移动式定型大断面矩形顶管施工应急支撑门架的制作方法

本实用新型涉及矩形顶管施工技术领域，具体而言，涉及一种移动式定型大断面矩形顶管施工应急支撑门架。

背景技术：

目前，大断面矩形顶管施工，管节在顶进过程中，正上方经常会碰上孤石或较硬的物体，由于顶进和挤压作用，上方物体对下方管节会形成集中应力，在顶进力和上方的集中应力作用下，正下方管节顶板可能会发生变形，若变形过大会造成顶板开裂破碎，严重的时候出现塌方。如出现上述突发情况，应急处理措施采用临时支撑架加固，常规的加固方案装拆时间长，应急处置效率低，及时性差，同时不能随着管节顶进而移动，原管节通过后，后续的管节通过该集中应力点时需重新安装支撑架或拆除前一节管节的支撑架安装到后续的管节上，该措施无论人力及材料消耗较多，经济性较差，安拆较长。同时支撑架下方渣土运输通道净距无法保证。

技术实现要素：

鉴于此，本实用新型提出了一种移动式定型大断面矩形顶管施工应急支撑门架，旨在解决在进行大断面矩形顶管施工时，因矩形顶管的顶部受力造成矩形顶管的顶板开裂破碎的问题。

一个方面，本实用新型提出了一种移动式定型大断面矩形顶管施工应急支撑门架，包括：

支架，其上侧面用于与矩形顶管的内顶面接触，以对所述矩形顶管的内顶面进行支撑；

侧部支撑，设置在所述支架相对的两外侧面的中部，所述侧部支撑与所述支架可转动连接，所述侧部支撑用于与所述矩形顶管相对的两内侧壁接触，以将所述支架牢固的固定在所述矩形顶管内；

千斤顶，设置在所述支架的下方，并与所述支架接触，所述千斤顶用于顶升所述支架，以使得所述支架与所述矩形顶管的内顶面紧密接触。

进一步地，所述的移动式定型大断面矩形顶管施工应急支撑门架还包括：

滑轮，设置在所述支架下部的四角位置，所述滑轮用于带动所述支架在所述矩形顶管内移动。

进一步地，所述支架包括上纵梁、下纵梁和立柱，所述上纵梁和下纵梁分别设置两个，两所述上纵梁沿水平方向相对平行设置，两所述下纵梁沿水平方向相对平行设置，且所述上纵梁和下纵梁分别相对平行设置，所述立柱沿竖直方向设置所述上纵梁和下纵梁之间，并与所述上纵梁和下纵梁连接在一起，所述上纵梁和下纵梁分别与所述立柱垂直相交。

进一步地，所述支架还包括横梁，所述横梁沿水平方向设置，且所述横梁设置若干个，若干所述横梁均匀的设置在两所述上纵梁的上侧，所述横梁与所述上纵梁连接在一起。

进一步地，所述支架还包括斜梁，所述斜梁设置在所述立柱和横梁之间，且所述斜梁分别与所述横梁和立柱连接在一起。

进一步地，所述侧部支撑包括连接板和支撑柱，两所述连接板分别设置在所述立柱中部相对的两侧壁上，所述支撑柱设置在两所述连接板之间，且所述支撑柱通过连接轴分别与两所述连接板连接，所述支撑柱以所述连接轴为转轴进行转动，且所述支撑柱设置在所述立柱靠近所述矩形顶管内侧壁的一侧。

进一步地，所述下纵梁两端部的下侧面分别设置一所述滑轮。

进一步地，每一所述下纵梁下侧面的中部分别设置一所述千斤顶。

进一步地，每一所述下纵梁上分别设置两个可调垫块，所述可调垫块设置在所述滑轮和千斤顶之间，所述可调垫块用于在所述千斤顶将所述支架顶升至预设位置后，通过调节所述可调垫块的高度以对所述支架进行支撑。

