一种高边坡石料运输装置及方法与流程

本发明涉及机械及材料运输领域，尤其涉及一种高边坡石料运输装置及方法。

背景技术：

近些年，随着我国在艰难山区建设交通线路越来越多，遇到很多深路堑高边坡情况，边坡占整个线路比例较大，在边坡防护施工中石材用量大，搬运工作量大，安全性要求高，目前在我国，护坡石料在边坡上运输方式主要为人工搬运或部分简单运输装置。基于现有运输方式存在效率低、成本高、装置无法灵活移动、不能照顾整个工作面、劳动力消耗大以及安全性低等缺点，急需一种能够把石料可达任一施工面，减少对人力的依赖，操作简单，安全性高的高边坡石料运输装置。

在国内对于护坡材料的运输装置有三种形式：

①缆索与卷扬机的组合；

②轨道与卷扬机的组合，且轨道与卷扬机分开固定；

③缆索与轨道及卷扬机的组合形式。

以上三种形式，卷扬机的固定都需要提前浇筑钢筋混凝土桩基，这就造成整个运输装置，沿线路方向移动不便，沿线路方向边坡作业面的支护材料只能依靠人力搬运。

以上三种形式中，装置整体刚度小，安全性较低，需要支撑多，支撑较为复杂，同样造成了沿线路方向移动不方便。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种高边坡石料运输装置及方法，用于解决现有技术存在的效率低，成本高、安全性低、装置无法沿线路方向灵活移动、劳动力消耗大等技术问题。

本发明所采用的技术方案是：一种高边坡石料运输装置，其包括分别设置在路基边坡上、下台阶上的上平台轨道机构和下平台轨道机构、通过钢桁架导行轮设置在上、下平台轨道机构之间并且与边坡形状相适配的钢桁架、设置在钢桁架底部的小车导向轨道、设置在小车导向轨道上的运料小车以及设置在钢桁架上端的卷扬机；所述卷扬机的所述牵引绳一端缠绕在卷扬机的卷筒上，另一端与运料小车固定连接，所述运料小车的小车车轮为凹槽状并且与小车导向轨道相适配。

在边坡的斜坡与上台阶的连接处，钢桁架与小车导向轨道均为圆弧形，在所述钢桁架的圆弧形处设置有三个导向定滑轮。

所述上平台轨道机构与下平台轨道机构结构相同，所述上平台轨道机构包括平台轨道支撑架以及设置在平台轨道支撑架上的平台移动轨道，所述所述上、下平台轨道机构通过地锚固定在上、下台阶上。

所述钢桁架导行轮为凹槽状并且与平台移动轨道相适配。

所述钢桁架两侧在上、下台阶位置设置有伸缩支撑杆，所述伸缩支撑杆一端与钢桁架铰链，另一端用于与平台轨道支撑架形成卡接的插槽形。

在所述运料小车的低侧端设置有用于防止后溜的止轮器，所述止轮器通过安装杆设置在运料小车上，所述安装杆一端与止轮器固定连接，另一端与运料小车通过转轴转动连接，在所述转轴上设置有止轮器把手；所述止轮器为两个，均通过安装杆转动连接设置在转轴上。

在钢桁架上设置有用于使钢桁架导行轮平稳停止的导行轮止轮器。

在所述钢桁架的中部侧壁上设置有卸料口。

一种高边坡石料运输方法，其包括如下步骤：

步骤一：用地锚将上、下平台轨道机构分别固定在上、下平台上，钢桁架通过钢桁架导行轮安装在平台移动轨道上，运料小车位于钢桁架内部的底边上，卷扬机安装在钢桁架位于上平台位置的内部底边上，牵引绳一端连接运料小车，另一端与卷扬机相连，通过导行轮与止轮器将钢桁架导行轮固定，装置安装完成；

步骤二：运料小车位于下平台上，便于工人装石料于运料小车内，然后，卷扬机通过牵引绳，牵引运料小车沿边坡向上运输；需要时，运料小车停于预留的卸料口处，通过牵引绳与止轮器结合，使运料小车平稳停在卸料口，进行卸石料；

重复操作步骤一和步骤二即可实现石料的运输。

在步骤一与步骤二之间还存在如下步骤：当步骤一的钢桁架位置安装处所需石料已满足要求，则松开钢桁架导行轮的导行轮止轮器与伸缩支撑杆，推动钢桁架沿上、下平台轨道机构移动，使其到达需求位置。

本发明的积极效果为：本发明装置采用钢桁架结构，提供足够的刚度，并采用中承式运输，使整体重心较低、运输较稳定，因此，钢桁架在斜坡处可不设置支承，使运输装置安装方便，可沿线路方向灵活移动。

