[發(fā)明專利]地下工程裝配式約束混凝土拱架及機(jī)械化施工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711215115.2
• 申請(qǐng)日: 2017-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN108104832B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江貝;王琦;秦乾;孫會(huì)彬;于恒昌;曾昭楠;許碩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué);山東天勤工程科技有限公司
• 主分類號(hào): E21D11/00
• 分類號(hào): E21D11/00;E21D11/10
• 代理公司: 37221 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 趙敏玲<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入

1.地下工程裝配式約束混凝土拱架進(jìn)行施工的方法，所述地下工程裝配式約束混凝土拱架中，每榀拱架包括若干段，相鄰兩段拱架通過(guò)裝配式節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接；所述的裝配式節(jié)點(diǎn)包括分別固定于相鄰兩段拱架上的組合承壓板、固定導(dǎo)向板以及連接組合承壓板及固定導(dǎo)向板的活動(dòng)銷軸；所述組合承壓板邊側(cè)設(shè)置多排貫通孔，所述貫通孔內(nèi)設(shè)置有可拆卸彈簧銷；所述固定導(dǎo)向板兩側(cè)設(shè)置有耳板，耳板上設(shè)置有配合所述彈簧銷卡合的銷口；所述組合承壓板及固定導(dǎo)向板中心開設(shè)連通孔，且設(shè)置有相互配合的密閉裝置；

其特征在于，

(1)利用可移動(dòng)拱架折疊裝置進(jìn)行約束混凝土拱架節(jié)點(diǎn)焊接、順序拼裝、折疊及固定；將折疊拱架吊運(yùn)至隧道掌子面；

(2)將折疊拱架左右兩側(cè)向兩邊展開，肩部通過(guò)自動(dòng)裝配式節(jié)點(diǎn)完全展開固定，拱腳處拱架展開至水平放置，同時(shí)將縱向定位桿固定在拱架預(yù)定位置；機(jī)械手將拱架舉升至指定高程，利用輔助安裝機(jī)將拱腳部位打開；

(3)調(diào)整機(jī)械手將縱向定位桿與前一榀已安裝拱架對(duì)接及固定，將拱架放置于拱腳升降裝置上，并通過(guò)拱頂、拱腳處安裝激光定位儀進(jìn)行拱架定位；

(4)待第一榀拱架安裝完成后，進(jìn)行剩余拱架的安裝定位；

(5)利用激光測(cè)距裝置進(jìn)行斷面復(fù)查；如符合拱架安裝要求，打設(shè)鎖腳錨桿進(jìn)行固定；如不符合拱架安裝要求，利用安裝設(shè)備進(jìn)行微調(diào)，然后復(fù)測(cè)，合格后打設(shè)鎖腳錨桿固定；

(6)焊接剩余縱向連接筋，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，固定拱架；

(7)灌注核心混凝土；

(8)進(jìn)行核心混凝土密實(shí)度檢測(cè)，最后進(jìn)行關(guān)鍵部位補(bǔ)強(qiáng)。

2.如權(quán)利要求1所述的施工的方法，其特征在于，所述的組合承壓板中其中一排彈簧銷設(shè)置成通孔，最后通過(guò)高強(qiáng)螺栓連接固定導(dǎo)向板和組合承壓板進(jìn)行連接。

3.如權(quán)利要求1所述的施工的方法，其特征在于，所述的可移動(dòng)拱架折疊裝置包括上部槽口裝置、中部可微調(diào)的支撐結(jié)構(gòu)以及下部滑動(dòng)裝置；所述的上部槽口裝置下部連接中部可微調(diào)的支撐結(jié)構(gòu)，所述的中部可微調(diào)的支撐結(jié)構(gòu)連接下部滑動(dòng)裝置，對(duì)下部滑動(dòng)裝置在豎直方向上的位置進(jìn)行微調(diào)。

4.如權(quán)利要求1所述的施工的方法，其特征在于，約束混凝土拱架按照順序折疊，相鄰兩節(jié)之間利用U型夾裝置施加約束，U型夾兩側(cè)開孔，并通過(guò)活動(dòng)銷軸固定拱架，活動(dòng)銷軸上安裝有配合機(jī)械手吊裝的卡環(huán)裝置。

5.如權(quán)利要求1所述的施工的方法，其特征在于，所述縱向定位桿包括設(shè)置于前一榀拱架上的導(dǎo)向口裝置、待安裝拱架上的底座結(jié)構(gòu)以及連接桿結(jié)構(gòu)；導(dǎo)向口裝置內(nèi)部設(shè)有凹槽結(jié)構(gòu)，凹槽內(nèi)放置有梅花卡圈；底座結(jié)構(gòu)為螺紋基座，固定連接桿結(jié)構(gòu)；連接桿結(jié)構(gòu)前端設(shè)置有凸起結(jié)構(gòu)，置于梅花卡圈中固定，末端設(shè)置有螺紋可固定于底座結(jié)構(gòu)上，縱向定位桿的長(zhǎng)度可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際拱架間距進(jìn)行設(shè)計(jì)。

6.如權(quán)利要求1所述的施工的方法，其特征在于，將激光定位儀安裝在拱腳處，配合機(jī)械手上安裝的激光筆進(jìn)行拱架定位；其中，激光筆對(duì)準(zhǔn)掌子面拱頂位置的高程點(diǎn)，兩拱腳處的激光定位儀對(duì)準(zhǔn)掌子面對(duì)應(yīng)位置的高程點(diǎn)，最終確定拱架位置。

7.如權(quán)利要求1所述的施工的方法，其特征在于，在進(jìn)行拱架定位時(shí)需要利用拱架升降裝置進(jìn)行整榀拱架的調(diào)整，由底座、油缸、托板、高程調(diào)節(jié)裝置及萬(wàn)向球頭構(gòu)成，所述的油缸驅(qū)動(dòng)高程調(diào)節(jié)裝置，油缸豎直的安裝在所述的底座上，在高程調(diào)節(jié)裝置通過(guò)萬(wàn)向球頭與托板相連，可調(diào)節(jié)拱架高程，輔助定位。

8.如權(quán)利要求1所述的施工的方法，其特征在于，拱架安裝完成后，通過(guò)激光測(cè)距裝置進(jìn)行斷面復(fù)查，其由激光發(fā)射裝置、活動(dòng)軸套以及夾具組成；所述的活動(dòng)軸套內(nèi)安裝激光發(fā)射裝置，且活動(dòng)軸套通過(guò)銷軸安裝在夾具上；

所述斷面復(fù)查方法是指在拱腳處安裝激光測(cè)距裝置對(duì)拱架間距進(jìn)行測(cè)量，并與設(shè)計(jì)圖紙對(duì)應(yīng)，得到拱架超欠部位，從而進(jìn)行拱架調(diào)整或施加補(bǔ)強(qiáng)措施。

9.如權(quán)利要求1所述的施工的方法，其特征在于，步驟(6)中拱架安裝完成后，利用混凝土泵進(jìn)行核心混凝土灌注；

補(bǔ)強(qiáng)的關(guān)鍵部位為進(jìn)行核心混凝土密實(shí)度檢測(cè)后不合格的部位；

所述關(guān)鍵部位補(bǔ)強(qiáng)措施包括對(duì)拱架關(guān)鍵部位焊接鋼板或加筋肋、對(duì)灌漿口進(jìn)行封堵、周邊焊接鋼板和對(duì)機(jī)械手夾具兩側(cè)焊接鋼板。