进一步地，所述可调垫块包括钢构件和螺栓，所述钢构件由钢板焊接成h型结构，所述螺栓沿竖直方向设置在所述钢构件的上侧面上，所述下纵梁上开设有通孔，所述螺栓穿设在所述通孔内，通过螺母将所述螺栓与所述下纵梁连接在一起，并通过旋拧所述螺母调节所述钢构件的高度。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，通过设置支架和千斤顶，在将支架放置在矩形顶管内后，通过操作千斤顶对支架进行顶升，以使得所述支架对矩形顶管的底板进行辅助支撑，从而分散矩形顶管的底板受力，防止矩形顶管的顶板开裂，有效地保护了矩形顶管，并且，通过设置千斤顶，能够极大地方便了支架安装就位，提高了支架的安装效率。同时，通过在支架的侧面设置侧部支撑，使得侧部支撑与矩形顶管的侧壁接触，提高了支架的结构稳定性。

进一步地，通过在支架的下侧设置滑轮，能够极大地方便支架的移动，能够及时快速的移动至预设位置，从而提高了施工效率。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的移动式定型大断面矩形顶管施工应急支撑门架安装示意图；

图2为本实用新型实施例提供的移动式定型大断面矩形顶管施工应急支撑门架的正视图；

图3为本实用新型实施例提供的移动式定型大断面矩形顶管施工应急支撑门架的侧视图；

图4为图图2中a处局部放大图；

图5为图4中1-1方向截面图；

图6为本实用新型实施例提供的可调垫块结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

参阅图1-3所示，本实施例提供了一种移动式定型大断面矩形顶管施工应急支撑门架，包括支架2、侧部支撑3和千斤顶5，支架2的上侧面用于与矩形顶管1的内顶面接触，以对所述矩形顶管1的内顶面进行支撑；侧部支撑3设置在所述支架2相对的两外侧面的中部，所述侧部支撑3与所述支架2可转动连接，所述侧部支撑3用于与所述矩形顶管1相对的两内侧壁接触，以将所述支架2牢固的固定在所述矩形顶管1内；千斤顶5设置在所述支架2的下方，并与所述支架2接触，所述千斤顶5用于顶升所述支架2，以使得所述支架2与所述矩形顶管1的内顶面紧密接触。

可以看出，通过设置支架2和千斤顶5，在将支架2放置在矩形顶管1内后，通过操作千斤顶5对支架2进行顶升，以使得所述支架2对矩形顶管1的底板进行辅助支撑，从而分散矩形顶管1的底板受力，防止矩形顶管1的顶板开裂，有效地保护了矩形顶管1，并且，通过设置千斤顶5，能够极大地方便了支架2安装就位，提高了支架2的安装效率。同时，通过在支架2的侧面设置侧部支撑3，使得侧部支撑3与矩形顶管1的侧壁接触，提高了支架2的结构稳定性。

具体而言，上述移动式定型大断面矩形顶管1施工应急支撑门架还包括滑轮4，滑轮4设置在所述支架2下部的四角位置，所述滑轮4用于带动所述支架2在所述矩形顶管1内移动。滑轮4优选为万向轮。

可以看出，通过在支架2的下侧设置滑轮4，能够极大地方便支架2的移动，能够及时快速的移动至预设位置，从而提高了施工效率。

具体而言，所述支架2包括上纵梁22、下纵梁24和立柱21，所述上纵梁22和下纵梁24分别设置两个，两所述上纵梁22沿水平方向相对平行设置，两所述下纵梁24沿水平方向相对平行设置，且所述上纵梁22和下纵梁24分别相对平行设置，所述立柱21沿竖直方向设置所述上纵梁22和下纵梁24之间，并与所述上纵梁22和下纵梁24连接在一起，所述上纵梁22和下纵梁24分别与所述立柱21垂直相交。上纵梁22、下纵梁24和立柱21分别通过焊接或者螺栓连接进行连接。上纵梁22、下纵梁24和立柱21优选为方钢。

