一種既有鐵路隧道病害整治用隧道拱頂鋼拱架安裝機(jī)制造技術(shù)

一種既有鐵路隧道病害整治用隧道拱頂鋼拱架安裝機(jī)，屬隧道病害整治施工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。其構(gòu)成包括安裝臺(tái)架、安裝在安裝臺(tái)架上的鋼拱架運(yùn)行機(jī)構(gòu)以及電氣控制部分和液壓控制部分，所述的鋼拱架運(yùn)行機(jī)構(gòu)由鋼拱架位置校正裝置和安裝在鋼拱架位置校正裝置側(cè)邊的鋼拱架升降及翻轉(zhuǎn)裝置構(gòu)成，其中，鋼拱架升降及翻轉(zhuǎn)裝置由升降機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及固定機(jī)構(gòu)組成，鋼拱架位置校正裝置由縱移機(jī)構(gòu)、位于縱移機(jī)構(gòu)上方的橫移機(jī)構(gòu)、固定于橫移機(jī)構(gòu)上的上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)及上下移動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)組成。可使鋼拱架跨越承力索的機(jī)械化安裝，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率和安全性。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種隧道病害整治施工設(shè)備，尤其涉及一種既有鐵路隧道病害整治用隧道拱頂鋼拱架安裝機(jī)。
技術(shù)介紹
國內(nèi)既有鐵路隧道病害進(jìn)行整治時(shí)，當(dāng)襯砌裂損嚴(yán)重時(shí)通常采用安裝鋼拱架進(jìn)行襯砌加固。一般先對(duì)隧道襯砌開槽后安裝鋼拱架，然后填充槽身，最后在鋼拱架背后壓漿完成襯砌加固。現(xiàn)有一種鋼拱架安裝機(jī)，參見《隧道建設(shè)》第31卷第5期披露的“一種新型隧道施工用拱架安裝機(jī)”，利用挖掘機(jī)作底盤，將其小臂改造為專用臂，在其末端設(shè)計(jì)一套能實(shí)現(xiàn)六自由度的夾持機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)將拱架夾取后到達(dá)任意位置的功能。主要組成部分包括:一套四連桿結(jié)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、夾持機(jī)構(gòu)、輔助作業(yè)平臺(tái)、液壓控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)。這種拱架安裝機(jī)是針對(duì)軟弱圍巖施工時(shí)，架設(shè)鋼拱架作為初期支護(hù)時(shí)使用而設(shè)計(jì)的，沒有考慮到既有鐵路隧道接觸網(wǎng)的承力索這一因素，其回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、夾持機(jī)構(gòu)構(gòu)成的鋼拱架運(yùn)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功能均無法使鋼拱架繞過既有鐵路隧道接觸網(wǎng)的承力索，即無法用于對(duì)既有鐵路隧道病害整治時(shí)隧道拱頂鋼拱架的安裝。目前既有鐵路隧道通過安裝鋼拱架進(jìn)行加固時(shí)，普遍都采用人工安裝鋼拱架。由于鋼拱架自身重量大，在對(duì)隧道拱頂鋼拱架進(jìn)行安裝時(shí)必須要繞過鐵路隧道接觸網(wǎng)的承力索，且不允許與隧道拱墻及承力索發(fā)生碰撞，所以人工安裝鋼拱架不僅難度大，勞動(dòng)強(qiáng)度高，作業(yè)效率低，而且施工安全隱患大。目前尚未見有在既有鐵路隧道病害整治時(shí)鋼拱架的機(jī)械化安裝設(shè)備的報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是設(shè)計(jì)一種既有鐵路隧道病害整治用的隧道拱頂鋼拱架安裝機(jī)，以實(shí)現(xiàn)隧道病害整治時(shí)拱頂鋼拱架的機(jī)械化安裝，在減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)提高作業(yè)效率及作業(yè)的安全性。