本发明属于全断面隧道掘进，具体地涉及一种应用于全断面掘进机的管片支护架安装机构。
背景技术：
1、盾构法施工机械化水平高，自动化水平高，安全性高，施工过程具有对地面建筑物、环境、地下管线影响小等优势，因此，盾构法在高速发展的城市轨道交通建设中得到广泛应用。在某些大直径隧道施工中，施工方会在设备掘进过程中在铺好的管片正下方位置再铺设仰拱块，仰拱块为水泥与钢筋浇筑而成，内部设有预留的管线通路、排水通路，隧道可一次铺设成型，随掘进机一起边掘进边铺设管片在铺设仰拱块，掘进机后配套可在仰拱块上行走，后期隧道稳固后直接交付隧洞使用，不需要再重新铺设轨道。
2、掘进机在施工过程中也会面对开挖直径较大，设备埋深较浅，周围岩石变化情况复杂，背部注浆不及时的情况的问题，这些情况都会导致铺设好的成型管片整圆度不够、稳定性差易损坏的情况，为克服以上风险保证隧道掘进机新铺设好的成环管片成型稳固、整圆度好，同时保证管片下方的仰拱块相互连接，后方台车顺利运行，施工方会在成型管片的内壁铺设若干段环接的h型钢（即管片支护架），其作用是一方面加强设备拼装后的管片成型稳定性、整圆性，使整环管片受外界环境影响小；另一方面也对仰拱块起一定的加固作用。若采用人工对管片支护架转运拼装，施工效率低，安全性差。因此，有必要在全断面掘进机上设计一种自动化程度高的机构来完成环形管片支护架的转运拼装，提高隧道的施工质量及施工效率，完全符合当代绿色施工的安全理念。
技术实现思路
1、本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供了一种应用于全断面掘进机的管片支护架安装机构；本发明能够实现转运、抓取、拼装管片支护架，来对已成型的成环管片实现稳固和整圆，保持成环管片的稳定性和标准性。
2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
3、本发明提供一种应用于全断面掘进机的管片支护架安装机构，其特征在于，包括主架体门字环，所述主架体门字环上连接有转运装置，在所述转运装置上可移动地连接有抓放装置，所述主架体门字环上在所述转运装置的两侧设置有安装装置，所述安装装置均可沿着所述主架体门字环进行周向运动，所述主架体门字环上对称设置有多个可伸缩的主撑靴，所述主架体门字环上还对称设置有多个可伸缩的辅助支撑装置，所述主架体门字环上连接有平移油缸的一端。
4、进一步地，所述转运装置包括：转运架框架、轴向转运梁、轴向转运齿条、轴向转运齿轮、转运架马达、弧形转运梁、弧形梁齿条，所述转运架框架固定在所述主架体门字环上，所述转运架框架在沿所述主架体门字环轴向方向的一侧连接所述轴向转运梁，所述弧形转运梁可滑动配合地安装在所述轴向运转梁上，所述轴向转运梁的下方固定所述轴向转运齿条，所述弧形转运梁上固定所述转运架马达，所述转运架马达输出端连接所述轴向转运齿轮，所述轴向转运齿轮与所述轴向转运齿条啮合，所述弧形梁齿条设置在所述弧形转运梁一侧，所述抓放装置连接在所述弧形梁齿条上并能够沿所述弧形转运梁表面移动。
5、更进一步地，所述抓放装置包括：转运小车、小车马达、小车齿轮、伸缩机构和夹紧机构，所述转运小车设置在所述弧形转运梁外部，所述小车马达固定在所述转运小车上并且所述小车马达的输出端连接所述小车齿轮，所述小车齿轮与所述弧形梁齿条啮合，通过所述小车马达使所述转运小车能够沿着所述弧形转运梁移动，所述伸缩机构连接在所述转运小车上，所述夹紧机构连接在所述伸缩机构上。
6、更进一步地，所述伸缩机构包括：折叠伸缩臂、第一伸缩油缸、第二伸缩油缸和第三伸缩油缸，所述折叠伸缩臂铰接在所述转运小车上，通过分别与所述折叠伸缩臂和所述转运小车连接的所述第一伸缩油缸、所述第二伸缩油缸和所述第三伸缩油缸的相互配合，实现所述折叠伸缩臂沿所述弧形转运梁的径向长距离位移，所述夹紧机构铰接在所述折叠伸缩臂上。
