超大断面矩形顶管钢管节施工现场拼装平台及施工方法与流程

本发明涉及隧道施工工程领域，特指一种超大断面矩形顶管钢管节施工现场拼装平台及施工方法。

背景技术：

随着经济快速发展，城市基础设施大规模的建设，大城市尤其超大城市中地面及地下建构筑物越来越多越来越密集，这使得在大城市城区建造地铁车站面临着更为复杂的施工环境。超大城市核心区域通常是地面交通量很大、车辆拥堵、地面建构筑物密集、各类管线错综复杂、甚至地面有高架道路，导致施工作业空间非常有限，很多施工方法工艺将受限。要想在这样的环境下修建地铁车站，最常用的明挖法恐怕无以为继，如此一来采用暗挖法不失一种很好的解决途径。软土环境下的盾构法及顶管法两种暗挖施工方法已经非常成熟，但这两种工艺尚未在地铁车站施工中采用过，顶管法相对盾构法有投资较小、占用施工空间较小、工期容易掌握的优势，因此顶管法非常适合城市中复杂环境下车站的非开挖施工。

对于超大断面的矩形顶管，顶管管节的设计也是一项重要内容，顶管管节一般可分为混凝土管节和钢管节，前者刚度较大同时重量也要大很多，不可分块，运输难度较大；后者强度较大重量较轻且可以分块制作然后现场拼接成环(后期内部浇筑混凝土可制作成复合管节)，这样管节运输难度大大降低，通过以上分析对于超大断面矩形顶管采用分块制作的钢管节较为合理，但由于施工现场场地、设备等跟专业工厂条件差很多，如何保证钢管节现场拼装焊接合拢的精度，减小其过程中的变形是一个急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种超大断面矩形顶管钢管节施工现场拼装平台及施工方法，解决现有的分块钢管节由于施工现场场地及设备条件差而容易出现拼装精度差以及易变形的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种超大断面矩形顶管钢管节施工现场拼装平台，包括：

置于所述施工现场的平台结构；

可移动地置于所述平台结构上、且供承托待拼装的钢管节的滑移结构；

间隔的安装于所述平台结构上的导向支承座，所述导向支承座内设有供容置待拼装的钢管节对应部分的限位空间；

可调节地安装于所述导向支承座的调节杆，所述调节杆的端部伸入所述限位空间内且其伸入所述限位空间内的部分的长度可调，通过调节所述调节杆伸入所述限位空间内的部分的长度而使得所述调节杆的端部顶推待拼装的钢管节对应的部分进而调节所述钢管节的位置；以及

安装于所述平台结构并间隔的置于待拼装的钢管节外周的顶推结构，通过所述顶推结构顶推待拼装的钢管节对应的部分进而通过所述滑移结构带动所述待拼装的钢管节进行移动调节，从而使得待拼装的钢管节调节到待拼装的位置以便于完成拼装。

本发明的施工现场拼装平台利用导向支承座的限位空间对待拼装的钢管片进行初步的定位，进而在利用调节杆和顶推结构对钢管片进行位置精调，再将待拼装的钢管片调节到位后，进而利用调节杆夹紧固定住钢管片，确保钢管片焊接过程中处于固定状态，提高钢管片拼装精度，有效的解决了在场地、设备等条件较差的施工现场将钢管节快速拼装焊接合拢，保证了钢管节现场拼装焊接成型的精度，减少了钢管节拼装焊接合拢过程中的变形。本发明的拼装平台具有结构简单，易于安装，适用性好，针对性强，效率高以及成本费用低的优点。

本发明超大断面矩形顶管钢管节施工现场拼装平台的进一步改进在于，所述导向支承座包括相对设置的第一支座和第二支座，所述第一支座和所述第二支座之间形成所述限位空间；

所述第一支座和所述第二支座上开设有螺纹连接孔；

所述调节杆为螺杆，所述螺杆螺合于对应的螺纹连接孔且端部可伸入所述限位空间内。

本发明超大断面矩形顶管钢管节施工现场拼装平台的进一步改进在于，所述第一支座和所述第二支座位于所述限位空间的内侧面具有呈倾斜状的导向面；

所述第一支座和所述第二支座上可转动地安装有导向滚轮，所述导向滚轮沿所述导向面间隔设置，且所述导向滚轮有部分凸伸出所述导向面并置于所述限位空间内。

本发明超大断面矩形顶管钢管节施工现场拼装平台的进一步改进在于，所述平台结构包括浇筑于施工现场地面的垫层、预埋于所述垫层内的预埋件、与所述预埋件固定连接的支撑梁以及与所述支撑梁固定连接的平台板。

