一种用于隧道拱顶衬砌自适性检测的辅助装置的制作方法

本实用新型属于隧道质量检测领域，具体是涉及一种用于隧道拱顶衬砌自适性检测的辅助装置。

背景技术：

隧道衬砌质量关系着隧道运营后的通车安全及运行安全，特别是目前隧道衬砌存在的欠厚、空洞问题，都是造成安全质量问题的隐患所在，因此对于隧道衬砌质量的检测工作显得尤为重要。采用地质雷达探测法已经成为目前最为普遍的方法之一。

在隧道衬砌质量检测中，特别是已经开始运营的隧道工程中，会遇到隧道拱顶已经完成了吊柱等辅助设备的安装，造成地质雷达不能采用人工方法进行检测；另外，由于隧道衬砌在运营之前已经经过多次处理，比如注浆、开窗、抹缝等，造成衬砌界面的极不平整，这也给隧道衬砌质量检测工作带来了极大的困扰，这对检测领域的检测装置提出了更高的要求，从国内已经公开的专利，专利号为CN201710793942和CN201511023416文件中，公开了“可自主避障的隧道衬砌雷达检测装置”与“车载隧道衬砌雷达检测装置”，虽然这两种装置能够在一定程度上解决一些检测问题，但是在结构上装置复杂，在尚未完工的隧道或者已挂吊柱的隧道的拱顶检测很难实际操作，并且成本较高。所以目前的隧道衬砌质量检测装置存在着一些问题，造成了衬砌质量检测过程中数据采集效果差、数据采集困难。

（1）在检测中选择使用人工检测，可以提高检测精度，但是需要必要的检测条件，比如机车或者轨道车使用，不能保证适用复杂的检测条件，并且成本较高。

（2）传统的非人工检测装置存在着自适性较差，不能适应复杂的衬砌界面问题。

（3）传统隧道衬砌检测中，当存在吊柱等复杂检测条件下，需要人工托举架子将雷达设备放置拱顶，需要多次轮换工人，存在人工浪费严重、劳动量大和检测不连续的问题。

由于传统质量检测中检测辅助装置存在的问题，目前在隧道检测工程中亟需

新的装置能够改变目前这种现状，实现质量检测中拱顶衬砌检测的数据顺利、精确采集。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于隧道拱顶衬砌自适性检测的辅助装置，能够解决在隧道拱顶检测中遇到吊柱、衬砌界面不平整、不能实现人工检测等检测条件复杂的问题，可以大大提高检测数据的采集的准确性和连续性，并减少人力和成本的浪费。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：提供一种用于隧道拱顶衬砌自适性检测的辅助装置，其特征在于包括检测台架结构、爬升结构、支撑结构、自适性托举结构。所述检测台架结构包括台架、爬梯和行走轮；所述爬升结构包括自动升降杆、动滑轮、固定套管、转轮、钢丝绳和正反转调速电机；所述支撑结构包括支撑杆、传动轴、高强压缩弹簧；所述自适性托举结构包括托举架、橡胶圈和普通伸缩弹簧和耐磨滑板。

进一步地，所述检测台架结构包括台架、爬梯和行走轮，台车结构由轻质钢管材料通过卡扣连接，爬梯通过焊接设置在台车结构的内侧，行走轮可根据检测环境分为轨道式行走轮和轮胎式行走轮。

进一步地，所述爬升结构包括自动升降杆、动滑轮、固定套管、转轮、钢丝绳和正反转调速电机；钢丝绳的一端固定在自动升降杆的底部，另一端通过台车结构顶部的动滑轮连接到转轮上，通过转轮的转动可以完成升降杆的升降。转轮通过支架直接焊接在台车结构的下部，转轮和正反转调速电机通过轴承连接，正反转调速电机和转轮处于平行位置，正反转调速电机焊接在台车结构的下部。