钢桁架刚度足够大，将卷扬机与钢桁架设置为一体结构，为装置沿线路方向移动提供方便，同时大大降低了对地锚的要求，避免了装置发生松动侧翻的危险。

运料小车能够平行于上、下台阶，提高效率，便于石料的装卸；而在斜坡上通过卸料口卸料时，在止轮器的作用下使小车平稳停在卸料口，提高了运输安全性。

上、下台阶处的钢桁架底部，各自设置有四个宽度一定，带有轮缘的导行轮，和台阶轨道配合使用，既能防止桁架在沿线路方向移动过程中下滑又能满足灵活移动的需求。相比现有技术增大了运输工作范围。

此外，本运输系统安装方便，操作简单，且制作成本较低。

附图说明

图1为运输装置侧视图；

图2为运输装置俯视图；

图3为运料小车及小车轨道结构示意图；

图4为平台移动轨道机构结构示意图；

图5为图1a处示意图即钢桁架导行轮及台阶移动轨道连接图；

图6为伸缩侧向支撑杆与平台轨道支撑架连接图；

图7为图6b处示意图即可伸缩支撑杆件调节器图；

图8为图6c处示意图即可伸缩支撑杆件与平台轨道支撑架连接图；

图9为止轮器及运料小车侧门图。

在附图中，1.路基边坡；2.上台阶；3.卷扬机；4.导向定滑轮；5.小车导向轨；6.牵引绳；7.小车车轮；8.运料小车；9.上平台轨道机构；10.钢桁架；11.加强构件；14.地锚；15.平台移动轨道；16.平台轨道支撑架；17钢桁架导行轮；18.卸料口19.伸缩支撑杆；20.调节器螺母；21.调节器把手；22.安装杆；23.转轴；24.止轮器把手；25.侧门；26.侧门把手；27.牵引绳连接点；28.下平台轨道机构；29.止轮器；30.弹簧。

具体实施方式

如附图1-3所示，本发明包括设置在路基边坡1的上台阶2上的上平台轨道机构9和设置在下台阶上的下平台轨道机构28、通过钢桁架导行轮17设置在上、下平台轨道机构9、28之间并且与边坡形状相适配的钢桁架10、设置在钢桁架10底部的小车导向轨道5、设置在小车导向轨道5上的运料小车8以及设置在钢桁架10上端的卷扬机3；所述卷扬机3的牵引绳（6一端缠绕在卷扬机3的卷筒上，另一端与运料小车8的牵引绳连接点27固定连接，所述运料小车8的小车车轮7为凹槽状并且与小车导向轨道5相适配。钢桁架10通过滚轮安装在上下平台轨道机构上，可在外力作用下，沿线路方向移动，增大石料运输工作范围。

钢桁架高80cm，宽90cm，其在上、下台阶变向处，即在边坡与上、下台阶的连接处，增设了加强构架，提高了桁架稳定性。

在边坡的斜坡与上台阶的连接处，钢桁架10与小车导向轨道5均为圆弧形；在边坡的斜坡与下台阶的连接处，钢桁架10与小车导向轨道5均为圆弧形。在所述钢桁架10的圆弧形处设置三个导向定滑轮4。其作用是使牵引绳6改变方向的同时，减小了摩擦阻力。其中导向定滑轮4固定在钢桁架10底部横向连接处，且直径较小，不影响运料小车8通过。

在钢桁架10中部的侧壁上，设置有两个运料小车8卸料口18，在运料小车上设置有侧门25，侧门25上设有侧门把手26。便于坡面材料的使用，减少人力依靠，加快施工的效率。而运料小车卸料口，设有加强构架，不影响桁架的刚度。

如附图4、5所示，所述上平台轨道机构9与下平台轨道机构28结构相同，所述上平台轨道机构9包括平台轨道支撑架16以及设置在平台轨道支撑架16上的平台移动轨道15，所述平台轨道支撑架16通过地锚14固定在上、下台阶上。所述钢桁架导行轮17为凹槽状并且与平台移动轨道15相适配。

上平台轨道机构9与下平台轨道机构28长3m,1.2m，在上、下平台各设两组，两组平台轨道机构9可充当倒运轨使用，可使运输装置沿线路方向移动更长距离，使得运输装置一次安装可完成更大的工作量。钢桁架导行轮17设置成凹槽状，与凸型的平台移动轨道组合使用，此结构组合使用为钢桁架10提供了竖向支撑，限制了钢桁架10横向移动，防止钢桁架10发生侧滑。

如附图6、7、8所示，在所述钢桁架两侧在上、下台阶位置设置有伸缩支撑杆19设置有伸缩支撑杆19，所述伸缩支撑杆19一端与钢桁架10铰链，另一端用于与平台轨道支撑架16形成卡接的插槽形。伸缩支撑杆19在上、下台阶各有一组，每组两根，共四根。伸缩支撑杆19包括两节连杆，两节连杆之间设置有调节器把手21和调节器螺母20，可灵活调节，手动即可，且可有效防止钢桁架10沿线路方向移动。

