隧道支撑台车的制作方法

1.本实用新型涉及地下工程技术领域，特别地，涉及一种隧道支撑台车。


背景技术：

2.随着经济的高速发展，轨道交通建设、地下建筑建设、地下车站建设等地下工程，也逐渐上升到一个新的阶段，盾构法已经成为隧道施工的主要工法。然而，随着城市发展的不断深化，对于轨道交通建设也提出了更高水准的要求，盾构法施工也面临着更大的挑战。
3.(一)受到施工场地、地下空间、周边建筑、管线、道路等的限制，地铁隧道周边配套建筑的建设也逐渐朝着暗挖法的方向发展，盾构隧道的周边建筑结构的施工造成的地层扰动将会对现有的隧道的稳定性产生破坏性影响，需要通过在隧道内架设支撑的方式来保证施工安全；
4.(二)轨道交通建设也面临着浅覆土、小间距的挑战，先发线隧道的掘进与后发线隧道的掘进将对地层造成两次扰动，尤其是后发线隧道从先发线隧道的上方或下方穿过先发线隧道时，将会对周围土体造成破坏性影响；
5.(三)盾构机在左右线净距较小的工况下掘进时，刀盘处产生的较大扭矩需要撑靴来平衡，同时撑靴也需要对周边岩体施加一定的顶推力才能保证盾构机的正常掘进，顶推力产生的反力也将会对小净距隧道及其周边岩体产生较大影响。
6.现有的隧道支撑台车在对隧道进行支撑时，无法确保伸缩支撑结构沿隧道的径向对隧道进行支撑，并且对隧道进行支撑的过程中，伸缩支撑结构受力不均容易发生偏斜，导致隧道支撑台车偏心失稳。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的是提供一种隧道支撑台车，以解决目前隧道支撑台车在对隧道进行支撑时，无法确保伸缩支撑结构沿隧道的径向对隧道进行支撑，并且对隧道进行支撑的过程中，伸缩支撑结构受力不均容易发生偏斜，导致隧道支撑台车偏心失稳的技术问题。
8.本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：
9.本实用新型提供一种隧道支撑台车，包括：至少一车架，所述车架的底部安装有多个车轮；多个伸缩支撑结构，沿隧道的周向间隔排布在所述车架的周围，所述伸缩支撑结构包括多个第一伸缩件和至少一撑靴板，所述第一伸缩件具有相对设置的伸缩端和固定端，多个所述第一伸缩件的固定端与所述车架连接，多个所述第一伸缩件的伸缩端与至少一所述撑靴板连接，所述第一伸缩件的伸缩端能通过伸缩带动所述撑靴板对所述隧道进行支撑；至少一伸缩限位结构，与多个所述第一伸缩件的伸缩端铰接，所述伸缩限位结构能通过伸缩调整多个所述第一伸缩件的伸缩端的支撑方向。
10.本实用新型的实施方式中，所述伸缩限位结构包括至少一第二伸缩件，所述第二伸缩件的两端铰接于两个所述第一伸缩件的伸缩端上，所述第二伸缩件的两端能通过伸缩带动对应的所述第一伸缩件的伸缩端摆动。
11.本实用新型的实施方式中，一所述伸缩支撑结构中所述撑靴板的数量为一个，一所述撑靴板通过多个所述第一伸缩件与所述车架连接；或者一所述伸缩支撑结构中所述撑靴板的数量为多个，多个所述撑靴板分别通过一所述第一伸缩件与所述车架连接。
12.本实用新型的实施方式中，所述车架的底部安装有两个所述车轮，所述车轮通过车轮支撑结构与所述车架连接，所述车轮支撑结构能绕一轴线转动地设置，所述轴线平行于所述隧道的轴向设置；所述隧道支撑台车的移动状态下，所述车轮支撑结构能带动所述车轮绕所述轴线转动而调整所述车轮在所述隧道内的支撑角度。
13.本实用新型的实施方式中，一所述伸缩支撑结构为底部伸缩支撑结构，所述底部伸缩支撑结构位于两个所述车轮之间；所述隧道支撑台车的支撑状态下，两个所述车轮支撑结构能带动两个所述车轮朝彼此远离的一侧转动，所述底部伸缩支撑结构能向下伸长而对所述隧道的底部支撑。
