预制弧形构件用支撑结构及其应用的制作方法

1.本发明涉及隧道施工辅助设备技术领域，具体涉及一种预制弧形构件用支撑结构及其应用。


背景技术：

2.隧道是修建在地下、水下或者山体中，用以铺设铁路或者修筑公路供机动车辆通行。隧道的建设过程主要分为隧道规划、勘测、设计、贯通控制测量和施工等工作，因此，隧道建设过程繁琐且复杂。隧道由盾构机开挖完成并拼装管片后，需要进一步建造内部结构以满足公路或轨道交通运营需要，由于隧道内部结构现浇存在作业环境差、结构质量不佳、施工组织困难等系列问题，导致工期和成本控制难度大，发展隧道内部装配式建造是大势所趋。
3.弧形件是位于隧道下部的结构，紧邻管片布置，是装配式隧道内部结构的重要组成部分，弧形件运输至隧道内安装作业面后，需将其按一定姿态与已安装好的相邻弧形件进行定位和组装，弧形件属于大型结构件，具有结构尺寸大、质量重、安装精度要求高的特点，安装质量直接影响其上部其他结构的安装，其上部用以安装中隔墙等结构，因此，弧形件需要承受较大的应力，但是现有的弧形件由于受力面积小、应力集中从而导致弧形件及调平螺栓周边的结构易损坏，从而影响了隧道施工。
4.公开于该背景技术部分的信息仅用于加深对本公开的背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

