一种隧道钢拱架安装辅助装置的制作方法

本发明涉及隧道施工，具体涉及一种隧道钢拱架安装辅助装置。

背景技术：

1、隧道结构体系主要分为初期支护和二次衬砌两大部分。初期支护的主要作用是承受围岩的压力，保持隧道结构稳定；二次衬砌主要作用是美观和受力储备。

2、隧道初期支护中最重要的结构是钢支撑，钢支撑主要由工字钢或格栅钢拱架制成，在加工厂内单元化生产，在施工现场人工组拼安装。而在钢支撑的架设过程中，钢支撑的临时定位和固定则缺乏有效的工具进行辅助，导致在隧道有限的空间内利用大型设备进行固定则不利于施工作业，增加作业负荷，鉴于此，本申请提供了一种隧道钢拱架安装辅助装置。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出一种隧道钢拱架安装辅助装置。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种隧道钢拱架安装辅助装置，包括长度能够调整的主立柱，所述主立柱的顶端插接有副立柱，所述主立柱与副立柱之间设置有立柱弹簧，所述主立柱的顶端两侧均滑动设置有下夹块，所述下夹块的外侧端穿设有支撑杆，所述支撑杆的顶端安装有上夹块，所述支撑杆内侧面连接有螺纹杆，所述螺纹杆位于所述下夹块的下方，所述螺纹杆的内侧端螺纹套设有螺纹套，所述螺纹套转动安装在所述副立柱上，所述主立柱的两侧面均开设有第一条形通槽，所述螺纹套贯穿所述第一条形通槽，所述螺纹套的外部开设有沿周向分布的齿槽，所述主立柱的侧面固定设置有用于啮合所述齿槽的齿条。

4、进一步地，所述主立柱包括方管状部分及设置在所述方管状部分底端的杆状部分，所述第一条形通槽开设在所述放管状部分的侧面，所述齿条固定安装在所述放管状部分的侧面上，所述方管状部分的顶端设置有伸缩槽，所述副立柱包括底端插入伸缩槽内的副柱体部分及固定安装在所述副柱体部分顶端的副板体部分，且所述副板体部分及所述下夹块的顶面为适配于钢拱架内表面的弧面，所述立柱弹簧设置在所述伸缩槽内，且所述立柱弹簧支撑在所述副柱体部分的底端，所述副柱体部分上开设有横向的安装槽，所述螺纹套转动安装在所述安装槽内，且两个所述螺纹套的相对端之间固定连接。

5、进一步地，所述主立柱包括固定套设在所述放管状部分顶端的主板体部分，所述下夹块的两侧均设置有呈“匚”形的滑套，所述滑套滑动套设在所述主板体部分的两侧，所述下夹块的厚度与所述副板体部分的厚度相适配，两个所述下夹块之间形成用于容纳所述副板体部分的容纳槽，两个所述下夹块之间的两侧均设置有横向弹簧，且两个所述横向弹簧之间的距离大于所述副板体部分的宽度。

6、进一步地，所述下夹块的外侧端安装有杆套，所述支撑杆滑动穿设在所述杆套内，所述支撑杆的顶端从所述杆套伸出并连接上夹块，所述杆套的表面开设有多个第二条形通槽，所述第二条形通槽内垂直穿设有压杆，所述压杆的内侧端固定连接在所述支撑杆的表面，所述螺纹杆的外侧端固定安装有环套，所述环套滑动套设在所述杆套外部，且所述压杆的外侧端延伸至所述环套的底部，所述杆套的顶端与所述支撑杆的顶端之间设置有支撑弹簧，且所述支撑弹簧呈套设在所述支撑杆外部的状态。

7、进一步地，所述杆套转动安装在所述下夹块上，所述上夹块位于所述支撑杆的侧面，且所述上夹块位于所述杆套的外侧，所述杆套的表面设置有与所述第二条形通槽一一对应的螺旋槽，所述螺旋槽的底端与其对应的所述第二条形通槽的顶端连通，所述环套的内表面固定设置有凸块，所述凸块滑动设置在所述螺旋槽中，凸块从螺旋槽的顶端运动至底端时驱动所述支撑杆旋转°。

