一种隧道多功能开挖台车的制作方法

本实用新型涉及隧道施工装置领域，尤其涉及一种隧道多功能开挖台车。
背景技术：
：国内隧道安全施工装置研究起步较晚，研究技术相对落后，导致施工塌方伤亡事故经常发生。目前实际应用的台车无相关技术标准，施工单位根据隧道断面情况，自行焊制加工作业平台，为施工人员提供作业面以便于施工作业，对于不良地质条件下隧道，突发坍塌事故时，人员往往难以逃生，出现车毁人亡的局面。因此，急需对开挖台车结构设计进行改造，提高其工作可靠性和安全性，增强其抵抗隧道塌方冲击的能力，并且在事故、险情发生时为施工人员提供安全避难场所和救援物资，减少由于事故造成的人员伤亡以及事故损失。技术实现要素：本实用新型的目的在于提供一种隧道多功能开挖台车，从而解决现有技术中存在的前述问题。为了实现上述目的，本实用新型所述隧道多功能开挖台车，所述开挖台车为门框架结构，所述门框架结构包括顶面工作平台、两个门架立柱组、上侧翼工作平台和下侧翼工作平台；所述顶面工作平台的每个边纵梁上均固定一个门架立柱组，每个门架立柱组上分别设置上侧翼工作平台和下侧翼工作平台；任意一个门架立柱组中的每根立柱与与所述立柱处于同一竖直平面的顶面工作平台的横梁之间设置门架斜撑；上侧翼工作平台与其连接的门架立柱组中的每根立柱之间设置上侧翼斜撑；下侧翼工作平台与其连接的门架立柱组中的每根立柱之间设置下侧翼斜撑。优选地，所述顶面工作平台包括六纵三横框架和顶面钢板，所述顶面钢板与所述六纵三横框架固定连接，所述六纵三横框架的每个横梁的两端分别连接一个立柱，每个横梁的梁身连接两个门架斜撑。优选地，每个门架立柱组包括三根立柱，所述立柱的顶端分别固定连接在顶面工作平台上，所述立柱与所述顶面工作平台的固定点为顶面工作平台框架中每根横梁与同一个边纵梁的焊接点。优选地，所述上侧翼工作平台包括两纵三横框架和上侧翼钢板，所述上侧翼钢板与所述两纵三横框架固定连接；固定上侧翼工作平台的每根立柱固定连接在所述两纵三横框架中每根横梁与同一个边纵梁的交界处；所述两纵三横框架中的三根横梁的横梁身与固定上侧翼工作平台的立柱之间设置上侧翼斜撑。优选地，所述下侧翼工作平台包括三纵三横框架和下侧翼钢板，所述下侧翼钢板与所述三纵三横框架固定连接；固定下侧翼工作平台的每根立柱固定连接在所述三纵三横框架的每根横梁与同一个边纵梁的交界处；所述三纵三横框架中的三根横梁的横梁身与固定下侧翼工作平台的立柱之间设置下侧翼斜撑。优选地，所述上侧翼工作平台与所述下侧翼工作平台设置在所述门框架结构的侧面，所述门框架结构的后面设置竖向滑杆，所述竖向滑杆通过连接件固定在顶面工作平台上。优选地，每个门架立柱组中的边立柱底端设置移动轮，且同一个门架立柱组上连接的两个移动轮作为三脚架的两个连接端，三角支架的第三个连接端为同一个门架立柱组中间门柱的顶端；每根与移动轮连接的立柱的下部设置三个收放式支撑杆。优选地，两个门架立柱组上分别设置的上侧翼工作平台相对于顶面工作平台中心线对称设置，两个门架立柱组上分别设置的下侧翼工作平台相对于顶面工作平台中心线对称设置。优选地，顶面工作平台与上侧翼工作平台之间、上侧翼工作平台与下侧翼工作平台之间、下侧翼工作平台与地面之间均设置斜向楼梯。优选地，每个门架立柱组中位于中间的中间立柱上设置急救箱，且所述急救箱靠近中间立柱的下部设置。本实用新型的有益效果是：本实用新型所述隧道多功能开挖台车不仅满足隧道施工开挖要求，还满足在发生隧道塌方情况下保护施工人员安全避难、逃生的要求。本实用新型所述多功能开挖台车的后侧设置竖向滑竿，人员可快速滑下逃生，经过设计验算车架结构能够承受不同坍塌荷载冲击，可为施工人员提供临时避难产场所，并且在车架内侧配备人员自救物资，包括必要食品、水、药物、呼吸装备等救生物资及装备，确保被困人员的安全。针对隧道施工期潜在的坍塌隐患，用于施工人员正常作业的施工平台，坍塌事故或险情发生时可实现快速撤离，并为被困人员提供充足的救援物资及避难空间。