一种运营隧道内衬砌缺陷整治施工用脚手架的制作方法

1.本发明属于建筑领域，具体涉及一种运营隧道内衬砌缺陷整治施工用脚手架。


背景技术：

2.运营隧道施工天窗工期紧、时间短，长而且大的隧道缺陷整治施工，能够有效利用时间更加紧张，目前隧道缺陷整治施工常用盘扣式、碗扣式脚手架，但是这种脚手架搭设杆件繁多，工序繁琐、费时费力，单次天窗利用率低，施工成本增加。
3.现场施工多采用门式脚手架作为作业设备，但为装卸方便，门式脚手架杆件多采用为φ26.8mm、φ42mm规格钢管构件，大断面隧道缺陷修复施工脚手架高度多为6～8m，脚手架整体稳定性较差，钻孔、凿除、灌(注)浆等施工作业会引起较大晃动，影响施工人员作业安全和施工效率。


技术实现要素：

4.针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种运营隧道内衬砌缺陷整治施工用脚手架，设置了可以调节高度的液压油缸，实现对隧道内脚手架高度的调节，以及设置了三维连接机构，可以实现对竖杆和横杆的固定，以及快速的锁死，同时可以快速设置斜撑进行加固。
5.为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
6.一种运营隧道内衬砌缺陷整治施工用脚手架，包括液压油缸、脚手架台座、竖杆、横杆、斜撑和三维连接机构，所述液压油缸固定设置于脚手架台座的下端面，所述脚手架台座的上端面纵向设置有两排环状卡槽，所述环状卡槽中设置有短钢杆，所述竖杆插设于环状卡槽和短钢杆形成的间隙中，所述竖杆、横杆和斜撑通过三维连接机构连接。
7.优选的，所述三维连接机构由竖向连接组件、横杆连接组件和斜杆连接组件组成，所述斜杆连接组件设置于竖向连接组件的侧壁，且斜杆连接组件的两侧设置有横杆连接组件。
8.优选的，所述竖向连接组件包括一体成型的端部钢管和中部钢管，所述端部钢管设置于中部钢管的两端，所述竖杆穿设于端部钢管中，所述端部钢管的外壁设增阻装置，所述增阻装置包括弹簧、半球形增阻头、和限位片，所述端部钢管的外壁开设有若干个安装槽，所述弹簧的一端固定设置于安装槽内，另一端与限位片固定连接，所述半球形增阻头设置于限位片的外端面，所述安装槽的外部还设置有与限位片配合的限位结构。
9.优选的，所述横杆连接组件包括套筒、半剖钢管、锁扣和按压锁固装置，所述套筒套设于中部钢管上，所述两个半剖钢管成水平90
°
一体成型于套筒的外侧壁，且凹形面朝上，所述锁扣的一边与半剖钢管铰接，另一自由边通过按压锁固装置与半剖钢管连接，所述锁扣的自由边成型有上延伸部，与其对应的半剖钢管成型有下延伸部。
10.优选的，所述按压锁固装置包括“l”形的齿条件、圆柱形按压杆组件和第一弹簧，所述上延伸部的开设有贯通侧面和底面的滑动槽，所述齿条件滑动设置于滑动槽内，所述
齿条件的横按压段穿出滑动槽的侧面，所述齿条件的齿条段穿出滑动槽的底面，所述第一弹簧设置于齿条件横按压段和滑动槽的内底面之间，所述滑动槽的内顶面和内底面之间设置有导向杆，所述齿条件的横按压段滑动穿设于导向杆上，所述下延伸部开设有贯通的活动槽和卡合槽，所述圆柱形按压杆组件活动设置于活动槽，所述齿条件可活动插进卡合槽中，并与圆柱形按压杆组件的端部卡合。
11.优选的，所述圆柱形按压杆组件包括第二弹簧、限位块、上挡块、下挡块和按压杆，所述按压杆活动设置于活动槽内，所述上挡块成型于活动槽上部的内壁，中心设置有通过按压杆的中心孔，所述下挡块成型于活动槽下部的内壁，所述上挡块和下挡块中心均设置有通过按压杆的通孔，所述限位块一体成型于按压杆的外壁，且位于上挡块和下挡块之间，所述第二弹簧设置于限位块下端面和下挡块上端面之间。
