一种公路隧道型钢混凝土支护结构的制作方法

本发明属于隧道施工领域，特别涉及一种公路隧道型钢混凝土支护结构。

背景技术：

随着国内基建工程的开展，中国在建筑施工领域取得了骄人的成绩。

型钢混凝土组合结构是把型钢埋入钢筋混凝土中的一种独立的结构型式；由于在钢筋混凝土中增加了型钢，型钢以其固有的强度和延性；以及型钢、钢筋、混凝土三为一体地工作使型钢混凝土结构具备了比传统的钢筋混凝土结构承载力大、刚度大、抗震性能好的优点；与钢结构相比，具有防火性能好，结构局部和整体稳定性好，节省钢材的优点；目前一些大型建筑或跨度大的建筑结构多采用型钢混凝土结构。

在隧道建设过程中，因为岩层或土层的不稳定性，容易发生塌陷危及到工作人员的安全，所以在隧道挖通过程中对岩层或土层的支护结构随之演变而来；由于型钢混凝土组合结构的节省钢材、承载力大、刚度大、抗震性能好、防火性能好、结构局部和整体稳定性好，所以在隧道内采用型钢混凝土组合结构对隧道内岩层或者土层进行支护优于采用钢筋混凝土支护；由于隧道内弧形空间的影响，完整的型钢混凝土组合结构在隧道内安装困难，弧度和长度无法把握，所以现在多是在外界拆分，再运输到隧道内进行拼接。

型钢混凝土组合结构安装方法为先将型钢架设，利用型钢前期对隧道上方的岩层或土层进行支撑，再用混凝土将型钢包裹；但是在隧道挖掘后，型钢拱架架设完成过一段时间才会进行混凝土浇筑；在混凝土浇筑之前型钢拱架主要靠支撑架和锚杆进行支撑，但是型钢不会将整个隧道的内壁铺满，随着隧道的挖掘，由于震动的原因隧道顶部会出现落石或碎屑影响在隧道内工作的工作人员，较大的落石更是直接影响到工作人员的生命安全。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种公路隧道型钢混凝土支护结构，来解决在目前型钢混凝土搭建过程中型钢拱架结构无法将隧道内壁全面覆盖，导致落石或碎屑落下影响工作人员工作和生命安全的问题。

一种公路隧道型钢混凝土支护结构，包括

车架，为框架结构；车架底端固定连接有行走机构；

升降装置，固定连接在车架上端；升降装置的数量至少为一个；升降装置均匀分布在车架上端；

第一收卷机，固定连接在车架左侧下部；

第二收卷机，固定连接在车架右侧下部；

卷板，设置在升降装置远离车架一端的上方；卷板第一端与第一收卷机固定连接；卷板第二端与第二收卷机固定连接。

进一步的，升降装置包括液压站和至少一个液压缸；液压站与液压缸相连通。

进一步的，车架左侧上部均匀分布有若干升降装置；升降装置与车架左侧上部固定连接；车架右侧上部均匀分布有若干升降装置；升降装置与车架右侧上部固定连接。

进一步的，第一收卷机包括第一辊筒和第一电机；第一辊筒和第一电机分别与车架固定连接；第一辊筒与第一电机转动连接。

进一步的，第二收卷机包括第二辊筒和第二电机；第二辊筒和第二电机分别与车架固定连接；第二辊筒与第二电机转动连接。

进一步的，行走机构为履带底盘；履带底盘与车架底端连接。

本发明所取得的显著有益效果

1.本发明包括车架、行走机构、升降装置、第一收卷机、第二收卷机和卷板；其中车架采用框架结构，框架结构的设置一方面可以对车架进行拆卸和组装，方便对车架进行运输；另一方面因为隧道中只能通过照明来提供光源，车架的框架结构不会阻碍光源的照射；

车架底端固定连接的行走机构可以方便车架在隧道中进行移动；

升降装置固定连接在车架上端；升降装置在本发明中主要为支撑作用，升降装置可以在车架上端进行上下升降，升降装置的升降功能可以适应不同高度的隧道，升降装置可以代替支撑架对搭建完成的型钢钢架进行支撑，升降装置的数量至少为一个以上；相比现有的型钢钢架支撑架，升降装置具有可以多次使用、移动方便和规格多样的优点；

卷板设置在升降装置远离车架一端的上方，第一收卷机固定连接在车架左侧下部，第二收卷机固定连接在车架右侧下部；卷板第一端与第一收卷机固定连接，卷板第二端与第二收卷机固定连接；

卷板设置在升降装置远离车架一端的上方是为了，在升降装置升起时卷板与升降装置同时升起；卷板两端分别与第一收卷机和第二收卷机的卷在一起，可以使卷板处于受限状态，可以在第一收卷机和第二收卷机的控制下进行收放，卷板不会因为升降装置的降落而处于膨松状态；

