專利名稱：盾構管片拼裝機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及盾構法隧道施工的設備，特別涉及一種屬于隧道施工機械領域的多類
型管片拼裝機。
背景技術：
隨著城市建設的發(fā)展，地鐵、地下排管工程不斷增加，隧道盾構法開挖憑借自身的優(yōu)勢逐漸成為城市地下施工的主要手段。盾構推進過程中管片拼裝的速度與質(zhì)量將會直接關系到施工的速度以及隧道的質(zhì)量。如圓環(huán)管片環(huán)面高差不平整，管片環(huán)面與隧道設計軸線不垂直，縱縫質(zhì)量不符合要求，圓環(huán)整環(huán)旋轉等等，都與管片拼裝機有間接地影響，所以管片拼裝機技術是影響盾構隧道施工的質(zhì)量和速度的主要因素之一。 隧道管片拼裝就一定要利用管片拼裝機，往常不論是拼裝鋼筋混凝土管片或是鋼管片，均是采用管片拼裝機上的管片螺栓螺設于管片，拼裝之后，施工者再將管片螺栓拆下，因此，施工速度較慢，于是，后來有業(yè)者開發(fā)一種真空吸盤裝置，可快速吸引抓取鋼筋混凝土管片，請參看圖8、9所示，所述真空吸盤裝置40包括一真空吸盤41， 一球鉸42，三個支撐油缸43，該真空吸盤41通過所述球鉸以及所述的三個支撐油缸43與管片拼裝機4的機架44連接，通過三個支撐油缸43的調(diào)節(jié)可以使吸盤41以球鉸為中心繞豎直方向、圍繞盾構軸線方向，沿盾構軸線方向旋轉微調(diào)，使真空吸盤41下面的密封條412、415能夠完全與鋼筋混凝土管片50接觸，并使突出于吸盤41底部的二抗剪銷416插置于鋼筋混凝土管片50內(nèi)，再將真空吸盤41向下微調(diào)至密封條412、415有擠壓效果，然后利用真空泵(圖中未示)通過真空吸盤41底部的圓孔413將真空吸盤41抽取真空，即可抓取鋼筋混凝土管片50擺動拼裝。當抓取鋼筋混凝土管片50旋轉呈一角度時，即可以藉由二支抗剪銷416承受垂直分力，以防鋼筋混凝土管片50脫落。 由于其不需要以人工安裝管片，只要操作真空泵抽、放空氣即可，因此，操作速度極快。然而，由于一般鋼管片是由數(shù)片鋼板焊接而成，其表面不平整而無法適用于真空吸盤裝置，以至于真空吸盤裝置的適用范圍受到限制，因此仍有進一步改良的必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題在于現(xiàn)有管片拼裝機的吸盤裝置僅能適用抓取單一類型的管片，導致無法適用于多樣化的管片拼裝作業(yè)。 為了改善上述缺失，本發(fā)明所提供的技術手段在于提供一種盾構管片拼裝機，包括一安裝于管片拼裝機的機架下方的真空吸盤、二個安裝于真空吸盤底部的抗剪力銷，該真空吸盤的底面設有沿著周圍延的密封墊、數(shù)個位于密封墊范圍內(nèi)的通孔，其中
所述二抗剪銷與真空吸盤底部呈可拆狀， 設一球鉸油缸裝置，其包括一球鉸油缸、一球鉸導柱，該球鉸導柱是設于真空吸盤上并且可以沿著盾構機徑向位移，所述球鉸油缸包括一可多向轉動狀安裝于機架的球鉸、一安裝于真空吸盤頂部的缸體、可以帶動球鉸導柱位移的壓缸軸；