14.本实用新型的实施方式中，所述车轮支撑结构包括车轮支撑架，所述车轮支撑架的顶端通过一转轴与所述车架的底部铰接，所述转轴沿所述轴线设置，所述车轮安装在所述车轮支撑架的底端。
15.本实用新型的实施方式中，所述车轮支撑结构包括第三伸缩件，所述第三伸缩件的一端与所述车架的底部铰接，所述第三伸缩件的另一端与所述车轮支撑架铰接，所述第三伸缩件能通过伸缩带动所述车轮支撑架绕所述转轴转动。
16.本实用新型的实施方式中，所述撑靴板具有一外侧面，所述撑靴板的外侧面通过防滑结构与所述隧道的内壁面或所述隧道内的隧道支护结构的内壁面贴合。
17.本实用新型的实施方式中，所述隧道支撑台车还包括控制机构，所述控制机构安装在所述车架上，所述控制机构用于根据多个所述伸缩支撑结构反馈的受力状态调节多个所述伸缩支撑结构提供的支撑力，控制所述伸缩限位结构伸缩调整多个所述第一伸缩件的伸缩端的支撑方向，以及控制所述车轮支撑结构带动所述车轮绕所述轴线转动的角度。
18.本实用新型的实施方式中，所述车架包括多个支撑梁，多个所述支撑梁沿所述隧道的周向排布并围合成框架结构，多个所述伸缩支撑结构一一对应地安装在多个所述支撑梁上。
19.本实用新型的实施方式中，所述隧道支撑台车包括多个所述车架，多个所述车架沿所述隧道的轴向排布，并通过多个连接结构相连接。
20.本实用新型的特点及优点是：
21.本实用新型的隧道支撑台车，通过设置伸缩限位结构与多个第一伸缩件的伸缩端铰接，从而通过伸缩限位结构的伸缩调整，确保多个第一伸缩件的伸缩端带动撑靴板沿隧道的径向对隧道进行支撑，此时伸缩支撑结构的受力状态最佳，同时也能避免撑靴板对隧道进行支撑时由于撑靴板受力不均而造成多个第一伸缩件的伸缩端发生偏斜，从而能确保隧道支撑台车的整体稳定性。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图
获得其他的附图。
23.图1为本实用新型的隧道支撑台车的结构示意图。
24.图2为本实用新型的伸缩支撑结构的结构示意图。
25.图3为本实用新型的另一实施例的伸缩支撑结构的结构示意图。
26.图4为本实用新型的伸缩限位结构的结构示意图。
27.图5为本实用新型的车轮切换姿态的结构示意图。
28.图6为本实用新型的撑靴板的结构示意图。
29.图7为本实用新型的底部支撑梁的结构示意图。
30.图8为本实用新型的隧道支撑台车在有轨道的隧道内的移动状态图。
31.图9为本实用新型的隧道支撑台车在有轨道的隧道内的支撑状态图。
32.图10为本实用新型的隧道支撑台车在无轨道的隧道内的移动状态图。
33.图11为本实用新型的隧道支撑台车在无轨道的隧道内的支撑状态图。
34.图12为本实用新型的隧道支撑台车在裸洞隧道内的支撑状态图。
35.图中：
36.61、车架；611、支撑梁；611’、底部支撑梁；6111、内层钢梁；6112、外层钢梁；6113、型钢骨架；6113’、型钢骨架；612、端板；613、走道板；62、伸缩支撑结构；62’、底部伸缩支撑结构；621、第一伸缩件；6211、第一伸缩杆；6212、伸缩端；6213、固定端；622、撑靴板；6221、外侧面；6222、防滑结构；63、伸缩限位结构；631、第二伸缩件；6311、第二伸缩杆；6312、缸体；6313、安装槽；64、车轮；65、车轮支撑结构；651、车轮支撑架；652、第三伸缩件；653、转轴；66、连接结构；661、连接板；67、控制机构；300、隧道；301、隧道支护结构；302、轨道。
具体实施方式
37.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