进一步地，所述支撑结构包括支撑杆、传动轴、高强压缩弹簧，支撑杆和自动升降杆通过传动轴连接，在支撑杆和自动升降杆上设置固定扣，中间连接高强压缩弹簧，使支撑杆和自动升降杆处于45°～60°之间。

进一步地，所述自适性托举结构包括托举架、橡胶圈和普通伸缩弹簧和耐磨滑板，托举架两侧设置横撑，将支撑杆焊接在托举架两侧横撑位置，托举架四周分布有橡胶圈，橡胶圈厚度为2-3cm，普通伸缩弹簧位于托举架的底部，雷达放置在托举架上面，雷达底部设置有耐磨滑板，耐磨滑板呈弧形突出5-8cm，弧形突出方向为装置前进方向。

进一步地，所述固定套管焊接在台车结构上，上下各平行设置四个，自动升降杆可以穿过固定套管。

进一步地，所述自动升降杆是内外两层管结构，自动升降杆上设置滑道和锚固钉，锚固钉通过滑道可以控制自动升降杆的长度。

进一步地，普通伸缩弹簧设置在托举架的底部分布4-5个。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、自动升降杆利用钢丝绳通过和转轮和动滑轮连接，可以实现自动升降杆的轻松升降，转轮可以通过正反转调速电机控制升降杆的升降速度，这样当遇到吊柱等障碍物时可以轻松控制，大大减少了人力浪费和工作量。

2、自动升降杆可以调节长短，自动升降杆是两层内外钢管，钢管上设置滑道和锚固钉，实现伸缩，可以防止出现隧道净空出现突然增大的情况。

3、支撑杆和自动升降杆采用传动轴连接，设置有高强压缩弹簧，可以使托举架既可以收到向上的顶推力，还可以受到水平向前的拉力，可以保证更好的行走。

4、托举架将四周设置橡胶圈，可以防止雷达在推进过程遇到不平整时缓冲撞击，在托举下安装普通伸缩弹簧，另外，雷达底部安设的耐磨滑板可以使接触面更加光滑，突出的弧形端可以更好的避开阻挡，提高仪器的自适性，减小隧道复杂条件带来的数据不连续的问题。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是托举架结构示意图；

图3是自动升降杆结构示意图；

图4是支撑结构和托举架结构工作时示意图；

图5是托举架结构安放示意图；

图中：1、台架；2、爬梯；3、行走轮；4、托举架；4-1、普通伸缩弹簧；4-2、橡胶圈；5、自动升降杆；5-1、滑道；5-2、锚固钉；6、动滑轮；7、钢丝绳；8、固定套管；9、转轮；10、正反转调速电机；11、支撑杆 ；12、传动轴 ；13、高强压缩弹簧；14、固定扣 ；15、横撑 ；16、雷达 ；17、耐磨滑板。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

如图1所示，本实用新型所述的一种用于隧道拱顶衬砌自适性检测的辅助装置，其特征在于其特征在于包括检测台架结构、爬升结构、支撑结构、自适性托举结构。所述检测台架结构包括台架1、爬梯2和行走轮3；所述爬升结构包括自动升降杆5、动滑轮6、固定套管8、转轮9、钢丝绳7和正反转调速电机10；所述支撑结构包括支撑杆11、传动轴12、高强压缩弹簧13；所述自适性托举结构包括托举架4、橡胶圈4-2和普通伸缩弹簧4-1和耐磨滑板17。

进一步地，所述检测台架结构包括台架1、爬梯2和行走轮3，台架结构由轻质钢管材料通过卡扣连接，爬梯2通过焊接设置在台车结构的内侧，行走轮3可根据检测环境分为轨道式行走轮和轮胎式行走轮。所述爬升结构包括自动升降杆5、动滑轮6、固定套管8、转轮9、钢丝绳7和正反转调速电机10；钢丝绳7的一端固定在自动升降杆5的底部，另一端通过台架结构顶部的动滑轮6连接到转轮9上，通过转轮9的转动可以完成自动升降杆5的升降。转轮9通过支架直接焊接在台架结构的下部，转轮9和正反转调速电机10通过轴承连接，正反转调速电机10和转轮9处于平行位置，正反转调速电机10焊接在台架结构的下部。