具体而言，所述支架2还包括横梁23，所述横梁23沿水平方向设置，且所述横梁23设置若干个，若干所述横梁23均匀的设置在两所述上纵梁22的上侧，所述横梁23与所述上纵梁22连接在一起。横梁23优选为h型钢。

参阅图4和5所示，横梁23和上纵梁22之间设置有垫板27和支撑板26，垫板27和支撑板26相互垂直设置，垫板27沿水平方向设置并与上纵梁22焊接在一起，支撑板26设置在垫板27和上纵梁22之间，且横梁23和上纵梁22之间设置有垫板27，横梁23与垫板27连接在一起，且两者通过螺栓25进行连接。

具体而言，所述支架2还包括斜梁28，所述斜梁28设置在所述立柱21和横梁23之间，且所述斜梁28分别与所述横梁23和立柱21连接在一起。斜梁28优选为方钢。

具体而言，所述侧部支撑3包括连接板32和支撑柱31，两所述连接板32分别设置在所述立柱21中部相对的两侧壁上，所述支撑柱31设置在两所述连接板32之间，且所述支撑柱31通过连接轴33分别与两所述连接板32连接，所述支撑柱31以所述连接轴33为转轴进行转动，且所述支撑柱31设置在所述立柱21靠近所述矩形顶管1内侧壁的一侧。连接板32通过焊接与立柱21连接。

具体而言，所述下纵梁24两端部的下侧面分别设置一所述滑轮4。

具体而言，每一所述下纵梁24下侧面的中部分别设置一所述千斤顶5。

具体而言，每一所述下纵梁24上分别设置两个可调垫块6，所述可调垫块6设置在所述滑轮4和千斤顶5之间，所述可调垫块6用于在所述千斤顶5将所述支架2顶升至预设位置后，通过调节所述可调垫块6的高度以对所述支架2进行支撑。

结合图6所示，具体而言，所述可调垫块6包括钢构件61和螺栓62，所述钢构件61由钢板焊接成h型结构，所述螺栓62沿竖直方向设置在所述钢构件61的上侧面上，所述下纵梁24上开设有通孔，所述螺栓62穿设在所述通孔内，通过螺母63将所述螺栓62与所述下纵梁24连接在一起，并通过旋拧所述螺母63调节所述钢构件61的高度。

可以看出，上述移动式定型大断面矩形顶管施工应急支撑门架可以在顶管顶进前加工完成，吊装到顶管已完成的顶管通道内，上述应急支撑门架通过在底部设置移动滑轮和临时高低可调的支撑垫块，实现门架的支撑加固和整体平行移动的功能。上述门架为提前加工好的定型的门架，若出现突发情况，将门架移动到该处可立即进行加固，及时性好；该管节通过集中应力点后，将该门架移动到后续的通过该集中应力点的管节上，周转使用，材料消耗低，人工消耗少，同时安拆时间短，提高了顶管顶进的效率，实现了经济合理的高效的绿色施工。

上述实施例在具体实施时，上述移动式定型大断面矩形顶管施工应急支撑门架包含h型钢横梁、方钢竖向支撑体系、方钢角撑、底部滑轮、底部可调节钢垫块五部分。横梁：采用w300h型钢，共4根；竖向支撑体系：两侧立柱采用200mm×200mm方钢，单侧4根，上部和下部纵梁采用200mm×300mm方钢,立柱与纵梁焊接成整体；角撑：采用200mm×200mm方钢；横梁、竖向支撑体系、角撑采用螺栓连接。横撑采用150mm×150mm方钢，横撑与立柱采用转动轴连接，横撑可向上转动。门架在受力的工况下横撑水平打开，端头与侧墙紧贴，平衡侧向力；门架移动的工况下横撑向上转动收起。门架底部单侧纵梁底部焊接2个滑轮，滑轮需满足承受门架的自重及可前后滑动的要求，在门架受力的工况下不受力。钢垫块由钢板、螺栓、3个螺母组成，钢板与螺栓焊接；螺母可上下调动，螺栓底部2个螺母，为门架提升后固定门架标高，承受上部荷载的主要构件；螺栓上部1个螺母，在门架移动过程提升垫块底部标高，使垫块离地，固定垫块作用。上述门架纵向长3米，满足可加固2节管节，门式支撑架宽度根据管节的宽度及运渣通道对净空的要求设置。门架选用的具体钢材型号可根据具体工况及荷载要求调整。

