一种应用于超大断面马蹄形盾构管片拼装机抓举装置的制作方法

本发明属于隧道施工设备技术领域，尤其涉及一种应用于超大断面马蹄形盾构管片拼装机抓举装置。

背景技术：

在目前隧道施工中，盾构技术以其自动化程度高、施工安全度高、施工进度快、污染小、成本低等优势，逐步得到广泛应用。其中，盾构机是一种采用盾构法的集机械、电子、液压、激光和控制等技术于一体的高度机械化和自动化的掘进衬砌成套设备。

目前，盾构机主要应用于断面多为圆形的隧道。由于异形隧道施工中存在隧道断面开挖、管片衬砌等技术难题，盾构机应用于异形断面隧道较少。管片衬砌包括管片抓取运输和管片拼装两个过程。常规的管片抓取和拼装采用单吊点机械式或真空吸盘式。具体采用何种方式主要取决于管片水泥强度、管片重量、管片形状、管片运动轨迹等因素。单起吊点机械式抓取方式适合于单块管片质量小于6吨的管片，真空吸盘适合于单块质量大的圆形管片。而大直径异形隧道的管片因重量大（达8吨以上），形状复杂，拼装时单块管片的运动轨迹复杂。采用上述两种方式均不能满足使用要求，异形管片的拼装技术已成为制约盾构机应用于大直径异形隧道的瓶颈。因此，如何实现对异形断面隧道管片的快速高效的拼装，提高掘进机的掘进效率，降低施工成本，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明为解决现有技术中存在的问题，提出一种应用于超大断面马蹄形盾构管片拼装机抓举装置。

本发明的技术方案是这样实现的：

1.一种应用于超大断面马蹄形盾构管片拼装机抓举装置，其组成包括：抓举机构（1），抓举机构（1）包括箱体（101），箱体（101）两侧设置有支撑板（102）、箱体（101）内侧安装有十字接头（105）、箱体（101）中心为提升装置（107）、箱体（101）下侧为下抓持板（103），位于提升装置（107）下部的均衡梁（108）、以及连接销轴和油缸，均衡梁（108）下侧拥有三个孔槽，孔槽抓紧两个起吊螺钉（4），均衡梁（108）上侧耳板与提升装置（107）关于Z轴铰接；提升装置（107）位于箱体（101）中心，销轴C（106）环绕在提升装置（107）在外部，提升装置（107）由提升油缸UY（1071） 和转换接头（1072）组成；销轴C（106）的底部与下抓持板（103）中心通过螺栓固定；十字接头（105）与销轴C（106）铰接，十字接头（105）通过销轴B（104）与外围的箱体（101）铰接。

抓举机构（1）的辅助机构包括：移动架（2）、轭梁（3）、起吊螺钉（4）；移动架（2）由销轴A（201）、油缸UZ（202）、油缸RZ（203）组成；抓举机构（1）通过销轴A（201）铰接在移动架（2）上，同时移动架（2）能在轭梁轨道（301）上滑动，移动架（2）油缸UZ（202）驱动；油缸RZ（203）的两端分别铰接在箱体（101）和移动架（2）上。

油缸RY（112）为均衡梁（108）提供关于Y轴旋转的动力；油缸RX（111）为均衡梁（108）提供关于X轴旋转的动力；油缸RZ（203）为均衡梁（108）提供关于Z轴旋转的动力 。

下抓持板（103）设置有四个长度不同的支撑臂（1031），且在支撑臂（1031）上安装尼龙板。

支撑板（102）的两翼对下抓持板（103）的两翼形成机械限位。

本发明的有益效果是：因均衡梁下侧拥有三个孔槽，可同时抓紧2个4起吊螺钉，管片上预制有2个起吊螺钉的安装位置，那么该异形盾构拼装机就可以抓举重量大于10吨的管片，相对于传统圆形盾构的单起吊点机械式抓举设备，本发明提高了拼装机的工作能力，同时利于管片分块数量减少以及管片拼装效率的提高，为整个隧道衬砌的高质量高效率提供的保证。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明主体结构的主视图；

图2为本发明主体结构A-A向视图；

图3为本发明抓举机构的结构示意图；

图4为图2的向左剖视图C-C；

图5为图2的向下剖视图B-B；

图6为下抓持板的结构示意图；

图7为均衡梁的结构示意图；

图8为提升装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的管片拼装机的结构，包括：抓举机构1、移动架2、轭梁3、起吊螺钉3等组成；轭梁3由轭梁轨道301和钢结构组成；移动架2由销轴A201、油缸UZ202、油缸RZ203和钢结构组成。

起吊螺钉4连接在抓举装置1下侧，且可以与之分离；抓举机构1通过销轴A201铰接在移动架2上，且油缸RZ203的伸缩可以令抓举机构1产生关于Z轴的小角度旋转；此外，油缸UZ202的伸缩，可以令移动架2沿着轭梁轨道301产生前后方向的位移，抓举机构1也随之移动。

如图2、3、4所示，抓举机构1包括：箱体101、支撑板102、下抓持板103、销轴B104、十字接头105、销轴C 106、提升装置107、均衡梁108、轴套B109、轴套C110、油缸RX111、油缸RY112以及其他附属结构。

如图7所示，提升装置107由提升油缸UY 1071、转换接头1072组成。

如图5所示，下抓持板103由支撑臂1031、套筒1032、主板1033、挡块1034组成，在主板1033下侧设置有四个长度不同的支撑臂1031，其上侧设置有挡块1034，且在支撑臂1031上安装尼龙板，用以使用多种尺寸管片的不同弧度。

如图6所示，均衡梁108下侧拥有三个孔槽，可同时抓紧两个起吊螺钉4，其上侧耳板与提升装置107铰接；提升装置107固定于箱体101中心，被销轴C106环绕在内部；销轴C106的底部与下抓持板的套筒1032中间通过螺栓固定；十字接头105能够与销轴C106铰接，同时通过销轴B104与外围的箱体101铰接。

支撑板102的两翼对下抓持板103的两翼挡块1034形成机械限位，辅助支撑板102的固定。

马蹄形断面隧道的管片由三种半径的管片组成，且分块尺寸不同，相应的管片拼装机拥有六自由度调节能力的同时，也需要具备二次Z轴转角的调节能力。

(1)关于Y轴旋转的功能：油缸RY112一端铰接在箱体101上，另一端铰接在下抓持板103，油缸RY112的行程转化为转角的传递路线为下抓持板103→轴套C110→销轴C106→提升装置107→均衡梁108→管片，以销轴C106为旋转中心。

（2）关于X轴旋转的功能：油缸RX111一端铰接在下抓持板103，另一端铰接在箱体101上，油缸RX111的行程转化为转角的传递路线为：下抓持板103→轴套B109→销轴C106→提升装置107→均衡梁108→管片，以销轴B104为旋转中心。

（3）关于Z轴旋转的功能：油缸RZ203 一端铰接在移动架2，另一端铰接在箱体101上，油缸RZ203的行程转化为转角的传递路线为箱体101→轴套B109→销轴B104→十字接头105→销轴C106→提升装置107→均衡梁108→管片，以销轴A201为旋转中心。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。