初支联体二衬独立式隧道运输材料的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种初支联体二衬独立式隧道运输材料的装置，主要用于采用初 支联拱的施工方法暗挖隧道时，运送钢拱梁。可以推广并应用到其他暗挖隧道运送重型材 料的过程中。
【背景技术】
[0002] 随着地铁建设的日新月异的发展，越来越多的工程会遇到隧道停车线施工。隧道 停车线具有断面大、风险高，造价高等特点，往往采用多圆心大断面施工方法。而大断面施 工一般采用双侧壁导坑法、中洞法、侧洞法等方法施工。采用双侧壁导坑法施工，不仅断面 高，二衬厚度大，施工歩序多，拆除临时支撑多并且风险大；采用中洞法、侧洞法的防水效果 差，速度慢、工序复杂、造价高，施工作业面狭小。初支联拱二衬独立断面具有防水独立、施 工工序简单、无需拆除支撑、造价低等优点，综合比较优势十分明显。
[0003] 由于采用了初支联拱的施工方法，所以在支护形式上用钢拱梁（工字型钢）代替传 统的钢格栅，但重量较大，运输较为困难。随着隧道开挖长度的增大运送的距离也越长，造 成钢拱梁等材料的运输更加困难，且依靠人工运送重型构件时存在很大的安全隐患。
【发明内容】
[0004] 本实用新型的目的是提供一种初支联拱运输材料的装置，以解决现有在隧道内运 输重型施工材料过程中费时费力以及存在的安全隐患的问题。
[0005] 本实用新型的技术方案是：一种初支联体二衬独立式隧道运输材料的装置，其特 征在于，包括滚轮组件、L形轨道、钢丝绳和连接件，L形轨道的顶端焊接在已经安装在隧道 内的相邻的两根钢拱梁之间的下面，L形轨道的下部为凹槽，L形轨道以钢拱梁顶高线为对 称线左右对称设置，在每一 L形轨道的凹槽内设置一滚轮组件，滚轮组件的顶端的中部连 接一 L形吊板，该L形吊板的下端通过连接件与一根钢丝绳的顶端连接，两侧的两根该钢丝 绳的下端通过另一连接件与运输的材料挂接，每一该钢丝绳与钢拱梁顶高线之间的夹角在 45° ±10°的范围内；L形轨道的一侧与钢拱梁顶高线之间的夹角与该钢丝绳与钢拱梁顶 高线之间的夹角相同。
[0006] 所述的滚轮组件包括连接板、滚轮和滚轮支撑，两个滚轮转动连接在滚轮支撑的 下端，滚轮支撑的上端连接在连接板的两端下面，滚轮的宽度与所述的L形轨道的凹槽宽 度相对应；在该连接板的中部与所述的L形吊板的顶端连接。
[0007] 所述的连接件为D型卸扣。
[0008] 本实用新型有益效果是：通过滚轮和轨道结合使用，只需将施工材料固定在与滚 轮连接的钢丝绳上，再辅以人力推动被运送施工材料，能明显地提高运输效率，并提高运输 安全系数。
【附图说明】
[0009] 图1是本实用新型的总体结构示意图(连接在隧道刚拱梁上工作时的隧道横截 面）；
[0010] 图2是图1中A处的放大图；
[0011] 图3是图1中B处的放大图；
[0012] 图4图2中N向视图(相邻两根钢拱梁之间的一段）；
[0013] 图5是图4中滚轮组件的放大图；
[0014] 图6是图5中的C-C剖视图。
【具体实施方式】
[0015] 参见图1-图6,本实用新型一种初支联体二衬独立式隧道运输材料的装置，其特 征在于，包括滚轮组件5、L形轨道4、钢丝绳2和连接件6, L形轨道4的顶端焊接在已经安 装在隧道内的相邻的两根钢拱梁1之间的下面，L形轨道4的下部为凹槽（U形导轨)，L形 轨道4以钢拱梁1的顶高线h为对称线左右对称设置，在每一 L形轨道4的凹槽内设置一 滚轮组件5,滚轮组件5的顶端的中部连接一 L形吊板8,该L形吊板8的下端通过连接件6 与一根钢丝绳2的顶端连接，两侧的两根该钢丝绳2的下端通过另一连接件6与运输的材 料3 (钢拱梁）挂接，每一该钢丝绳2与钢拱梁1的顶高线h之间的夹角a在45° ±10° 的范围内。L形轨道4的一侧与钢拱梁1的顶高线h之间的夹角与该钢丝绳2与钢拱梁顶 高线h之间的夹角a相同，以保证滚轮53在L形轨道4稳定行走。
[0016] 根据计算，该夹角a为45°时候，滚轮组件5受到钢丝绳2的拉力最小。钢拱梁1 一般为工字钢(如20a工字钢)。
[0017] 所述的连接件为D型卸扣。
[0018] 参见图5和图6,所述的滚轮组件5包括连接板51、滚轮53和滚轮支撑52,两个滚 轮53转动连接在滚轮支撑52的下端，滚轮支撑52的上端焊接在连接板51两端的下面，滚 轮53的宽度与所述的L形轨道4的凹槽宽度相对应。在该连接板51的中部外边与所述的 L形吊板8的顶端连接。L形轨道4、连接板51、滚轮支撑52、滚轮53和L形吊板8均为钢 材，滚轮53装有轴承。