如附图9所示，在所述运料小车8的低侧端设置有用于防止后溜的止轮器29，所述止轮器29通过安装杆22设置在运料小车8上，所述安装杆22一端与止轮器29固定连接，另一端与运料小车8通过转轴23转动连接，在所述运料小车8与安装杆22之间设置有弹簧30，在所述转轴23上设置有止轮器把手24；弹簧加强止轮器的作用，使其效果更好。所述止轮器29为两个，均通过安装杆22转动连接设置在转轴23上，把手用于控制运料小车另一侧止轮器。止轮器29为楔形结构，可有效限制小车位于卸料口18等位置时下滑，当小车到达预定位置，人为转动，减少对牵引绳的依赖。设置两个止轮器，一是为了防止小车对桁架侧向受力；二是，减少对牵引绳的依赖。

在钢桁架10上同样设置有用于使钢桁架导行轮17平稳停止的导行轮止轮器，导行轮止轮器与运料小车的止轮器29结构相同。

一种高边坡石料运输方法，其特征在于其包括如下步骤：

步骤一：用地锚14将上、下平台轨道机构9、28分别固定在上、下平台上，钢桁架10通过钢桁架导行轮17安装在平台移动轨道15上，运料小车8位于钢桁架10内部的底边上，卷扬机3安装在钢桁架10位于上平台位置的内部底边上，牵引绳6一端连接运料小车8，另一端与卷扬机3相连，通过导行轮止轮器将钢桁架导行轮固定，装置安装完成。

步骤二：当步骤一的钢桁架10位置安装处所需石料已满足要求，则松开钢桁架导行轮17的导行轮止轮器与伸缩支撑杆，推动钢桁架10沿上、下平台轨道机构9、28移动，使其到达需求位置。

步骤三：运料小车8位于下平台上，便于工人装石料于运料小车8内，然后，卷扬机3通过牵引绳6，牵引运料小车8沿边坡向上运输；需要时，运料小车8停于预留的卸料口18处，通过牵引绳6于止轮器29结合，使运料小车8平稳停在卸料口，进行卸石料。

重复操作步骤一到三即可实现石料的运输。

最后，当钢桁架运输装置需要移动时。松开钢桁架横向导行轮17的刹车装置与侧向伸缩支撑杆。若是短距离移动，则可直接在上、下台阶钢桁架同一侧，各站一名工人，向同侧推动即可，实现钢桁架装置的沿线路方向移动；上、下台阶平台各有两组平台轨道机构，将一组取下，放置另一组前面连接牢固，移动钢桁架，重复操作即可实现桁架装置的远距离沿线路方向移动。

运输装置制作方式：

钢桁架主要分为以下几部分:上、下台阶固定部分；上、下台阶圆弧连接部分；卸料口结构；钢桁架延伸结构；可伸缩侧向支撑杆以及钢桁架沿线路方向走形轨道部分；运料小车结构；止轮器结构。以下每个部位一一说明：

上、下台阶固定部分的钢桁架：上、下台阶固定部分的钢桁架由钢管焊接为一体，其底面预留宽度为100cm，安装沿线路方向走形的走形轮，与平台移动轨道配套。且上台阶固定桁架内部，卷扬机通过螺栓连接在钢桁架上。

上、下台阶圆弧连接部分：上、下圆弧方向刚好相反，且圆弧通过提前预制，一定半径，分为上下两组，每组四根，然后与连接钢管焊接在一起，组成钢桁架圆弧连接部分。

卸料口结构：卸料口设置在钢桁架中间，预留卸料用，长为100cm，整个卸料口长为120cm，与加强杆件连接，钢管焊接而成。

钢桁架延伸结构：作用就是连接钢桁架，构成一体；其通过钢管与连接构件焊接而成，分为100cm和200cm两种，以供选择。

可伸缩侧向支撑杆件：利用圆形钢管焊接而成，可调节部分由直径不同的钢管焊接，另一端直径较大钢管表面打孔，焊接配套螺母即可。其可手动调节，使用方便。

以上各个部分之间，通过螺栓连接为一体，通过加强构件11，使整个桁架整体性较好更好。

桁架内部，运料小车凸形轨道，由加厚长方形钢管与钢板焊接在一起组成，钢板与桁架通过螺栓连接在一起。

运料小车结构：采用钢筋焊接骨架，钢板加固封装。

止轮器结构：采用两个止轮器，分开控制，通过连接杆使控制把手控制第二止轮器，保证运料小车两后轮都被止住，并且通过转动轴焊接在运料小车尾部，止轮器采用楔形。

桁架沿线路方向走形轨道部分：也就是平台移动轨，分为两个部分：

一是，轨道支撑架，单体一组，长300cm，宽为120cm，由圆形钢管焊接而成；

另一部分是，位于支撑架上方凸形轨道，由加厚长方形钢管与钢板焊接在一起组成，钢板与支撑架通过螺栓连接在一起。

而平台移动轨，通过地锚固定在平台上，地锚采用长度为100cm，上、下台阶分别布置6根，共12根。