附图说明图1是隧道多功能开挖台车的主体结构示意图；图2是图1中顶面工作平台的框架示意图；图3是图1中上侧翼工作平台的框架示意图；图4是图1中下侧翼工作平台的框架示意图；图5是隧道多功能开挖台车的主视示意图；图6是图5的侧视示意图；图7是图5的俯视示意图。具体实施方式为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。实施例本实施例所述隧道多功能开挖台车，所述开挖台车为门框架结构，所述门框架结构包括顶面工作平台、两个门架立柱组、上侧翼工作平台和下侧翼工作平台；所述顶面工作平台1的每个边纵梁上均固定一个门架立柱组1，每个门架立柱组上分别设置上侧翼工作平台3和下侧翼工作平台4，且两个门架立柱组上分别设置的上侧翼工作平台3相对于顶面工作平台中心线对称设置，两个门架立柱组上分别设置的下侧翼工作平台4相对于顶面工作平台中心线对称设置；任意一个门架立柱组中的每根立柱分别与与所述立柱处于同一竖直平面的顶面工作平台1的横梁之间设置门架斜撑5；上侧翼工作平台与其连接的门架立柱组中的每根立柱之间设置上侧翼斜撑6；下侧翼工作平台与其连接的门架立柱组中的每根立柱之间设置下侧翼斜撑7。更详细的解释说明：(一)工作平台、门架立柱的详细说明1.1顶面工作平台所述顶面工作平台1包括六纵三横框架和顶面钢板，所述顶面钢板与所述六纵三横框架固定连接，所述六纵三横框架的每个横梁22的两端分别连接一个门架立柱，每个横梁22的梁身上连接两个门架斜撑5。所述六纵三横框架由六根纵梁和三根横梁焊接组成的框架结构。1.2门架立柱组每个门架立柱组1包括三根立柱，所述立柱顶端分别固定连接在顶面工作平台上，所述立柱与所述顶面工作平台1的固定点为顶面工作平台的六纵三横框架中每根横梁与同一个边纵梁的焊接点。1.3上侧翼工作平台所述上侧翼工作平台3包括两纵三横框架和上侧翼钢板，所述上侧翼钢板与所述两纵三横框架固定连接；固定上侧翼工作平台3的每根门架立柱固定连接在所述两纵三横框架中每根横梁32与同一个边纵梁31的交界处；所述两纵三横框架中的三根横梁的横梁身与固定上侧翼工作平台3的立柱之间设置上侧翼斜撑6。1.4下侧翼工作平台所述下侧翼工作平台4包括三纵三横框架和下侧翼钢板，所述下侧翼钢板与所述三纵三横框架固定连接；固定下侧翼工作平台4的每根门架立柱固定连接在所述三纵三横框架的横梁42与同一个边纵梁41的交界处；所述三纵三横框架中的3个横梁42的横梁身与固定下侧翼工作平台4的立柱之间设置下侧翼斜撑7。(二)所述上侧翼工作平台3与所述下侧翼工作平台4设置在所述门框架结构的侧面，所述门框架结构的朝向作业区出口的方向上设置竖向滑杆10，所述竖向滑杆10通过连接件固定在顶面工作平台的边横梁22上或顶面钢板上。(三)每个门架立柱组中的边立柱底端设置移动轮8，且同一个门架立柱组上连接的两个移动轮作为三脚架的两个连接端，三角支架的第三个连接端设置在同一个门架立柱组的中间门柱的顶端。每个移动轮的移动方向均与所述顶面工作平台2的纵梁21平行。每根与移动轮连接的立柱的下部设置三个收放式支撑杆12，便于固定移动轮，保证隧道多功能开挖台车不移动的作用。顶面工作平台与上侧翼工作平台之间、上侧翼工作平台与下侧翼工作平台之间、下侧翼工作平台与地面之间均设置斜向楼梯9。每个门架立柱组中位于中间的中间立柱上设置急救箱11，且所述急救箱靠近中间门柱的下部设置。如图5所示，固定左侧门架立立柱组中间门柱上的急救箱11-1，固定右侧门架立立柱组中间门柱上的急救箱11-2。图5中13表示开挖轮廓线。本实施例所述开挖台车的门架结构与所有工作平台的横、纵梁部件材料均采用20a工字钢，所述开挖台车中涉及到的钢板结构均采用厚度为5mm的钢板，材料均使用Q235普通碳素钢。开挖台车制造工艺采用焊接处理，焊接，结构整体性较好。表1为20a型工字钢尺寸参数。