本發(fā)明涉及一種臺架，特別涉及一種同時具有土工布、防水布及二襯鋼筋鋪敷功能的臺車。

背景技術：

中國的隧道工程施工中，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量的一大難題。

現(xiàn)有技術中對二次襯砌鋼筋綁扎，普遍借助一個臺架進行施工，現(xiàn)有臺架結構均十分簡單，其功能僅是一個可移動的腳手架。鋼筋綁扎主要通過人工，將在地面焊接好鋼筋（一般直徑為22－25mm）從臺架邊側送到拱部，并利用鋼筋自身的彈性，將鋼筋在臺架外側形成弧狀。并且因為鋼筋具有彈性，鋼筋在吊裝到預定位置的過程中會發(fā)生甩動，而隧道內空間狹窄，鋼筋甩動時很容易捅破防水層。因此這種施工方式既費人力又費時間并且影響工程質量，導致最后施工成本明顯偏高。

另外，由于不便于穿透防水層給鋼筋增設支撐點，而鋼筋又存在一定的剛度和重量，因此，人工彎成的環(huán)狀鋼筋無法精確定位，靠進圍巖一側的鋼筋常常因變形壓在防水層上，使其在澆筑混凝土時沒有保護層，而靠隧道內側的鋼筋在拱腰等處常常向圍巖一側嚴重變形（如圖1中箭頭所指方向所示），使得該處二次襯砌的鋼筋形同虛設。這種現(xiàn)象在現(xiàn)有技術中普遍存在，成為隧道工程質量的一大通病和隱患。

根據(jù)以上問題，發(fā)明人首先想到可以把鋼筋事先彎曲成型，然后通過翻轉的方式將環(huán)向運到臺架上進行安裝。并以此為引線對現(xiàn)有技術進行改進，解決隧道工程施工建造質量的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種土工布防水布及二襯鋼筋鋪敷一體式臺架，以解決現(xiàn)有施工方式既費人力又費時間，并且不能保證施工工程質量的問題。

為了達到上述目的，本發(fā)明的基礎方案提供一種土工布防水布及二襯鋼筋鋪敷一體式臺車，包括臺架、用于吊裝鋼筋的弧形盛具機構、用于鋪設防水布和土工布的弧形軌道機構和用于頂出鋼筋的頂出機構，弧形盛具機構包括用于盛裝鋼筋的弧形盛具，弧形軌道機構包括用于土工布和防水布的環(huán)向鋪設的弧形軌道，還包括兩根翻轉軸，臺架兩側對稱固定有第一鉸接件，弧形盛具內設有與隧道內壁弧形形狀相匹配的固定槽，弧形盛具兩端固定有與第一鉸接件位置對應的第二鉸接件，翻轉軸易拆卸地與第一鉸接件和第二鉸接件配合形成兩個鉸接支點，弧形盛具可旋轉為豎直位置，且弧形盛具能沿臺架上縱向滑動；弧形軌道縱向滑動連接在臺架上，頂出機構包括若干對鋼筋做環(huán)向和縱向定位的頂出桿，頂出桿環(huán)向排布的形狀與隧道內壁相匹配。

本基礎方案的原理在于：先利用弧形軌道機構在一個環(huán)向上進行一次防水布和土工布鋪設，完成后，移動弧形軌道進行下一個環(huán)向的鋪設，再將縱向鋼筋吊裝至臺車平臺上。

后將翻轉軸插入第一鉸接件和第二鉸接件，將若干鋼筋彎曲后放置在弧形盛具的固定槽內。利用卷揚機、電動葫蘆等施工過程中常用的吊裝設備，將弧形盛具以翻轉軸與第一鉸接件和第二鉸接件形成的鉸接支點為旋轉中心，旋轉至豎直狀態(tài)。拆下翻轉軸，解除了弧形盛具與臺架的連接關系，使弧形盛具轉換為可在臺架上移動的狀態(tài)。

從弧形盛具中取出一根鋼筋，取出的同時盡量保持鋼筋的弧度，并將鋼筋放到呈同樣弧度排布的頂出桿的定位輪上，并利用頂出桿上的各個固定件，快速地在頂出板上進行環(huán)向和縱向固定。移動弧形盛具到下個工位，取出第二根鋼筋快速地進行環(huán)向和縱向預固定。按照同樣的方法將若干鋼筋快速地環(huán)向和縱向定位在頂出桿的定位輪上。