實(shí)現(xiàn)本技術(shù)目的的既有鐵路隧道病害整治用的隧道拱頂鋼拱架安裝機(jī)的構(gòu)成包括安裝臺(tái)架、安裝在安裝臺(tái)架上的鋼拱架運(yùn)行機(jī)構(gòu)以及電氣控制部分和液壓控制部分，其特征是所述的鋼拱架運(yùn)行機(jī)構(gòu)由鋼拱架位置校正裝置和安裝在鋼拱架位置校正裝置側(cè)邊的鋼拱架升降及翻轉(zhuǎn)裝置組成，鋼拱架升降及翻轉(zhuǎn)裝置由升降機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及固定機(jī)構(gòu)組成，其中，所述的升降機(jī)構(gòu)由用軸承支座固定到安裝臺(tái)架上的內(nèi)立柱、套裝在內(nèi)立柱上的外套筒和連接在內(nèi)立柱與外套筒之間的液壓缸構(gòu)成，所述的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由設(shè)置在內(nèi)立柱下端的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、焊接在內(nèi)立柱上的導(dǎo)向鍵和對(duì)應(yīng)開設(shè)在外套筒上的導(dǎo)向槽構(gòu)成，所述的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由鉸接于升降機(jī)構(gòu)的外套筒上端的鋼拱架翻轉(zhuǎn)托架及鉸接于鋼拱架翻轉(zhuǎn)托架和外套筒間的翻轉(zhuǎn)液壓缸構(gòu)成，所述的固定機(jī)構(gòu)由安裝在鋼拱架翻轉(zhuǎn)托架側(cè)壁上的兩個(gè)固定液壓缸和固接在固定液壓缸的活塞桿端頭的鉤狀固定臂構(gòu)成；所述的鋼拱架位置校正裝置由縱移機(jī)構(gòu)、位于縱移機(jī)構(gòu)上方的橫移機(jī)構(gòu)、固定于橫移機(jī)構(gòu)上的上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)及上下移動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)組成，其中，所述的縱移機(jī)構(gòu)由安裝在安裝臺(tái)架上的兩條平行的縱移型鋼軌道、卡裝在縱移型鋼軌道內(nèi)的縱移走行輥輪組、安裝在縱移走行輥輪組上的縱移支架所構(gòu)成，所述的橫移機(jī)構(gòu)由安裝在縱移支架上且垂直于縱移型鋼軌道的兩條平行的橫移型鋼軌道、卡裝在橫移型鋼軌道內(nèi)的橫移走行輥輪組、安裝在橫移走行輥輪組上的橫移支架所構(gòu)成，所述的上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)由焊接在橫移支架四角上的四根立柱、連接在兩縱向立柱頂端上的立柱連接板和分別安裝在立柱連接板中間位置處的多級(jí)液壓缸以及與多級(jí)液壓缸的活塞桿端頭連接的鋼拱架托槽構(gòu)成，所述的上下移動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由多級(jí)套筒構(gòu)成，多級(jí)套筒的外套筒固定在橫移支架上，最里層套筒連接在鋼拱架托槽側(cè)壁上，所述的固定鋼拱架的鎖緊機(jī)構(gòu)由安裝在鋼拱架托槽側(cè)壁上的液壓卡鉗構(gòu)成。使用時(shí)，通過本機(jī)的安裝臺(tái)架將本機(jī)安裝在臺(tái)車上，也可將安裝臺(tái)架的高度做得滿足其上部件的工位高度要求。在沒有臺(tái)車可用的情況下，也可搭建一個(gè)高度合適的桁架平臺(tái)，將本機(jī)安裝在桁架平臺(tái)上使用。首先由電氣控制部分及液壓控制部分使翻轉(zhuǎn)液壓缸動(dòng)作，推動(dòng)鋼拱架翻轉(zhuǎn)托架向上翻轉(zhuǎn)，將鋼拱架翻轉(zhuǎn)托架置于垂直狀，然后將鋼拱架安裝在鋼拱架翻轉(zhuǎn)托架上，隨后操縱安裝在鋼拱架翻轉(zhuǎn)托架側(cè)面上的兩個(gè)固定液壓缸收回鉤狀固定臂將鋼拱架鎖定，再通過操縱各液壓缸使外套筒帶著鋼拱架翻轉(zhuǎn)托架和其上的鋼拱架相對(duì)于內(nèi)立柱上行的同時(shí)使翻轉(zhuǎn)托架連同鋼拱架向下翻轉(zhuǎn)，直至鋼拱架舉升高度超過接觸網(wǎng)承力索并放平。在鋼拱架放平后，設(shè)置在內(nèi)立柱下端的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，帶動(dòng)內(nèi)立柱旋轉(zhuǎn)，通過焊接在內(nèi)立柱上的導(dǎo)向鍵和外套筒上開設(shè)的導(dǎo)向槽的作用，進(jìn)而帶動(dòng)外套筒帶著鋼拱架翻轉(zhuǎn)托架和其上的鋼拱架往接觸網(wǎng)承力索方向旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)將鋼拱架的一端跨過接觸網(wǎng)的承力索。在此過程中，升降機(jī)構(gòu)和翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)同時(shí)動(dòng)作使鋼拱架的一端跨過承力索后向下翻轉(zhuǎn)并向下運(yùn)動(dòng)，直至鋼拱架的腹板與隧道軸線垂直時(shí)停止。上述動(dòng)作完成后，將鋼拱架位置校正裝置沿縱移型鋼軌道移動(dòng)至鋼拱架下方，再由多級(jí)液壓缸帶動(dòng)鋼拱架托槽向上移動(dòng)，將鋼拱架托接在鋼拱架托槽內(nèi)。