一种伸缩式沿隧道钢拱架铺设线缆装置及使用方法

1.本发明属于隧道工程监测领域，尤其涉及一种伸缩式沿隧道钢拱架铺设线缆装置及使用方法。


背景技术：

2.为确保隧道结构安全与合理调整隧道施工工艺参数，开展隧道工程监测必不可少。对于岩石隧道的监测类型主要包括位移与压力等，在进行压力监测时主要采用的检测仪器包括，压力盒、压力枕、应变片、应力计等一系列传感器，而传感器采集到的数据一般是通过线缆传输。在大断面隧道布置传感器时，为了方便采集数据，往往需要沿钢拱架铺设较长的外接线缆。为了保证线缆不被后续作业破坏，传感器外接线缆需沿钢拱架背部或钢拱架槽内铺设，而钢拱架的部分位置距离作业台车较远，作业人员需要高空攀爬作业，以保证传感器外接线缆按要求铺设，这极大的增加了作业人员的劳动强度以及作业危险性，降低了铺设效率。为解决上述问题，亟需一种安全高效的线缆铺设辅助工具。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种伸缩式沿隧道钢拱架铺设线缆装置及使用方法，以解决上述问题，达到提高铺设效率、保证作业安全、降低作业难度的目的。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种伸缩式沿隧道钢拱架铺设线缆装置，包括伸缩式支架，所述伸缩式支架的上部通过滑轮组件滚动配合在钢拱架的下翼缘板两侧，所述伸缩式支架的顶部对称设置有第一线缆支架总成与第二线缆支架总成，所述第一线缆支架总成与所述第二线缆支架总成对称位于所述钢拱架腹板的两侧，所述第一线缆支架总成与所述第二线缆支架总成的一端分别铰接在所述伸缩式支架的顶面，所述第一线缆支架总成与所述第二线缆支架总成的另一端分别与若干线缆可拆卸连接，所述第一线缆支架总成与所述第二线缆支架总成的另一端分别与所述钢拱架的两侧中端对应设置，所述伸缩式支架的下部可拆卸连接有牵引绳。
5.优选的，所述伸缩式支架包括第一滑轮组支架与第二滑轮组支架，所述第一滑轮组支架与所述第二滑轮组支架的相对侧分别开设有凹槽，所述滑轮组件对应转动连接在两组所述凹槽内，所述第一滑轮组支架的一侧底部固定连接有中空方体结构，所述第二滑轮组支架的一侧底部固定连接有方体结构，所述中空方体结构的内部固定连接有弹簧的一端，所述方体结构远离所述第二滑轮组支架的一端伸入中空方体结构的内部，所述弹簧的另一端挂在所述方体结构伸入所述中空方体结构内的一端，所述牵引绳的一端挂在所述中空方体结构的外侧底部。
6.优选的，所述第一线缆支架总成包括第一可旋转线缆孔位架，所述第一可旋转线缆孔位架的一端底部铰接在所述第一滑轮组支架的顶面，所述第一可旋转线缆孔位架的另一端侧面开设有若干第一固定孔位，所述第一可旋转线缆孔位架的另一端顶面螺纹连接有若干蝶式螺栓，若干所述蝶式螺栓的螺杆竖向对应穿入若干所述第一固定孔位内，所述线
缆的一端抵接在所述蝶式螺栓的螺杆与所述第一固定孔位底壁之间。
7.优选的，所述第一滑轮组支架的顶面开设有第一贯穿孔，所述第一贯穿孔的上部孔径小于下部孔径，所述第一可旋转线缆孔位架的铰接端底面固定连接有第一转轴，所述第一转轴适配于所述第一贯穿孔内。
8.优选的，所述第二线缆支架总成包括第二可旋转线缆孔位架，所述第二可旋转线缆孔位架的一端底部铰接在所述第二滑轮组支架的顶面，所述第二可旋转线缆孔位架的另一端侧面开设有若干第二固定孔位，所述第二可旋转线缆孔位架的另一端顶面螺纹连接有若干所述蝶式螺栓，若干所述蝶式螺栓的螺杆竖向对应穿入若干所述第二固定孔位内，所述线缆的一端抵接在所述蝶式螺栓的螺杆与所述第二固定孔位底壁之间。
9.优选的，所述第二滑轮组支架的顶面开设有第二贯穿孔，所述第二贯穿孔的上部孔径小于下部孔径，所述第二可旋转线缆孔位架的铰接端底面固定连接有第二转轴，所述第二转轴适配于所述第二贯穿孔内。
