一种小直径管幕管间锁扣纵缝的精准焊接装置的制作方法

1.本实用新型属于土木工程技术领域，涉及一种小直径管幕管间锁扣纵缝的精准焊接装置。


背景技术：

2.城市环境下，隧道穿越既有隧道、铁路、地面建筑、古迹等敏感性建构筑物时，常采用管幕结构作为预支护，进而在管幕结构保护下进行暗挖施工。多根幕管(通常是预制钢管)按特定位置依次顶进，再通过幕管内(及幕管间)注浆等辅助措施，将其连结成特定形态的管幕预支护结构。
3.管幕结构由多根幕管依次顶进并通过锁扣连结而成，因此管幕结构的横向刚度(横向整体性)远小于纵向；加强管幕结构的横向刚度与整体性，对提高其承载能力及预加固效果有重要意义。加强管幕结构横向刚度与整体性的一种常规思路是，对幕管间锁扣纵缝进行焊接。专利cn104028926a通过导向装置实现直线钢管内纵缝的一次性焊接，克服人工无法进入钢管进行焊接的困难。专利cn207606390u及cn201519834u通过机械臂形式，将焊枪送入钢管内，仅能适用于短钢管内部纵缝的焊接。
4.工程实践中，管幕结构的纵向长度一般在40m以上，且沿纵向通常呈曲线型(甚至不规则曲线型)变化，同时各幕管间的操作空间狭小；要实现幕管间锁扣纵缝的精准焊接，是一项颇具挑战的难题，目前国内外文献中还未有相关技术的报道。


技术实现要素：

5.(一)要解决的技术问题
6.为了针对小直径幕管内部空间有限、横向连接困难的问题，本实用新型提供小直径管幕管间锁扣纵缝的精准焊接装置，通过焊接小车自适应操作空间的变化，克服管幕结构纵向线型变化复杂、幕管间操作空间狭小的工程难点，有效完成幕管间锁扣纵缝的精准焊接；后采用混凝土填充幕管及幕管间空隙，形成整体管幕结构，有效提高管幕结构的横向稳定性及整体稳定性。
7.(二)技术方案
8.为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：
9.一种小直径管幕管间锁扣纵缝的精准焊接装置，其包括：走行电机，所述走行电机的两侧分别设有滚轮组，所述滚轮组包括设于走行电机左侧上的固定槽滚轮和设于走行电机右侧上的自由槽滚轮，所述固定槽滚轮和自由槽滚轮分别与走行电机的输出端通过滚轮轴相连接，走行电机带动滚轮轴工作，滚轮轴分别带动固定槽滚轮和自由槽滚轮工作，使精准焊接装置可沿着固定导槽和自由导槽前行；所述走行电机上连接有弹簧底座，所述弹簧底座上连接有焊枪，所述焊枪通过焊机管线组与焊机相连接。
10.进一步地，所述弹簧底座上连接有u型架，所述u型架的顶部连接有u型架滚轮。
11.进一步地，小直径管幕包括钢管，钢管的左侧外壁和右侧外壁分别连接有子扣和
母扣，多个钢管依次相连接时，相邻的子扣和母扣相配合连接形成有锁扣纵缝；所述钢管的左侧外壁和右侧外壁上分别设有固定导槽和自由导槽；精准焊接装置位于钢管内时，所述固定槽滚轮与固定导槽相配合，自由槽滚轮与自由导槽相配合。
12.(三)有益效果
13.本实用新型的有益效果是：精准焊接装置可自动适应锁扣内操作空间的不规则变化，克服了管幕结构纵向线型变化复杂、幕管间操作空间狭小的难点，实现了曲线型管幕结构锁扣内纵缝的精准焊接，有效提高了管幕结构的横向刚度与整体性。
附图说明
14.图1为本实用新型一个实施例的小直径管幕结构示意图；
15.图2为本实用新型一个实施例的精准焊接装置结构示意图；
16.图3为本实用新型一个实施例的精准焊接装置使用状态图。
具体实施方式
17.为了更好地解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。
18.本实用新型一个实施例的一种小直径管幕管间锁扣纵缝的精准焊接装置，如图2所示，其包括：走行电机25，所述走行电机25的两侧分别设有滚轮组，所述滚轮组包括设于走行电机25左侧上的固定槽滚轮27和设于走行电机25右侧上的自由槽滚轮28，所述固定槽滚轮27和自由槽滚轮28分别与走行电机25的输出端通过滚轮轴26相连接，走行电机25带动滚轮轴26工作，滚轮轴26分别带动固定槽滚轮27和自由槽滚轮28工作，使精准焊接装置可沿着固定导槽14和自由导槽15前行；所述走行电机25上连接有弹簧底座22，所述弹簧底座22上连接有焊枪21，所述焊枪21通过焊机管线组9与焊机3相连接。
19.进一步地，所述弹簧底座22上连接有u型架23，所述u型架23的顶部连接有u型架滚轮24，u型架滚轮24与钢管11的内壁相配合，便于整体的移动。
20.其中，小直径管幕1包括钢管11，钢管11的左侧外壁和右侧外壁分别连接有子扣13和母扣12，多个钢管11依次相连接时，相邻的子扣13和母扣12相配合连接形成有锁扣纵缝；所述钢管11的左侧外壁和右侧外壁上分别设有固定导槽14和自由导槽15；精准焊接装置位于钢管11内时，所述固定槽滚轮27与固定导槽14相配合，自由槽滚轮28与自由导槽15相配合。
21.精准焊接装置在使用时，如图1、图2、图3所示，具体步骤如下：
22.步骤s1、在始发工作井内架设管幕机，在始发工作井侧壁上标记每根管幕的预定位置；管幕机逐节顶进15节钢管并焊接，完成第一根长度60m的幕管施工；
23.步骤s2、依步骤s1将13根幕管按预定位置依次顶进，相邻幕管间通过子扣13和母扣12进行咬合定位，在地层中形成拱形横断面的管幕预支护结构；所有幕管顶进完成后，清理相邻幕管间土体，清洗幕管间空隙，以便后续幕管间锁扣纵缝焊接；
24.步骤s3、精准焊接装置2从工作井端始发，在走行电机25的驱动下沿固定导槽14和自由导槽15缓慢移动，同时启动焊机3，对子扣13和母扣12相配合连接形成的锁扣纵缝的进行焊接，直至从另一工作井端接收精准焊接装置2，完成幕管间锁扣纵缝的仰焊；
25.由于管幕结构纵向线型复杂，当锁扣内操作空间高度发生不规则变化时，通过弹簧底座22进行焊枪21高度的调整，同时通过弹簧底座上的u型架23和u型架滚轮24限制作用，保持焊枪与纵缝之间的竖向距离不变。当锁扣内操作空间宽度发生不规则变化时，固定槽滚轮27在固定导槽14内移动，保持焊枪3与锁扣纵缝之间的水平距离不变，同时自由槽滚轮28在自由导槽15上移动，一定程度上可自动适应操作空间宽度的不规则变化；
26.步骤s4、将精准焊接装置2翻转，重复步骤s3的工作，完成幕管间锁扣纵缝的俯焊；
27.步骤s5、重复步骤s3、步骤s4，依次完成所有幕管间锁扣纵缝的精准焊接。当幕管数量较多时，多台焊接机可同步工作，提高工作效率。
28.步骤s6、注浆填充幕管内及幕管间空隙，形成具有较大横向刚度的整体式管幕结构。
29.本实用新型精准焊接装置可自动适应锁扣内操作空间的不规则变化，克服了管幕结构纵向线型变化复杂、幕管间操作空间狭小的难点，实现了曲线型管幕结构锁扣内纵缝的精准焊接，有效提高了管幕结构的横向刚度与整体性。
30.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。


