一种适用于多种隧道断面形式的简易维养作业平台的制作方法

1.本发明涉及维修平台技术领域，具体是指一种适用于多种隧道断面形式的简易维养作业平台。


背景技术：

2.地铁盾构隧道自区间洞通之后，经常会出现各种各样的需要维修的问题。例如隧道的管片渗漏水、管片部分破损、坍塌以及衬砌开裂等问题时有发生，负责维养的工作人员需要采用相应技术手段对该类故障进行针对性的堵漏和修复。然而在针对隧道中上部较高位置处的维养作业过程中，工作人员仅采用脚手架、梯子和钢板等材料根据施工点的隧道断面形式和地面支撑情况简单搭建了一个作业平台，这种临时搭建的作业平台往往会出现下部支撑不稳的问题。同时，由于平台的各构件之间连接不牢固且没有安全绳固定位置，因此极易发生高处跌落等安全事故，另外，平台的作业面积十分受限，且不可移动、不可升降，更换维修点需要重新搭建平台。这种临时搭建的作业平台不仅无法覆盖隧道某一断面所有的维修点，而且无法实现快速更换隧道维修断面，使得整个维修养护作业效率低下，严重影响之后的工程进度。
3.目前，隧道维修养护施工过程欠缺一个安全可靠、适用性广并且移动方便的可升降作业平台，现有技术中工作人员通常利用单层或多层脚手架、梯子和钢板等材料根据施工点的隧道断面形式和地面支撑情况简单搭建一个作业平台，该作业平台的各结构之间连接不牢固且没有安全绳固定位置，因此极易发生高处跌落等安全事故，同时，这种简易作业平台还有工作面积小，不可移动，不可升降的缺点，使得作业过程十分不便。
4.鉴于以上，我们提出一种适用于多种隧道断面形式的简易维养作业平台来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题就是克服以上的技术缺陷，提供一种结构合理，实用性强，使用效果好的一种适用于多种隧道断面形式的简易维养作业平台。
6.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种适用于多种隧道断面形式的简易维养作业平台，由简易车、简易龙门架、作业箱体及其支撑结构和升降系统四个部分组成，所述简易车由承载台板和底部双排六个移动轮构成；承载台板上居中位置设有简易龙门架，底部的移动轮分为前后两排各有三个，每排左右两边的移动轮高度固定，中间的移动轮为高度可调节轮，移动轮两侧设有刹车；
7.简易龙门架包括u型钢、底部平衡板和顶部横梁三部分焊接而成；简易龙门架通过底部平衡板固定在承载台板的凹槽内，u型钢垂直固定在底部平衡板两端，两翼的u型钢上均匀间隔设有配合支撑板使用的水平预制槽，u型钢中部设有两条配合侧向支撑板的支撑梁使用的垂直预制槽；
8.作业箱体由可升降的作业主箱体、作业主箱体两侧横向延伸部分的作业副箱体、
作业主箱体的底部支撑结构、作业主箱体的侧向支撑结构、操纵作业副箱体的主动轮结构、作业副箱体的辅助轮及从动轮结构构成；底部支撑结构设置在作业主箱体底部并且长度可调节，底部支撑结构由三根嵌套的钢柱和紧固螺母组成，三根嵌套的钢柱通过伸缩实现长度调节，通过紧固螺母实现长度固定；其中较粗两根钢柱的端部有预制的螺纹；
9.作业主箱体包括多根水平横梁一，作业箱体的侧向支撑结构由支撑板两根支撑梁和端部的操作扶手组成，支撑梁穿过水平横梁一与其可抽插式滑动连接，支撑梁穿过垂直预制槽的一端固定连接支撑板，支撑梁另一端穿过水平横梁一与操作扶手铰接；支撑板可以由支撑梁控制卡入水平预制槽中实现对作业箱体的固定。
10.进一步的，可调节轮主要由焊接在承载台板底面的固定空心立柱、可调高空心立柱、轮子和刹车组成，固定空心立柱均匀间隔设有预制螺栓孔一，可调高空心立柱设有一排预制螺栓孔二，通过两个空心立柱嵌套在一起并由承载螺栓选择一个高度将两个立柱锚固在一起从而改变支撑高度，底部轮子通过轮轴和转子转动连接在可调高空心立柱底部；轮子前后两侧均加入了刹车，该刹车由一个三角形锲形体和连杆焊接组成，连杆的另一端通过一个转子转动连接在可调高空心立柱上。
11.进一步的，可升降的作业主箱体还包括垂直立柱和底部支撑梁并辅以钢丝网护栏一同焊接在一起组成；在箱体上部四角处焊接有搭配升降系统使用的预制吊环，在箱体底部四角处焊接有搭配底部支撑结构的直角钢；