[0019] 两处所述的连接件6均可采用D型卸扣。
[0020] 本实用新型安装和使用过程说明如下：
[0021] 当支护完两榀钢拱梁1时，在相邻的两榀钢拱梁I (20a工字钢腿宽度100mm)的 顶部焊接一根L形轨道4,焊接高度为8mm，焊缝长度为45mm。后续每支护一榀钢拱梁1焊 接一根L形轨道4。相邻的两榀钢拱梁1的间距一般为7. 5m，一根L形轨道4的长度与其 长度相同。
[0022] 每一连接板51安装两个滚轮53,从而保证稳定性。
[0023] 使用本实用新型时，被吊运的钢拱梁3从地面吊运至地下时，在钢拱梁3的四周绑 扎具有足够强度的钢丝绳7。使用D型卸扣6将钢丝绳2和绑扎在钢拱梁1上的钢丝绳7 连接(参见图3)。
[0024] 由于运输的施工材料重量很大，所以要保证的L形轨道4和钢拱梁1具有足够的 连接强度。而且为了增大安全系数和施作成本，附加在连接部位的力应尽量最小。L形轨道 4要保证足够的强度，L形轨道4和滚轮53之间的连接部位要足够稳定，在运输过程中不会 产生断裂等危险状况。需要选择钢丝绳2对L形轨道4的拉力最小的连接方式。
[0025] 计算如下几种受力点的钢拱梁1的受力状况。考虑到单个钢拱梁3重量约为 400kg，当同是运送3榀并考虑安全系数时，附加在顶部钢拱梁1上的合力约为I. 5t。
[0026] 计算了三者吊装方式，一种是单点受力，L形轨道4设在钢拱梁1的拱顶，钢丝绳2 铅直向下，夹角a=0;第二种是如图1所示的两点受力，夹角a分别为30°和45°。
[0027] 计算结果如表1所示，计算结果证明当夹角a为45°时受力最小。
[0028] 表1计算结果
[0029]
[0030] 在钢拱梁的运输过程中，每完成一榀支护(顶部支护为20a工字钢）才可在两榀支 护之间架设一条运输轨道。所以本次为了保证焊接强度焊缝的参数如下：
[0031 ] (1)焊缝高度 4:8mm ;
[0032] (2 )单个焊缝长度：45mm ;
[0033] 公式1为焊缝强度计算公式，通过计算单个焊缝需要提供的强度为14. 9MPa，而规 范查得焊缝高度4为8mm、人为45mm时设计强度为160MPa，满足吊运的要求。
[0034]
(1)
[0035] 式中，购拉力；&为焊缝高度；4为焊缝长度；正面角焊缝的强度设计值增大系 数取1.0;//角焊缝设计强度。
【主权项】
1. 一种初支联体二衬独立式隧道运输材料的装置，其特征在于，包括滚轮组件、L形轨 道、钢丝绳和连接件，L形轨道的顶端焊接在已经安装在隧道内的相邻的两根钢拱梁之间的 下面，L形轨道的下部为凹槽，L形轨道以钢拱梁顶高线为对称线左右对称设置，在每一 L形 轨道的凹槽内设置一滚轮组件，滚轮组件的顶端的中部连接一 L形吊板，该L形吊板的下端 通过连接件与一根钢丝绳的顶端连接，两侧的两根该钢丝绳的下端通过另一连接件与运输 的材料挂接，每一该钢丝绳与钢拱梁顶高线之间的夹角在45° ±10°的范围内；L形轨道 的一侧与钢拱梁顶高线之间的夹角与该钢丝绳与钢拱梁顶高线之间的夹角相同。2. 根据权利要求1所述的初支联体二衬独立式隧道运输材料的装置，其特征在于，所 述的滚轮组件包括连接板、滚轮和滚轮支撑，两个滚轮转动连接在滚轮支撑的下端，滚轮支 撑的上端连接在连接板的两端下面，滚轮的宽度与所述的L形轨道的凹槽宽度相对应；在 该连接板的中部与所述的L形吊板的顶端连接。3. 根据权利要求1所述的初支联体二衬独立式隧道运输材料的装置，其特征在于，所 述的连接件为D型卸扣。
【专利摘要】一种初支联体二衬独立式隧道运输材料的装置，包括滚轮组件、L形轨道、钢丝绳和连接件，L形轨道的顶端焊接在已经安装在隧道内的相邻的两根钢拱梁之间的下面，L形轨道以钢拱梁顶高线为对称线左右对称设置，在每一L形轨道的凹槽内设置一滚轮组件，滚轮组件的顶端通过L形吊板和连接件与一根钢丝绳的顶端连接，两侧的两根该钢丝绳的下端通过另一连接件与运输的材料挂接，每一该钢丝绳与钢拱梁顶高线之间的夹角在45°±10°范围内。本实用新型有益效果是：通过滚轮和轨道结合使用，只需将施工材料固定在与滚轮连接的钢丝绳上，再辅以人力推动被运送施工材料，能明显地提高运输效率，并提高运输安全系数。
【IPC分类】E21D11/40
【公开号】CN204677214
【申请号】CN201520386380
【发明人】张宏, 刘军, 韩竹青, 游大江, 王利民, 卞正涛, 王玉良, 石合新, 高洋, 陈文 , 尤田
【申请人】北京建工土木工程有限公司, 北京建筑大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月8日