一种能在安装时快速翻转到位的铰接式隧道初支钢拱架的制作方法

1.本实用新型涉及隧道施工技术领域，特别涉及一种能在安装时快速翻转到位的铰接式隧道初支钢拱架。


背景技术：

2.隧道工程施工中，隧道施工支护必须配合开挖经行，以减少围岩松动，防止坍方落石，在ⅳ、
ⅴ
类围岩施工中，多采用拱架配合锚喷支护的初期支护方案，特殊情况下还会增加其他辅助措施。
3.在隧道传统施工中，隧道初支拱架一般由多个分段拱架在现场施工中拼装而成，各分段拱架先单独从隧道外运送至隧道内，再通过拱架台车与人工配合在设计拱顶位置进行一一拼装。但在该施工中，若拱架分段过多，将会增加拼装的次数，从而增加工作量；若拱架分段过少，各分段拱架构架长重量大，在拼装时对齐困难，操作难度大。总之，该拱架组装工作繁重，浪费大量的人工工作，组装效率慢，且隧道开挖掌子面在未架设拱架支撑前多处于不稳定状态，拱顶及掌子面易发生坍塌、拱顶塌落碎石土等现象，安装时间越长，发生安全隐患的机率就越高。所以本领域的技术人员发明了一种铰接式隧道初支钢拱架，该拱架由若干节分钢架首尾铰接组成。现场安装时，先通过举升台车将整个拱架举升至设计拱顶位置，再将各分钢架展开相互固定，最后将拱架整体固定在隧道墙上。当相邻两节分钢架的铰接端位于内侧时，在展开过程中由于拱架上方的各相邻分钢架还未紧密固定在一起，又或者是地面上设置有凸出的仰拱，最下方分钢架由折叠状态翻转打开时往往会被地面抵挡。通常的解决方法是在地面上开挖出供最下方分钢架通过的凹槽，但该方法费时费力，不利于拱架的快速安装。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本实用新型旨在提供一种能在安装时快速翻转到位的铰接式隧道初支钢拱架，该拱架最下方的分钢架相对地面的高度可调，现场安装时最下方分钢架可先抬高高度再进行翻转，以解决最下方分钢架由于空间受限无法顺利翻转到位的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型提出了一种能在安装时快速翻转到位的铰接式隧道初支钢拱架，包括拱架本体，所述拱架本体由若干节弧形分钢架首尾铰接组成，且各铰接轴均位于拱架本体的内侧，从中间到两侧各分钢架的长度逐渐减小，下一节分钢架能折叠收缩到上一节分钢架的内侧端，两侧的所有分钢架最终能整体折叠收缩到最中间的分钢架的内侧端，在各铰接点处设置有可拆卸的紧固结构，各分钢架伸展形成整体式拱架后能分别通过紧固结构紧固在一起，所有分钢架的两端均设有连接脚板，相邻两分钢架通过在对应的连接脚板的内侧端设置铰接结构实现铰接，相邻两连接脚板能通过旋转贴合在一起，最下方的相邻两连接脚板由上连接脚板和下连接脚板组成，所述下连接脚板的内侧端设有第一连接部，所述上连接脚板的内侧端设有第二连接部，所述第一连接部与第二连接部上
均设有铰接孔，所述铰接轴水平穿过第一连接部和第二连接部的铰接孔将上连接脚板和下连接脚板铰接在一起，且所述上连接脚板和下连接脚板均能沿铰接轴的轴向滑动，从而使上连接脚板和下连接脚板能在铰接轴上形成错位，所述第二连接部的铰接孔与铰接轴匹配，所述第一连接部的铰接孔与铰接轴之间设有在上下方向的间隙，所述铰接轴的两端设有用于防止第一连接部和第二连接部脱落的限位柱，当上连接脚板和下连接脚板错位时，所述第一连接部通过该间隙能相对铰接轴向上平移，从而带动下连接脚板相对上连接脚板向上平移，进而抬高最下方分钢架相对地面的高度，使最下方分钢架顺利翻转到位。
6.上述方案中：所述第二连接部为铰接轴匹配的套筒，所述第一连接部为横截面呈椭圆状或扁状的套筒。横截面呈椭圆状或扁状的套筒易于实现与铰接轴之间留有上下方向的间隙。
7.上述方案中：所述紧固结构包括螺栓、螺母和连接脚板，相邻的两连接脚板能通过旋转实现贴合，贴合时各分钢架伸展形成整体式拱架，在两连接脚板上对应设置有安装孔，通过在安装孔中设置螺栓并配合螺母锁紧能将两连接脚板紧固在一起。该紧固结构简单、操作方便，且与铰接结构共用连接脚板，设计巧妙、成本低。