7、进一步地，所述安装装置包括：安装架、安装液压马达、径向进给滑道、径向进给油缸、轴向进给滑道、轴向进给油缸、夹紧机构和刹车装置，所述安装架可滑动地设置在所述主架体门字环外部，所述安装液压马达固定在所述安装架上，所述安装液压马达通过端部设置的安装齿轮与所述主架体门字环上设置的安装齿条啮合，实现所述安装装置沿所述主架体门字环的位移，所述径向进给滑道和所述轴向进给滑道分别沿所述主架体门字环的径向和轴向设置在所述安装架上，所述夹紧机构同时与所述径向进给滑道和所述轴向进给滑道滑动配合，所述径向进给油缸和所述轴向进给油缸对应设置在所述安装架上并均与所述夹紧机构连接，通过所述径向进给油缸控制所述夹紧机构沿所述径向进给滑道进行径向位移，通过所述轴向进给油缸控制所述夹紧机构沿所述轴向进给滑道进行轴向位移，所述刹车装置设置在所述安装架上并与所述主架体门字环对应，来对所述安装装置在所述主架体门字环上的位移进行刹车。
8、更进一步地，所述夹紧机构通过内部的多个均布的夹紧油缸的伸缩，来控制每个夹紧油缸端部连接的油缸垫块的位移，实现夹紧功能。
9、进一步地，所述主撑靴包括：折叠撑紧臂、撑靴油缸和撑靴头，所述折叠撑紧臂一端固定在所述主架体门字环上，另一端连接所述撑靴头，所述撑靴油缸两端连接在所述折叠撑紧臂上来控制所述折叠撑紧臂的旋转动作。
10、进一步地，所述辅助支撑装置包括：辅助折叠支撑架、第一角度转向油缸、第二角度转向油缸、固定支座，所述辅助支撑架的一端铰接在所述主架体门字环上，所述辅助折叠支撑架的另一端铰接所述固定支座，所述第一角度转向油缸和所述第二角度转向油缸均铰接连接在所述辅助折叠支撑架上，通过所述第一角度转向油缸和所述第二角度转向油缸的活塞杆伸缩，利用铰接原理使辅助折叠支撑架进行伸缩动作。
11、进一步地，所述主架体门字环中部还设置有多个行走轮装置，所述行走轮装置上的行走轮能够沿着所述主架体门字环的轴向转动。
12、进一步地，所述转运装置与所述主架体门字环上同时连接有平移拖链，所述转运装置与所述抓放装置上同时连接有转动拖链，所述安装装置与所述主架体门字环上同时连接有旋转拖链。
13、本发明的有益效果。
14、本发明通过安装在后配套台车上，自动化的转运、抓取、拼装管片支护架，分别可实现：主撑靴撑稳成型管片、抓取分段支护架、转运分段支护架、放置分段支护架、拼装分段支护架、辅助支撑协助拼装等工作步骤至形成完整环形支护架，对已成型管片实现稳固定以及整圆，保持成环管片的稳定性和标准性，整套装置的工作过程与掘进机的掘进和拼装管片相互独立并互不影响，功能多样，简单高效自动化，安全可靠地提高施工的质量和效率。
1.一种应用于全断面掘进机的管片支护架安装机构，其特征在于，包括主架体门字环（1），所述主架体门字环（1）上连接有转运装置（2），在所述转运装置（2）上可移动地连接有抓放装置（3），所述主架体门字环（1）上在所述转运装置（2）的两侧设置有安装装置（4），所述安装装置（4）均可沿着所述主架体门字环（1）进行周向运动，所述主架体门字环（1）上对称设置有多个可伸缩的主撑靴（5），所述主架体门字环（1）上还对称设置有多个可伸缩的辅助支撑装置（6），所述主架体门字环（1）上连接有平移油缸（7）的一端。
2.根据权利要求1所述的一种应用于全断面掘进机的管片支护架安装机构，其特征在于，所述转运装置（2）包括：转运架框架（201）、轴向转运梁（202）、轴向转运齿条（203）、轴向转运齿轮（204）、转运架马达（205）、弧形转运梁（206）、弧形梁齿条（207），所述转运架框架（201）固定在所述主架体门字环（1）上，所述转运架框架（201）在沿所述主架体门字环（1）轴向方向的一侧连接所述轴向转运梁（202），所述弧形转运梁（206）可滑动配合地安装在所述轴向运转梁上，所述轴向转运梁（202）的下方固定所述轴向转运齿条（203），所述弧形转运梁（206）上固定所述转运架马达（205），所述转运架马达（205）输出端连接所述轴向转运齿轮（204），所述轴向转运齿轮（204）与所述轴向转运齿条（203）啮合，所述弧形梁齿条（207）设置在所述弧形转运梁（206）一侧，所述抓放装置（3）连接在所述弧形梁齿条（207）上并能够沿所述弧形转运梁（206）表面移动。
3.根据权利要求2所述的一种应用于全断面掘进机的管片支护架安装机构，其特征在于，所述抓放装置（3）包括：转运小车（301）、小车马达（302）、小车齿轮（303）、伸缩机构（304）和夹紧机构（305），所述转运小车（301）设置在所述弧形转运梁（206）外部，所述小车马达（302）固定在所述转运小车（301）上并且所述小车马达（302）的输出端连接所述小车齿轮（303），所述小车齿轮（303）与所述弧形梁齿条（207）啮合，通过所述小车马达（302）使所述转运小车（301）能够沿着所述弧形转运梁（206）移动，所述伸缩机构（304）连接在所述转运小车（301）上，所述夹紧机构（305）连接在所述伸缩机构（304）上。