本基礎方案的有益效果在于：1.本裝置能通過弧形盛具的轉動將（環(huán)向）鋼筋運至臺架上，相對與常規(guī)吊裝相比，轉動的方式能夠快速將（環(huán)向）鋼筋運載至目標點，并且省去了常規(guī)吊裝，卸料時的對位的過程，節(jié)約了施工時間。

2.旋轉的吊裝方式配合弧形盛具在吊裝時將鋼筋的形狀固定，防止了（環(huán)向）鋼筋吊裝時擺動，捅破鋪設好的防水層。同時，沿隧道縱向看，吊裝過程弧形盛具也不會晃動，適應了隧洞內的狹窄空間。

3.本裝置旋轉吊裝時，只用到翻轉軸與第一鉸接件和第二鉸接件形成的兩個易拆卸的旋轉支點。一方面易拆卸的旋轉支點既作為旋轉中心又支撐了弧形盛具的重量，實現(xiàn)了旋轉吊裝的方法，另一方面，易拆卸的旋轉支點容易拆卸，能快速地將弧形盛具從轉動模式轉換為縱向平移模式，進一步節(jié)約了施工時間，平移時因為頂出桿可伸縮，所以不會發(fā)生干涉。

4.弧形盛具內固定槽的形狀與隧道內壁的弧度相應，頂出機構中頂出桿的排布也與隧道內壁的弧度相匹配，鋼筋從弧形盛具中取出時不用改變鋼筋的形狀就能快速的將鋼筋固定在同樣弧度的排布的各頂出桿上，進一步節(jié)約了施工時間。

5.頂出桿同時位于弧形盛具形成的弧形和弧形軌道形成的弧形內，一方面防止弧形盛具和弧形軌道移動時與頂出桿發(fā)生干涉，另一方面使頂出桿排布形成的弧形位于弧形盛具內固定槽形成的弧形下方，取出鋼筋后利用鋼筋的重力就能快速將鋼筋放置在頂出桿上進行固定，節(jié)省了人力，并且進一步節(jié)約了施工時間。

優(yōu)化方案一：所述臺架兩側分別固定有縱向軌道，弧形盛具和弧形軌道滑動安裝在縱向軌道上?？v向軌道的設置方便在弧形盛具和弧形軌道下方設置滑動裝置，使弧形盛具和弧形軌道移動平穩(wěn)。

優(yōu)化方案二：還包括兩個在縱向軌道上移動的第一平移小車和四個在縱向軌道上移動的第二平移小車，弧形盛具可拆卸地安裝在第一平移小車上，弧形軌道安裝在第二平移小車上。第一平移小車和第二平移小車的設置使弧形盛具和弧形軌道在縱向軌道的滑動變?yōu)榛瑒幽Σ?，進一步提升了弧形盛具和弧形軌道移動的平穩(wěn)性。

優(yōu)化方案三：所述第一平移小車上設有l(wèi)型的承載件，承載件的水平部分上設有用于頂升弧形盛具的千斤頂，承載件的豎直部分設有感應弧形盛具位置的感應器。承載件用于放置弧形盛具，感應器感應到弧形盛具位于承載件上方時發(fā)出信號，就停止弧形盛具的轉動，防止弧形盛具轉過預定位置。千斤頂設置在承載件上，一方面將弧形盛具頂起，便于快速取出翻轉軸，另一方面，千斤頂下降，取出翻轉軸后移動弧形盛具時重心降低，增加移動弧形盛具時的安全系數(shù)。

優(yōu)化方案四：所述頂出機構還包括沿臺架環(huán)向方向設置的若干組頂出器，每組頂出器包括沿臺架縱向方向設置的若干個螺旋絲桿頂出機和連桿，螺旋絲桿頂出機包括頂出端和輸入端，每組頂出器的相鄰兩個螺旋絲桿頂出機的輸入端通過連桿連接，連桿上連接有電機，每組頂出器的螺旋絲桿頂出機的頂出端上共同連接在一根頂出桿上。

與現(xiàn)有技術相比：（1）本方案一次性準確定位、頂出和鋪設多根鋼筋，更快速高效；（2）本方案采用先準確定位難以鋪設和定位的鋼筋后，再定位和鋪設相對更不容易發(fā)生變形的縱向鋼筋的方法，減少鋼筋發(fā)生變形的幾率；（3）本方案利用弧形盛具存放鋼筋，弧形盛具在臺車上可沿縱向滑動，減小了人工搬運鋼筋的工作量，也減小了鋼筋因工人搬運時導致的受力不均而變形的幾率，同時也可防止鋼筋在搬運過程中損壞防水布；（4）螺旋絲桿頂出機的頂出端可精確地控制頂出桿的頂出距離，進一步便于精確鋪設和頂出鋼筋。(5)使用螺旋絲桿頂出機同步頂出頂出桿，保持環(huán)向鋼筋的弧度始終與隧道內壁相同。一方面，使頂出桿具有伸縮功能，方便縮回，防止與在臺架上縱向移動的盛具發(fā)生干涉。另一方面，使環(huán)向鋼筋被頂?shù)饺魏挝恢脮r，都保持與隧道內壁一致的弧度，在綁扎時能使環(huán)向鋼筋位于理論設計的模線上。從而使?jié)茶T時，各層環(huán)形鋼筋也是位于理論設計的模線上的。進而使用本工藝施工可以保證混凝土澆注后的保護層厚度，使二襯達到理論設計的強度。