8、进一步地，所述凸块位于所述螺旋槽的顶端时，所述上夹块位于所述支撑杆的外侧，且两个所述支撑杆之间的距离大于钢拱架的宽度，所述上夹块远离所述支撑杆的一侧面及底面均为平面，且所述上夹块的底部与所述下夹块顶部之间的初始距离大于钢拱架底边的厚度，所述凸块位于所述螺旋槽的底端时，两个所述上夹块之间的距离大于钢拱架中间部分的厚度。

9、进一步地，所述杆套的外部套设有呈长方体的中夹块，所述凸块位于所述螺旋槽的底端时，所述中夹块的顶面位于钢拱架底边厚度范围内，且所述中夹块与钢拱架侧面之间的距离等于上夹块与钢拱架中间部分之间的距离，所述上夹块靠近所述支撑杆一侧面的底部开设有与所述中夹块宽度相适配的凹槽，所述中夹块的底面与所述下夹块的顶面接触。

10、进一步地，所述齿条的顶端固定设置有限位板，所述螺纹套的表面套设有限位套，且所述凸块从所述螺旋槽的顶端运动至所述螺旋槽的底端时，所述限位块的一侧面在所述限位板的表面滑动，且所述齿条驱动所述螺纹套旋转时，所述限位块从所述螺纹套的顶端向远离所述限位板的一侧旋转。

11、进一步地，所述杆状部分包括丝杆、柱套、丝套和底座，所述丝杆的顶端与所述放管状部分的底端连接，所述伸缩槽开设在所述丝杆的顶端，所述丝杆的底端插入在所述柱套内，所述丝套转动安装在所述柱套的顶端，且所述丝套螺纹套设在所述丝杆外部，所述底座安装在所述柱套的底端。

12、进一步地，所述底座柱套的底端固定安装有转轴，所述底座包括底板、定位杆、滑座、锁紧齿板、锁紧螺栓和锁紧齿柱，所述转轴的两端均固定设置有锁紧齿柱，所述滑座转动套设在所述转轴上，所述滑座滑动设置在所述底板的顶部，所述转轴的端部固定设置有锁紧齿柱，且所述锁紧齿柱位于所述滑座的外部，所述锁紧齿板为半圆形内齿板，所述锁紧齿板啮合在所述锁紧齿柱的底部，且所述锁紧齿板滑动设置在所述底板上，所述锁紧螺栓转动安装在所述底板的侧向，且所述锁紧螺栓与所述锁紧齿板螺纹连接，所述转轴的旋转方向所在的平面与所述滑座滑动方向所在的平面垂直。

13、本发明具有如下有益效果：

14、1、本发明的隧道钢拱架安装辅助装置的一端固定在施工作业平台上，另一端夹紧固定钢拱架，辅助作业人员临时固定，实现钢支撑快速安装、节省人工、提高施工效率。

15、2、本发明的隧道钢拱架安装辅助装置不仅对钢拱架具有足够的支撑效果，而且两个上夹块从左右两侧夹持钢拱架的中间部分，位于同侧的上夹块与下夹块从上下两侧夹持钢拱架底边，且两个中夹块从两侧夹持钢拱架底边的两侧，对钢拱架的支撑及固定效果突出。

16、3、本发明的隧道钢拱架安装辅助装置在使用过程中，作业人员只需调整主立柱的长度，在此过程中，上夹块、下夹块及中夹块将会自动夹持钢拱架，操作简便、快捷，易于施工作业。

技术特征：

1.一种隧道钢拱架安装辅助装置，其特征在于，包括长度能够调整的主立柱(1)，所述主立柱(1)的顶端插接有副立柱(2)，所述主立柱(1)与副立柱(2)之间设置有立柱弹簧(3)，所述主立柱(1)的顶端两侧均滑动设置有下夹块(4)，所述下夹块(4)的外侧端穿设有支撑杆(5)，所述支撑杆(5)的顶端安装有上夹块(6)，所述支撑杆(5)内侧面连接有螺纹杆(7)，所述螺纹杆(7)位于所述下夹块(4)的下方，所述螺纹杆(7)的内侧端螺纹套(8)设有螺纹套(8)，所述螺纹套(8)转动安装在所述副立柱(2)上，所述主立柱(1)的两侧面均开设有第一条形通槽(9)，所述螺纹套(8)贯穿所述第一条形通槽(9)，所述螺纹套(8)的外部开设有沿周向分布的齿槽(10)，所述主立柱(1)的侧面固定设置有用于啮合所述齿槽(10)的齿条(11)。