上下移動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)保證了鋼拱架托槽在多級(jí)液壓缸升起時(shí)不發(fā)生扭轉(zhuǎn)，從而保證了鋼拱架托槽準(zhǔn)確到位以承接鋼拱架。此時(shí)鋼拱架從鋼拱架升降及翻轉(zhuǎn)裝置中轉(zhuǎn)移到了鋼拱架位置校正裝置上。此后鋼拱架翻轉(zhuǎn)托架上的固定液壓缸動(dòng)作，使鉤狀固定臂釋放鋼拱架。鋼拱架升降及翻轉(zhuǎn)裝置復(fù)位至初始狀態(tài)。再使位于鋼拱架托槽側(cè)壁上的液壓卡鉗動(dòng)作，將鋼拱架鎖緊在鋼拱架托槽內(nèi)。隨后由橫移機(jī)構(gòu)、縱移機(jī)構(gòu)及上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)來完成鋼拱架的橫向、縱向及上下三個(gè)方向的位置校正，使鋼拱架準(zhǔn)確地頂升安裝到指定的隧道襯砌的鋼拱架安裝槽內(nèi)。在人工將鋼拱架固定好后，釋放液壓卡鉗，將鋼拱架位置校正裝置復(fù)位至初始狀態(tài)，從而完成既有鐵路隧道拱頂鋼拱架的機(jī)械化安裝。鋼拱架位置校正裝置的縱移支架和橫移支架的移動(dòng)可以由人工推動(dòng)完成。也可以由在縱移支架與縱移型鋼軌道之間設(shè)置驅(qū)動(dòng)縱移支架移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、在橫移支架與縱移支架之間設(shè)置驅(qū)動(dòng)橫移支架移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來完成。本鋼拱架安裝機(jī)還可以通過單片機(jī)編程來控制各驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，以控制鋼拱架的運(yùn)行軌跡來完成既有鐵路隧道中拱頂鋼拱架的自動(dòng)化機(jī)械安裝。本技術(shù)通過對(duì)鋼拱架運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使鋼拱架的運(yùn)行軌跡實(shí)現(xiàn)跨越接觸網(wǎng)的承力索且不與隧道拱墻襯砌發(fā)生碰撞，鋼拱架安裝定位精確，實(shí)現(xiàn)了既有鐵路隧道病害整治時(shí)難度最大的隧道拱頂鋼拱架安裝的機(jī)械化，大大降低了鋼拱架安裝的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，縮短了隧道襯砌加固的工期，安全方面也更有保障。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
做進(jìn)一步說明。但本技術(shù)的內(nèi)容并不僅限于本實(shí)施例。附圖說明圖1是本技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是圖1的左視圖圖3是圖1的右視圖圖4是鋼拱架頂升前的工位圖圖5是圖4中鋼拱架的俯視圖圖6是鋼拱架升降及翻轉(zhuǎn)裝置將鋼拱架頂升到位的工位示意圖圖7是圖6中鋼拱架的俯視圖圖8是鋼拱架轉(zhuǎn)移至鋼拱架安裝托槽上的工位示意圖圖9是圖8中鋼拱架的俯視圖圖10是鋼拱架頂升到隧道襯砌的鋼拱架安裝槽內(nèi)的工位示意圖具體實(shí)施方式參見圖1 10，本既有鐵路隧道病害整治用的隧道拱頂鋼拱架安裝機(jī)的構(gòu)成包括安裝臺(tái)架16、安裝在安裝臺(tái)架16上的鋼拱架運(yùn)行機(jī)構(gòu)以及電氣控制部分和液壓控制部分，電氣控制部分及液壓控制部分屬公知技術(shù)部分，故未在圖上示出。所述的鋼拱架運(yùn)行機(jī)構(gòu)由鋼拱架位置校正裝置和安裝在鋼拱架位置校正裝置側(cè)邊的鋼拱架升降及翻轉(zhuǎn)裝置組成，鋼拱架升降及翻轉(zhuǎn)裝置由升降機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及固定機(jī)構(gòu)組成，其中，所述的升降機(jī)構(gòu)由用軸承支座10固定到安裝臺(tái)架16上本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種既有鐵路隧道病害整治用隧道拱頂鋼拱架安裝機(jī)，包括安裝臺(tái)架、安裝在安裝臺(tái)架上的鋼拱架運(yùn)行機(jī)構(gòu)以及電氣控制部分和液壓控制部分，其特征是所述的鋼拱架運(yùn)行機(jī)構(gòu)由鋼拱架位置校正裝置和安裝在鋼拱架位置校正裝置側(cè)邊的鋼拱架升降及翻轉(zhuǎn)裝置組成，?所述的鋼拱架升降及翻轉(zhuǎn)裝置由升降機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及固定機(jī)構(gòu)組成，其中，?