優(yōu)化方五：所述頂出桿上設有若干用于對鋼筋進行縱向定位的定位輪，各定位輪沿隧道環(huán)向設置，同時沿隧道縱向排布。頂出桿頂出時，鋼筋與頂出桿之間會發(fā)生摩擦，定位輪的設置使鋼筋與頂出桿之間的摩擦為滾動摩擦，相對于滑動摩擦，避免了滑動過程產(chǎn)生卡頓，有助于頂升過程中保持鋼筋的弧度。

優(yōu)化方案六：其特征在于：還包括用于臺架中心線定位的定位機構，定位機構包括激光投線儀、位于臺架下部的定位裝置。在臺車移動進入隧道時，利用激光投線儀和臺架下的定位裝置對臺車進行定位，使臺車的中心線與隧道的中心線重合。

優(yōu)化方案七：所述定位裝置包括頂升油缸、側移油缸和呈l型的墊板，頂升油缸的固定端固定在臺架上，側移油缸的輸出端固定在頂升油缸的輸出端，側移油缸的固定端固定在墊板的垂直部分。頂升油缸將臺架抬起，側移油缸推動頂升油缸往側向作微量移動，以調整臺車的縱向位置。

優(yōu)化方案八：還包括電動行走小車，電動行走小車安裝在臺架底部，電動行走小車底部設有掛鉤。具備掛鉤的電動行走小車使本裝置具有自鋪設軌道的能力。

優(yōu)化方案九：所述第一鉸接件和第二鉸接件為插入翻轉軸的套筒。轉軸套筒工程上易獲得，將翻轉軸插入第一轉軸套筒和第二轉軸套筒，作為弧形盛具與臺架的臨時鉸接支點，即可靠又拆卸方面，所需時間短。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術中環(huán)向鋼筋所成狀態(tài)的示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例隱去頂升機構和弧形盛具機構后的環(huán)向結構示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例隱去頂升機構和弧形盛具機構后的縱向向結構示意圖；

圖4為圖2中運載小車的結構示意圖；

圖5為圖2中電動絞盤的結構示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例的隱去弧形軌道機構和弧形盛具機構后的環(huán)向結構示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例的隱去弧形軌道機構后的縱向結構示意圖；

圖8為圖7中a處局部放大示意圖；

圖9為頂出器與電機的連接示意圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明：

說明書附圖中的附圖標記包括：臺架1、電動絞盤2、絞盤支座21、運載小車3、弧形軌道機構4、傳動鏈5、行走機構6、底座7、弧形滑軌8、支座9、三向輪10、托輥11、縱向滑軌12、平移小車13、負重輪14、阻塞輪15、側導輪16、定位板17、弧形盛具18、頂出器19、螺旋絲桿頂出機19-1、頂出桿19-2、定位輪19-3、凹槽19-4、換向器20、轉向器21、連桿22、電機23、垂直激光投線儀24、水平激光投線儀25、環(huán)向鋼筋26、隧道27。

實施例：本方案中的土工布防水布及二襯鋼筋鋪敷一體式臺架1，包括臺架1、用于吊裝鋪設環(huán)向鋼筋26的弧形盛具18機構、用于吊裝縱向鋼筋和鋪設防水布和土工布的弧形軌道機構4、用于頂出環(huán)向鋼筋26的頂出機構。本實施例鋪設的鋼筋包括縱向鋼筋和環(huán)向鋼筋26。

臺架1的底部安裝有行走機構6，行走機構6下安裝有軌道鋼。行走機構6在電機23的帶動下，實現(xiàn)臺架1在軌道上行走。臺架1靠隧道27挖掘面一方焊接有第一鉸接件，第一鉸接件位于臺架1的下部。臺架1平臺縱向固定有平移軌道，臺架1上沿隧道27環(huán)向安裝有用于工作人員工作的施工平臺。