設一管片螺栓，其包括一頭部及一螺桿部，該頭部以可拆狀安裝于球鉸導柱底部，并且可沿著盾構的旋轉方向偏擺， 設二支撐墊，其分別以可拆狀安裝于抗剪銷座與密封墊之間。 實施上述技術手段以后，由于球鉸油缸的壓缸軸可以帶動球鉸導柱位移，并且于球鉸導柱底部可以安裝一管片螺栓，當要進行表面不平整的管片(如鋼管片)拼裝作業(yè)時，將管片螺栓螺接于鋼管片，并且結合于球鉸導柱，操作球鉸油缸的壓缸軸縮入，即可以將鋼管片拉起，至二支撐墊抵迫定位，鋼管片即可以被管片拼裝機帶動旋轉進行拼裝作業(yè)；當所欲拼裝的管片表面較平整(如鋼筋混凝土管片)時，將管片螺栓及支撐墊拆掉，將二抗剪銷安裝于真空吸盤底面預定位置，即可以配合操作真空泵進行真空抓取鋼筋混凝土管片的拼裝作業(yè)。 因此，本發(fā)明可以適用于表平面整的管片(如鋼筋混凝土管片)、以及表面不平整的管片(如鋼管片)的拼裝作業(yè)，以符合隧道襯砌的拼裝作業(yè)需要。 較佳的，本發(fā)明的進一步技術手段是于所述壓缸軸與球鉸導柱之間以一徑向穿置的穿軸連結，另設一下球鉸座，該下球鉸座是結合于真空吸盤上，所述球鉸導柱設于下球鉸座內(nèi)。 較佳的，本發(fā)明進一步設一透蓋，其以可拆狀安裝于所述下球鉸座底面，該透蓋中心可供所述的球鉸導柱通過。 又設一悶蓋，其以可拆狀安裝于下球鉸座底面，并且封閉于球鉸導柱底面。 實施上述技術手段以后，本發(fā)明采用真空抓取管片時，可以配合利用悶蓋封閉于
下球鉸座底面，達到密閉防塵的效果；采用管片螺栓螺接抓取管片時，搭配透蓋封閉于下球
鉸座底面，并且可供球鉸導柱通過透蓋中心，藉此達到防塵效果。 較佳的，本發(fā)明進一步設一鉗手，其以可拆狀安裝于球鉸導柱底部，鉗手包括二個
朝盾構徑向延伸的樞耳，所述管片螺栓的頭部以可拆狀樞設于二樞耳之間。 較佳的，于所述球鉸導柱外周壁與下球鉸座之間至少設有一環(huán)銅套，以減少球鉸
導柱周壁磨損的機率。 較佳的，所述真空吸盤底部設有二個分別供抗剪銷安裝固定的抗剪銷座，于兩抗剪銷座與密封墊之間分別設有一供所述支撐墊安裝的支撐座，藉此可以將抗剪銷、支撐墊安裝于預訂位置。 又進一步于所述的球鉸導柱外周壁與下球鉸座之間，鄰近透蓋該端設有一防塵圖，以提升其防塵效果。


圖1為本發(fā)明實施于六自由度管片拼裝機的仰視立體圖； 圖2為本發(fā)明使用抗剪銷時的前視剖面示意圖； 圖3為圖2的局部放大剖面示意圖； 圖4為圖2的局部仰視立體示意圖； 圖5為本發(fā)明使用管片螺栓時的前視剖面示意圖； 圖6為本發(fā)明使用管片螺栓時的局部仰視立體示意圖； 圖7為圖5的平面組合剖面示意 圖8為現(xiàn)有拼裝機的吸盤裝置前視組合剖面示意 圖9為現(xiàn)有拼裝機的吸盤置仰視立體示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明盾構管片拼裝機的較佳實施例進行詳細描述。
參考圖1為本發(fā)明實施于六自由度管片拼裝機的立體圖，其亦可安裝于三自由度或者其它形式的管片拼裝機。本發(fā)明真空吸盤裝置10是安裝于一可沿著盾構的軸線位移的機架44上。請配合圖2 4所示，是本發(fā)明適用于抓取鋼筋混凝土管片50的實施型態(tài)，而圖5 7則是本發(fā)明適用于抓取鋼管片60施工的實施型態(tài)。首先，請參看圖2 4所示，本發(fā)明真空吸盤裝置10包括一真空吸盤11、一球鉸油缸裝置20、三個支撐油缸29、兩只安裝于真空吸盤11底部的可拆式抗剪銷30、以及一沿著真空吸盤11底部周邊設置的密封墊31，該真空吸盤11底部，在密封墊31圍成的范圍內(nèi)設有多數(shù)個通孔，以與真空泵配合形成真空吸引，關于真空吸盤ll的密封墊31及吸附結構與現(xiàn)有技術相同，容不贅述。而真空吸盤11是藉由所述的球鉸油缸裝置20與三個支撐油缸29安裝于所述機架44。其中