12.优选的，所述活动槽的内侧壁开设有折线形的折线凹槽，所述折线凹槽的最低点位于同一水平面内，最高点和次高点位置交替设置，所述限位块的侧壁开设有环形凹槽，所述环形凹槽和折线凹槽的槽深度相同，且相接的位置对称放置有两个钢珠，所述钢珠的半径与环形凹槽的槽深度相同。
13.优选的，所述凹槽包括上槽线和下槽线，所述上槽线的拐点比下槽线相应的拐点同向移动大于一个钢珠直径的距离。
14.优选的，所述斜杆连接组件包括异形件，所述异形件与其相邻两侧的半剖钢管一体成型，所述异形件上开设有互相垂直的两个u型槽，所述斜撑通过高强螺栓设置于u型槽上，所述斜撑包括斜杆和螺栓，所述螺栓设置于两根斜杆的中间，所述斜杆的末端均开设有螺栓孔，所述斜杆端部卡紧于u型槽中，所述高强螺栓穿插于斜杆末端螺栓孔内。
15.优选的，所述液压油缸包括缸体、活塞杆，所述缸体固接于底座，所述底座的下端面粘接有橡胶贴合层，所述活塞杆的上端面与脚手架台座的下端面固定连接，所述脚手架台座的下端面设置有与铁轨配合的滚轮。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
17.(1)本发明的可移动式脚手架台座在进出隧道时，可以作为施工机械、器具运输装置，同时可根据单线、双线隧道不同断面设置制作不同尺寸的台座，并通过调节立杆插入间距实现脚手架步距调节，施工作业时，可通过移动脚手架台座对不同里程位置衬砌结构修补处理。
18.(2)现有脚手架竖向杆件长度多采用制式长度，进而设置的脚手架高度通常难以满足实际的需要，本发明的脚手架搭设时可先预估作业高度，然后通过液压油缸的升高或降低，实现作业平台高度的合理设置，进而在处理拱顶及拱腰位置缺陷时能扩大作业空间，提高作业效率。
19.(3)本发明采用三维连接机构连接时，可以实现脚手架三维方向的稳定固定，横杆连接组件两半剖钢管在水平面内相处垂直且可绕竖杆连接件轴转动，竖杆插入式连接，横杆放入半圆槽内后用锁扣锁紧，斜撑结构通过将斜杆杆体放入u型槽，由螺栓穿过螺栓孔，通过拧紧螺栓使钢垫板将斜杆顶紧固定。各杆件间的相互固定锁紧，使脚手架整体稳定性得到保证。
附图说明
20.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
21.在附图中：
22.图1为本发明的施工脚手架的结构示意图；
23.图2为本发明环形卡槽的剖视图；
24.图3为本发明三维连接机构的结构示意图；
25.图4为本发明竖向连接组件的结构示意图；
26.图5为本发明横杆连接组件的结构示意图；
27.图6为本发明横杆连接组件的剖视图；
28.图7为本发明按压锁固装置的剖示图；
29.图8为本发明圆柱形按压杆组件的细节剖视图；
30.图9为本发明上槽线顶部圆弧型的折线凹槽展开为平面后的示意图；
31.图10为本发明液压油缸的结构示意图；
32.图11为本发明斜撑的结构示意图；
33.图12为本发明u型槽的剖视图；
34.图13为本发明增阻装置的主剖示图；
35.图14为本发明圆柱形按压杆组件与折线凹槽的结构示意图；
36.图15为本发明圆柱形按压杆组件的结构示意图；
37.图16为本发明折线凹槽的结构示意图；
38.图17为本发明“l”型齿条件的结构示意图。