卷板可以随着升降装置的升起与型钢钢架进行贴合，卷板与型钢钢架的贴合使卷板与隧道内壁之间形成空间，当隧道内壁有落石或碎屑落下时，落石或碎屑会直接落在卷板上；而且由于升降装置的升起，卷板的形状会形成与隧道内壁相似的弧形，当落石或碎屑落在卷板上时会直接向卷板的两侧滑落，不会对正在隧道中工作的工作人员造成影响和产生危险。

2.升降装置包括液压站和至少一个液压缸，液压站和液压缸相连通；液压站的设置可以控制多个液压缸的不同升降、增加升降装置的支撑点、减少设备使用面积，使升降装置对型钢钢架支撑面更宽广、更加稳固。

3.车架左侧上部均匀分布有升降装置，车架右侧上部均匀分布有升降装置；升降装置设置在车架两侧可以防止在隧道高度较高时，卷板与车架边缘发生摩擦；在隧道宽度较宽时，通过设置在车架两侧的升降装置对卷板进行支撑，使卷板与隧道两侧内壁尽可能的贴合，使落石或碎屑掉落到卷板两侧的边缘。

4.第一收卷机包括第一辊筒和第一电机，第一辊筒和第一电机分别固定连接在车架上，第一辊筒在第一电机的带动下进行转动；因为卷板属于钢材中板材的一种，纯机械结构和人工操作不太容易对卷板进行收卷，所以卷板的第一端与第一辊筒固定连接，并通过第一电机带动第一辊筒对卷板进行收卷。

5.第二收卷机包括第二辊筒和第二电机，第二辊筒和第二电机分别固定连接在车架上，第二辊筒在第二电机的带动下进行转动；因为卷板属于钢材中板材的二种，纯机械结构和人工操作不太容易对卷板进行收卷，所以卷板的第二端与第二辊筒固定连接，并通过第二电机带动第二辊筒对卷板进行收卷。

6.行走机构为履带底盘，履带底盘包括两条履带，履带底盘固定连接在车架底端；履带式行走机构可以在凹凸不平的地面上行走，也可以跨越障碍物、爬不太高的台阶，而且履带不容易损坏、变形；车架底端采用履带底盘作为行走机构可以克服隧道内复杂的道路环境。

附图说明

图1为本发明实施例1公路隧道型钢混凝土支护结构的主视结构图；

图2为本发明实施例1公路隧道型钢混凝土支护结构的立体结构图；

图3为本发明实施例1公路隧道型钢混凝土支护结构中车架和支撑装置的俯视结构图；

图4为本发明实施例2公路隧道型钢混凝土支护结构的主视结构图；

图5为本发明实施例2公路隧道型钢混凝土支护结构的立体结构图；

图6为本发明实施例2公路隧道型钢混凝土支护结构中升降装置和车架结构图。

在附图中，1-车架、2-行走机构、3-升降装置、4-第一收卷机、5-第二收卷机、6-卷板、7-液压站、8-液压缸、9-第一辊筒、10-第一电机、11-第二辊筒、12-第二电机、13-履带底盘、14-手柄。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

如图1、图2和图3所示，本实施例涉及一种公路隧道型钢混凝土支护结构，包括车架1，车架1为“门”形框架结构，车架1的底端焊接有行走机构2，行走机构2为四个轮胎，四个轮胎分别与车架1底端四角焊接；

车架1为门字形结构可以在车架1使用过程中，不会影响工作人员在隧道内行进；车架1底端四角分别焊接的四个轮胎可以方便对车架1进行移动；

升降装置3，竖直焊接在车架1上端，升降装置3为千斤顶，升降装置3的数量为四个，四个升降装置3均匀分布在车架1的上端，四个升降装置3之间宽度方向的间隔等于型钢搭建钢架之间的距离；

第一收卷机4，焊接在车架1左侧下部；第一收卷机4为转筒，转筒前端焊接有手柄14；

第二收卷机5，焊接在车架1右侧下部；第二收卷机5为转筒，转筒前端焊接有手柄14；

卷板6，设置在升降装置3远离车架1一端的上方，卷板6第一端和第一收卷机4固定连接，卷板6第二端和第二收卷机5固定连接；卷板6左端与第一收卷机4固定连接，卷板6左端围绕第一收卷机4；卷板6右端与第二收卷机5固定连接，卷板6右端围绕第二收卷机5；卷板6两端分别与第一收卷机4和第二收卷机5缠绕在一起，通过转动第一收卷机4和第二收卷机5可以对卷板6进行收放；卷板6设置在升降装置3上方，可以在升降装置3升起时卷板6随着升降装置3一块升起；

在卷板6升起后，卷板6两端因为与第一收卷机4和第二收卷机5连接，卷板6会形成半圆形；随着升降装置3的升起，卷板6会逐渐与型钢拱架进行贴合；在升降装置3升到顶点后，卷板6与隧道内壁形成狭小的空间，而因为卷板6在升起后会形成半圆形，隧道内壁落下的落石或碎屑会顺着卷板6滑落到卷板6的两侧；卷板6与隧道之间狭小的空间不会使落石或碎屑产生太大的冲击力，不会对卷板6造成损坏。