12.作业副箱体由水平横梁二、端部水平横梁和垂直横梁并辅以钢丝护栏网一同焊接在一起组成；其中水平横梁二可以嵌套入水平横梁一中实现推拉式结构；
13.所述底部支撑结构上端通过螺栓与箱体底部的直角钢固定在一起，其下端焊接板通过螺栓与承载台板固定在一起，从而实现台板对整个作业箱体的支撑作用。
14.进一步的，作业副箱体由主动轮结构与从动轮结构配合驱动其伸缩移动，主动轮结构是由转动摇杆、驱动圆盘、主动链轮、固定轴、链条组成，主动轮结构设置于作业主箱体前后两侧的水平横梁一内部，转动摇杆与驱动圆盘相连接，驱动圆盘两侧面各有驱动齿，主动链轮分别设置于驱动圆盘的前后两侧，主动链轮内圈有分隔的两个半圆形与驱动齿相配合的驱动槽，转动摇杆可以推拉使驱动圆盘轴向移动分别啮合其两侧的主动链轮。
15.进一步的，从动轮结构是由从动链轮、从动链轮的辅助轮、从动轮组成，整个结构通过螺栓锚固在水平横梁一两端的内部，链条套接在主动链轮和从动链轮上，辅助轮、从动轮置于水平衡梁二两侧的滑轨内并将水平衡梁二架空使其可以在水平衡梁一内滑动伸缩；从动链轮和辅助轮固定连接用于驱动其转动，垂直穿过水平横梁一和水平衡梁二设有用于固定两者位置的连接螺栓。
16.进一步的，升降系统主要是由两个手动的链式起重机主体和驱动滑轮构成，整个升降系统均悬挂于顶部横梁上；升降系统还包括由起重机主体驱动的起重链条、传动链条和起重钩组成；
17.起重钩还通过链锁和挂钩挂接在作业主箱体两端的预制吊环上，使得起重机可以将整个箱体通过四角悬吊起来。
18.进一步的，驱动滑轮是由前侧起重机驱动轮、后侧起重机驱动轮、滑轮主动轮、侧板、主动轮链条和中轴组成；每个轮子均由大直径圆盘和小直径齿轮焊接在中轴上，以使整个驱动滑轮具有相同的转动方向和速度，从而同步驱动两侧的起重机主体。
19.本发明与现有技术相比的优点在于：
20.(1)本装置简易维养作业平台，可以满足在多种隧道断面形式情况下进行隧道内维修养护工作。通过“简易车 可升降作业箱体”分体式结构搭建整个可升降的作业平台，合理的解决了作业平台的安全、适用性和移动等问题，为隧道内维养工作提供了一个安全且高效的工作条件。
21.(2)本装置利用“起重机悬吊 底部支撑结构 侧向支撑结构”三部分共同为作业平台提供一个稳定而牢固的支撑，不仅满足作业平台的升降，而且满足作业平台任意高度的稳定悬停，充分覆盖了隧道内所有高度维修养护作业点，既保证了作业的安全，又保证了作业高度的覆盖。
22.(3)副箱体的设计使得作业箱体可以得到延伸，增大了作业面积。针对特定作业点位设计了箱体两端延伸，增大了作业面积，基本实现了隧道某一断面维修养护作业点全覆盖，在满足高度要求的同时还兼顾了隧道两侧的加宽，最大程度上降低了作业难度，使得隧道维修养护工作变得万无一失；主副箱体传动结构的设计，实现了副箱体的推拉操作，使得副箱体的延伸和收回变得方便又安全。
23.(4)驱动滑轮的设计实现了通过一个滑轮同步驱动两个起重机升降的目的，将两个手动链式起重机的传动链条通过一个驱动滑轮间接连接在一起，使得作业箱体在整个升降过程两端同时起降，时时刻刻处于同一高度，保证了箱体升降的安全性，同时还简化了升降操作，使得设备操作起来更加方便。
24.(5)简易车底部可升降移动轮的设计。所设计的简易车底部移动轮是由双排六个轮子组成，每排左右两边的轮子高度固定，中间的轮子为高度可调节轮，该设计满足了在任一隧道截面为方形或圆形的地面达到稳定支撑的要求，同时通过调节中间轮高度来改变三点支撑的曲率，从而满足在多种圆形断面尺寸的隧道内进行维养作业，不仅极大的丰富了本发明的适用场景，而且方便移动，实现了快速更换隧道维修断面的目的。
附图说明
25.图1是本发明简易维养作业平台的正视结构示意图。
26.图2是本发明简易维养作业平台的侧视结构示意图。
27.图3是本发明简易维养作业平台的俯视结构示意图。
28.图4是本发明简易维养作业平台的作业箱体部分结构示意图。
29.图5是本发明简易维养作业平台的凹槽与承载台板连接结构示意图。
30.图6是本发明简易维养作业平台的高度可调节轮结构示意图。
31.图7是本发明简易维养作业平台的底部支撑结构示意图。
