器，一种是轨枕挂钩，将轨道和轨枕实现垂直方向的起升和下降。水平运移依靠动力装置和能量守恒定律两大原理使得电动葫芦在倾斜的悬吊梁上行走。上坡时依靠小型卷扬机提供动力，通过定滑轮转变绳子的方向，将轨道和轨枕平移至指定的地方，此后起升葫芦依靠自身重力克服与悬吊梁之间的摩擦力滑移至悬吊梁的端头。

本实用新型的悬吊梁与支架之间通过调节杆连接，并可通过调节杆调节悬吊梁的水平位置，在轨道运输到指定位置，可以将悬吊梁调节至一侧，可以采用大型起重机将其水平吊至堆码位置，避免倾斜起吊或在吊装过程中轨道与悬吊梁发生碰撞损伤。

本实用新型结构简单、安装使用方便，可以快速的对轨道和轨枕进行起吊并平移至运输装置，然后运输至隧道外，整个拆除过程可以全部采用机械化，节省大量的人力资源，降低了劳动强度，增加了工作效率，并保证了电瓶车轨道的快速安全连续拆除工作。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的正面结构示意图；

图3是图1中a部放大示意图；

图4是图1中b部放大示意图；

图5是支撑架竖向支撑杆与水平支撑杆连接部分示意图；

图6和图7是支撑架与吊梁的连接示意图；

图8是本实用新型中轨道夹持机构的结构示意图；

图9是本实用新型中轨枕夹持机构的结构示意图；

图10是电动葫芦在悬吊梁上滑移时其受力分析图；

图11是电动葫芦在悬吊梁下滑移时其受力分析图。

图中：1—平板车，2—悬吊梁，2-1—第二连接板，3—电动葫芦，4a—轨道夹持机构，4b—轨枕夹持机构，4-1—悬挂吊环，4-2—轨道或轨枕夹持部件，4-3—过链条，5—滑动轨道，6—滑轮机构，6-1—凹形滑槽，6-2—滑轮，7—卷扬机，8—定滑轮，9—支撑架，9-1—竖向支撑杆，9-2—水平支撑杆，9-3—第一连接板，9-4—调节板，9-5—调节杆，9-6—斜撑杆，10—钢轨。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。附图1至图5均为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本实用新型实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本实用新型的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例提供的一种用于盾构法施工中的组合式轨道拆除装置，如图1和图2所示，包括平板车1、悬吊梁2、卷扬机7、电动葫芦3、轨道夹持机构4a和轨枕夹持机构4b，平板车1为常规的钢轨运输装置，包括车头为后部的托板，其托板可以根据钢轨单节的长度采用多个托板进行拼接，实施例中的平板车设有两节托板，悬吊梁2采用200mmx200mm的工字钢，通过两个支撑架9架设在平板车1的上方，两个支撑架9分别固定在两节托板上，且两个支撑架9之间的间距大于单根钢轨和轨枕的长度，避免影响钢轨的吊运工作。悬吊梁2的长度大于两节托板的长度，悬吊梁2的末端水平延伸至平板车1以外的位置，在工字钢的的两侧形成滑动轨道5，所述电动葫芦3通过滑轮机构6与滑动轨道5滑动连接，所述卷扬机7安装在平板车1靠近车头的位置，在悬吊梁2置于平板车1上的端部设有定滑轮8，卷扬机7的钢丝绳7-1绕过定滑轮8与电动葫芦3的滑轮机构6连接；所述轨道夹持机构4a和轨枕夹持机构4b分别在拆除轨道和轨枕时安装在电动葫芦3的吊钩上。