技术特征：
1.一种小直径管幕管间锁扣纵缝的精准焊接装置，其特征在于，其包括：走行电机(25)，所述走行电机(25)的两侧分别设有滚轮组，所述滚轮组包括设于走行电机(25)左侧上的固定槽滚轮(27)和设于走行电机(25)右侧上的自由槽滚轮(28)，所述固定槽滚轮(27)和自由槽滚轮(28)分别与走行电机(25)的输出端通过滚轮轴(26)相连接；所述走行电机(25)上连接有弹簧底座(22)，所述弹簧底座(22)上连接有焊枪(21)，所述焊枪(21)通过焊机管线组(9)与焊机(3)相连接。2.如权利要求1所述的一种小直径管幕管间锁扣纵缝的精准焊接装置，其特征在于，所述弹簧底座(22)上连接有u型架(23)，所述u型架(23)的顶部连接有u型架滚轮(24)。3.如权利要求1所述的一种小直径管幕管间锁扣纵缝的精准焊接装置，其特征在于，小直径管幕(1)包括钢管(11)，钢管(11)的左侧外壁和右侧外壁分别连接有子扣(13)和母扣(12)，多个钢管(11)依次相连接时，相邻的子扣(13)和母扣(12)相配合连接形成有锁扣纵缝；所述钢管(11)的左侧外壁和右侧外壁上分别设有固定导槽(14)和自由导槽(15)；精准焊接装置位于钢管(11)内时，所述固定槽滚轮(27)与固定导槽(14)相配合，自由槽滚轮(28)与自由导槽(15)相配合。

技术总结
本实用新型涉及一种小直径管幕管间锁扣纵缝的精准焊接装置，其包括：走行电机，所述走行电机的两侧分别设有滚轮组，所述滚轮组包括设于走行电机左侧上的固定槽滚轮和设于走行电机右侧上的自由槽滚轮，所述固定槽滚轮和自由槽滚轮分别与走行电机的输出端通过滚轮轴相连接，所述走行电机上连接有弹簧底座，所述弹簧底座上连接有焊枪，所述焊枪通过焊机管线组与焊机相连接，本实用新型精准焊接装置可自动适应锁扣内操作空间的不规则变化，克服了管幕结构纵向线型变化复杂、幕管间操作空间狭小的难点，实现了曲线型管幕结构锁扣内纵缝的精准焊接，有效提高了管幕结构的横向刚度与整体性。性。性。


技术研发人员：罗嵩 孙明祥 康林 白伟 李展峰 沈志 关振长 陈思明 桂忠意 余建福 张宏虎
受保护的技术使用者：中铁南方投资集团有限公司
技术研发日：2021.05.25
技术公布日：2021/12/7