39.其中：1.底座，2.橡胶贴合层，3.液压油缸，301.缸体，302.活塞杆，4.脚手架台座，5.滚轮，6.圆水准泡，7.环状卡槽，8.短钢杆，9. 竖杆，10.横杆，11.斜撑，1101.斜杆，1102.螺栓，12.三维连接机构， 13.竖向连接组件，14.横杆连接组件，15.斜杆连接组件，16.端部钢管， 17.中部钢管，18.增阻装置，1801.弹簧，1802.半球形增阻头，1803. 限位片，1804.限位结构，19.套筒，20.半剖钢管，21.锁扣，22.转轴， 23.上延伸部，24下延伸部，2401.活动槽，2402.卡合槽，25.u型槽， 26.高强螺栓，27.一号螺母，2701.二号螺母，28.异形件，29.螺栓孔， 30.橡胶垫，31按压锁固装置，3101.齿条件，3102.第一弹簧，3103. 导向杆，3104.内嵌球，32.第一端部齿块，33.圆柱形按压杆组件，3301. 第二弹簧，3302.限位块，3303.上挡块，3304.环形凹槽，3305.钢珠， 3306.按压杆，3307.上槽线，3308.下槽线，3309.折线凹槽，34.第二端部齿块，35.下挡块。
具体实施方式
40.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
41.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通
技术人员在没有作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。
42.实施例：
43.参照附图1-17，一种运营隧道内衬砌缺陷整治施工用脚手架，包括液压油缸3、脚手架台座4、竖杆9、横杆10、斜撑11和三维连接机构12，所述液压油缸3固定设置于脚手架台座4的下端面，所述液压油缸3包括缸体301、活塞杆302，所述活塞杆302的上端面与脚手架台座4的下端面固定连接，所述缸体301的底面固定设置有底座1。
44.设置液压油缸3支撑整体支撑脚手架，液压油缸3进油管道上设置调节阀以控制进油速度从而实现对各液压油缸的顶升速度分开调节，以便对脚手架台座4进行调平。由于运营隧道内地面平整度较差，隧道曲线段轨面内外存在高程差，为保证底座1与地面紧密贴合，提高脚手架整体稳定性，在底座1的下端面粘接有橡胶贴合层2，可以起到缓冲减震以及增加摩擦力的效果，进而防止液压油缸3发生晃动和偏移，进而影响脚手架的稳定性。
45.所述脚手架台座4的下端面转动设置有与铁轨配合的滚轮5，滚轮5的轮距与铁轨轨距相同，滚轮5的表面内凹，环向凹槽宽度与铁路钢轨宽度相匹配，可以实现更加稳定的运行。
46.所述脚手架台座4的上端面几何中心内嵌有圆水准泡6，通过观察圆水准泡6位置进行脚手架台座5的调平。
47.当脚手架运送到施工点位置时，将液压油缸3垂直并下放至预定位置，然后进行脚手架台座4的调整和脚手架高度预调作业，一边调节液压油缸3进油速度，一边观察脚手架台座4上的圆水准泡6，调节各液压油缸高度直至脚手架台座4达到水平状态，关闭液压油缸进油口，实现脚手架台座4的水平设置和脚手架高度的基础设定。
48.所述脚手架台座4的上端面两侧纵向设置有若干个环状卡槽7，所述环状卡槽7内嵌于脚手架台座4的上端面，并焊接固定，所述环状卡槽7顶高出脚手架台座4的上端面10cm，所述环状卡槽7的内中心焊接设置有短钢杆8，所述短钢杆8的高出环状卡槽7的上端面 15cm，所述竖杆9插设于环状卡槽7和短钢杆8形成的间隙中。
49.所述短钢杆8的外表面径向等间距设置有四个增阻装置18，所述短钢杆8与环状卡槽7的内径之间的间距大于竖杆9的壁厚2mm，可以确保脚手架搭设时竖杆9插入更方便的设置，由增阻装置18顶紧，进而增强了竖杆9连接的稳定性。此外，脚手架台座4可以作为进出隧道时材料、设备的运输工具。