为了避免将平板车1上的钢轨或轨枕吊运至指定位置时，悬吊梁影响钢轨或轨枕的吊运工作，如图5至图7所示，所述支撑架9包括竖向支撑杆9-1、水平支撑杆9-2和调节杆9-5，所述竖向支撑杆9-1固定在平板车1上，水平支撑杆9-2置于竖向支撑杆9-1的顶端，且垂直于悬吊梁2，其末端与水平支撑杆9-2焊接，为了增加支撑架9的稳定性，在竖向支撑杆9-1与平板车1之间以及竖向支撑杆9-1与水平支撑杆9-2之间设有斜撑杆9-6。如图6和图7所示，在水平支撑杆9-2的中部焊接有第一连接板9-3，在水平支撑杆9-2靠近竖向支撑杆9-1的一端焊接有带螺母的调节板9-4，所述调节杆9-5采用φ20mm的粗牙调节丝杆，水平置于水平支撑杆9-2的下方，一端穿过调节板9-4的螺栓孔后与悬吊梁2转动连接，另一端设有调节手柄；并在悬吊梁2上对应焊接有第二连接板2-1。正常起吊钢轨或轨枕时，如图7所示，通过调节杆9-5带动悬吊梁2水平移动至水平支撑杆9-2中部，并采用固定插销将第一连接板9-3和第二连接板2-1固定连接，增加悬吊梁2的承重能力。在需要将平板车1上的钢轨或轨枕吊走时，可以将固定插销拆除，如图6所示，通过调节杆9-5带动悬吊梁2水平移动至水平支撑杆9-2远离竖向支撑杆9-1的一端。实施例中的竖向支撑杆9-1与水平支撑杆9-2选用200mmx200mm的工字钢，斜支撑为50mmx100mm的槽钢，所有接触面为满焊。两个竖向支撑杆9-1的高度根据现场实际尺寸可以稍作调整，满足四层轨道堆码和1.5m高轨枕堆码要求，同时满足悬吊梁倾斜角的最小要求。

如图8和图9所示，实施例中的轨道夹持机构4a和轨枕夹持机构4b分别包括悬挂吊环4-1和两个对称设置的轨道或轨枕夹持部件4-2，两个夹持部件4-2分别通过链条4-3固定在悬挂吊环4-1上，并通过悬挂吊环4-1悬挂在电动葫芦3的吊钩上。所述轨道夹持机构4a的夹持部件为与轨道相匹配的轨道夹，所述轨枕夹持机构4b的夹持部件为与轨枕相匹配的轨枕夹，其轨道夹和轨枕夹可以根据轨道和轨枕的形状现场采用钢板切割焊接而成，也可以直接购买匹配的钢轨夹，确保夹持部件能够将钢轨和轨枕固定夹持。

实施例中的所述滑轮机构6如图4所示，包括凹形滑槽6-1，在凹形滑槽6-1的两侧板内壁分别固定有滑轮6-2，凹形滑槽6-1置于工字钢悬吊梁2的下方，两侧的滑轮6-2对应嵌入工字钢的两侧的滑动轨道5内，并可沿着滑动轨道5滑动，在凹形滑槽6-1的底面设有电动葫芦安装吊耳。所述凹形滑槽6-1是由3块钢板焊接而成，包括两块尺寸为150mmx250mmx10mm的竖板和一块250mmx250mmx20mm的下横板，所述滑轮6-2设有四个t型10号的滑轮，两侧各两个，通过连接轴对称加固在竖板上，电动葫芦安装吊耳焊接在下横板上，并在下横板上焊接有卷扬机吊耳，用于固定卷扬机7的钢丝绳。上述结构组装完成后使得行动轮在悬吊梁2上来回移动。如图2和图3所示，在工字钢安装定滑轮8的一端焊接有钢支座，钢支座包括焊接在悬吊梁端头的尺寸为250mmx250mmx10mm的竖直挡板，在其上焊接尺寸为250mmx150mmx10mm的水平钢板，并加两道筋板，尺寸为150mmx100mmx10mm，定滑轮8安装在水平钢板上。在工字钢的另一端焊接防溜支座2-2，防溜支座2-2的结构与钢支座的结构相同，可以避免电动葫芦3脱离悬吊梁2。

实施例中的卷扬机7和电动葫芦3的承重力为计算最大拉力5t。

本申请的发明人针对悬吊梁倾斜度设置以及驱动装置选型进行了验算，其悬吊梁倾斜度设置过程具体如下：

假设悬吊梁的倾斜角为α，电动葫芦的重量为g1，行走轮与悬吊梁之间的摩擦系数为μ，则产生的摩擦力为f1。电动葫芦与悬吊梁之间的摩擦属于滚动摩擦形式，经查阅摩擦系数如表1所示：