5.发明人通过研究发现：弧形件需要承受较大的力，沿隧道纵向每延米承载能力为40t，施工过程中，调平螺栓的安装效率不高且调平过程难以实施，另外，调平螺栓承担预制构件、水平运输车、管片和盾构拖车的重量，受力面积小，应力集中易造成调平螺栓周边的结构损坏，在弧形件的两侧增加易安装、易调整的支撑结构，可以使弧形件受力均匀，并提高弧形件的受力强度。
6.鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种预制弧形构件用支撑结构及其应用，通过在弧形件两侧设置支撑结构提高弧形件的受力强度，具体地，所述支撑结构包括具有补偿作用的伺服系统，从而使弧形件受力均匀。
7.根据本公开的一个方面，提供一种支撑结构，包括安装在弧形件侧部的底座、设置在所述底座上的支撑件以及设置在所述支撑件上的用于支撑弧形件的伺服系统；所述底座包括竖向件和设置在所述竖向件上部的支撑座，所述竖向件的底部与隧道内部管片相配合；所述支撑件包括通过连接件连接在一起的第一管节和第二管节。
8.在本公开的一些实施例中，所述伺服系统包括支撑弧形件的伸缩油缸、控制所述顶升油缸的控制器、反馈装置；所述控制器根据设定值及反馈装置的反馈信号控制所述伸
缩油缸支撑弧形件，进而实现所述伸缩油缸的自动补偿。
9.在本公开的一些实施例中，所述连接件包括套筒和设置在所述套筒内的隔离层。
10.在本公开的一些实施例中，所述隔离层为单层隔离板或双层隔离板，且当所述隔离层为双层隔离板时，所述双层隔离板之间设置有支撑板。
11.在本公开的一些实施例中，所述第一管节包括第一管体和设置在所述第一管体上部与所述隔离层接触的环板；所述第二管节包括第二管体和设置在所述第二管体上部的用于安装所述伸缩油缸的安装板。
12.在本公开的一些实施例中，所述第一管节和第二管节与所述隔离层连接处均设置有多个增强支撑作用的肋板。
13.根据本公开的另一个方面，提供一种带有支撑结构的弧形件，包括与隧道内部管片弧度相匹配的弧形段以及连接所述弧形段的平板段，所述平板段与所述弧形段之间设置有多个预埋调平套筒，且所述弧形件的两侧安装有上述支撑结构。
14.根据本公开的另一方面，提供一种支撑结构的安装方法，包括如下步骤：（1）在弧形件两侧底部安装底座，使所述底座支撑于隧道内的管片上；（2）在所述底座上安装第一管节和第二管节；（3）在所述第二管节顶部安装伺服系统，使所述伸缩油缸顶升后油缸顶头紧贴弧形件。
15.在本公开的一些实施例中，在所述步骤（3）中，所述伸缩油缸的油缸顶头上焊接有钢板，通过所述钢板紧贴弧形件并进行顶升。
16.在本公开的一些实施例中，若所述伸缩油缸顶升后，所述钢板无法紧贴弧形件，应在所述第一管节或/和第二管节上增加管节结构，所增加的管节结构与所述第一管节或/和第二管节的结构相对应。
17.本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下任一技术效果或优点：本技术通过设置具有补偿作用的伺服系统，一方面通过对弧形件的支撑作用，提高其受力强度，另一方面通过所述伺服系统使其受力均匀，以免其周边结构发生破坏。
附图说明
18.图1为本技术一实施例的结构示意图。
19.图2为本技术一实施例中底座和第一管节的结构示意图。
20.图3为本技术一实施例中套筒和第二管节的结构示意图。
21.图4为本技术一实施例中环板的结构示意图。
22.图5为本技术一实施例中的连接件结构示意图。
23.图6为本技术一实施例中弧形件的结构示意图。
24.以上各图中，1为管片，2为弧形件，3、4为支撑结构，31为底座，311为竖向件，312为支撑座，32为第一管节，321为第一管体，322为环板，323、333为肋板，33为第二管节，331为第二管体，332为安装板，34为伺服系统，35为连接件，351为套筒，352为上层板，353为下层板，354为支撑板。
具体实施方式
25.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。本技术所涉及“第一”、“第二”等是用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本技术所涉及“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。
26.以下实施例中所涉及的单元模块（零部件、结构、机构）或材料等，如无特别说明，则均为常规市售产品。
27.本技术实施例通过提供一种预制弧形构件用支撑结构，解决了现有弧形件由于受力较大、受力不均导致其周边结构容易发生损坏的技术问题，通过在弧形件的两侧设置支撑结构，对其产生一定的支撑作用，从而提高弧形件的受力强度，且所述支撑结构的顶部为具有补偿作用的伺服系统可以根据弧形件受力的大小进行调整支撑作用力，使弧形件受力均匀，进而提高弧形件的使用寿命。
28.本技术实施例中的技术方案为解决上述弧形件易损坏的技术问题，总体思路如下：通过在所述弧形件的两侧设置支撑结构，对弧形件产生一定的支撑作用，所述支撑结构包括安装在弧形件侧部的底座、设置在所述底座上的支撑件以及设置在所述支撑件上的用于支撑弧形件的伺服系统；所述底座包括竖向件和设置在所述竖向件上部的支撑座，所述竖向件的底部与隧道内部管片相配合；所述支撑件包括通过连接件连接在一起的第一管节和第二管节。
29.上述的伺服系统包括支撑弧形件的伸缩油缸、控制所述顶升油缸的控制器、反馈装置；所述控制器根据设定值及反馈装置的反馈信号控制所述伸缩油缸支撑弧形件，进而实现所述伸缩油缸的自动补偿，使所述弧形件受力均匀。
30.为了更好的理解本技术技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
31.实施例一本例公开一种预制弧形构件用支撑结构，参见图1，主要包括安装在弧形件2侧部的底座31、设置在所述底座31上的支撑件以及设置在所述支撑件上的用于支撑弧形件2的伺服系统34；如图2所示，所述底座31包括竖向件311和设置在所述竖向件311上部的支撑座312，所述竖向件311的底部与隧道内部管片1相配合，由于隧道内部管片1具有一定的弧度，因此所述底座31的底部具有与所述隧道内部管片1相配合的结构，以利于所述底座31支撑于所述管片1上。
32.所述伺服系统34包括支撑弧形件2的伸缩油缸、控制所述顶升油缸的控制器、反馈装置；所述控制器根据设定值及反馈装置的反馈信号控制所述伸缩油缸支撑弧形件2，进而实现所述伸缩油缸的自动补偿，所述反馈装置为压力传感器，并将所检测的压力大小反馈给所述控制器，所述控制器根据力的大小控制所述伸缩油缸支撑弧形件2，使整个弧形件2受力均匀；
所述支撑件包括通过连接件35连接在一起的第一管节32和第二管节33，如图5所示，所述连接件35包括套筒351和设置在所述套筒351内的隔离层，所述隔离层为单层隔离板或双层隔离板，且当所述隔离层为双层隔离板时，所述双层隔离板包括上层板352和下层板353，所述上层板352与下层板353之间设置有支撑板354；所述双层隔离板可以起到更好的加固效果，进而保证管节之间的稳定性，所述第一管节32和第二管节33通过所述连接件35插接在一起。
33.如图2和4所示，所述第一管节32包括第一管体321和设置在所述第一管体321上部与所述隔离层接触的环板322，所述环板322焊接在所述第一管体321上；如图3所示，所述第二管节33包括第二管体331和设置在所述第二管体331上部的用于安装所述伸缩油缸的安装板332，所述安装板332焊接在所述第二管体331上部；所述第一管体321与第二管体331均为钢管，以提高其强度，且所述第一管节和第二管节与所述隔离层连接处均设置有多个增强支撑作用的肋板323、333。
34.实施例二本例公开一种带有支撑结构的弧形件，参见图6，主要包括与隧道内部管片1弧度相匹配的弧形段以及连接所述弧形段的平板段，所述平板段与所述弧形段之间设置有多个预埋调平套筒351，且所述弧形件2的两侧安装有如实施例一所述的支撑结构3、4， 所述支撑结构的底座31与所述弧形件2底部的管片1相配合对其产生一定的支撑作用，并通过伺服系统34实现伸缩油缸的自动补偿，使弧形件2受力均匀。
35.实例三本例公开一种基于实施例一所述支撑结构的安装方法，主要包括如下步骤：（1）在弧形件两侧底部安装底座，使所述底座支撑于隧道内的管片上；（2）在所述底座上安装第一管节和第二管节；（3）在所述第二管节顶部安装伺服系统，使所述伸缩油缸顶升后油缸顶头紧贴弧形件，所述伸缩油缸的油缸顶头上焊接有钢板，通过所述钢板紧贴弧形件并进行顶升。若所述伸缩油缸顶升后，所述钢板无法紧贴弧形件，应在所述第一管节或/和第二管节上增加管节结构，所增加的管节结构与所述第一管节或/和第二管节的结构相对应。
36.尽管已描述了本发明的一些优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
37.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。