一种矩形顶管的组合式顶铁

本发明涉及岩土工程领域，尤其涉及一种矩形顶管的组合式顶铁。

背景技术：

1、顶管施工（又称顶管法施工）是一种非开挖的施工技术，顶管施工的工作原理是利用顶管机中主顶油缸的顶力，对前方土层进行切削，通过出土装置排出土体，随着后方管节不断向前推进，直至贯通顶管区间。顶管机通常配备用于推动顶管向前推进的液压千斤顶，在推进过程中，顶管机需要克服地质层的阻力，通过液压千斤顶施加足够的压力从而保证稳定推进。顶管机的前端需要设置顶铁，顶铁用于在千斤顶装置和管片之间起到缓冲和平衡作用，使千斤顶的顶力能够更均匀地传递到管片上，从而防止在推进过程中铁管管片的局部形成应力集中，进而避免管节破损、提升顶管施工的施工质量和工作效率。

2、现有技术中，由于顶铁的重量和体积都比较大，因此顶铁的运输与安装是顶管施工中需要重点解决的问题。专利cn201920864249.5提出了一种组合式的矩形顶铁，可以通过移动钢柱、多组固定钢柱和螺栓固定左右两块顶铁，达到组合成顶铁的目的，但是该专利公布的结构存在顶铁部分整体结构过大、质量比较大、通过螺丝可拆卸装配不便的缺陷，这导致了施工存在安全隐患、施工周期比较长的问题。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的是提供一种整体质量可控、方便组装、施工周期短的矩形顶管的组合式顶铁。

2、技术方案：本发明所述的一种矩形顶管的组合式顶铁，包括四块基础顶铁块，所述基础顶铁块呈梯形，四块基础顶铁块以矩形四边的位置布置，相邻两块基础顶铁块通过角连接块可拆卸连接，基础顶铁块中部的空腔内设置快拆装置，所述快拆装置的两端对称设置若干根连接杆，所述连接杆滑动设置在基础顶铁块的空腔内，连接杆的一端与快拆装置连接，连接杆的另一端伸出基础顶铁块的端部斜面；所述角连接块上设置若干个用于连接杆插入的连接槽。

3、进一步地，所述基础顶铁块包括基础锁芯槽，所述快拆装置包括呈球体状的锁芯主体，所述锁芯主体转动设置在基础锁芯槽内，所述锁芯主体分别与两侧的连接杆连接。

4、进一步地，所述锁芯主体上固定设置锁定操作柄，所述基础顶铁块开设用于锁定操作柄伸出的基础锁定滑槽。

5、进一步地，所述锁芯主体内若干组复位压簧，所述复位压簧的一端与锁定操作柄固定连接，锁芯主体内还设置若干块用于旋转挤压复位压簧的复位板；所述基础顶铁块上设置用于限位锁定操作柄的基础锁定凹槽。

6、进一步地，还包括若干个延长顶铁块，所述延长顶铁块用于与基础顶铁块的左端或右端可拆卸连接以达到增大顶铁体积的目的，所述延长顶铁块呈平行四边形，延长顶铁块的一端设置用于与基础顶铁块或者延长顶铁块连接的延长斜面，延长顶铁块的另一端设置用于与角连接块或者延长顶铁块连接的连接斜面，延长斜面、连接斜面的角度分别与基础顶铁块的两端斜面的角度相对应，延长顶铁块的空腔内滑动设置若干根连接杆，所述连接杆的一端伸出连接斜面，延长顶铁块的空腔内设置快拆装置，所述快拆装置与连接杆的另一端连接；连接斜面固定设置若干个连接辅助杆；所述延长斜面上设置若干个用于连接杆插入的延长槽，延长斜面上设置若干个用于连接辅助杆插入的延长辅助孔。

7、进一步地，所述延长顶铁块包括延长锁芯槽，所述快拆装置包括呈球体状的锁芯主体，所述锁芯主体转动设置在延长锁芯槽内，所述锁芯主体分别与两侧的连接杆连接。

8、进一步地，所述锁芯主体上固定设置锁定操作柄，所述延长顶铁块开设用于锁定操作柄伸出的延长锁定滑槽。

9、进一步地，所述锁芯主体内若干组复位压簧，所述复位压簧的一端与锁定操作柄固定连接，锁芯主体内还设置若干块用于旋转挤压复位压簧的复位板；所述延长顶铁块上设置用于限位锁定操作柄的延长锁定凹槽。

10、进一步地，所述基础锁定滑槽、延长锁定滑槽的横截面呈弧形，所述复位压簧的横截面呈弧形。

11、进一步地，所述基础顶铁块的左右两端斜面分别固定设置若干个连接辅助杆，所述角连接块上设置用于连接辅助杆插入的连接辅助孔。

12、进一步地，所述连接杆包括连接第一杆和连接第二杆，所述连接第一杆通过连接弹簧和连接第二杆连接。

13、进一步地，所述基础顶铁块呈等腰梯形。

14、有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：1、本发明将顶铁拆分成四块基础顶铁块和若干块延长顶铁块，按需设计基础顶铁块和延长顶铁块的规格及数量，当基础顶铁块和延长顶铁块处于拆分状态时单体质量相对较小，便于运输，但组合后满足施工需求；2、本发明中的基础顶铁块和延长顶铁块是通过连接杆插入相对应的连接槽中从而实现可拆卸式连接，当需要拆卸时候将凸出的锁定操作柄与对应的基础锁定凹槽或延长基础锁定凹槽脱离，在复位压簧的作用下连接杆复位，连接杆顶出相对应的斜面从而实现快拆，因此本发明相比使用螺丝组装和拆卸更为便捷，能够缩短施工周期。