使用方法：工作人员推动车架1进入隧道中，将车架1移动到型钢钢架下方，通过操纵升降装置3使卷板6一起升起；在卷板6与型钢钢架接触且升降装置3无法升起后，停止操纵升降装置3；此时，卷板6在升降装置3的支撑下形成半圆形，当落石或碎屑落下后因为卷板6弧形的原因会滑落到卷板6的两侧，不会对隧道中工作人员造成影响和生命危险；在需要对型钢钢架进行混凝土浇筑时，操作升降装置3降下，在升降装置3降下后，转动第一收卷机4和第二收卷机5将卷板6进行收卷，在卷板6收卷后，将车架1移开型钢钢架下方。

实施例2

如图4、图5和图6所示，本实施例涉及一种公路隧道型钢混凝土支护结构，其与实施例1的结构大致相同，本实施例在实施例1的基础上进一步优化：升降装置3包括液压站7和至少一个液压缸8，液压站7与液压缸8连通；在本实施例中液压缸8的数量为四个；

液压站7是由液压泵、驱动用电动机、油箱、方向阀、节流阀、溢流阀等构成的液压源装置或包括控制阀在内的液压装置；按驱动装置要求的流向、压力和流量供油，适用于驱动装置与液压站7分离的各种机械上，将液压站7与驱动装置(油缸或马达)用油管相连，液压系统即可实现各种规定的动作；

液压缸8是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动(或摆动运动)的液压执行元件。它结构简单、工作可靠；用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用；液压缸8输出力和活塞有效面积及其两边的压差成正比；液压缸8基本上由缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置与排气装置组成；

液压站7与液压缸8相连通使得，每个液压缸8分别可以在液压站7的控制下进行升降，适应隧道弧形内壁的不同高低点，使升降装置3对型钢钢架支撑更加稳固。

为进一步优化本发明一种公路隧道型钢混凝土支护结构：车架1左侧上部均匀分布有升降装置3，车架1右侧上部均匀分布有升降装置3，车架1左右两侧的升降装置3底端分别与车架1焊接在一起；在隧道宽度较宽时，车架1两侧分别均匀分布的升降装置3可以对卷板6进行支撑，使卷板6与隧道两侧内壁靠近，使落石或碎屑落入隧道两侧边缘位置。

为进一步优化本发明一种公路隧道型钢混凝土支护结构：第一收卷机4包括第一辊筒9和第一电机10，第一辊筒9通过支架焊接在车架1左侧下部，第一电机10焊接在车架1上支架的上方；第一电机10与第一辊筒9通过传送带连接，第一电机10通过传送带带动第一辊筒9转动；第一辊筒9在第一电机10的转动下对卷板6进行收卷，第一电机10的带动可以加快对卷板6的收卷，提高工作效率。

为进一步优化本发明一种公路隧道型钢混凝土支护结构：第二收卷机5包括第二辊筒11和第二电机12，第二辊筒11通过支架焊接在车架1左侧下部，第二电机12焊接在车架1上支架的上方；第二电机12与第二辊筒11通过传送带连接，第二电机12通过传送带带动第二辊筒11转动；第二辊筒11在第二电机12的转动下对卷板6进行收卷，相比人工转动，使用第二电机12的带动可以加快对卷板6的收卷，提高工作效率。

为进一步优化本发明一种公路隧道型钢混凝土支护结构：行走机构2为履带底盘13，履带底盘13与车架1底端焊接；履带底盘13包括两条履带和在两条履带之间的控制机构；履带底盘13左右两端分别与车架1门形框架底端的内侧焊接；履带底盘13可以在凹凸不平的地面上行走，也可以跨越障碍物、爬不太高的台阶，而且履带不容易损坏、变形；车架1底端采用履带底盘13作为行走机构2可以克服隧道内复杂的道路环境。

使用方法：工作人员推动车架1进入隧道中，将车架1通过履带底盘13移动到型钢钢架下方，通过操纵升降装置3使卷板6一起升起；在卷板6与型钢钢架接触且升降装置3无法升起后，停止操纵升降装置3；在卷板6升起后，卷板6两侧与隧道内壁仍有很大空隙时，操纵车架1左右两侧的升降装置3，使卷板6在升降装置3的支撑作用下向两侧扩张，使卷板6两侧与隧道两侧内壁尽可能靠近；此时，卷板6在升降装置3的支撑下形成半圆形，当落石或碎屑落下后因为卷板6弧形的原因会滑落到卷板6的两侧，不会对隧道中工作人员造成影响和生命危险；在需要对型钢钢架进行混凝土浇筑时，操作升降装置3回到初始位置，在升降装置3回到初始位置后，通过第一收卷机4和第二收卷机5将卷板6进行收卷，在卷板6收卷后，将车架1移开型钢钢架下方。