本發(fā)明涉及隧道施工輔助工具領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在隧道工程施工中，二次襯砌鋼筋綁扎的精確定位一直是制約二次襯砌施工質(zhì)量的一大難題。二次襯砌鋼筋包括縱向（沿隧道開鑿方向）鋼筋和環(huán)向（沿隧道橫截面方向）鋼筋，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)縱向鋼筋和換向筋的綁扎普遍借助一個(gè)臺(tái)車進(jìn)行施工，現(xiàn)有臺(tái)車結(jié)構(gòu)均十分簡(jiǎn)單，其功能僅是一個(gè)可移動(dòng)的腳手架，鋼筋綁扎主要通過人工，將在地面焊接（或套筒連接）好的約9－30m長(zhǎng)的鋼筋從臺(tái)車邊側(cè)送到拱部，并利用鋼筋（一般直徑為22－25mm）自身的彈性，將鋼筋在臺(tái)車外側(cè)形成環(huán)狀。由于不便于穿透防水布給鋼筋增設(shè)支撐點(diǎn)，而鋼筋又存在一定的剛度和重量，因此，人工彎成的圓弧形的環(huán)向鋼筋無法精確定位，并且環(huán)向鋼筋在拱頂處常常向圍巖一側(cè)嚴(yán)重變形，使得該處二次襯砌的鋼筋形同虛設(shè)。

中國(guó)發(fā)明“用于隧道二次襯砌鋼筋綁扎精確定位的臺(tái)車”（授權(quán)公告日2012年7月4日）公開了一種二次襯砌鋼筋的綁扎工具和方法，包括臺(tái)架，臺(tái)架上固定設(shè)置弧形的支撐環(huán)，支撐環(huán)上沿徑向設(shè)置定位桿，定位桿上設(shè)置有鋼筋卡槽，所述支撐環(huán)為多個(gè)且沿臺(tái)架縱向并列設(shè)置在臺(tái)架頂部，所述定位桿為多個(gè)均勻設(shè)置在支撐環(huán)上。該專利利用定位桿上的鋼筋卡槽，首先將縱向鋼筋進(jìn)行定位，將定位后的縱向鋼筋綁在定位桿上后，再?gòu)呐_(tái)車的側(cè)方將環(huán)向鋼筋環(huán)狀的環(huán)向鋼筋抬到臺(tái)車的上方，再將環(huán)向鋼筋綁扎到預(yù)先固定的縱向鋼筋上。由于環(huán)向鋼筋的尺寸較長(zhǎng)（9-30m），重量較重，在搬運(yùn)時(shí)，會(huì)發(fā)生甩動(dòng)或擺動(dòng)，十分不便于工人將環(huán)向鋼筋抬到縱向鋼筋上定位，并且每次抬環(huán)向鋼筋也只能抬1-2根進(jìn)行定位，定位的效率并不高，而且在抬環(huán)向鋼筋的過程中由于空間有限，操作十分不便，還容易使環(huán)向鋼筋由于受力不均而發(fā)生變形，不利于精確定位。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明意在提供一種隧道二襯鋼筋定位、鋪設(shè)及頂出裝置，以快速高效地鋪設(shè)隧道二次襯砌鋼筋，同時(shí)避免環(huán)向鋼筋因受力不均而發(fā)生變形。

本方案中的隧道二襯鋼筋定位、鋪設(shè)及頂出裝置，包括臺(tái)架和布置在臺(tái)架上的定位機(jī)構(gòu)、鋪設(shè)機(jī)構(gòu)及頂出機(jī)構(gòu)，定位機(jī)構(gòu)包括垂直地設(shè)置在臺(tái)架底部的垂直定位缸和水平設(shè)置在垂直定位缸兩側(cè)的水平定位缸；鋪設(shè)機(jī)構(gòu)包括用于盛放環(huán)向鋼筋且可沿臺(tái)車縱向方向平移的盛具，盛具與環(huán)向方向平行；頂出機(jī)構(gòu)包括沿臺(tái)架環(huán)向方向設(shè)置的若干組頂出器，每組頂出器包括沿臺(tái)架縱向方向設(shè)置的若干個(gè)螺旋絲桿頂出機(jī)和連桿，螺旋絲桿頂出機(jī)包括頂出端和輸入端，每組頂出器的相鄰兩個(gè)螺旋絲桿頂出機(jī)的輸入端通過連桿連接，連桿上連接有電機(jī)，每組頂出器的螺旋絲桿頂出機(jī)的頂出端上共同連接有一根頂出桿，頂出桿上安裝有若干可轉(zhuǎn)動(dòng)的定位輪。