技术特征：

1.一种矩形顶管的组合式顶铁，其特征在于：包括四块基础顶铁块（1），所述基础顶铁块（1）呈梯形，四块基础顶铁块（1）以矩形四边的位置布置，相邻两块基础顶铁块（1）通过角连接块（3）可拆卸连接，基础顶铁块（1）中部的空腔内设置快拆装置，所述快拆装置的两端对称设置若干根连接杆，所述连接杆滑动设置在基础顶铁块（1）的空腔内，连接杆的一端与快拆装置连接，连接杆的另一端伸出基础顶铁块（1）的端部斜面；所述角连接块（3）上设置若干个用于连接杆插入的连接槽（301）。

2.根据权利要求1所述的一种矩形顶管的组合式顶铁，其特征在于：所述基础顶铁块（1）包括基础锁芯槽，所述快拆装置包括呈球体状的锁芯主体（4），所述锁芯主体（4）转动设置在基础锁芯槽内，所述锁芯主体（4）分别与两侧的连接杆连接。

3.根据权利要求2所述的一种矩形顶管的组合式顶铁，其特征在于：所述锁芯主体（4）上固定设置锁定操作柄（401），所述基础顶铁块（1）开设用于锁定操作柄（401）伸出的基础锁定滑槽。

4.根据权利要求3所述的一种矩形顶管的组合式顶铁，其特征在于：所述锁芯主体（4）内若干组复位压簧（402），所述复位压簧（402）的一端与锁定操作柄（401）固定连接，锁芯主体（4）内还设置若干块用于旋转挤压复位压簧（402）的复位板（403）；所述基础顶铁块（1）上设置用于限位锁定操作柄（401）的基础锁定凹槽。

5.根据权利要求1所述的一种矩形顶管的组合式顶铁，其特征在于：还包括若干个延长顶铁块（2），所述延长顶铁块（2）呈平行四边形，延长顶铁块（2）的一端设置延长斜面（203），延长顶铁块（2）的另一端设置连接斜面（204），延长斜面（203）、连接斜面（204）的角度分别与基础顶铁块（1）的两端斜面的角度相对应，延长顶铁块（2）的空腔内滑动设置若干根连接杆，所述连接杆的一端伸出连接斜面（204），延长顶铁块（2）的空腔内设置快拆装置，所述快拆装置与连接杆的另一端连接；连接斜面（204）固定设置若干个连接辅助杆（101）；所述延长斜面（203）上设置若干个用于连接杆插入的延长槽（201），延长斜面（203）上设置若干个用于连接辅助杆（101）插入的延长辅助孔（202）。

6.根据权利要求5所述的一种矩形顶管的组合式顶铁，其特征在于：所述延长顶铁块（2）包括延长锁芯槽，所述快拆装置包括呈球体状的锁芯主体（4），所述锁芯主体（4）转动设置在延长锁芯槽内，所述锁芯主体（4）分别与两侧的连接杆连接。

7.根据权利要求6所述的一种矩形顶管的组合式顶铁，其特征在于：所述锁芯主体（4）上固定设置锁定操作柄（401），所述延长顶铁块（2）开设用于锁定操作柄（401）伸出的延长锁定滑槽。

8.根据权利要求2或6所述的一种矩形顶管的组合式顶铁，其特征在于：所述锁芯主体（4）内若干组复位压簧（402），所述复位压簧（402）的一端与锁定操作柄（401）固定连接，锁芯主体（4）内还设置若干块用于旋转挤压复位压簧（402）的复位板（403）；所述延长顶铁块（2）上设置用于限位锁定操作柄（401）的延长锁定凹槽。

9.根据权利要求1所述的一种矩形顶管的组合式顶铁，其特征在于：所述基础顶铁块（1）的左右两端斜面分别固定设置若干个连接辅助杆（101），所述角连接块（3）上设置用于连接辅助杆（101）插入的连接辅助孔（302）。

10.根据权利要求1或6所述的一种矩形顶管的组合式顶铁，其特征在于：所述连接杆包括连接第一杆（102）和连接第二杆（104），所述连接第一杆（102）通过连接弹簧（103）和连接第二杆（104）连接。

技术总结
本发明公开了一种矩形顶管的组合式顶铁，包括四块基础顶铁块，基础顶铁块呈梯形，四块基础顶铁块以矩形四边的位置布置，相邻两块基础顶铁块通过角连接块可拆卸连接，基础顶铁块中部的空腔内设置快拆装置，快拆装置的两端对称设置若干根连接杆，连接杆滑动设置在基础顶铁块的空腔内，连接杆的一端与快拆装置连接，连接杆的另一端伸出基础顶铁块的端部斜面；角连接块上设置若干个用于连接杆插入的连接槽。本发明的目的是提供一种整体质量可控、方便组装、施工周期短的顶管的组合式顶铁。

技术研发人员：贾鹏蛟,吴梦哲,陈红兵,王非,程诚,刘成,倪芃芃,史培新,章莘苡
受保护的技术使用者：苏州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7