一种隧道拱架连接工装[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 213016386 U(45)授权公告日 2021.04.20

(21)申请号 202022198629.5(22)申请日 2020.09.29

(73)专利权人 中铁二十三局集团第四工程有限

公司

地址 610091 四川省成都市青羊区广富路

218号8栋1单元，2单元(72)发明人 朱毓芳　盛怀猛　刘长林　王云鹏　路永鹏　翁亥亥　沈仟柱　张炳俭　杨西富　(74)专利代理机构 四川力久律师事务所 51221

代理人 范文苑(51)Int.Cl.

E21D 11/18(2006.01)

权利要求书1页 说明书5页 附图4页

()实用新型名称

一种隧道拱架连接工装

(57)摘要

本实用新型涉及隧道施工技术领域，具体提供一种隧道拱架连接工装，包括限位板，所述限位板的两侧设有限位槽，两个所述限位槽分别用于适配连接拱架工字钢的两个翼板,所述限位板连接有定位件，所述定位件用于对应适配的连接钢板的连接孔。本实用新型所述的隧道拱架连接工装，通过限位槽先将限位板在拱架工字钢上定位，再通过定位件将所述连接钢板在限位板上定位，进而实现所述连接钢板在所述拱架工字钢上的定位，进而使连接钢板的连接孔能够直接与定位件匹配即可保证连接钢板能够快速、准确的到达连接钢板的指定连接位置，进而使连接钢板和拱架工字钢的连接精度和连接效率更高，有效的提高了施工效率，避免人工和时间的浪费。

CN 213016386 UCN 213016386 U

权　利　要　求　书

1/1页

1.一种隧道拱架连接工装，其特征在于，包括限位板(2)，所述限位板(2)的两侧设有限位槽(21)，两个所述限位槽(21)分别用于适配连接拱架工字钢(6)的两个翼板,所述限位板(2)连接有定位件(3)，所述定位件(3)用于对应适配的连接钢板(5)的连接孔(51)。

2.根据权利要求1所述的隧道拱架连接工装，其特征在于，还包括支撑板(1)，所述支撑板(1)垂直连接所述限位板(2)。

3.根据权利要求2所述的隧道拱架连接工装，其特征在于，所述支撑板(1)的宽度适配于所述拱架工字钢(6)的腹板的宽度。

4.根据权利要求1‑3任一所述的隧道拱架连接工装，其特征在于，所述定位件(3)包括两个垂直连接于所述限位板(2)的定位杆，两个所述定位杆分别适配于所述连接钢板(5)沿所述拱架工字钢(6)的腹板宽度方向分布的两个连接孔(51)。

其特征在于，还包括把手(4)。5.根据权利要求1‑3任一所述的隧道拱架连接工装，

6.根据权利要求5所述的隧道拱架连接工装，其特征在于，所述把手(4)设于所述限位板(2)上。

7.根据权利要求1‑3任一所述的隧道拱架连接工装，其特征在于，所述限位板(2)和所述定位件(3)均为钢制构件，所述定位件(3)焊接所述限位板(2)。

2

CN 213016386 U

说　明　书一种隧道拱架连接工装

1/5页

技术领域

[0001]本实用新型涉及隧道施工技术领域，特别是一种隧道拱架连接工装。

背景技术

[0002]山区高速公路隧道的开挖施工多采用矿山法开挖，并根据不同围岩类别采用不同的矿山法开挖方式，如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩的稳定性较好，采用全断面开挖；而Ⅳ、Ⅴ级围岩稳定性较差，多采用机械开挖或局部爆破的方式，如：采用上下台阶法或三台阶法等方式开挖。[0003]按照相关规范、规定要求，支护体系必须紧跟开挖掌子面，且在Ⅳ、Ⅴ级围岩开挖过程中要求初期支护拱架尽快完成封闭，在初期支护拱架封闭完全完成前，需要对上、下台阶的拱架工字钢进行连接，而传统的初期支护拱架的连接方式是：通过施工人员自身经验判断，直接将两个连接钢板分别焊接在拱架需要连接的两个拱架工字钢的端部上，再将两个连接钢板螺栓连接(两个连接钢板上有对应的螺孔)。但采用上述方式将连接钢板焊接在拱架工字钢的端部上时会产生的较大的误差，进而导致拱架安装连接时上台阶拱架工字钢连接的连接钢板和下台阶拱架工字钢连接的连接钢板两者的螺孔位置无法对应，进而通过螺栓来连接两个连接钢板比较困难，从而导致人工和时间的浪费，且影响围岩开挖过程的支护时间。