32.图8是本发明简易维养作业平台的主动轮结构示意图。
33.图9是本发明简易维养作业平台的从动轮结构截面示意图。
34.图10是本发明简易维养作业平台的侧向支撑结构的示意图。
35.图11是本发明简易维养作业平台的驱动滑轮内部结构示意图。
36.如图所示：11、承载台板；12、移动轮；2、简易龙门架；13、凹槽；221、u型钢；222、底部平衡板；223、垂直预制槽；21、顶部横梁；361、支撑板；225、水平预制槽；362、支撑梁；33、底部支撑结构；34、主动轮结构；331、钢柱；332、紧固螺母；333、螺纹；363、操作扶手；341、转
动摇杆；342、驱动圆盘；344、主动链轮；347、固定轴；348、链条；311、水平横梁一；345、驱动槽；121、固定空心立柱；122、可调高空心立柱；126、轮子；127、刹车；128、转子；314、垂直立柱；315、底部支撑梁；313、钢丝网护栏；316、预制吊环；317、直角钢；321、端部水平横梁；322、水平横梁二；323、垂直横梁；336、焊接板；351、从动链轮；352、辅助轮；353、从动轮；354、螺栓；312、连接螺栓；411、起重机主体；42、驱动滑轮；412、起重链条；413、传动链条；414、起重钩；415、链锁；416、挂钩；421、前侧起重机驱动轮；422、后侧起重机驱动轮；423、滑轮主动轮；424、侧板；425、主动轮链条；426、中轴；123、螺栓孔一；124、螺栓孔二；125、承载螺栓；343、驱动齿
具体实施方式
37.下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。
38.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“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和简化描述，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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
39.本发明主要由四部分构成：简易车、简易龙门架、作业箱体及其支撑结构和升降系统。
40.简易车主要由承载台板11和底部双排六个移动轮12构成。如图1，承载台板上居中位置预制有固定简易龙门架2的凹槽13和螺栓孔。底部移动轮12分为前后两排各有三个，每排左右两边的轮子高度固定，中间的轮子为高度可调节轮，如图6，可调节轮主要由焊接在承载台板底面的固定空心立柱121、可调高空心立柱122、轮子126和刹车127组成，固定空心立柱121正面和侧面共有不同高度的十排螺栓孔一123，可调高空心立柱上端正面和侧面有同一高度的一排螺栓孔二124，通过两个空心立柱嵌套在一起并由承载螺栓125从正面或侧面选择一个高度将两个立柱锚固在一起，底部轮子通过轮轴和转子128固定在可调高空心立柱底部，根据适用场景的不同，可以改变中间轮子的高度来调节三点支撑的曲率，从而实现在各种断面尺寸隧道里对承载台板的支撑和移动。另外，为了保证在作业过程中整个承载台板的稳固，因此在轮子前后两侧均加入了刹车127，该刹车由一个三角形锲形体和一个连杆焊接在一起组成，连杆的另一端通过一个可转动转子128转动连接在可调高空心立柱122上，在简易车移动过程中，可将刹车控制杆拉起并固定，在简易车停止时，将刹车控制杆放下，刹车控制杆放下时可以使刹车上的锲形体卡在轮子和底面之间以起到“刹车”的作用。
41.如图5，简易龙门架2主要由两侧u型钢221、底部平衡板222和顶部横梁21三部分焊接而成；u型钢221两翼有配合作业箱体侧向支撑板361使用的水平预制槽225，同时u型钢221中部有两条配合侧向支撑梁362使用的垂直预制槽223，底部平衡板222可以放置在承载
台板中部的预制槽中，整个简易龙门架可以通过底部两端螺栓224与承载台板固定在一起。