上述移动式定型支撑门架可提前加工安装好，放置在顶管通道里面备用，管节顶进过程中，顶板上方遇到较硬物体，形成集中应力，管节顶板工作裂缝明显增大，立即采取应急加固措施，管节停止顶进，人工推上述支撑门架至应力集中的管节就位，采用1台千斤顶放置在门架一侧底部纵梁中间下方进行顶推将门架提升，门架顶部提升至与管节顶板底面紧贴后，适当预加预应力，使门架与顶板处于传力状态，待千斤顶稳定后，将门架垫块螺母往上调动，直至垫块着地受力，利用扳手将螺母拧紧，门架竖向受力通过螺母、螺栓传递至垫块上(若上部荷载较大可在垫块与纵梁之间加塞垫板增加受力面)。单侧两个垫块设置完成后，卸除千斤顶，移至支撑门架另一侧进行提升，操作流程同上述。门架提升受力后，转动两侧横撑自由端至水平放置，自由端与管节侧墙紧贴，若存在缝隙采用垫板塞缝，满足传力要求。支撑门架处于工作状态。在工作工况下，运渣通道满足正常使用。管节整体刚度提高。顶管继续顶进。

当管节通过集中应力点后，上方因物体产生的集中应力消除，顶板上方土荷载恢复正常后，利用扳手将门式支撑架下部垫块螺母均匀向下拧松，拧动上部螺母将垫块提升直至垫块离地，滑轮着地，门式支撑架标高降低，与顶板脱离，待滑轮全部着地，垫块全部离地后，人工推至后续管节进行支撑加固，操作流程同上述。

本实施例的移动式定型大断面矩形顶管施工应急支撑门架，解决了大断面矩形顶管施工时人工、材料高消耗的问题，加快了顶管顶进的效率，具有较好的经济效益，具体的，移动式定型大断面矩形顶管施工应急支撑门架由h型钢横梁、方钢竖向支撑体系、方钢角撑、底部滑轮、底部可调节钢垫块组成，构件之间采用螺栓连接，单块构件小，搬运方便，可运至通道内进行组装。

上述应急支撑门架利用h型钢横梁将顶板的荷载应力传递到两侧方钢支撑上部方钢纵梁上，纵梁与立柱焊接成整体，增加门架的稳定性，立柱将荷载均匀传递到底部钢垫块螺栓上，通过垫块传递至底板上。为减少h型钢横梁受力后中间的扰度，同时为满足门架下方渣土运输通道预留净距需要，横梁与立柱之间设置方钢角撑，门架两侧设置横撑，支撑在管节侧墙上，平衡因横梁受弯引起的侧向力，门架受力更合理。

上述应急支撑门架在两侧立柱底部纵梁下分别设置2个滑轮，通过调节钢垫块的螺栓，门架顶部标高降低，与顶板脱离。底部滑轮着地受力，垫块离地，人工推可将门架在顶管通道内纵向移动。门架不用拆除，可以整体移动使用，节省人工及材料，使用效率高，顶管顶进等待时间大大缩短。

上述应急支撑门架在两侧立柱底部纵梁下分别设置2个可调节钢垫块，可降低或提升门架顶部的标高。门架通过滑轮移动安放到位后，通过均匀调节垫块下方2个螺母，垫块着地受力，门架上升，门架横梁顶面与管节顶板底面紧贴，使用千斤顶在底部将门架提升后(可预加预应力)，调整垫块螺母固定提升后的门架的标高。停止调节螺母，门架通过垫块固定受力。使用可调节垫块，安装快，时间短，适应不同净高的通道支撑。同时可预加预应力。满足不同工况的使用。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。