实用新型内容

[0004]本实用新型的目的在于：针对现有技术存在：采用传统的初期支护拱架的连接方式，即通过人工经验来将两个连接钢板分别焊接在拱架需要连接的两个拱架工字钢的端部，容易产生较大的误差，从而导致两个连接钢板难以通过螺栓连接的问题，提供一种隧道拱架连接工装。所述隧道拱架连接工装能够保证连接钢板连接在拱架上的精度，进而可有效提高施工效率，避免人工和时间的浪费，且能够及时满足围岩开挖过程的支护条件，保证施工质量。

[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：[0006]一种隧道拱架连接工装,包括限位板，所述限位板的两侧设有限位槽，两个所述限位槽分别用于适配连接拱架工字钢的两个翼板,所述限位板连接有定位件，所述定位件用于对应适配的连接钢板的连接孔。[0007]其中，隧道拱架采用多个拱架工字钢连接而成，拱架工字钢包括中间的腹板和两侧的翼板。

[0008]所述限位板用于沿拱架工字钢腹板的宽度方向设置，其能够通过两侧的限位槽与拱架工字钢的两侧翼板配合，形成限位，进而实现限位板在拱架工字钢上的定位，且能够使所述隧道拱架连接工装更稳定的使用。同时，两侧所述限位槽能够使所述限位板沿所述翼板的长度方向滑动，便于安装和拆卸。且限位板上连接有定位件，限位板为定位件提供了支撑，并限定了定位件的连接方向；通过限位板定位其上定位件的位置，再由定位件配合连接钢板的连接孔来定位连接钢板的位置，即所述限位板通过其上连接的定位件能够定位连接

3

CN 213016386 U

说　明　书

2/5页

钢板，进而实现拱架工字钢和连接钢板相对定位。使用时，将所述限位板放置在拱架工字钢的连接端的腹板上，同时将限位板的两侧限位槽对应安装于所述拱架工字钢的翼板上，然后通过人工固定或者其他固定方式将所述限位板和所述拱架工字钢固定，如：抱箍等；固定后，完成所述限位板在所述拱架工字钢上的定位。然后将连接钢板的连接孔匹配所述定位件安装，并使连接钢板抵接在拱架工字钢连接端的端面上，即可保证所述连接钢板已经安装在预连接位置，然后直接将连接钢板焊接在拱架工字钢上，其连接精度高，速度快，无需根据人工经验反复调整。其中，预连接位置是指的连接钢板关于拱架工字钢腹板对称的位置。本实用新型所述的隧道拱架连接工装，通过先将限位板在拱架工字钢上定位，再通过定位件将所述连接钢板在限位板上定位，进而实现所述连接钢板在所述拱架工字钢上的定位，进而使连接钢板的连接孔能够直接与定位件匹配即可保证连接钢板能够快速、准确的到达连接钢板的指定连接位置，进而使连接钢板和拱架工字钢的连接精度和连接效率更高，有效的提高了施工效率，避免人工和时间的浪费。同时，连接钢板与拱架工字钢的连接精度更高，便于两个需要连接的拱架工字钢通过连接钢板进行螺栓连接，且能够及时满足围岩开挖过程的支护条件，保证施工质量。[0009]优选的，所述隧道拱架连接工装还包括支撑板，所述支撑板垂直连接所述限位板。[0010]所述支撑板适配安装于所述拱架工字钢的腹板，用于模拟所述腹板，并用于对所述限位板形成支撑，其垂直连接所述限位板，即保持所述限位板垂直于所述腹板，同时避免所述限位板沿腹板长度方向的摇摆。[0011]优选的，所述支撑板的宽度适配于所述拱架工字钢的腹板的宽度,使所述支撑板与所述限位板在腹板宽度方向的连接长度最大，能够提高所述支撑板对所述限位板的支撑强度；且所述支撑板在两个翼板之间只能够做直线滑动，具有导向作用。[0012]优选的，所述定位件包括两个垂直连接于所述限位板的定位杆，两个所述定位杆分别适配于所述连接钢板沿所述拱架工字钢的腹板宽度方向分布的两个连接孔。[0013]其中，所述定位杆距离所述拱架工字钢的腹板的距离适配于所述连接孔距离所述拱架工字钢的腹板的距离。