38.如图1所示，本实用新型提供一种隧道支撑台车，包括：至少一车架61，车架61的底部安装有多个车轮64；多个伸缩支撑结构62，沿隧道300的周向间隔排布在车架61的周围，伸缩支撑结构62包括多个第一伸缩件621和至少一撑靴板622，第一伸缩件621具有相对设置的伸缩端6212和固定端6213，多个第一伸缩件621的固定端6213与车架61连接，多个第一伸缩件621的伸缩端6212与至少一撑靴板622连接，第一伸缩件621的伸缩端6212能通过伸缩带动撑靴板622对隧道300进行支撑；至少一伸缩限位结构63，与多个第一伸缩件621的伸缩端6212铰接，伸缩限位结构63能通过伸缩调整多个第一伸缩件621的伸缩端6212的支撑方向。
39.本实用新型的隧道支撑台车，通过设置伸缩限位结构63与多个第一伸缩件621的伸缩端6212铰接，从而通过伸缩限位结构63的伸缩调整，确保多个第一伸缩件621的伸缩端6212带动撑靴板622沿隧道300的径向对隧道300进行支撑，此时伸缩支撑结构62的受力状态最佳，同时也能避免撑靴板622对隧道300进行支撑时由于撑靴板622受力不均而造成多个第一伸缩件621的伸缩端6212发生偏斜，从而能确保隧道支撑台车的整体稳定性。
40.具体的，当伸缩限位结构63伸缩而使其两端与两个第一伸缩件621的伸缩端6212之间的角度均为90度时，两个第一伸缩件621伸缩支撑方向均位于隧道300的径向上。撑靴板622大体呈一弧形板结构。
41.如图2所示，第一伸缩件621包括至少一第一伸缩杆6211，第一伸缩件621的伸缩端6212设有缸体和/或第一伸缩件621的固定端6213设有缸体，第一伸缩杆6211与缸体滑动配合，通过控制缸体内的液压实现第一伸缩杆6211的伸长和回缩，以及控制第一伸缩件621提供的支撑力。通过伸缩限位结构63的伸缩调节，能够确保第一伸缩杆6211与缸体之间保持垂直，从而使多个第一伸缩件621带动撑靴板622沿隧道300的径向对隧道300进行支撑。
42.如图8至图11所示，本实用新型的隧道支撑台车能够在具有隧道支护结构301的隧道300内进行移动并通过对隧道支护结构301支撑，从而实现对隧道300的支撑。具体的，隧道支护结构301包括多个管节，多个管节沿隧道300的轴向拼接。管节包括多个管片，多个管片沿隧道300的周向拼接。
43.如图12所示，本实用新型的隧道支撑台车也能够在裸洞式的隧道300内进行移动并直接对隧道300支撑。具体的，tbm(tunnel boring machine，隧道掘进机)掘进第一隧道之后，在其周边存在另一台tbm的掘进第二隧道时，因为第二隧道掘进时，tbm撑靴的压力作用在第二隧道的围岩上，会对第一隧道的稳定性造成影响，故需要在第二隧道掘进时，通过隧道支撑台车在第一隧道内对tbm撑靴影响范围内的围岩进行支护。
44.具体的，结合图7所示，撑靴板622具有与隧道300的内壁面相对的外侧面6221，撑靴板622的外侧面6221通过防滑结构6222与隧道支护结构301的内壁面或隧道300的内壁面贴合。防滑结构6222包括橡胶板和/或其他摩擦系数较高的结构，能够防止撑靴板622与隧道支护结构301的内壁面或隧道300的内壁面之间出现滑移，同时也能对伸缩支撑结构62伸长时的冲击加速度及冲击力进行缓冲。撑靴板622的外侧面6221的曲率与隧道支护结构301的内壁面的曲率或隧道300的内壁面的曲率相近，从而使撑靴板622与隧道支护结构301的内壁面或隧道300的内壁面贴合地更紧密。