所述球鉸油缸裝置20包括一固定于機架44底部的上球鉸座21、一固定于真空吸盤11上的下球鉸座22、一設于上球鉸座21及下球鉸座22上的球鉸油缸23、一可于下球鉸座22內(nèi)部位移的球鉸導柱24，該球鉸導柱24的位移方向是沿著盾構的徑向位移。其中，所述球鉸油缸23包括一可轉動狀設于上球鉸座21內(nèi)的球鉸230、一穿置固定于下球鉸座22頂部的缸體231、一穿置于球鉸導柱24內(nèi)部的壓缸軸232，該壓缸軸232并且藉由穿軸233徑向穿置而與球鉸導柱24連結，因此，當壓缸軸232推出或者縮入時，可以帶動球鉸導柱24沿著盾構的徑向位移，此外，為了減少球鉸導柱24磨損的機會，于球鉸導柱24外周緣與下球鉸座22內(nèi)周壁之間至少設有一環(huán)銅套25，另于球鉸座22底部設有一可拆的悶蓋26，該悶蓋26與下球鉸座22底部設有數(shù)個相應的穿孔、螺孔，以供螺栓260穿置結合，并且封閉于球鉸導柱24底面，達到密閉的效果，使真空吸盤下方空間可以形成真空狀態(tài)。
所述的二只抗剪銷30是設于真空吸盤11底部的下球鉸座22兩側，并且分別以可拆狀結合于二抗剪銷座27上，當實施鋼筋混凝土管片50的抓取時，抗剪銷30系穿置于鋼筋混凝土管片50，密封墊31與鋼筋混凝土管片50表面密貼，再通過真空泵抽取空氣，以在真空吸盤11底部與鋼筋混凝土管片50之間形成真空效果，藉以抓取鋼筋混凝土管片50旋轉拼裝，而抗剪銷30則提供輔助的支撐效果。 前述為本發(fā)明適用于抓取表面較平整的管片(如鋼筋混凝土管片50)時，所需要的構件說明。當需要抓取表面較不平整的管片(如鋼管片)時，由于其表面無法與真空吸盤11底面的密封墊31密合，而無法利用真空方式抓取管片，因此，將前述的抗剪銷30及悶蓋26拆卸，如圖5 7所示安裝所需的支撐墊34、管片螺栓38等構件，請復配合圖2所示，于真空吸盤11的二抗剪銷座27與密封墊31之間，分別設有一支撐座28，兩支撐座28較佳是位于同一圓周上，于二支撐座28上安裝所述略具有壓縮彈性的支撐墊34，該支撐墊34較佳是透過一硬質(zhì)的支撐件33結合于支撐座28上，支撐件33朝下該表面呈凹入狀，以承置支撐墊34。而拆掉所述悶蓋26以后，于球鉸導柱24底部安裝所述的管片螺栓38，該管片螺栓38可呈盾構旋轉方向偏擺，本發(fā)明較佳實施例是于球鉸導柱24底部固定一鉗手37，該鉗手37為一圓盤狀座體，透過多數(shù)個螺栓穿置結合于球鉸導柱24底面，而該座體底部設有二片沿著盾構徑向延伸的樞耳370，兩樞耳370之間樞設該可單向偏擺的管片螺栓38頭部380，于頭部380底部設有一往下延伸的螺桿部381 ，進行鋼管片60拼裝作業(yè)時，是先以人工操作，將螺桿部381螺入鋼管片60內(nèi)，再藉由操作壓缸軸232連同鉗手37往下降，以一樞桿穿置于管片螺栓38的頭部380及二樞耳370，即可以將鋼管片60結合于球鉸導柱24底部，當操作壓缸軸232往上縮入時，即將管片螺栓38連同鋼管片60往上升，鋼管片60表面將會受到二支撐墊34的彈性抵迫，而穩(wěn)固地結合于真空吸盤11下方。
此外，為了避免灰塵、異物進入球鉸導柱24外周壁而影響作動，另于下球鉸座22底部進一步安裝一可拆的透蓋35，該透蓋35及鉗手37較佳是以螺栓穿置固定，所述透蓋35中間設有一供鉗手37上半部穿置的透孔，另于球鉸導柱24外周壁與下球鉸座22之間底部設有一防塵圈36，以進一步提升防塵效果。 綜上所述，本發(fā)明通過優(yōu)良的結構設計，可以視管片表面的平整性，選擇采用真空吸引抓取方式，或者利用管片螺栓連結方式，因此，本發(fā)明可配合多樣性隧道襯砌施工需要，并且，其拆換極為方便、快速，可以現(xiàn)場拆裝而不妨礙施工進度。