10.优选的，所述滑轮组件包括若干第一滑轮、若干第二滑轮，所述第一滑轮组支架上的所述凹槽顶壁与底壁分别开设有若干第一轴槽、第二轴槽，若干所述第一滑轮分别转动连接在所述第一轴槽内与所述第二轴槽内，若干所述第一滑轮的沟槽与所述钢拱架下翼缘板的一侧滚动配合；所述第二滑轮组支架上的所述凹槽顶壁与底壁分别开设有若干第三轴槽、第四轴槽，若干所述第二滑轮分别转动连接在所述第三轴槽内与所述第四轴槽内，若干所述第二滑轮的沟槽与所述钢拱架下翼缘板的另一侧滚动配合。
11.优选的，所述第一转轴与所述第二转轴的侧壁上分别固定连接有凸起，所述第一贯穿孔与所述第二贯穿孔内分别开设有滑槽，所述凸起滑动连接在所述滑槽内，所述凸起绕所述第一转轴或所述第二转轴轴心的滑动角度为90
°
，所述第一可旋转线缆孔位架或所述第二可旋转线缆孔位架在所述线缆的铺设方向与所述钢拱架的垂直方向之间活动。
12.优选的，所述第一滑轮组支架的顶面喷涂有第一前进标与第一旋转标，所述第一前进标与所述线缆的铺设方向对应，所述第一旋转标与所述第一可旋转线缆孔位架的转动角度对应；所述第二滑轮组支架的顶面喷涂有第二前进标与第二旋转标，所述第二前进标与所述线缆的铺设方向对应，所述第二旋转标与所述第二可旋转线缆孔位架的转动角度对应。
13.一种伸缩式沿隧道钢拱架铺设线缆装置的使用方法，应用于所述伸缩式沿隧道钢拱架铺设线缆装置，包括如下步骤：
14.s1、安装伸缩式支架，根据伸缩式支架的伸缩作用并通过滑轮组件滚动配合在钢拱架下翼缘板两侧；
15.s2、调整第一线缆支架总成与第二线缆支架总成的铰接角度并与钢拱架的垂直方向对应设置；
16.s3、将线缆安装至第一线缆支架总成与第二线缆支架总成上，通过手动牵引牵引绳带动伸缩式支架沿钢拱架移动；
17.s4、达到指定铺设位置后，手动使线缆与第一线缆支架总成、第二线缆支架总成脱离，并将伸缩式支架从钢拱架上拆除。
18.本发明具有如下技术效果：伸缩式支架的主要作用是根据伸缩作用可以灵活拆装到钢拱架并通过牵引绳手动拉拽而移动；第一线缆支架总成与第二线缆支架总成上固定连
接的若干线缆，通过伸缩式支架带动，铺设在钢拱架的腹板两侧；本发明结构简便、操作简单，能够有效避免作业人员高空攀爬作业，降低作业危险性，还能够保证线缆的铺设效率，降低作业人员的工作难度；根据伸缩式支架的伸缩特点将第一线缆支架总成与第二线缆支架总成安装至钢拱架两侧，使本发明可以适用于不同宽度的钢拱架，提高本发明在不同隧道工程中的适用性。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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。
20.图1为本发明的结构示意图；
21.图2为本发明在钢拱架上的安装示意图；
22.图3为本发明第一滑轮组支架的结构示意图；
23.图4为本发明第二滑轮组支架的结构示意图；
24.图5为本发明第一可旋转线缆孔位架、第二可旋转线缆孔位架的结构示意图；
25.图6为本发明滑轮的结构示意图；
26.图7为本发明第一转轴、第二转轴的结构示意图；
27.图8为本发明第一贯穿孔、第二贯穿孔的结构示意图；
28.其中，1、第一滑轮组支架；1-1、第一轴槽；1-2、第二轴槽；1-3、第一贯穿孔；1-4、中空方体结构；1-5、第一前进标；1-6、第一旋转标；2、第一滑轮；3、第一可旋转线缆孔位架；3-1、第一固定孔位；3-2、第一配套螺孔；3-3、第一转轴；4、蝶式螺栓；5、弹簧固定螺钉；6、弹簧；7、牵引环；8、第二滑轮组支架；8-1、第三轴槽；8-2、第四轴槽；8-3、第二贯穿孔；8-4、方体结构；8-5、圆环；8-6、第二前进标；8-7、第二旋转标；9、第二滑轮；10、第二可旋转线缆孔位架；10-1、第二固定孔位；10-2、第二配套螺孔；10-3、第二转轴；11、钢拱架；12、线缆。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