本发明超大断面矩形顶管钢管节施工现场拼装平台的进一步改进在于，所述平台板有多块，且多块平台板间拼接连接。

本发明还提供了一种利用超大断面矩形顶管钢管节施工现场拼装平台进行钢管节拼装的施工方法，包括如下步骤：

提供待拼装钢管节的第一部分，将所述第一部分置于对应的滑移结构上并位于对应的导向支承座的限位空间内；

调节所述调节杆以夹紧固定所述第一部分；

提供待拼装钢管节的第二部分，将所述第二部分置于对应的滑移结构上并位于对应的导向支承座的限位空间内；

利用所述顶推结构顶推所述第二部分进而通过所述滑移结构带动所述第二部分进行位置调节，以使得所述第二部分与所述第一部分相对接，进而将所述第二部分与所述第一部分固定连接从而完成钢管节的拼装。

本发明的施工方法的进一步改进在于，在对第二部分进行位置调节时，还包括：

调节所述调节杆以顶推所述第二部分进行位置调节，使得所述第二部分与所述第一部分相对接。

本发明的施工方法的进一步改进在于，还包括：在将所述第二部分调节到与所述第一部分相对接后，调节所述调节杆以夹紧固定所述第二部分。

本发明的施工方法的进一步改进在于，所述导向支承座于所述限位空间的两侧开设有螺纹连接孔，所述调节杆为与所述螺纹连接孔相适配的螺杆；

在夹紧固定所述第一部分时，将所述螺杆螺合于对应的螺纹连接孔，并旋拧所述螺杆以使得所述螺杆的端部伸入对应的螺纹连接孔并抵靠于所述第一部分。

本发明的施工方法的进一步改进在于，所述导向支承座对应所述限位空间的内壁处可转动地安装有导向滚轮；

在将所述第一部分和所述第二部分吊入至所述限位空间内时，利用所述导向滚轮对所述第一部分和所述第二部分进行导向使得所述第一部分和所述第二部分顺利地落放于对应的导向支承座内。

附图说明

图1为本发明超大断面矩形顶管钢管节施工现场拼装平台的俯视图。

图2为图1的横向剖视图。

图3为图1的纵向剖视图。

图4为图3中预埋件与支撑梁处的局部放大示意图。

图5为本发明超大断面矩形顶管钢管节施工现场拼装平台中平台结构的俯视透视图。

图6为图5中的a-a剖视图。

图7为图5中的b-b剖视图。

图8为本发明超大断面矩形顶管钢管节施工现场拼装平台中的顶推结构的结构示意图。

图9为本发明超大断面矩形顶管钢管节施工现场拼装平台中的导向支承座的结构示意图。

图10为本发明超大断面矩形顶管钢管节施工现场拼装平台中的滑移结构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种超大断面矩形顶管钢管节施工现场拼装平台及施工方法，用于在施工现场场地及设备有限的条件下拼装钢管节，该钢管节整体被分成两部分以便于运输，在施工现场借助本发明提供的拼装平台及施工方法将分开的两部分管节拼装成整体的钢管节，且在拼装的过程中能够保证钢管节现场拼装焊接合拢的精度，减少其过程中的变形。本发明的拼装平台具有设备简单，易于安装，专为现场拼装设计，适用性好，针对性强，易于操作，效率高，成本费用低。下面结合附图对本发明超大断面矩形顶管钢管节施工现场拼装平台及施工方法进行说明。

参阅图1，显示了本发明超大断面矩形顶管钢管节施工现场拼装平台的俯视图。参阅图2，显示了图1的横向剖视图。下面结合图1和图2，对本发明超大断面矩形顶管钢管节施工现场拼装平台进行说明。