所述的升降機(jī)構(gòu)由用軸承支座固定到安裝臺(tái)架上的內(nèi)立柱、套裝在內(nèi)立柱上的外套筒和連接在內(nèi)立柱與外套筒之間的液壓缸構(gòu)成，?所述的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由設(shè)置在內(nèi)立柱下端的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、焊接在內(nèi)立柱上的導(dǎo)向鍵和對(duì)應(yīng)開設(shè)在外套筒上的導(dǎo)向槽構(gòu)成，?所述的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由鉸接于升降機(jī)構(gòu)的外套筒上端的鋼拱架翻轉(zhuǎn)托架及鉸接于鋼拱架翻轉(zhuǎn)托架和外套筒間的翻轉(zhuǎn)液壓缸構(gòu)成，?所述的固定機(jī)構(gòu)由安裝在鋼拱架翻轉(zhuǎn)托架側(cè)壁上的兩個(gè)固定液壓缸和固接在固定液壓缸的活塞桿端頭的鉤狀固定臂構(gòu)成；?所述的鋼拱架位置校正裝置由縱移機(jī)構(gòu)、位于縱移機(jī)構(gòu)上方的橫移機(jī)構(gòu)、固定于橫移機(jī)構(gòu)上的上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)及上下移動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)組成，其中，?所述的縱移機(jī)構(gòu)由安裝在安裝臺(tái)架上的兩條平行的縱移型鋼軌道、卡裝在縱移型鋼軌道上的縱移走行輥輪組、安裝在縱移走行輥輪組上的縱移支架所構(gòu)成，?所述的橫移機(jī)構(gòu)由安裝在縱移支架上且垂直于縱移型鋼軌道的兩條平行的橫移型鋼軌道、卡裝在橫移型鋼軌道內(nèi)的橫移走行輥輪組、安裝在橫移走行輥輪組上的橫移支架所構(gòu)成，?所述的上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)由焊接在橫移支架四角上的四根立柱、連接在兩縱向立柱頂端上的立柱連接板和分別安裝在立柱連接板中間位置處的多級(jí)液壓缸以及與多級(jí)液壓缸的活塞桿端頭連接的鋼拱架托槽構(gòu)成，?所述的上下移動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由多級(jí)套筒組成，多級(jí)套筒的外套筒固定在橫移支架上，最里層套筒連接在鋼拱架托槽側(cè)壁上，?所述的固定鋼拱架的鎖緊機(jī)構(gòu)由安裝在鋼拱架托槽側(cè)壁上的液壓卡鉗構(gòu)成。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種既有鐵路隧道病害整治用隧道拱頂鋼拱架安裝機(jī)，包括安裝臺(tái)架、安裝在安裝臺(tái)架上的鋼拱架運(yùn)行機(jī)構(gòu)以及電氣控制部分和液壓控制部分，其特征是所述的鋼拱架運(yùn)行機(jī)構(gòu)由鋼拱架位置校正裝置和安裝在鋼拱架位置校正裝置側(cè)邊的鋼拱架升降及翻轉(zhuǎn)裝置組成， 所述的鋼拱架升降及翻轉(zhuǎn)裝置由升降機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及固定機(jī)構(gòu)組成，其中， 所述的升降機(jī)構(gòu)由用軸承支座固定到安裝臺(tái)架上的內(nèi)立柱、套裝在內(nèi)立柱上的外套筒和連接在內(nèi)立柱與外套筒之間的液壓缸構(gòu)成， 所述的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由設(shè)置在內(nèi)立柱下端的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、焊接在內(nèi)立柱上的導(dǎo)向鍵和對(duì)應(yīng)開設(shè)在外套筒上的導(dǎo)向槽構(gòu)成， 所述的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由鉸接于升降機(jī)構(gòu)的外套筒上端的鋼拱架翻轉(zhuǎn)托架及鉸接于鋼拱架翻轉(zhuǎn)托架和外套筒間的翻轉(zhuǎn)液壓缸構(gòu)成， 所述的固定機(jī)構(gòu)由安裝在鋼拱架翻轉(zhuǎn)托架側(cè)壁上的兩個(gè)固定液壓缸和固接在固定液壓缸的活塞桿端頭的鉤狀固定臂構(gòu)成； 所述的鋼拱架位置...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：高菊茹，袁瑋，涂文軒，羅建春，劉海，張博，張龍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中鐵西南科學(xué)研究院有限公司，
類型：實(shí)用新型
國別省市：