30.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
31.参照图1-8所示，本发明提供了一种伸缩式沿隧道钢拱架铺设线缆装置，包括伸缩式支架，伸缩式支架的上部通过滑轮组件滚动配合在钢拱架11下翼缘板的两侧，伸缩式支架的顶部对称设置有第一线缆支架总成与第二线缆支架总成，第一线缆支架总成与第二线缆支架总成对称位于钢拱架11腹板的两侧，第一线缆支架总成与第二线缆支架总成的一端分别铰接在伸缩式支架的顶面，第一线缆支架总成与第二线缆支架总成的另一端分别与若干线缆12可拆卸连接，第一线缆支架总成与第二线缆支架总成的另一端分别与钢拱架11的
两侧中端对应设置，伸缩式支架的下部可拆卸连接有牵引绳。
32.伸缩式支架的主要作用是根据伸缩作用可以灵活拆装到钢拱架11并通过牵引绳手动拉拽而移动；第一线缆支架总成与第二线缆支架总成上固定连接的若干线缆12，通过伸缩式支架带动，铺设在钢拱架11腹板的两侧；本技术能够有效提高线缆12的铺设效率，降低作业人员的工作难度。
33.进一步优化方案，伸缩式支架包括第一滑轮组支架1与第二滑轮组支架8，第一滑轮组支架1与第二滑轮组支架8的相对侧分别开设有凹槽，滑轮组件对应转动连接在两组凹槽内，第一滑轮组支架1的凹槽一侧底部固定连接有中空方体结构1-4，第二滑轮组支架8的凹槽一侧底部固定连接有方体结构8-4，方体结构8-4的截面尺寸小于中空方体结构1-4的内截面尺寸，方体结构8-4远离第二滑轮组支架8的一端伸入中空方体结构1-4的内部，中空方体结构1-4的内部固定连接有弹簧6的一端，弹簧6的另一端挂在方体结构8-4位于中空方体结构1-4内的一端，中空方体结构1-4的外侧底部固定连接有牵引环7，牵引绳的一端通过牵引环7挂在中空方体结构1-4的外侧底部。
34.方体结构8-4远离第二滑轮组支架8的一端固定连接有圆环8-5，中空方体结构1-4的内部靠近第一滑轮组支架1的一侧螺纹连接有弹簧固定螺钉5，弹簧6的一端通过弹簧固定螺钉5固定连接在中空方体结构1-4内，弹簧6的另一端挂在圆环8-5上，弹簧6将第一滑轮组支架1与第二滑轮组支架8组合成一个可自由伸缩的整体。
35.进一步优化方案，第一线缆支架总成包括第一可旋转线缆孔位架3，第一可旋转线缆孔位架3的一端底部铰接在第一滑轮组支架1的顶面，第一可旋转线缆孔位架3的另一端侧面开设有若干第一固定孔位3-1，第一可旋转线缆孔位架3的另一端顶面螺纹连接有若干蝶式螺栓4，若干蝶式螺栓4的螺杆竖向对应穿入若干第一固定孔位3-1内，通过旋转蝶式螺栓4可将线缆12的一端抵接在第一固定孔位3-1内或将线缆12由第一固定孔位3-1内拆卸。
36.进一步优化方案，第一滑轮组支架1的顶面开设有第一贯穿孔1-3，第一贯穿孔1-3的上部孔径小于下部孔径，第一可旋转线缆孔位架3的铰接端底面固定连接有第一转轴3-3，第一转轴3-3适配于第一贯穿孔1-3内。
37.进一步优化方案，第二线缆支架总成包括第二可旋转线缆孔位架10，第二可旋转线缆孔位架10的一端底部铰接在第二滑轮组支架8的顶面，第二可旋转线缆孔位架10的另一端侧面开设有若干第二固定孔位10-1，第二可旋转线缆孔位架10的另一端顶面螺纹连接有若干蝶式螺栓4，若干蝶式螺栓4的螺杆竖向对应穿入若干第二固定孔位10-1内，通过旋转蝶式螺栓4可将线缆12的一端抵接在第二固定孔位10-1内或将线缆12由第二固定孔位10-1内拆卸。
38.进一步优化方案，第二滑轮组支架8的顶面开设有第二贯穿孔8-3，第二贯穿孔8-3的上部孔径小于下部孔径，第二可旋转线缆孔位架10的铰接端底面固定连接有第二转轴10-3，第二转轴10-3适配于第二贯穿孔8-3内。
39.进一步优化方案，滑轮组件包括若干第一滑轮2、若干第二滑轮9，第一滑轮组支架1上的凹槽顶壁与底壁分别开设有若干第一轴槽1-1、第二轴槽1-2，若干第一滑轮2分别转动连接在第一轴槽1-1内与第二轴槽1-2内，若干第一滑轮2的沟槽与钢拱架11下翼缘板的一侧滚动配合；第二滑轮组支架8上的凹槽顶壁与底壁分别开设有若干第三轴槽8-1、第四轴槽8-2，若干第二滑轮9分别转动连接在第三轴槽8-1内与第四轴槽8-2内，若干第二滑轮9