如图1和图2所示，本发明的超大断面矩形顶管钢管节施工现场拼装平台20包括平台结构21、滑移结构25、导向支承座22、调节杆23以及顶推结构24；平台结构21置于施工现场的地面上，该平台结构21的上表面为平整的平台面，为待拼装的钢管节提供拼装作业面。滑移结构25为可移动结构，该滑移结构25可移动地置于平台结构21上，可于平台结构21上自由移动，该滑移结构25用于承托待拼装的钢管节10，从而能够带动该待拼装的钢管节10在平台结构21上进行移动调节位置。导向支承座22间隔的安装于平台结构21上，该导向支承座22间隔的安装于平台结构21上，该导向支承座22内设有供容置待拼装的钢管节10对应部分的限位空间221，较佳地，导向支承座22沿着待拼装的钢管节10的轮廓形状间隔的布设，利用导向支承座22内设置的限位空间221对待拼装的钢管节10进行初步的定位，具体地，在将待拼装的钢管节10放置到平台结构21上时，需将待拼装的钢管节10放置在对应的导向支承座22的限位空间221内，而后再对待拼装的钢管节10的位置进行微调，以提高拼装的精度。调节杆23可调节地安装于导向支承座22上，该调节杆23的端部伸入限位空间221内且其伸入限位空间221内的部分的长度可调，通过调节该调节杆23伸入限位空间221内的部分的长度而使得该调节杆23的端部顶推待拼装的钢管节10对应的部分进而调节该钢管节10的位置。为提高调节待拼装的钢管节10的位置精度，调节杆23对应待拼装的钢管节10的内外侧设置，利用设置在内侧的调节杆23将待拼装的钢管节10向外侧推动，利用设置在外侧的调节杆23将待拼装的钢管节10向内侧推动，以实现待拼装的钢管节10的拼装位置的调节。由于待拼装的钢管节10的底部落放在滑移结构25上，在调节杆23顶推待拼装的钢管节10时，通过滑移结构25的移动而带动待拼装的钢管节10进行位置移动调节。顶推结构24安装于平台结构21上，该顶推结构25间隔的置于待拼装的钢管节10的外周，通过顶推结构25顶推待拼装的钢管节10对应的部分进而通过滑移结构25带动待拼装的钢管节10进行移动调节，从而使得待拼装的钢管节10调节到待拼装的位置以便于完成拼装。顶推结构25设于待拼装的钢管节10的外周，可将待拼装的钢管节10向内推动而使得待拼装的钢管节10的各部分相对接，在各部分对齐后再通过焊接而完成钢管节10的拼装。

在本发明的实例中，钢管节10为大断面的矩形管节，为便于运输将该钢管节10分割成两部分，即第一部分11和第二部分12，该第一部分11和第二部分12的形状呈c型。在施工现场，需要将该第一部分11和第二部分12拼接连接而形成矩形的钢管节10，拼接时将第一部分11和第二部分12分别放到平台结构21上，第一部分11和第二部分12置于导向支承座22的限位空间221内，先利用第一部分11处的导向支承座22上的调节杆23夹紧固定该第一部分11，而后调节第二部分12的位置，使得第二部分12的端部与第一部分11的端部对齐，调节第二部分12时，利用第二部分12处的导向支承座22上的调节杆23进行向内或向外的推动，利用设置在第二部分12外周的顶推结构24向第一部分11所在的方向推动第二部分12，直至该第二部分12的端部与第一部分的端部对齐，此时调节第二部分12处的导向支承座22上的调节杆23以夹紧固定该第二部分12，再焊接固定第一部分11和第二部分12，从而完成了钢管节10的拼装。

较佳地，导向支承座22沿着c型的第一部分11和第二部分12的轮廓间隔的设置，多个导向支承座22上的调节杆23同步推顶钢管节10对应的部分可实现整体移动该对应的部分(也即第一部分或第二部分)。顶推结构24间隔的设于第一部分11和第二部分12的外周。

进一步地，在第一部分11和第二部分12的对接处设置一个导向支承座22，两个顶推结构24，对接处设置的导向支承座22上的调节杆23的端部对应对接缝设置，利用该调节杆23在内外两侧夹紧该对接缝处的第一部分11和第二部分12，可起到固定第一部分11和第二部分12的焊接处的作用。较佳地，在该调节杆23的端部设置夹紧板，该夹紧板可与第一部分11和第二部分12的对应侧面相贴，且夹紧板的面积较大，能够稳定夹紧固定第二部分和第一部分的端部。两个顶推结构24与第一部分11和第二部分12对应设置，利用该两个顶推结构24可沿对接缝推动第一部分11和第二部分12，从而可快速且精确的将对接缝处的第一部分11和第二部分12调节对齐。

在本发明的一种具体实施方式中，如图2、图3和图9所示，导向支承座22包括相对设置的第一支座222和第二支座223，第一支座222和第二支座223之间形成限位空间221；第一支座222和第二支座223上开设有螺纹连接孔；调节杆23为螺杆，该螺杆螺合于对应的螺纹连接孔且端部可伸入限位空间221内。