表格1滑动摩擦系数表

按照上述分析，电动葫芦在悬吊梁上滑移时其受力分析如图10所示，

∑x＝0①

f1＝μfn②

式中g1——电动葫芦及整个装置的重量；

μ——比例常数，滑动摩擦系数；

fn——相互间正压力，n。

经由公式①和公式②化简可求得则倾角取铸铁与铸铁型中无润滑状态下的动摩擦系数μ＝0.12，求得为了考虑现场产生的铁锈以及钢丝绳等其他额外影响，建议将坡度调整至10°。

驱动装置选型过程具体如下：经上述计算取悬吊梁的倾斜角为10°即α＝10°。根据图11中的电动葫芦向上滑移受力分析图，得到以下计算公式：

∑x＝0③

根据力的分解与合成原理，由公式③可得公式④，根据摩擦力计算原理将公式⑤与公式④合并得公式⑥：

以43#轨道计算，该轨道的理论重量为44.653kg/m，单根轨道的重量为44.635kg/mx6.25m＝279kg。由公式6求得t＝798n，其配套的钢轨枕理论重量为35kg，一根轨道按照六根的标准布置轨枕，合计总重量为35kgx6＝210kg，其重量小于钢轨重量，所以驱动装置的选型以钢轨为准。

结合起重作业规范gb/t8918-1996《钢丝绳》和钢丝绳的安全系数表，选择安全系数为n＝3.5，计算最大拉力t＝2793n，固选择5t卷扬机和电动葫芦及吊钩均可满足施工要求。

本实用新型在进行轨道拆除和轨枕拆除时，其悬吊梁2移动至支撑架9的水平支撑杆9-2中部，然后通过插销将两者固定连接。

本实用新型中的轨道拆除装置具体进行轨道拆除时，首先拆除轨道连接螺栓，收纳螺栓和鱼尾板，同时回收固定轨道的其他配件，放出卷扬机7的钢丝绳7-1，让电动葫芦3滑移至悬吊梁2的端头，电动葫芦3下降悬挂轨道夹持机构4a的悬挂吊环4-1，准备开始拆除轨道；将电动葫芦3下降至一定的高度，如图8所示，利用轨道夹持机构4a的轨道夹持部抓住钢轨10，两个轨道夹持机构4a的沿钢轨长度方向对称分布，然后开始起升电动葫芦3至一定高度，准备开始平移；平移时，回收卷扬机7的钢丝绳7-1，让电动葫芦3通过滑轮机构6在悬吊梁2上行走至平板车1的钢轨堆放区域，电动葫芦3下降，将钢轨放置在平板车1上，完成一根钢轨拆除。

本实用新型进行轨枕拆除时，与钢轨拆除的过程相同，放出卷扬机7的钢丝绳7-1，让电动葫芦3滑移至悬吊梁2的端头，电动葫芦3下降悬挂轨枕夹持机构4b的悬挂吊环4-1，然后将电动葫芦3下降至一定的高度，利用轨枕夹持机构4b的轨枕夹持部逐一悬挂轨枕，一次回收6根，悬挂时从中心向两段对称分布；回收卷扬机7的钢丝绳7-1，电动葫芦3通过滑轮机构6在悬吊梁2上行走至平板车1的钢轨堆放区域，电动葫芦3下降，将轨枕放置在平板车1上，完成一根钢轨拆除。

在平板车1回收完成后，开至吊装井，利用大型起重设备将平板车1上的钢轨和轨枕吊装至回收区域，按照起重吊装作业规范，悬吊梁2在拆除工作时的位置恰好处于吊装物的中心，所以对吊装作业造成安全隐患，同时吊装过程中也难以避免碰撞性损坏，所以在吊装过程中，将悬吊梁2与支撑架9的连接插销抽出，然后通过调节杆9-5将悬吊梁2移动至支撑架9的水平支撑杆9-2远离竖向支撑杆9-1的一端，便可直接进行吊装。

以上所述，只是本实用新型的一个实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。