[0014]所述定位杆能够穿过连接孔，连接孔由拱架工字钢的腹板为中线，分为两侧，每侧有两个连接孔，每侧的两个连接孔沿拱架工字钢的腹板宽度方向分布。通过两个所述定位杆分别穿过同一侧的两个连接孔，即两个所述定位杆分别穿过所述连接钢板沿所述拱架工字钢的腹板宽度方向分布的两个连接孔，能够对所述连接钢板的该侧进行定位，进而对连接钢板进行定位。使用时，需要保证所述连接钢板关于拱架工字钢腹板对称，而连接钢板上的连接孔关于连接钢板的中心对称，通过将定位杆与腹板之间的距离设置为与连接孔与腹板之间的距离相等，允许有一定误差，即可保证所述连接钢板被定位杆定位在预连接的位置。且两个拱架工字钢之间的连接，需要两个拱架工字钢的连接端各焊接一个连接钢板，所述定位杆能够同时穿过两个连接钢板，为两个拱架工字钢的连接端同时定位连接钢板，使两个连接钢板的位置更精确的对应，能够提高连接钢板连接在拱架上的精度。[0015]优选的，所述隧道拱架连接工装还包括把手。[0016]进一步优选的，所述把手设于所述限位板上，使操作所述隧道拱架连接工装时更加方便。

[0017]优选的，所述限位板和所述定位件均为钢制构件，所述定位件焊接所述限位板。

4

CN 213016386 U[0018]

说　明　书

3/5页

优选的，所述把手和所述支撑板为钢制构件。

[0019]综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：[0020]1、本实用新型所述的隧道拱架连接工装，通过限位槽先将限位板在拱架工字钢上定位，再通过定位件将所述连接钢板在限位板上定位，进而实现所述连接钢板在所述拱架工字钢上的定位，进而使连接钢板的连接孔能够直接与定位件匹配即可保证连接钢板能够快速、准确的到达连接钢板的指定连接位置，进而使连接钢板和拱架工字钢的连接精度和连接效率更高，有效的提高了施工效率，避免人工和时间的浪费。同时，连接钢板与拱架工字钢的连接精度更高，便于两个需要连接的拱架工字钢通过连接钢板进行螺栓连接，且能够及时满足围岩开挖过程的支护条件，保证施工质量。[0021]2、本实用新型所述隧道拱架连接工装的定位件为两个定位杆，所述定位杆能够穿过连接孔，通过两个所述定位杆分别穿过同一侧的两个连接孔，能够对所述连接钢板的该侧进行定位，进而对连接钢板进行定位。且两个拱架工字钢之间的连接，需要两个拱架工字钢的连接端各焊接一个连接钢板，所述定位杆能够同时穿过两个连接钢板，为两个拱架工字钢的连接端同时定位连接钢板，使两个连接钢板的位置更精确的对应，能够提高连接钢板连接在拱架上的精度。[0022]3、本实用新型所述隧道拱架连接工装的限位板垂直连接有支撑板，所述支撑板能够对所述限位板形成支撑，避免所述限位板沿腹板长度方向的摇摆；同时所述支撑板能够保证所述限位板垂直于所述腹板。

附图说明

[0023]图1是实施例1中所述隧道拱架连接工装的结构示意图；[0024]图2是实施例1中所述隧道拱架连接工装的安装示意图；[0025]图3是实施例1中步骤二的侧视图；[0026]图4是实施例1中步骤二的正视图；[0027]图5是实施例1中步骤三的示意图；[0028]图6是实施例1中步骤四的示意图；[0029]图7是实施例1中步骤五的示意图。[0030]图标：1‑支撑板；2‑限位板；21‑限位槽；3‑定位件；4‑把手；5‑连接钢板；51‑连接孔；6‑拱架工字钢；7‑螺栓。具体实施方式

[0031]下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。[0032]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。[0033]实施例1

[0034]本实施例提供一种隧道拱架连接工装，参见图1‑2，包括限位板2，所述限位板2的两侧设有限位槽21，两个所述限位槽21分别用于适配连接拱架工字钢6的两个翼板,所述限位板2连接有定位件3，所述定位件3用于对应适配的连接钢板5的连接孔51。

5

CN 213016386 U[0035]

说　明　书

4/5页

其中，如图7所示，隧道拱架采用多个拱架工字钢6连接而成，拱架工字钢6包括中

间的腹板和两侧的翼板。[0036]如图2‑3，所述限位板2用于沿拱架工字钢6腹板的宽度方向设置，其能够通过两侧的限位槽21与拱架工字钢6的两侧翼板配合，形成限位，进而实现限位板2在拱架工字钢6上的定位，且能够使所述隧道拱架连接工装更稳定的使用。同时，两侧所述限位槽21能够使所述限位板2沿所述翼板的长度方向滑动，便于安装和拆卸。且限位板2上连接有定位件3，限位板2为定位件3提供了支撑，并限定了定位件3的连接方向；通过限位板2定位其上定位件3的位置，再由定位件3配合连接钢板5的连接孔51来定位连接钢板5的位置，即所述限位板2通过其上连接的定位件3能够定位连接钢板5，进而实现拱架工字钢6和连接钢板5相对定位。