进一步地，第一支座222和第二支座223均固定在一底板上，该底板通过螺栓紧固在平台结构21上。第一支座222和第二支座223之间留设一定的距离而形成限位空间221，该限位空间221的宽度大于待拼装的钢管节10的宽度，以为待拼装的钢管节10提供一定的调节位置的空间。

具体地，待拼装的钢管节10置于第一支座222和第二支座223之间，第一支座222上的调节杆23设于待拼装的钢管节10的外侧，第二支座223上的调节杆23设于待拼装的钢管节10的内侧，这样内侧和外侧的两个调节杆23可夹紧固定该待拼装的钢管节10，还可以通过内侧或外侧的调节杆23推动调节该待拼装的钢管节10的位置。

在本发明的一种具体实施方式中，如图9所示，第一支座222和第二支座223位于限位空间221的内侧面具有呈倾斜状的导向面2221，2231，通过导向面2221,2231使得限位空间221呈上部大下部小的倒锥形状。较佳地，第一支座222和第二支座223位于限位空间221的内侧面还包括与导向面2221,2231连接的竖向面，螺纹连接孔开设在对应竖向面的位置处，调节杆23对应待拼装的钢管节10的底部位置设置，从而推动钢管节10进行位置调节时，调节过程更加平稳。

第一支座222和第二支座223上可转动地安装有导向滚轮2222,2232，导向滚轮2222,2232沿导向面2221,2231间隔设置，且导向滚轮2222,2232有部分凸伸出导向面2221,2231并置于限位空间221内。利用导向面及导向滚轮对落放到限位空间221内的待拼装的钢管节10进行导向，钢管节10在拼装时，通过吊装设备吊放到平台结构21上，利用吊装设备向平台结构21的导向支承座22内放置钢管节10时，该钢管节10吊放的平稳性较难保证，在钢管节10发生偏位时，通过导向滚轮2222，2232的滚动对钢管节10实现导向，使得钢管节10能够顺利的落放到限位空间221内而置于第一支座222和第二支座223之间。

在本发明的一种具体实施方式中，如图8所示，顶推结构24为电动气缸，该电动气缸通过一底座连接固定在平台结构21上，电动气缸通电后可伸缩气缸杆，通过伸出的气缸杆顶推钢管节10进行位置调节。

在本发明的一种具体实施方式中，如图10所示，滑移结构25为地坦克，上部为承载板，在承载板的底部安装有可转动的多个滚轮，利用滚轮实现移动。

在本发明的一种具体实施方式中，如图2和图3所示，平台结构21包括浇筑于施工现场地面的垫层211、预埋于垫层211内的预埋件212、与预埋件212固定连接的支撑梁213以及与支撑梁213固定连接的平台板214。具体地，在施工现场选取一空地，并挖掘面积与平台结构尺寸相适配的一浅坑，在钱坑的底部布设预埋件212，结合图4、图5和图6所示，预埋件212设置多排，每一排间隔布设，在设置预埋件212时应确保各预埋件212的顶部平齐，而后浇筑垫层211以埋固预埋件212，预埋件212的顶部露出垫层211的表面用于连接支撑梁213。结合图7所示，预埋件212在埋设时，顶部留设了连接螺栓，用于连接支撑梁213。较佳地，支撑梁213采用工字钢，并在工字钢底部焊接一固定板，将固定板置于预埋件212的顶部，并通过压板扣设该固定板，压板通过螺母与连接螺栓紧固连接预埋件212，就完成了支撑梁213与预埋件212的连接。而后在支撑梁213上铺设平台板214，较佳地，平台板214有多块，且多块平台板214件拼接连接。在施工平台结构21时，利用水平测量仪确保平台板214的表面水平，为待拼装的钢管节10提供平整的平台面。

进一步地，平台板214的一侧设置凸起，另一侧设置与凸起相适配的凹槽，相邻的两个平台板214拼接时，将一个平台板214的凸起插入到另一个平台板214的凹槽内。平台板214与支撑梁213可通过焊接固定，也可通过螺栓紧固连接。如图4所示，在图4的实例中，支撑梁213有三道，平台板214有四块。