弧形盛具18機構(縱向鋼筋旋轉運輸機構)包括弧形盛具18、翻轉軸、第一平移小車13和拉動弧形盛具18旋轉的卷揚機構?；⌒问⒕?8呈與隧道27內壁對應的弧形?；⌒问⒕?8內一體成型有定位板17，定位板17內間隔焊接有若干儲料板。儲料板一體成型有一個或多個用于固定環(huán)向鋼筋26的卡槽?；⌒问⒕?8上焊接有用于固定吊鉤的吊耳，弧形盛具18上與第一鉸接件對應的位置焊接有第二鉸接件。第一鉸接件和第二鉸接件均為轉軸套筒，轉軸套筒為現(xiàn)有技術的套管或套筒。翻轉軸插入兩轉軸套筒，就能實現(xiàn)弧形盛具18的旋轉和支撐，并且能快速取出和安裝。另外，軸承座等易拆卸的旋轉固定部件也可達到同樣的旋轉、支撐和易拆卸。第一平移小車13上焊接有l(wèi)型的承載件，承載件的水平部分上安裝有用于頂升弧形盛具18的千斤頂，承載件的豎直部分設有感應弧形盛具位置18的感應器，具體為與吊升弧形盛具的卷揚機電連接的行程開關。

如圖2和圖3所示，弧形軌道機構4包括運載小車3、與隧道27弧度相匹配的底座7和與底座7形狀相匹配且能供運載小車3滑動的弧形軌道，弧形軌道為圓管軌道。底座7和弧形軌道之間設有若干的定位板17，通過定位板17連接底座7和弧形軌道，加強了結構的整體穩(wěn)定性。

如圖5所示，電動絞盤2通過絞盤支座921連接在底座7內壁的中部，弧形軌道機構4兩端各設有一個使傳動鏈5變向的定滑輪，且弧形軌道機構4中弧形軌道上及弧形軌道與底座7間定位板17上設有若干給傳動鏈5限位、導向的導向輪，電動絞盤2通過傳動鏈5拉動運載小車3，傳動鏈5為鋼絲繩。

弧形軌道機構4和電動絞盤2設有兩個，弧形滑軌8為圓管狀，本發(fā)明圓管狀弧形軌道的設計，能避免現(xiàn)有技術中工字鋼型的軌道出現(xiàn)的卡頓現(xiàn)象，使運載小車3運行更加平穩(wěn)。如圖4所示：運載小車3底部設有支座9，支座9上設有與弧形滑軌8相匹配的三向輪10，三向輪10分別為上下相對設置的負重輪14和阻塞輪15，以及設在側邊的側導輪16，負重輪14承載運載小車3的負荷，阻塞輪15放置運載小車3偏移軌道，側導輪16使運載小車3處于弧形滑軌8的中心并引導運載小車3的整個行程運行。

兩個所述運載小車3上均設有支撐架和用于安裝土工布防水布的托輥11，托輥11兩端固定連接在支撐架上之間，臺架1上水平設有供弧形軌道機構4滑動的平移軌道，底座7內壁均固定連接有可在平移軌道上滑動的第二平移小車13。第二平移小車13的設置配合臺架1上的平移軌道，使弧形軌道機構4可在臺架1上移動。

如附6和圖7所示，還包括布置在臺架1上的定位機構和頂出機構，定位機構包括垂直地設置在臺架1底部的定位油缸，臺架1頂部的中點處安裝有垂直激光投線儀24，臺架1中部兩側分別安裝有水平激光投線儀25；頂出機構包括沿臺架1環(huán)向方向均布有七組頂出器19，臺架1兩側的頂出器19水平設置，臺架1上部的頂出器19豎直設置，每組頂出器19包括沿臺架1縱向方向設置的四個螺旋絲桿頂出機19-1和三根連桿22，螺旋絲桿頂出機19-1包括頂出端和輸入端，每組頂出器19的相鄰兩個螺旋絲桿頂出機19-1的輸入端通過連桿22連接，每組頂出器19靠近弧形盛具18的一端的連桿22上還連接有轉向器21，所有轉向器21遠離連桿22的一端通過換向器20連接在同一臺電機23上，頂出器19與電機23的連接示意圖如圖9所示。如圖8所示，每組頂出機的螺旋絲桿頂出機19-1的頂出端上共同連接有一根頂出桿19-2，頂出桿19-2上每隔20cm安裝有一個可轉動的定位輪19-3，定位輪19-3與頂出桿19-2同軸，定位輪19-3側面上設有凹槽19-4，凹槽19-4與定位輪19-3同心。