[0037]本实施例中，如图1‑4，所述隧道拱架连接工装包括支撑板1，所述支撑板1用于放置在拱架工字钢6的两个翼板之间的腹板上，且所述支撑板1的宽度与所述腹板的宽度适配。如图3，所述支撑板1的下端垂直连接于所述限位板2上侧面，所述限位板2左右两侧设有限位槽21，所述限位槽21的槽口向里，两个所述限位槽21分别适配于两个所述翼板。[0038]如图2所示，所述连接钢板5上具有4个连接孔51，四个连接孔51关于所述连接钢板5的中心呈对称设置。所述连接钢板5用于连接两个拱架工字钢6时，需要将四个连接孔51分为两组对称连接于拱架工字钢6的腹板的两侧。[0039]本实施例中，所述定位件3包括两个垂直连接于所述限位板2的定位杆，两个所述定位杆分别适配于所述连接钢板5的同一侧的两个连接孔51。如图3‑4所示，所述限位板2的下侧面垂直连接有两个所述定位杆，两个所述定位杆分为左右两侧布置，每个所述定位杆对应穿过所述连接钢板5上的连接孔51中，且因为所述定位杆距离所述腹板的高度等于所述连接孔51距离所述腹板的高度，所以在连接钢板5连接拱架工字钢6后，能够保证连接钢板5上的连接孔51分为两组，并对称设置在腹板两侧。[0040]本实施例中，所述限位板2和所述支撑板1都是采用10mm厚的钢板构件加工而成，所述定位杆是采用φ22圆形钢筋加工而成，所述把手4是采用φ10圆形钢筋弯曲而成，均是使用施工中产生的边角废料直接加工利用。上述材料和尺寸只是举例说明，具体尺寸根据实际方施工拱架工字钢6的尺寸来确定，材料根据施工现场所需确定。[0041]采用所述隧道拱架连接工装来连接上下台阶的拱架工字钢6时，包括以下步骤：[0042]步骤一：组装所述隧道拱架连接工装；即将把手4、定位杆、支撑板1和限位板2按对应连接关系进行焊接，如图1所示；[0043]步骤二：将所述隧道拱架连接工装安装在上台阶的拱架工字钢6的下方连接端处，并人工扶稳，然后像图2中所示方向将连接钢板5的连接孔51套设在两个定位杆上，最终移动所述连接钢板5使所述连接钢板5抵紧上台阶的拱架工字钢6的下端面，并将所述连接钢板5和上台阶的所述拱架工字钢6焊接，如图3所示；[0044]步骤三：将所述隧道拱架连接工装沿上台阶的拱架工字钢6的两侧翼板上移，至能够将另一块连接钢板5放置在下台阶的拱架工字钢6的上连接端端面上；然后调整下台阶的拱架工字钢6对应的连接钢板5的位置，并下移所述隧道拱架连接工装，使所述隧道拱架连接工装的两个定位杆同时穿过下台阶的连接钢板5的对应的两个连接孔51，然后将下台阶的连接钢板5与下台阶的拱架工字钢6焊接，如图5所示；

6

CN 213016386 U[0045]

说　明　书

5/5页

步骤四：如图6所示，使用螺栓7通过上下两个连接钢板5右侧对应的4个连接孔51

将上下两个连接钢板5连接；[0046]步骤五：将所述隧道拱架连接工装上移并取下，安装左侧对应的4个连接孔51，上下台阶的拱架工字钢6连接完成，如图7。

[0047]本实施例所述的隧道拱架连接工装，其通过所述支撑板1支撑所述限位板2，保证所述限位板2与拱架工字钢6的腹板垂直，并通过所述限位板2两侧的限位槽21对限位板2进行限位，通过人力固定，进而使限位板2能够稳定的安装并定位在拱架工字钢6腹板上，为所述定位杆提供支撑并限定定位杆的连接方向，进而使定位杆能够直接匹配连接钢板5的连接孔51来保证连接钢板5能够快速、准确的到达连接钢板5的预连接位置，进而使连接钢板5和拱架工字钢6的连接精度和连接效率更高，有效的提高了施工效率，避免人工和时间的浪费。同时，连接钢板5与拱架工字钢6的连接精度更高，便于两个需要连接的拱架工字钢6通过连接钢板5进行螺栓7连接，且能够及时满足围岩开挖过程的支护条件，保证施工质量。[0048]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

7

CN 213016386 U

说　明　书　附　图

1/4页

图1

8

CN 213016386 U

说　明　书　附　图

图2

图3

9

2/4页

CN 213016386 U

说　明　书　附　图

3/4页

图4

图5

10

CN 213016386 U

说　明　书　附　图

4/4页

图6

图7

11