權利要求
一種盾構管片拼裝機，包括一機架、一安裝於機架下方的真空吸盤、二個安裝于真空吸盤底部的抗剪力銷，該真空吸盤的底面設有沿著周圍延的密封墊、數(shù)個位于密封墊范圍內(nèi)的通孔，其特征在于所述二抗剪銷與真空吸盤底部呈可拆狀，設一球鉸油缸裝置，其包括一球鉸油缸、一球鉸導柱，該球鉸導柱是設于真空吸盤上并且可以沿著盾構機徑向位移，所述球鉸油缸包括一可多向轉動狀安裝于機架的球鉸、一安裝于真空吸盤頂部的缸體、可以帶動球鉸導柱位移的壓缸軸；設一管片螺栓，其包括一頭部及一螺桿部，該頭部以可拆狀安裝于球鉸導柱底部，并且可沿著盾構的旋轉方向偏擺，設二支撐墊，其分別以可拆狀安裝于抗剪銷座與密封墊之間。
2. 根據(jù)權利要求1所述的盾構管片拼裝機，其特征在于 所述壓缸軸與球鉸導柱之間以一徑向穿置的穿軸連結；設一下球鉸座，該下球鉸座是結合于真空吸盤上，所述球鉸導柱設于下球鉸座內(nèi)。
3. 根據(jù)權利要求2所述的盾構管片拼裝機，其特征在于設一透蓋，其以可拆狀安裝于所述下球鉸座底面，該透蓋中心可供所述的球鉸導柱通過。
4. 根據(jù)權利要求2所述的盾構管片拼裝機，其特征在于 設一悶蓋，其以可拆狀安裝于下球鉸座底面，并且封閉于球鉸導柱底面。
5. 根據(jù)權利要求2所述的盾構管片拼裝機，其特征在于設一透蓋，其以可拆狀安裝于所述下球鉸座底面，該透蓋中心可供所述的球鉸導柱通過，設一悶蓋，其以可拆狀安裝于下球鉸座底面，并且封閉于球鉸導柱底面。
6. 根據(jù)權利要求2-5其中任一項所述的盾構管片拼裝機，其特征在于設一鉗手，其以可拆狀安裝于球鉸導柱底部，鉗手包括二個朝盾構徑向延伸的樞耳，所 述管片螺栓的頭部以可拆狀樞設于二樞耳之間。
7. 根據(jù)權利要求6其中任一項所述的盾構管片拼裝機，其特征在于 球鉸導柱外周壁與下球鉸座之間至少設有一環(huán)銅套。
8. 根據(jù)權利要求7所述的盾構管片拼裝機，其特征在于于真空吸盤底部設有二個分別供抗剪銷安裝固定的抗剪銷座，于兩抗剪銷座與密封墊 之間分別設有一供所述支撐墊安裝的支撐座。
9. 根據(jù)權利要求3或5所述的盾構管片拼裝機，其特征在于球鉸導柱外周壁與下球鉸座之間，鄰近透蓋該端設有一防塵圈。
全文摘要
一種盾構管片拼裝機，是為了改善現(xiàn)有管片拼裝機的真空吸盤裝置僅能吸附表面平整管片所為設計，使其亦可適用于表面不平整的管片拼裝施工，主要是于一真空吸盤頂部設置一球鉸油缸，于底部設置可拆裝的一組剪力銷、一組支撐墊及一管片螺栓，當進表面較平整的管片拼裝作業(yè)時，裝上剪力銷，藉由吸盤所產(chǎn)生的真空吸力抓取管片進行拼裝；當管片表面因為不平整而不能適用于真空吸附方式抓取時，拆卸該剪力銷，改以安裝管片螺栓及二支撐墊，藉由該管片螺栓連結鋼管片，啟動球鉸油壓將管片螺栓及鋼管片往上拉，至二支撐墊抵迫頂撐于管片的內(nèi)弧面，即可以旋轉拼裝，藉此達到可適用多種類型管片的拼裝，提高了盾構法施工中管片拼裝的多樣性。
文檔編號E21D11/10GK101705828SQ200910197489
公開日2010年5月12日 申請日期2009年10月21日 優(yōu)先權日2009年10月21日
發(fā)明者徐曉磊, 李 浩, 黃明濤 申請人:上海隧道工程股份有限公司