本方案的技術(shù)原理及有益效果為：水平定位缸用于推動(dòng)臺(tái)架水平平移，垂直定位缸用于推動(dòng)臺(tái)架垂直平移，水平定位缸與垂直定位缸的聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)架和臺(tái)架上盛具的圓心與隧道的圓心重合。

將環(huán)向鋼筋放置在盛具內(nèi)，盛具內(nèi)可同時(shí)疊放多根環(huán)向鋼筋。使用器械或者人工推動(dòng)盛具沿臺(tái)車的縱向移動(dòng)，并且一邊移動(dòng)一邊逐根將環(huán)向鋼筋從盛具中取出，然后將環(huán)向鋼筋逐根放入頂出桿的定位輪上，每個(gè)定位輪上放置一根環(huán)向鋼筋。持續(xù)移動(dòng)盛具，即可將盛具內(nèi)的所有環(huán)向鋼筋一次性地全部鋪設(shè)在定位輪上。在放置環(huán)向鋼筋的過程中，由于定位輪可轉(zhuǎn)動(dòng)，因此可推動(dòng)環(huán)向鋼筋繞隧道的圓心轉(zhuǎn)動(dòng)，便于調(diào)整環(huán)向鋼筋，使環(huán)向鋼筋在環(huán)向方向上的定位更準(zhǔn)確。

環(huán)向鋼筋鋪設(shè)完成后，啟動(dòng)電機(jī)，電機(jī)通過連桿帶動(dòng)同一組頂出器的頂出端同步伸出或收回。頂出端將頂出桿向隧道的施工面頂出，直到將環(huán)向鋼筋頂升到所需位置，即可完成所有環(huán)向鋼筋的同步準(zhǔn)確定位和鋪設(shè)，快速高效。

環(huán)向鋼筋定位和鋪設(shè)完成后，即可在環(huán)向鋼筋上沿縱向方向綁扎縱向鋼筋，由于縱向鋼筋為直線形的鋼筋，在綁扎的過程中搬運(yùn)和綁扎都相對(duì)于搬運(yùn)環(huán)向鋼筋更方便，可快速高效地完成縱向鋼筋的定位、鋪設(shè)和綁扎。

完成縱向鋼筋同環(huán)向鋼筋的綁扎后，電機(jī)反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)螺旋絲桿頂出機(jī)收縮，螺旋絲桿頂出機(jī)的頂出端收回，頂出桿及定位輪從環(huán)向鋼筋上脫離，移動(dòng)臺(tái)架到下一工位，重復(fù)上述步驟，即可再次進(jìn)行隧道二次襯砌鋼筋的定位、鋪設(shè)和頂出。

與現(xiàn)有技術(shù)相比：（1）本方案一次性準(zhǔn)確定位、頂出和鋪設(shè)多根環(huán)向鋼筋，更快速高效；（2）本方案采用先準(zhǔn)確定位難以鋪設(shè)和定位的環(huán)向鋼筋后再定位和鋪設(shè)相對(duì)更不容易發(fā)生變形的縱向鋼筋的方法，減少環(huán)向鋼筋發(fā)生變形的幾率；（3）本方案利用盛具存放環(huán)向鋼筋，盛具在臺(tái)車上可沿縱向滑動(dòng)，減小了人工搬運(yùn)環(huán)向鋼筋的工作量，也減小了環(huán)向鋼筋因工人搬運(yùn)時(shí)導(dǎo)致的受力不均而變形的幾率，同時(shí)也可防止環(huán)向鋼筋在搬運(yùn)過程中損壞防水布；（4）螺旋絲桿頂出機(jī)的頂出端可精確地控制頂出桿的頂出距離，進(jìn)一步便于精確鋪設(shè)和頂出環(huán)向鋼筋。

進(jìn)一步，所述螺旋絲桿頂出機(jī)水平或豎直地安裝在所述臺(tái)架上。使環(huán)向鋼筋被水平或垂直地頂出，保證環(huán)向鋼筋穩(wěn)定地定位、頂出的同時(shí)，還可避免螺旋絲桿頂出機(jī)側(cè)向受力而受損。