45.本实用新型的实施方式中，伸缩限位结构63包括至少一第二伸缩件631，第二伸缩件631的两端铰接于两个第一伸缩件621的伸缩端6212上，第二伸缩件631的两端能通过伸缩带动对应的第一伸缩件621的伸缩端6212摆动。具体的，如图4所示，第二伸缩件631包括至少一第二伸缩杆6311，第二伸缩杆6311的两端与两个缸体6312滑动配合，两个缸体6312铰接于两个第一伸缩件621的伸缩端6212上。缸体6312上设有与第二伸缩杆6311滑动配合的安装槽6313。第二伸缩杆6311的两端能够分别滑入安装槽6313中而使伸缩限位结构63缩短，也能分别从安装槽6313滑出而使伸缩限位结构63伸长，从而能够分别带动两个第一伸缩件621的伸缩端6212摆动，实现对第一伸缩件621的伸缩端6212的支撑方向的调节。具体的，通过增大缸体6312内的液压而使第二伸缩杆6311从安装槽6313伸出；通过减小缸体6312内的液压而使第二伸缩杆6311向安装槽6313内回缩。如图2所示，本实施例中，一伸缩支撑结构62中撑靴板622的数量为一个，一撑靴板622通过多个第一伸缩件621与车架61连接。撑靴板622的支撑强度高，并且与隧道300的内壁面接触的面积大，支撑更稳定。
46.如图3所示，另一实施例中，一伸缩支撑结构62中撑靴板622’的数量为多个，多个撑靴板622’分别通过一第一伸缩件621与车架61连接。具体的，通过两个第一伸缩件621分别带动两个撑靴板622’对隧道300进行支撑，能够使两个撑靴板622’配合形成更多的支撑
形态，满足更多的支撑需求。例如，当需要将管片的一部分进行切割时，通过将支撑待切割部分的撑靴板622’缩回，以便于将管片的一部分切割分离。
47.如图5所示，本实用新型的实施方式中，车架61的底部安装有两个车轮64，车轮64通过车轮支撑结构65与车架61连接，车轮支撑结构65能绕一轴线转动地设置，轴线平行于隧道300的轴向设置；如图8和图10所示，隧道支撑台车的移动状态下，车轮支撑结构65能带动车轮64绕轴线转动而调整车轮64在隧道300内的支撑角度。通过车轮支撑结构65调整车轮64在隧道300内的支撑角度，能够使隧道支撑台车在隧道300内更稳定，且更顺畅。
48.具体的，如图8所示，当隧道300内的底部铺设有轨道302时，通过车轮支撑结构65调整车轮64大体呈90度支撑在轨道302上进行移动，并且能将车架61整体抬升，避免移动过程中车架61底部安装的结构与轨道302发生剐蹭。如图10所示，当隧道300内的底部没有铺设轨道302时，通过车轮支撑结构65调整车轮64大体呈90度支撑在隧道300内的管片上进行移动。
49.如图10、图11以及图12所示，一伸缩支撑结构62为底部伸缩支撑结构62’，底部伸缩支撑结构62’位于两个车轮64之间；如图11和图12所示，隧道支撑台车的支撑状态下，两个车轮支撑结构65能带动两个车轮64朝彼此远离的一侧转动，使底部伸缩支撑结构62’能向下伸长而对隧道300的底部支撑。通过将两个车轮64朝彼此远离的一侧转动，避免底部伸缩支撑结构62’向下伸长时与车轮64发生干涉而无法对隧道300的底部进行支撑。
50.如图5所示，本实用新型的实施方式中，车轮支撑结构65包括车轮支撑架651，车轮支撑架651的顶端通过一转轴653与车架61的底部铰接，转轴653沿轴线设置，车轮64安装在车轮支撑架651的底端。车轮支撑结构65包括第三伸缩件652，第三伸缩件652的一端与车架61的底部铰接，第三伸缩件652的另一端与车轮支撑架651铰接，第三伸缩件652能通过伸缩带动车轮支撑架651绕转轴653转动。
51.具体的，两个第三伸缩件652安装在两个车轮支撑架651的内侧，第三伸缩件652伸长而使两个车轮支撑架651朝彼此远离的一侧转动，第三伸缩件652缩短而使两个车轮支撑架651朝彼此靠近的一侧转动。