8.本实用新型的有益效果是：
9.1、上连接脚板和下连接脚板在内侧端铰接在一起，且上连接脚板和下连接脚板均能沿铰接轴的轴向滑动；拱架现场安装时，下连接脚板先滑动到上连接脚板的侧方，使上连接脚板和下连接脚板在铰接轴上形成错位；由于第一连接部与铰接轴之间存在上下方向的间隙，错位时下连接脚板相对地面的高度可调，即最下方分钢架的高度可调，最下方分钢架先抬高高度再进行翻转，从而解决了最下方分钢架由于空间受限无法顺利翻转到位的问题，翻转到位后下连接脚板再滑动到上连接脚板的下方，进行两连接脚板的拼接固定；且最下方分钢架为长度最短的分钢架，其重量也最轻，通过举升台车的机械臂易于实现最下方分钢架的位置调节。
10.2、相对于传统的铰接式隧道初支钢拱架，本拱架安装时无需在地面上开槽，有利于加快安装速度，降低安装成本。
附图说明
11.图1是本实用新型收折时的示意图。
12.图2是本实用新型展开时的示意图。
13.图3是本实用新型在举升台车的配合下进行安装的示意图。
14.图4是上连接脚板与下连接脚板错位时的示意图。
15.图5是上连接脚板与下连接脚板贴合时的示意图。
16.图6是紧固结构的示意图。
具体实施方式
17.如图1—6所示，一种能在安装时快速翻转到位的铰接式隧道初支钢拱架，包括体是拱架本体a。
18.拱架本体a由若干节弧形分钢架1首尾铰接组成，且各铰接轴2均位于拱架本体a的内侧，从中间到两侧各分钢架1的长度逐渐减小，下一节分钢架1能折叠收缩到上一节分钢
架1的内侧端，两侧的所有分钢架1最终能整体折叠收缩到最中间的分钢架1的内侧端。在各铰接点处设置有可拆卸的紧固结构b，各分钢架1伸展形成整体式拱架后能分别通过紧固结构b紧固在一起。
19.所有分钢架1的两端均设有连接脚板8，相邻两分钢架1通过在对应的连接脚板8的内侧端设置铰接结构实现铰接，相邻两连接脚板8能通过旋转贴合在一起。最下方的相邻两连接脚板8由上连接脚板5和下连接脚板3组成，下连接脚板3的内侧端设有第一连接部4，上连接脚板5的内侧端设有第二连接部6，第一连接部4与第二连接部6上均设有铰接孔，铰接轴2水平穿过第一连接部4和第二连接部6的铰接孔将上连接脚板5和下连接脚板3铰接在一起；且上连接脚板5和下连接脚板3均能沿铰接轴2的轴向滑动，从而使上连接脚板5和下连接脚板3能在铰接轴2上形成错位。
20.第二连接部6的铰接孔与铰接轴2匹配，第一连接部4的铰接孔与铰接轴2之间设有在上下方向的间隙，铰接轴2的两端设有用于防止第一连接部4和第二连接部6脱落的限位柱7。当上连接脚板5和下连接脚板3错位时，第一连接部4通过该间隙能相对铰接轴2向上平移，从而带动下连接脚板3相对上连接脚板5向上平移，进而抬高最下方分钢架1相对地面的高度，使最下方分钢架1顺利翻转到位。
21.最好是，第二连接部6为与铰接轴2匹配的套筒，第一连接部4为横截面呈椭圆状或扁状的套筒。横截面呈椭圆状或扁状的套筒易于实现与铰接轴2之间留有上下方向的间隙。
22.除最下方的相邻两连接脚板8外，其余相邻的两连接脚板8中的其中一连接脚板8的内侧端间隔设置有与铰接轴2匹配的两套筒，该连接脚板8与两套筒形成“凹”字形结构；另一连接脚板8的内侧端的中部设有一个与铰接轴2匹配的套筒，该连接脚板8与套筒形成“凸”字形结构，“凹”字形结构能与“凸”字形结构对接在一起，铰接轴2穿过各套筒将对应的两连接脚板8铰接在一起。除最下方的相邻两连接脚板8外，其余相邻的两连接脚板8的内侧端也通过套筒进行铰接，只是套筒均与铰接轴2匹配，不需要预留间隙，设置更简单。
23.最好是，紧固结构b包括螺栓9、螺母10和连接脚板8，相邻的两连接脚板8能通过旋转实现贴合，贴合时各分钢架1伸展形成整体式拱架，在两连接脚板8上对应设置有安装孔，通过在安装孔中设置螺栓9并配合螺母10锁紧能将两连接脚板8紧固在一起。该紧固结构b简单、操作方便，且与铰接结构共用连接脚板8，设计巧妙、成本低。