進(jìn)一步，所述螺旋絲桿頂出機(jī)沿環(huán)向方向均布在所述臺(tái)架上。螺旋絲桿頂出機(jī)的均布設(shè)置，使得環(huán)向鋼筋的受力點(diǎn)也均勻分布，利于避免環(huán)向鋼筋因受力不均而發(fā)生變形。

進(jìn)一步，所述臺(tái)架上還設(shè)有水平投線儀和垂直投線儀。投線儀通過發(fā)射激光束，使激光束通過內(nèi)部的棱鏡導(dǎo)光系統(tǒng)形成激光面以投射出水平和鉛垂的激光線。由于隧道在基巖的開挖過程中為了方便測(cè)量，通常都留有放樣點(diǎn)，使用水平投線儀投射與垂直投線儀分別投射水平和垂直的激光線，定位機(jī)構(gòu)在調(diào)整的過程中即可通過激光線與放樣點(diǎn)的重合度判斷臺(tái)架是否調(diào)整到位。

進(jìn)一步，還包括萬向節(jié)或聯(lián)軸器和若干個(gè)轉(zhuǎn)向器，轉(zhuǎn)向器通過萬向節(jié)或聯(lián)軸器與連桿聯(lián)接。通過轉(zhuǎn)向器即可使一組或者多組頂出器與同一臺(tái)電機(jī)連接，使得一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分或所有螺旋絲桿頂出機(jī)同步運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步利于保證螺旋絲桿頂出機(jī)之間的同步性。

進(jìn)一步，所述定位輪沿所述頂出桿的軸向均布設(shè)置。在鋪設(shè)環(huán)向鋼筋的過程中，通過通過將環(huán)向鋼筋放置在定位輪上即可保證環(huán)向鋼筋之間的間距均勻。

進(jìn)一步，所述定位輪側(cè)面上設(shè)有凹槽，凹槽與定位輪同心。利用凹槽對(duì)環(huán)向鋼筋進(jìn)行限位，避免環(huán)向鋼筋在定位輪上發(fā)生縱向移動(dòng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例隧道二襯鋼筋定位、鋪設(shè)及頂出裝置的環(huán)向結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例隧道二襯鋼筋定位、鋪設(shè)及頂出裝置的縱向結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2中a處局部放大示意圖；

圖4為頂出器與電機(jī)的連接示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：

說明書附圖中的附圖標(biāo)記包括：臺(tái)架1、盛具2、頂出器3、螺旋絲桿頂出機(jī)301、頂出桿302、定位輪303、凹槽304、換向器4、轉(zhuǎn)向器5、連桿6、電機(jī)7、垂直投線儀8、水平投線儀9、環(huán)向鋼筋10、隧道11。

實(shí)施例隧道二襯鋼筋定位、鋪設(shè)及頂出裝置基本如附圖1和附圖2所示：包括臺(tái)架1和布置在臺(tái)架1上的定位機(jī)構(gòu)、鋪設(shè)機(jī)構(gòu)及頂出機(jī)構(gòu)，定位機(jī)構(gòu)包括垂直地設(shè)置在臺(tái)架1底部的垂直定位缸和水平設(shè)置在垂直定位缸兩側(cè)的水平定位缸，臺(tái)架1頂部的中點(diǎn)處安裝有垂直投線儀8，臺(tái)架1底部?jī)蓚?cè)分別安裝有水平投線儀9；鋪設(shè)機(jī)構(gòu)包括用于盛放環(huán)向鋼筋10的、可沿臺(tái)車縱向方向平移的盛具2，盛具2與環(huán)向方向平行；頂出機(jī)構(gòu)包括沿臺(tái)架1環(huán)向方向均布有七組頂出器3，臺(tái)架1兩側(cè)的頂出器3水平設(shè)置，臺(tái)架1上部的頂出器3豎直設(shè)置，每組頂出器3包括沿臺(tái)架1縱向方向設(shè)置的四個(gè)螺旋絲桿頂出機(jī)301和三根連桿6，螺旋絲桿頂出機(jī)301包括頂出端和輸入端，每組頂出器3的相鄰兩個(gè)螺旋絲桿頂出機(jī)301的輸入端通過連桿6連接，每組頂出器3靠近盛具2的一端的連桿6上還連接有轉(zhuǎn)向器5，所有轉(zhuǎn)向器5遠(yuǎn)離連桿6的一端通過換向器4連接在同一臺(tái)電機(jī)7上，頂出器3與電機(jī)7的連接示意圖如附圖4所示；每組頂出器的螺旋絲桿頂出機(jī)301的頂出端上共同連接有一根頂出桿302，頂出桿302上每隔20cm安裝有一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的定位輪303，定位輪303與頂出桿302同軸，定位輪303側(cè)面上設(shè)有凹槽304，凹槽304與定位輪303同心，如附圖3所示。