4.根据权利要求3所述的一种应用于全断面掘进机的管片支护架安装机构，其特征在于，所述伸缩机构（304）包括：折叠伸缩臂（30401）、第一伸缩油缸（30402）、第二伸缩油缸（30403）和第三伸缩油缸（30404），所述折叠伸缩臂（30401）铰接在所述转运小车（301）上，通过分别与所述折叠伸缩臂（30401）和所述转运小车（301）连接的所述第一伸缩油缸（30402）、所述第二伸缩油缸（30403）和所述第三伸缩油缸（30404）的相互配合，实现所述折叠伸缩臂（30401）沿所述弧形转运梁（206）的径向长距离位移，所述夹紧机构（305）铰接在所述折叠伸缩臂（30401）上。
5.根据权利要求1所述的一种应用于全断面掘进机的管片支护架安装机构，其特征在于，所述安装装置（4）包括：安装架（401）、安装液压马达（402）、径向进给滑道（403）、径向进给油缸（404）、轴向进给滑道（405）、轴向进给油缸（406）、夹紧机构（305）和刹车装置（407），所述安装架（401）可滑动地设置在所述主架体门字环（1）外部，所述安装液压马达（402）固定在所述安装架（401）上，所述安装液压马达（402）通过端部设置的安装齿轮与所述主架体门字环（1）上设置的安装齿条啮合，实现所述安装装置（4）沿所述主架体门字环（1）的位移，所述径向进给滑道（403）和所述轴向进给滑道（405）分别沿所述主架体门字环（1）的径向和轴向设置在所述安装架（401）上，所述夹紧机构（305）同时与所述径向进给滑道（403）和所述轴向进给滑道（405）滑动配合，所述径向进给油缸（404）和所述轴向进给油缸（406）对应设置在所述安装架（401）上并均与所述夹紧机构（305）连接，通过所述径向进给油缸（404）控制所述夹紧机构（305）沿所述径向进给滑道（403）进行径向位移，通过所述轴向进给油缸（406）控制所述夹紧机构（305）沿所述轴向进给滑道（405）进行轴向位移，所述刹车装置（407）设置在所述安装架（401）上并与所述主架体门字环（1）对应，来对所述安装装置（4）在所述主架体门字环（1）上的位移进行刹车。
6.根据权利要求3或5任意一项所述的一种应用于全断面掘进机的管片支护架安装机构，其特征在于，所述夹紧机构（305）通过内部的多个均布的夹紧油缸（30501）的伸缩，来控制每个夹紧油缸（30501）端部连接的油缸垫块（30502）的位移，实现夹紧功能。
7.根据权利要求1所述的一种应用于全断面掘进机的管片支护架安装机构，其特征在于，所述主撑靴（5）包括：折叠撑紧臂（501）、撑靴油缸（502）和撑靴头（503），所述折叠撑紧臂（501）一端固定在所述主架体门字环（1）上，另一端连接所述撑靴头（503），所述撑靴油缸（502）两端连接在所述折叠撑紧臂（501）上来控制所述折叠撑紧臂（501）的旋转动作。
8.根据权利要求1所述的一种应用于全断面掘进机的管片支护架安装机构，其特征在于，所述辅助支撑装置（6）包括：辅助折叠支撑架（601）、第一角度转向油缸（602）、第二角度转向油缸（603）、固定支座（604），所述辅助支撑架的一端铰接在所述主架体门字环（1）上，所述辅助折叠支撑架（601）的另一端铰接所述固定支座（604），所述第一角度转向油缸（602）和所述第二角度转向油缸（603）均铰接连接在所述辅助折叠支撑架（601）上，通过所述第一角度转向油缸（602）和所述第二角度转向油缸（603）的活塞杆伸缩，利用铰接原理使辅助折叠支撑架（601）进行伸缩动作。
9.根据权利要求1所述的一种应用于全断面掘进机的管片支护架安装机构，其特征在于，所述主架体门字环（1）中部还设置有多个行走轮装置（8），所述行走轮装置（8）上的行走轮能够沿着所述主架体门字环（1）的轴向转动。
10.根据权利要求1所述的一种应用于全断面掘进机的管片支护架安装机构，其特征在于，所述转运装置（2）与所述主架体门字环（1）上同时连接有平移拖链（9），所述转运装置（2）与所述抓放装置（3）上同时连接有转动拖链（10），所述安装装置（4）与所述主架体门字环（1）上同时连接有旋转拖链（11）。