2.根据权利要求1所述的一种隧道钢拱架安装辅助装置，其特征在于，所述主立柱(1)包括方管状部分(1.1)及设置在所述方管状部分(1.1)底端的杆状部分，所述第一条形通槽(9)开设在所述放管状部分的侧面，所述齿条(11)固定安装在所述放管状部分的侧面上，所述方管状部分(1.1)的顶端设置有伸缩槽(12)，所述副立柱(2)包括底端插入伸缩槽(12)内的副柱体部分(2.1)及固定安装在所述副柱体部分(2.1)顶端的副板体部分(2.2)，且所述副板体部分(2.2)及所述下夹块(4)的顶面为适配于钢拱架内表面的弧面，所述立柱弹簧(3)设置在所述伸缩槽(12)内，且所述立柱弹簧(3)支撑在所述副柱体部分(2.1)的底端，所述副柱体部分(2.1)上开设有横向的安装槽(13)，所述螺纹套(8)转动安装在所述安装槽(13)内，且两个所述螺纹套(8)的相对端之间固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种隧道钢拱架安装辅助装置，其特征在于，所述主立柱(1)包括固定套设在所述放管状部分顶端的主板体部分(1.2)，所述下夹块(4)的两侧均设置有呈“匚”形的滑套(14)，所述滑套(14)滑动套设在所述主板体部分(1.2)的两侧，所述下夹块(4)的厚度与所述副板体部分(2.2)的厚度相适配，两个所述下夹块(4)之间形成用于容纳所述副板体部分(2.2)的容纳槽(15)，两个所述下夹块(4)之间的两侧均设置有横向弹簧(16)，且两个所述横向弹簧(16)之间的距离大于所述副板体部分(2.2)的宽度。

4.根据权利要求2所述的一种隧道钢拱架安装辅助装置，其特征在于，所述下夹块(4)的外侧端安装有杆套(17)，所述支撑杆(5)滑动穿设在所述杆套(17)内，所述支撑杆(5)的顶端从所述杆套(17)伸出并连接上夹块(6)，所述杆套(17)的表面开设有多个第二条形通槽(18)，所述第二条形通槽(18)内垂直穿设有压杆(19)，所述压杆(19)的内侧端固定连接在所述支撑杆(5)的表面，所述螺纹杆(7)的外侧端固定安装有环套(20)，所述环套(20)滑动套设在所述杆套(17)外部，且所述压杆(19)的外侧端延伸至所述环套(20)的底部，所述杆套(17)的顶端与所述支撑杆(5)的顶端之间设置有支撑弹簧(21)，且所述支撑弹簧(21)呈套设在所述支撑杆(5)外部的状态。

5.根据权利要求4所述的一种隧道钢拱架安装辅助装置，其特征在于，所述杆套(17)转动安装在所述下夹块(4)上，所述上夹块(6)位于所述支撑杆(5)的侧面，且所述上夹块(6)位于所述杆套(17)的外侧，所述杆套(17)的表面设置有与所述第二条形通槽(18)一一对应的螺旋槽(22)，所述螺旋槽(22)的底端与其对应的所述第二条形通槽(18)的顶端连通，所述环套(20)的内表面固定设置有凸块(23)，所述凸块(23)滑动设置在所述螺旋槽(22)中，凸块(23)从螺旋槽(22)的顶端运动至底端时驱动所述支撑杆(5)旋转180°。

6.根据权利要求5所述的一种隧道钢拱架安装辅助装置，其特征在于，所述凸块(23)位于所述螺旋槽(22)的顶端时，所述上夹块(6)位于所述支撑杆(5)的外侧，且两个所述支撑杆(5)之间的距离大于钢拱架的宽度，所述上夹块(6)远离所述支撑杆(5)的一侧面及底面均为平面，且所述上夹块(6)的底部与所述下夹块(4)顶部之间的初始距离大于钢拱架底边的厚度，所述凸块(23)位于所述螺旋槽(22)的底端时，两个所述上夹块(6)之间的距离大于钢拱架中间部分的厚度。