的沟槽与钢拱架11下翼缘板的另一侧滚动配合。
40.进一步优化方案，第一转轴3-3与第二转轴10-3的侧壁上分别固定连接有凸起，第一贯穿孔1-3与第二贯穿孔8-3内分别开设有滑槽，凸起滑动连接在滑槽内，凸起绕第一转轴3-3或第二转轴10-3轴心的滑动角度为90
°
，第一可旋转线缆孔位架3或第二可旋转线缆孔位架10在线缆12的铺设方向与钢拱架11的垂直方向之间活动。
41.由于凸起的限制，使第一可旋转线缆孔位架3或第二可旋转线缆孔位架10的往复转动角度最大为90
°
，当第一可旋转线缆孔位架3或第二可旋转线缆孔位架10与钢拱架11平行时，可便于伸缩式支架的安装，当第一可旋转线缆孔位架3或第二可旋转线缆孔位架10与钢拱架11垂直时，可保证线缆12铺设在钢拱架11凹槽内。
42.进一步优化方案，第一滑轮组支架1的顶面喷涂有第一前进标1-5与第一旋转标1-6，第一前进标1-5与线缆12的铺设方向对应，第一旋转标1-6与第一可旋转线缆孔位架3的转动角度对应；第二滑轮组支架8的顶面喷涂有第二前进标8-6与第二旋转标8-7，第二前进标8-6与线缆12的铺设方向对应，第二旋转标8-7与第二可旋转线缆孔位架10的转动角度对应。
43.进一步优化方案，第一滑轮组支架1、第二滑轮组支架8、第一可旋转线缆孔位架3和第二可旋转线缆孔位架10采用铝合金材料。
44.一种伸缩式沿隧道钢拱架铺设线缆装置的使用方法，应用于伸缩式沿隧道钢拱架铺设线缆装置，包括如下步骤：
45.s1、安装伸缩式支架，根据伸缩式支架的伸缩作用并通过滑轮组件滚动配合在钢拱架11下翼缘板两侧；
46.s2、调整第一线缆支架总成与第二线缆支架总成的铰接角度并与钢拱架11的垂直方向对应设置；
47.s3、将线缆12安装至第一线缆支架总成与第二线缆支架总成上，通过手动牵引牵引绳带动伸缩式支架沿钢拱架11移动；
48.s4、达到指定铺设位置后，手动使线缆12与第一线缆支架总成、第二线缆支架总成脱离，并将伸缩式支架从钢拱架11上拆除。
49.初始状态，第一可旋转线缆孔位架3与第二可旋转线缆孔位架10根据第一前进标1-5、第二前进标8-6的指向放置，用力拉拽第一滑轮组支架1与第二滑轮组支架8，使两者之间的间距大于钢拱架11的宽度，当钢拱架11位于第一滑轮组支架1与第二滑轮组支架8之间时松开，此时若干第一滑轮2、第二滑轮9夹紧钢拱架11的下翼缘板两侧；推动伸缩式支架，若可以滑动不够顺畅，重新调整第一滑轮组支架1、第二滑轮组支架8与钢拱架11的连接状态；然后根据第一旋转标1-6、第二旋转标8-7调整第一可旋转线缆孔位架3与第二可旋转线缆孔位架10，使第一可旋转线缆孔位架3、第二可旋转线缆孔位架10分别与钢拱架11的两侧垂直设置；接着，通过蝶式螺栓4将若干线缆12的一端分别固定在第一固定孔位3-1与第二固定孔位10-1内；作业人员手动牵引牵引绳，用力拉扯使本装置牵引线，使线缆12沿钢拱架11移动直至指定位置，另一名作业人员站在钢拱架11底部捋顺多根线缆12并保证线缆12顺利进入钢拱架11侧面凹槽内；当线缆12达到指定位置后，拆开蝶式螺栓4，将所需线缆12从第一固定孔位3-1与第二固定孔位10-1中取出，并连接传感器脚线；当所有线缆12都铺设完毕后，在作业人员可以触及到装置的位置将牵引绳取下，然后将第一可旋转线缆孔位架3、
第二可旋转线缆孔位架10旋转至平行于装置前进方向，用力拉伸第一滑轮组支架1与第二滑轮组支架8，将装置从钢拱架上取下。
50.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
51.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。