42.如1、2、3、4，作业箱体及其支撑结构主要由可升降的作业主箱体、作为主箱体延伸部分的推拉式作业副箱体、作业箱体的底部支撑结构33、作业箱体的侧向支撑结构、操纵作业副箱体的主动轮结构34、作业副箱体的辅助轮及从动轮结构构成。可升降的作业主箱体由多根水平横梁一311、垂直立柱314和底部支撑梁315并辅以钢丝网护栏313一同焊接在一起组成；在箱体上部四角处焊接有搭配升降系统使用的预制吊环316，在作业箱体底部四角处焊接有搭配底部支撑结构的直角钢317，以此来固定作业主箱体和支撑结构。推拉式作业副箱体由多根“工”字型水平横梁二322、端部水平横梁321和垂直横梁323并辅以钢丝护栏网一同焊接在一起组成；其中水平“工”字型横梁可以嵌套入主箱体水平横梁一311中实现推拉式结构。如图7，底部支撑结构由三根嵌套的钢柱331和紧固螺母332组成，三根嵌套的钢柱通过伸缩实现长度调节，通过紧固螺母实现长度固定；其中较粗两根钢柱的端部有预制的螺纹333，紧固螺母332螺纹连接在螺纹333上，需要调节长度时，把紧固螺母从螺纹上卸下，即松开端口实现钢柱的伸缩，当紧固螺母紧固安装在螺纹333上时，可以起到固定钢柱长度的效果，实现支撑作用；整个支撑结构上端通过螺栓335与箱体底部的直角钢317固定在一起，其下端焊接板336通过螺栓334与承载台板固定在一起，从而实现台板对整个作业箱体的支撑作用。
43.如图10，作业箱体的侧向支撑结构由支撑板361两根支撑梁362和端部的操作扶手363组成，支撑梁362穿过水平横梁一311与其可抽插式滑动连接，支撑梁穿过垂直预制槽223的一端固定连接支撑板361，支撑梁另一端穿过水平横梁一331与操作扶手363铰接；支撑板361可以由支撑梁362控制卡入水平预制槽225中实现对作业箱体的固定；支撑板361可以卡入u型钢两翼预留的水平预制槽225中，这样通过支撑板和支撑梁将箱体与简易龙门架的u型钢连接在一起并实现支撑作用；支撑梁穿过预制孔与端部操作扶手铰接在一起，扶手可以绕铰旋转90
°
，当扶手处于水平位置时，可带动整个侧向支撑结构进行推拉，以此来改变支撑板与水平预制槽的相对关系：即当扶手处于推入位置时，支撑板从水平预制槽中推出，此时支撑梁可以在u型钢中部的两条垂直预制槽223中上下滑动，以此实现作业箱体与简易龙门架相脱离从而进行升降；当扶手处于拉出位置或处于垂直安全位置时，支撑板插入水平预制槽中，此时整个侧向支撑结构不可划动，作业箱体不可升降，同时起支撑作用；另外需要补充的是，当箱体和龙门架需要拆卸时，可将端部操作扶手从支撑梁上拆除下来，将支撑板和支撑梁一并从水平预制槽一侧抽出，便实现了箱体和龙门架的分离。
44.如图8，作业副箱体的主动轮结构34是由转动摇杆341、驱动圆盘342、主动链轮344、固定轴347、链条348组成，整个结构除了转动摇杆其余部分均处于主作业箱体前后第二个水平横梁一311内部居中位置，转动摇杆处于箱体内部便于操作，其与驱动圆盘相连接，驱动圆盘两侧面各有驱动齿343两个并称相对分布，主动链轮有两个分别位于驱动圆盘的前后方，主动链轮内圈有分隔的两个半圆形驱动槽345，齿轮中轴位置是一个轴承346且与固定轴347一起焊接在箱体水平梁的内表面；转动摇杆通过推拉可以带动驱动圆盘处于三个位置：驱动前齿轮位、空转位、驱动后齿轮位，当驱动圆盘处于前后齿轮位时，驱动齿将嵌入驱动槽中，此时通过转动摇杆和驱动圆盘，驱动齿将带动齿轮转动，由于固定轴和轴承的作用，既可以保证齿轮的位置固定，又可以避免影响齿轮的转动，这样一来转动摇杆便可以操作每根链条的运动。如图9，作业副箱体的辅助轮及从动轮结构是由从动链轮351、从动
链轮辅助轮352、从动轮353组成，整个结构通过螺栓354锚固在作业主箱体水平横梁一311的内部两端位置，同时整个结构处于副箱体“工”字型梁的两侧滑轨内并将“工”字型梁架空，使其可以滑动；另外，从动链轮和辅助轮焊接在一起，并且所有的轮轴与固定螺栓354均为可转动关系；当去除主副箱体的连接螺栓312时，通过作业副箱体的主动轮结构34中转动摇杆带动链条运动，从而带动从动链轮和辅助轮转动，此时，借助从动轮整个副箱体便可以实现推拉进出的效果。