如图2和如图4所示，所述自适性托举结构包括托举架4、橡胶圈4-2和普通伸缩弹簧4-1和耐磨滑板17，托举架4两侧设置横撑15，将支撑杆11焊接在托举架4两侧横撑15位置，托举架4四周分布有橡胶圈4-2，橡胶圈4-2厚度为2-3cm，弹簧4-1位于托举架4的底部，雷达16放置在托举架4上面，雷达16底部设置有耐磨滑板17，耐磨滑板17呈弧形突出5-8cm，弧形突出方向为装置前进方向。

如图4所示，所述支撑结构包括支撑杆11、传动轴12、高强压缩弹簧13，支撑杆11和自动升降杆5通过传动轴12连接，在支撑杆11和自动升降杆5上设置固定扣14，中间连接高强压缩弹簧13，使支撑杆11和自动升降杆5处于45°～60°之间。

如图1所示，所述固定套管8焊接在台架结构上，上下各平行设置四个，自动升降杆5可以穿过固定套管8。

如图3所示，所述自动升降杆5是内外两层管结构，自动升降杆5上设置滑道5-1和锚固钉5-2，锚固钉5-2通过滑道5-1可以控制自动升降杆5的长度。

如图2所示，普通伸缩弹簧4-1设置在托举架4的底部分布4-5个。

本装置在使用时，当进行隧道拱顶衬砌质量检测时，分为两种情况，一种是普通有砟铁路隧道，台架结构的行走轮3可以设置成轨道轮；另外一种是无砟轨道铁路隧道，台架结构的行走轮3可以设置成轮胎轮；具体检测作业时，检测人员通过爬梯2将雷达16放置在托举架4上，雷达16底部设置的耐磨滑板17突出的一端朝前进方向，托举架4四周的橡胶圈4-2起到缓冲和保护作用；钢丝绳7的一端连接自动升降杆5的底部，另一端通过台架结构顶部的动滑轮6连接到转轮9上，启动正反转调速电机10，正反转调速电机10通过轴承连接转轮9，控制自动升降杆5的升降速度，保证仪器设备能够匀速的上升；此外，当正反转调速电机10无法工作时，轴承和转轮9可以轻松拆卸，实现人工调整转轮以实现自动升降杆5的升降。

如图4，具体工作时，托举架4将仪器设备上升至拱顶后，可以观察支撑杆11和自动升降杆5上的高强压缩弹簧11判断，也可以通过普通伸缩弹簧4-1的状态判断雷达16是否紧密贴在衬砌表面，以支撑杆11有下压趋势作为雷达16贴紧衬砌表面为准。

当隧道遇到不平整面或者衬砌错层后，通过耐磨滑板17可以避开错层，另外高强压缩弹簧13对托举架4具有顶推力，使仪器可以紧紧贴在衬砌表面，支撑杆11保持托举架4水平受力，又可以保障水平前行，可以减少衬砌表面不平整带来的停顿问题；当遇到吊柱已经安装的隧道时，由于吊柱之间距离通常为5m，所以人工检测难以实现，通过自动升降杆5将仪器设备升至拱顶更便于检测，减少了人力，提高了检测效率。

隧道有遇到锚段时，隧道净空会突然增大，通过自动升降杆5上的滑道5-1和锚固钉5-2，可以实现自动升降杆5的长度调整，保证仪器设备可以上升至所需要的高度。具体操作如下，最初位置滑道5-1为内外管重合最大位置，当遇到需要调高时，将锚固钉5-2移除原位置，将内外管拉长，重新固定锚固钉5-2，最后实现自动升降杆5的长度调整。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。