表120a型工字钢尺寸参数开挖台车结构采用单层式门架式结构，门架立柱组中立柱高度5200mm，顶面工作平台的横梁长度为7400mm，顶面工作平台的纵梁长度为5000mm，门架斜撑长度为4920mm，下侧翼工作平台的横梁长度为2500mm，下侧翼斜撑长度为2270mm，上侧翼工作平台的横梁长度为1600mm，上侧翼斜撑的长度为1340mm，台车结构简图如图1所示。依据隧道开挖台车设计要求，对开挖台车进行了结构设计和有限元分析。分别模拟了隧道局部塌方和严重性塌方时，塌方石块对开挖台车的多种冲击工况，得到了台车变形云图和变形规律，验算结果表明：在极限载荷工况下，开挖台车整体的强度和刚度都满足使用要求，除个别处应力集中外，台车各部分的应力值都较低。通过隧道塌方石块对开挖台车冲击模拟得出了台车整体变形情况和最大变形点的时间位移曲线，模拟结果表明台车整体结构能够满足隧道塌方时保护施工人员安全的要求，达到了最初的设计目的。本实用新型所述开挖台车结构可以承受不同坍塌荷载冲击，具有避险功能，能够为施工人员提供避难空间。然而面对关门坍塌事故，施工人员可能会滞留在施工现场一段时间，因此，多功能台车除了能够提供逃生空间，还应配备食品、水、药物、呼吸装备等救生物资及装备。多功能台车随着掌子面的开挖不停向前移动，对于隧道内地势较为平坦时，通过台车车轮向前移动，若遇到地势起伏不平时，通过挖机向前移动，多功能台车移动到位时，放下每个移动轮轮轴处三个收放式支撑架，确保台车在作业面的稳定性，当有事故发生时，台车架体不被推移。在台车主构架两侧每一层作业平台设置斜向楼梯，方便施工人员上下，在车体后侧设置两根垂直竖杆，便于作业平台最高处作业人员紧急逃生，其他两层作业平台由于高度间距分别为1.3m和1.8m，若遇到险情施工人员可逐层跳下。开挖台车主构架两侧分别各设置一个急救箱，急救箱高度约为1.5米，急救箱高度设置便于紧急情况下被困人员对救生物资的使用。左侧救生箱内配置手电筒、电池、急救药品以及简易供氧设备，其中药品包括：医用胶带、砂带、创可贴、云南白药，并应定期检查(检查周期以月/次为单位)，定期检查电池、药品以及供氧设备的完备性及有效性。右侧救生箱内配备必要的饮用水，并应及时更换(更换周期以天/次为单位)，确保灾害发生时有救命的物资。隧道发生坍塌时，通常的救援时间为2天～6天，根据台车上工作人数及工作时间的调研统计，工作时间段较长的施工环节，平人工作人数为6～15人，救生物资的配备标准为：最低标准：配备满足15人存活6天的水和药品，具体标准如表2：表2满足15人存活6天的水和药品序号物品名称单位数量1云南白药气雾剂盒22云南白药粉瓶13正红花油瓶24纱布绷带卷55医用透气胶布卷56饮用水箱(30瓶/箱)17创可贴6贴/包2推荐标准：配备满足15人存活6天的水和药品、食品以及其他救援物资，具体标准如表3：表3满足15人存活6天的水和药品、食品以及其他救援物资序号物品名称单位数量1云南白药气雾剂盒22云南白药粉瓶13正红花油瓶24纱布绷带卷55医用透气胶布卷56饮用水箱(30瓶/箱)17创可贴6贴/包28食品面包袋(20个/袋)39口对口呼吸罩个210急救毯个111卡扣式止血带中号个112胶管止血带33cm条113手电筒、电池套1通过采用本实用新型公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：本实用新型所述隧道多功能开挖台车不仅满足隧道施工开挖要求，还满足在发生隧道塌方情况下保护施工人员安全避难、逃生的要求。本实用新型所述多功能开挖台车的后侧设置竖向滑竿，人员可快速滑下逃生，经过设计验算车架结构能够承受不同坍塌荷载冲击，可为施工人员提供临时避难产场所，并且在车架内侧配备人员自救物资，包括必要食品、水、药物、呼吸装备等救生物资及装备，确保被困人员的安全。针对隧道施工期潜在的坍塌隐患，用于施工人员正常作业的施工平台，坍塌事故或险情发生时可实现快速撤离，并为被困人员提供充足的救援物资及避难空间。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。当前第1页1 2 3