在本发明的一种具体实施方式中，滑移结构25设有多个，且沿待拼装的钢管节10的轮廓间隔布设。

下面结合图1至图3，对本发明的拼装平台20拼装钢管节10的过程进行说明。

如图1至图3所示，钢管节10包括第一部分11和第二部分12，该第一部分11和第二部分12呈c型，先将第一部分11和第二部分12放置到平台结构21上，第一部分11和第二部分12分别位于对应的导向支承座22的限位空间221内。通过限位空间221的初步定为，使得第一部分11和第二部分12大致对齐，调节第一部分11处的调节杆23，另调节杆23从第一部分11的内外两侧夹紧固定该第一部分11。而后调节第二部分12的位置，使得第二部分12的端部与第一部分11的端部对齐，具体地，先调节第二部分12端部处的调节杆23，利用该调节杆23将第二部分12顶推到其端部与第一部分11的端部相对应，而后利用顶推结构24从外侧推动第二部分12使得第二部分12向第一部分11移动，进而使得第二部分12的端部与第一部分11的端部相贴，若第二部分12和第一部分11的端部未完全对齐，此时可调节对接缝处的调节杆23，利用调节杆23的顶推微调第二部分12的端部而使得第二部分12的端部与第一部分11的端部对齐，之后利用第二部分12处的调节杆23从内外两侧夹紧固定该第二部分12，而后将第二部分12和第一部分11对接处焊接固定，完成了钢管节10的拼装。而后松开调节杆23的夹紧固定状态，将拼装好的钢管节10从平台结构21上吊出进行顶管施工。

本发明还提供了一种利用超大断面矩形顶管钢管节施工现场拼装平台进行钢管节拼装的施工方法，下面对该施工方法进行说明。

本发明的一种利用超大断面矩形顶管钢管节施工现场拼装平台进行钢管节拼装的施工方法，包括如下步骤：

如图1和图2所示，提供待拼装钢管节的第一部分11，将第一部分11置于对应的滑移结构25上并位于对应的导向支承座22的限位空间221内；

调节调节杆23以夹紧固定第一部分11；

提供待拼装钢管节的第二部分12，将第二部分12置于对应的滑移结构25上并位于对应的导向支承座22的限位空间221内；

利用顶推结构24顶推第二部分12进而通过滑移结构25带动第二部分12进行位置调节，以使得第二部分12与第一部分10相对接，进而将第二部分12与第一部分11固定连接从而完成钢管节10的拼装。

在本发明的一种具体实施方式中，在对第二部分12进行位置调节时，还包括：

调节调节杆23以顶推第二部分12进行位置调节，使得第二部分12与第一部分11相对接。

调节杆23设于第二部分12的内外两侧，利用位于外侧的调节杆23可推顶第二部分12向着内侧移动调节，利用位于内侧的调节杆23可推顶第二部分12向着外侧移动调节。

在一种较佳实施方式中，将一个导向支承座22设于第一部分11和第二部分12的对接缝处，将两个顶推结构24设于对接缝处的第一部分11和第二部分12的外侧。在将第二部分12的端部与第一部分11的端部相贴后，若该第二部分12和端部与第一部分11的端部未对齐，利用第二部分12对接缝处的顶推结构24沿对接缝推动第二部分12，使得第二部分12的端部与第一部分11的端部相对齐。提高焊接精度，在该对接缝处的调节杆23的端部设置一夹紧板，该夹紧板可与第一部分11和第二部分12的对应侧面相贴，且夹紧板的面积较大，在调节第二部分12的端部与第一部分11的端部相对齐后，利用夹紧板夹紧固定该第二部分12和第二部分11的端部，起到固定对接缝的作用。

在本发明的一种具体实施方式中，该施工方法还包括：在将第二部分12调节到与第一部分11相对接后，调节调节杆23以夹紧固定第二部分。

在本发明的一种具体实施方式中，导向支承座22于限位空间221的两侧开设有螺纹连接孔，调节杆23为与螺纹连接孔相适配的螺杆；

在夹紧固定第一部分11时，将螺杆螺合于对应的螺纹连接孔，并旋拧螺杆以使得螺杆的端部伸入对应的螺纹连接孔并抵靠于第一部分11。

在本发明的一种具体实施方式中，如图9所示，导向支承座22对应限位空间221的内壁处可转动地安装有导向滚轮2222,2232；

在将第一部分11和第二部分12吊入至限位空间221内时，利用导向滚轮2222,2232对第一部分11和第二部分12进行导向使得第一部分11和第二部分12顺利地落放于对应的导向支承座22内。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。