45.如图2，升降系统主要是由两个手动链式起重机和驱动滑轮42构成，整个升降系统均悬挂于简易龙门架的顶部横梁21上。手动链式起重机包括起重机主体411、起重链条412、传动链条413和起重钩414组成，起重机主体411可以采用现有技术中常见的手动葫芦，手动链式起重机主要起箱体悬吊和升降的作用，该部件借助于已有产品因此结构与原理不再赘叙；另外起重钩还通过链锁415和挂钩416挂在作业主箱体顶部水平横梁两端的预制吊环316上，使得起重机可以将整个箱体通过四角悬吊起来。如图11，驱动滑轮42是由前侧起重机驱动轮421、后侧起重机驱动轮422、滑轮主动轮423、侧板424、主动轮链条425和中轴426组成；每个轮子均由大直径圆盘和小直径齿轮焊接在中轴上，因此整个滑轮具有相同的转动方向和速度；使用时将前后两侧手动链式起重机的传动链条均套入相对应的驱动齿轮中，当拉动主动轮链条转动时，滑轮带动两根传动链条均以相同的方向和速度转动，根据链式起重机的使用说明可知，当传动链条以顺时针方向转动时可带动起重钩抬升，当传动链条以逆时针方向转动时可带动起重钩下降。因此便实现了通过以一个滑轮同步驱动两个起重机升降的效果。
46.设备的操作流程
47.本设备应至少配备两名作业人员，将其分为高处作业人员多名和地面辅助人员一名。
48.①
首先将本设备进行组装，具体包括如下：根据作业现场地面情况调节简易车中部轮的高度，使得简易车可以稳定的站立并保证承载台板11处于水平位置，放下所有移动轮的刹车127以固定简易车位置；将两个手动链式起重机主体411分别悬挂在简易龙门架顶部横梁21的两端并固定，将驱动滑轮42悬挂在顶部横梁的中部并固定，将前后两侧手动链式起重机的传动链条均套入相对应的驱动齿轮中，随后将简易龙门架2呈直立状态锚固在承载台面上；将作业箱体放在简易车承载台板11上保证位置居中，通过链锁415和挂钩416将箱体和起重机连接，装上六个侧向支撑结构，并使得支撑板361和水平预制槽225处于分离状态以便箱体的升降。
49.②
高处作业人员进入箱体，手动操作驱动滑轮的主动轮链条425使其顺时针旋转，两个链式起重机将带着整个箱体开始爬升，直至一定高度使得底部支撑结构33以最短长度能够装在箱体和承载台板之间停止，然后地面辅助人员安装支撑结构，使其上下分别锚固在箱体和承载台板上。
50.③
地面辅助人员松开上部伸缩钢柱331的紧固螺母332，高处作业人员继续操作驱动滑轮的主动轮链条425使得作业箱体爬升至作业点位；若作业点位较高，上部伸缩杆已最大长度，可拧紧上部钢柱的紧固螺母，松开中部钢柱的紧固螺母继续爬升直至作业点位，然后拧紧支撑结构的紧固螺母保证支撑钢柱之间无相对滑动。高处作业人员从箱体内侧拉动侧向支撑结构的端部操作扶手363，使得支撑板361插入u型钢两翼的水平预制槽225中实现
简易龙门架对作业箱体侧向支撑的效果，并调节扶手绕铰旋转至垂直安全状态，依次完成六个支撑结构的“支撑”操作。逆时针稍稍拉动驱动滑轮的主动轮链条425使得箱体呈下降趋势，让底部支撑和侧向支撑充分受力，从而形成“起重机拉力 侧向支撑力 底部支撑力”三部分支撑作业箱体，保证了作业面的安全与稳固，然后即可进行作业。
51.④
当需要延伸作业面时，高处作业人员需同时转动作业箱体前后两侧中部的转动摇杆341将作业副箱体推出。具体操作如下：先拆除主副箱体的所有连接螺栓312，将两个转动摇杆通过推拉操作均置于左侧或右侧副箱体调节位置，然后以同一个方向转动摇杆带动内置传动装置推出左侧或右侧副箱体至作业点位，然后推拉摇杆使其置于空转位，装好所有的固定螺栓使副箱体与主箱体固定在一起保持稳定，即可进行作业。
52.⑤
某一作业点位工作完成后，可收回作业副箱体，松开侧向支撑结构，拆除底部支撑结构，以逆时针方向拉驱动滑轮主链条缓缓放下作业箱体，收起移动轮的刹车，推动简易车至下一作业平面，重复
②‑④
操作进行下一点位的作业工作。
53.⑥
整体完工后，可依此拆除所有支撑结构，卸下作业箱体，拆除简易龙门架，收起所有起重机和驱动滑轮即可。
54.以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，具体实施方式中所示的也只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。