實施過程，使弧形盛具18位于開挖端，將土工布卷材穿入托輥11，驅動運載小車3搭載托輥11沿弧形軌道運動，展開土工布時，按工法要求位置用塑料釘將土工布固定在隧道27內壁，運載小車3邊走，邊用塑料釘將土工布固定在隧道27內壁，直到鋪設完一個環(huán)向的土工布。將防水布卷材穿入托輥11，利用運載小車3鋪設防水布，展開防水布使用超聲波焊機，將防水布焊接在前述塑料定上。當完成一個環(huán)向的土工布和防水布的鋪設后，移動弧形軌道向洞口端運動，進入下一個環(huán)向鋪設土工布和防水布。如此，直到鋪設完縱向長度大于等于一?；炷翝沧㈤L度的土工布和防水布。

然后對臺車進行準確定位，在定位油缸的下方設置一塊l形的墊板，頂升油缸的下端面滑動連接在墊板的水平段上，而側移油缸抵在墊板的豎直段上，定位油缸上下調節(jié)臺架1，側移油缸推動臺架1和頂升油缸水平平移，直到水平激光投線儀25的投射激光線與隧道27兩側的放樣點重合，而垂直激光投線儀24的投射激光線與隧道27頂部的放樣點重合，即可使得弧形盛具18、臺架1的圓心與隧道27的圓心重合，便于縱向鋼筋的精確定位。

在定位后，用運載小車3將一?；炷翝沧㈤L度相適應的若干縱向鋼筋吊至臺架與綁扎位置相近的平臺的，然后移動滑行軌道位于洞口端。

再運用弧形盛具機構將環(huán)向鋼筋26放置在弧形盛具18內，儲料板的兩個卡口可同時放疊放多根環(huán)向鋼筋26。利用卷揚機使弧形盛具18繞翻轉軸和轉軸套筒組成的鉸接支點轉動，此時，使兩第一平移小車13位分別于臺架1兩側平移軌道上，將第一平移小車13固定在卸載弧形盛具18的工位。當弧形盛具18轉到卸載的工位，行程開關檢測到弧形盛具18的位置，卷揚機停止，頂升第一平移小車13上的千斤頂，使翻轉軸與轉軸套筒直間產(chǎn)生微量間隙，取出翻轉軸，取下弧形盛具18上的吊裝鋼絲繩，弧形盛具18便處于可在臺架1上移動的狀態(tài)。

推動弧形盛具18沿臺車的縱向移動至遠端，在回程時一邊移動一邊逐根將環(huán)向鋼筋26從弧形盛具18中取出，并將環(huán)向鋼筋26逐根放入頂出桿19-2的一個定位輪19-3上，每個定位輪19-3上放置一根環(huán)向鋼筋26，定位輪19-3上的凹槽19-4對環(huán)向鋼筋26進行限位，避免環(huán)向鋼筋26縱向移動，環(huán)向鋼筋26之間的距離保持在20cm。持續(xù)移動弧形盛具18，即可將弧形盛具18內的所有環(huán)向鋼筋26一次性地全部鋪設在定位輪19-3上。在放置環(huán)向鋼筋26的過程中，由于定位輪19-3可轉動，因此可推動環(huán)向鋼筋26繞隧道27的圓心轉動，便于調整環(huán)向鋼筋26，使環(huán)向鋼筋26在環(huán)向方向上的定位更準確。

環(huán)向鋼筋26鋪設完成后，啟動電機23，電機23通過轉向器21和連桿22帶動七組頂出器19的頂出端同步伸出或收縮。頂出端將頂出桿19-2向隧道27的施工面頂出，直到將環(huán)向鋼筋26頂升到所需位置，然后對環(huán)向鋼筋26和縱向鋼筋進行綁扎，即可完成一模二襯混凝土澆注的土工布防水布及二襯鋼筋鋪敷。

完成一模二襯混凝土澆注長度的環(huán)向縱向鋼筋鋪敷后，通過臺車自輔軌系統(tǒng)移動臺車，再以相同的方式依次進行下一模防水布、土工布和二襯鋼筋的鋪設，不同的是將縱向鋼筋至于環(huán)向鋼筋26上方。

以上所述的僅是本發(fā)明的實施例，方案中公知的具體結構及特性等常識在此未作過多描述。應當指出，對于本領域的技術人員來說，在不脫離本發(fā)明結構的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些也應該視為本發(fā)明的保護范圍，這些都不會影響本發(fā)明實施的效果和專利的實用性。本申請要求的保護范圍應當以其權利要求的內容為準，說明書中的具體實施方式等記載可以用于解釋權利要求的內容。