在對(duì)環(huán)向鋼筋10進(jìn)行定位前，首先需對(duì)臺(tái)架1進(jìn)行準(zhǔn)確定位。在垂直定位缸的下方設(shè)置一塊l形的墊板，垂直定位缸的下端面滑動(dòng)連接在墊板的水平段上，而水平定位缸抵在墊板的豎直段上，垂直定位缸上下調(diào)節(jié)臺(tái)架1，水平定位缸推動(dòng)臺(tái)架1和垂直定位缸水平平移，直到水平投線儀9的投射激光線與隧道11兩側(cè)的放樣點(diǎn)重合，而垂直投線儀8的投射激光線與隧道11頂部的放樣點(diǎn)重合，即可使得盛具2、臺(tái)架1的圓心與隧道11的圓心重合，便于環(huán)向鋼筋10的精確定位。

然后，將環(huán)向鋼筋10放置在盛具2內(nèi)，盛具2內(nèi)可同時(shí)放疊放多根環(huán)向鋼筋10。推動(dòng)盛具2沿臺(tái)車的縱向移動(dòng)，并且一邊移動(dòng)一邊逐根將環(huán)向鋼筋10從盛具2中取出，然后將環(huán)向鋼筋10逐根放入頂出桿302的定位輪303上，每個(gè)定位輪303上放置一根環(huán)向鋼筋10，定位輪303上的凹槽304對(duì)環(huán)向鋼筋10進(jìn)行限位，避免鋼筋縱向移動(dòng)，環(huán)向鋼筋10之間的距離保持在20cm。持續(xù)移動(dòng)盛具2，即可將盛具2內(nèi)的所有環(huán)向鋼筋10一次性地全部鋪設(shè)在定位輪303上。在放置環(huán)向鋼筋10的過程中，由于定位輪303可轉(zhuǎn)動(dòng)，因此可推動(dòng)環(huán)向鋼筋10繞隧道11的圓心轉(zhuǎn)動(dòng)，便于調(diào)整環(huán)向鋼筋10，使環(huán)向鋼筋10在環(huán)向方向上的定位更準(zhǔn)確。

環(huán)向鋼筋10鋪設(shè)完成后，啟動(dòng)電機(jī)7，電機(jī)7通過轉(zhuǎn)向器5和連桿6帶動(dòng)七組頂出器3的頂出端同步伸出或收回。頂出端將頂出桿302向隧道11的施工面頂出，直到將環(huán)向鋼筋10頂升到所需位置，即可完成所有環(huán)向鋼筋10的同步準(zhǔn)確定位和鋪設(shè)。

完成縱向鋼鋼筋同環(huán)向鋼鋼筋的綁扎后，電機(jī)7反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)螺旋絲桿頂出機(jī)301回轉(zhuǎn)，螺旋絲桿頂出機(jī)301的頂出端收回，頂出桿302及定位輪303從環(huán)向鋼筋10上脫離，移動(dòng)臺(tái)架1到下一工位，重復(fù)上述步驟，即可再次進(jìn)行隧道11二次襯砌鋼筋的定位、鋪設(shè)和頂出。

以上所述的僅是本發(fā)明的實(shí)施例，方案中公知的具體結(jié)構(gòu)及特性等常識(shí)在此未作過多描述。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍，這些都不會(huì)影響本發(fā)明實(shí)施的效果和專利的實(shí)用性。本申請(qǐng)要求的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以其權(quán)利要求的內(nèi)容為準(zhǔn)，說明書中的具體實(shí)施方式等記載可以用于解釋權(quán)利要求的內(nèi)容。