7.根据权利要求6所述的一种隧道钢拱架安装辅助装置，其特征在于，所述杆套(17)的外部套设有呈长方体的中夹块(24)，所述凸块(23)位于所述螺旋槽(22)的底端时，所述中夹块(24)的顶面位于钢拱架底边厚度范围内，且所述中夹块(24)与钢拱架侧面之间的距离等于上夹块(6)与钢拱架中间部分之间的距离，所述上夹块(6)靠近所述支撑杆(5)一侧面的底部开设有与所述中夹块(24)宽度相适配的凹槽(25)，所述中夹块(24)的底面与所述下夹块(4)的顶面接触。

8.根据权利要求5所述的一种隧道钢拱架安装辅助装置，其特征在于，所述齿条(11)的顶端固定设置有限位板(26)，所述螺纹套(8)的表面套设有限位套(27)，且所述凸块(23)从所述螺旋槽(22)的顶端运动至所述螺旋槽(22)的底端时，所述限位块的一侧面在所述限位板(26)的表面滑动，且所述齿条(11)驱动所述螺纹套(8)旋转时，所述限位块从所述螺纹套(8)的顶端向远离所述限位板(26)的一侧旋转。

9.根据权利要求2所述的一种隧道钢拱架安装辅助装置，其特征在于，所述杆状部分包括丝杆(1.3)、柱套(1.4)、丝套(1.5)和底座，所述丝杆(1.3)的顶端与所述放管状部分的底端连接，所述伸缩槽(12)开设在所述丝杆(1.3)的顶端，所述丝杆(1.3)的底端插入在所述柱套(1.4)内，所述丝套(1.5)转动安装在所述柱套(1.4)的顶端，且所述丝套(1.5)螺纹套(8)设在所述丝杆(1.3)外部，所述底座安装在所述柱套(1.4)的底端。

10.根据权利要求9所述的一种隧道钢拱架安装辅助装置，其特征在于，所述柱套(1.4)的底端固定安装有转轴(28)，所述底座包括底板(1.6)、定位杆(1.7)、滑座(1.8)、锁紧齿板(1.9)、锁紧螺栓(1.10)和锁紧齿柱(1.11)，所述转轴(28)的两端均固定设置有锁紧齿柱(1.11)，所述滑座(1.8)转动套设在所述转轴(28)上，所述滑座(1.8)滑动设置在所述底板(1.6)的顶部，所述转轴(28)的端部固定设置有锁紧齿柱(1.11)，且所述锁紧齿柱(1.11)位于所述滑座(1.8)的外部，所述锁紧齿板(1.9)为半圆形内齿板，所述锁紧齿板(1.9)啮合在所述锁紧齿柱(1.11)的底部，且所述锁紧齿板(1.9)滑动设置在所述底板(1.6)上，所述锁紧螺栓(1.10)转动安装在所述底板(1.6)的侧向，且所述锁紧螺栓(1.10)与所述锁紧齿板(1.9)螺纹连接，所述转轴(28)的旋转方向所在的平面与所述滑座(1.8)滑动方向所在的平面垂直。

技术总结
本发明提出了一种隧道钢拱架安装辅助装置，属于隧道施工技术领域。所述隧道钢拱架安装辅助装置，包括长度能够调整的主立柱，主立柱的顶端插接有副立柱，主立柱与副立柱之间设置有立柱弹簧，主立柱的顶端两侧均滑动设置有下夹块，下夹块的外侧端穿设有支撑杆，支撑杆的顶端安装有上夹块，支撑杆内侧面连接有螺纹杆，螺纹杆位于下夹块的下方，螺纹杆的内侧端螺纹套设有螺纹套，螺纹套转动安装在副立柱上，主立柱的两侧面均开设有第一条形通槽，螺纹套贯穿第一条形通槽，螺纹套的外部开设有沿周向分布的齿槽，主立柱的侧面固定设置有用于啮合齿槽的齿条。本发明具有实现钢支撑快速安装、节省人工、提高施工效率的优点。

技术研发人员：张如涛,魏军,王成,赵永锋,刘洪宾,云欣忠,马雷,相泽阳,李宁,张士朵,刘鑫
受保护的技术使用者：中铁三局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16