52.本实用新型的实施方式中，隧道支撑台车还包括控制机构67，控制机构67安装在车架61上，控制机构67能根据多个伸缩支撑结构62反馈的受力状态调节多个伸缩支撑结构62提供的支撑力，还能控制伸缩限位结构63的伸缩以及控制车轮支撑结构65的摆动，从而控制伸缩限位结构63伸缩调整多个第一伸缩件621的伸缩端的支撑方向，以及控制车轮支撑结构65带动车轮64绕轴线转动的角度。具体的，控制机构67控制液压泵输出的压力传递给伸缩支撑结构62中的第一伸缩件621、伸缩限位结构63中的第二伸缩件631以及车轮支撑结构65中的第三伸缩件652，伸缩支撑结构62、伸缩限位结构63以及车轮支撑结构65将液体压力能转换为机械能，以完成伸缩、支撑、摆动等动作，以及控制第一伸缩件621、第二伸缩件631、第三伸缩件652的压力、顶推力、伸长量、俯仰角、方位角、滚动角等数据。
53.如图1所示，车架61包括多个支撑梁611，多个支撑梁611沿隧道300的周向排布并围合成框架结构，多个伸缩支撑结构62一一对应地安装在多个支撑梁611上。具体的，多个支撑梁611围合成一多边形的框架结构。支撑梁611的两端设有端板612，通过多个螺栓连接两个支撑梁611上的端板612，从而将两个支撑梁611相连接。支撑梁611包括平行间隔排布的内层钢梁6111和外层钢梁6112，内层钢梁6111与外层钢梁6112通过至少一型钢骨架6113
连接，型钢骨架6113大体呈一工字钢结构。
54.如图5和图6所示，本实施例中，一支撑梁611为底部支撑梁611’，底部支撑梁611’的外层钢梁6112与底板伸缩支撑结构62’连接，底部支撑梁611’大体呈水平设置，底部支撑梁611’的内层钢梁6111上铺设有走道板613，该走道板613用于人员通行以及物料运输，因此，底部支撑梁611’的强度要求高于其他支撑梁611的强度，因此，底部支撑梁611’的内层钢梁6111和外层钢梁6112之间四个型钢骨架连接，其中两个型钢骨架6113位于底部支撑梁611’的中间部位，另外两个型钢骨架6113’靠近底部伸缩支撑结构62’的两个第一伸缩件621设置，从而能更好地承受底部伸缩支撑结构62’对隧道300的底部进行支撑时的反作用力。
55.如图1所示，隧道支撑台车包括多个车架61，多个车架61沿隧道300的轴向排布，并通过多个连接结构66相连接。通过设置多个车架61，从而利用多个车架61上的伸缩支撑结构62同时对隧道300进行支撑，增大隧道支撑台车的作用区域。具体的，多个车架61上安装的伸缩支撑结构62能够分别对多个管节进行支撑，也可以对同一管节进行支撑。连接结构66包括连接板661，连接板661的一部分连接同一车架61上相邻的两个支撑梁611，连接板661的另一部分连接相邻的另一车架61上相邻的两个支撑连接，将两个车架61连接的同时，还能提高每个车架61的稳定性。
56.本实用新型的隧道支撑台车的操作流程如下：
57.在隧道300两端的工作井设置简易始发台架，通过电瓶车/铲车/叉车等隧道运输设备牵引隧道支撑台车移动至指定位置；
58.隧道支撑台车设备到达指定位置后，与隧道运输设备断开连接，通过多个第一伸缩件621将撑靴板622伸出至隧道300的内壁面或隧道支护结构301的内壁面，并以较小的压力与隧道300的内壁面或隧道支护结构301的内壁面进行预接触；
59.通过伸缩限位结构63伸缩调整伸缩支撑结构62的支撑方向，使撑靴板622的支撑中心与伸缩支撑结构62的中心对齐，然后对撑靴板622进行慢速连续加载，使其与隧道300的内壁面或隧道支护结构301的内壁面紧密贴合；
60.在撑靴板622与隧道300的内壁面或隧道支护结构301的内壁面贴合之后，逐渐加大多个第一伸缩件621提供的支撑力，直至达到实际施工所需的支撑力。
61.通过多个第一伸缩件621反馈的压力数值，通过控制机构67对隧道的收敛变形进行实时监测，并针对性地调节第一伸缩件621的支撑力的数值，从而保证隧道的整体稳定性。
62.以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。