50.所述竖杆9、横杆10和斜撑11通过三维连接机构12连接。
51.所述三维连接机构12由竖向连接组件13、横杆连接组件14和斜杆连接组件15组成，所述斜杆连接组件15设置于竖向连接组件 13的侧壁，且斜杆连接组件15的两侧设置有横杆连接组件14。
52.所述竖向连接组件13包括一体成型的端部钢管16和中部钢管 17，所述端部钢管16设置于中部钢管17的两端，所述中部钢管17 的外径和内径均小于端部钢管16的外径和内径，所述端部钢管16的内径大于竖杆9外径2mm，以便端部钢管16中套入竖杆9，且不至于产生较大空隙，避免节点位置上下脚手架竖杆晃动不稳，所述中部钢管17的内径小于竖杆9的外径。所述竖杆9穿设于端部钢管16中，所述端部钢管16的内壁径向也间隔设置有4个增阻装置18。
53.所述增阻装置18包括弹簧1801、半球形增阻头1802、和限位片 1803，所述端部钢管16和短钢杆8的外壁均开设有若干个安装槽，所述弹簧1801的一端固定设置于安装槽内，另一端与限位片1803固定连接，所述半球形增阻头1802设置于限位片1803的外端面，所述安装槽的外部还设置有与限位片1803配合的限位结构1804。
54.进一步的，所述半球形增阻头1802的材质为外表磨砂的不锈钢材质。
55.所述横杆连接组件14包括套筒19、半剖钢管20、锁扣21和按压锁固装置，所述套筒19套设于中部钢管17上，实际使用时，可以可以通过添加润滑剂，使横杆连接件14绕中部钢管17水平转动，以更好的转动至需要固定的位置。
56.所述两个半剖钢管20成水平90
°
一体成型于套筒19的外侧壁，且凹形面朝上，所述锁扣21的一边与半剖钢管20通过转轴22铰接，另一自由边通过按压锁固装置与半剖钢管20连接，所述横杆10放置于半剖钢管20和锁扣21围成的空腔内，并通过按压锁固装置锁定。
57.所述所述半剖圆管20的内壁粘贴有一层橡胶垫30，通过橡胶垫的摩擦力和可压缩性使得横杆10更加稳固的固定，防止横杆10的转动和或者滑动。
58.所述锁扣21的自由边一体成型有上延伸部23，与其对应的半剖钢管20一体成型有下延伸部24。
59.所述按压锁固装置31包括“l”形的齿条件3101、圆柱形按压杆组件33和第一弹簧3102，所述齿条件3101包括一体成型的横按压段和齿条段，所述齿条段的侧壁成型有第一端部齿块32，所述上延伸部23开设有贯通侧面和底面的滑动槽，所述齿条件3101滑动设置于滑动槽内，所述齿条件3101的横按压段穿出滑动槽的侧面，操作人员手动向下按压伸出的部分，所述齿条件3101的齿条段穿出滑动槽的底面，所述第一弹簧3102设置于齿条件3101横按压段和滑动槽的内底面之间，第一弹簧3102正常态为伸长态，将齿条件3101顶起至滑动槽的内顶面。
60.所述滑动槽的内顶面和内底面之间设置有导向杆3103，所述齿条件3101的横按压段滑动穿设于导向杆3103上，导向杆3101对齿条件3101的滑动起到导向作用。
61.所述下延伸部24开设有贯通的活动槽2401和卡合槽2402，所述圆柱形按压杆组件33活动设置于活动槽2401，所述齿条件3101 可活动插进卡合槽2402中，并与圆柱形按压杆组件33的端部卡合。
62.进一步的，所述上延伸部23内和下延伸部24的卡合槽2402均内嵌滚动设置有内嵌球3104，所述内嵌球3104的外表面紧贴齿条件 3101的齿条段，以保证齿条件3101滑动时更加顺畅。
63.所述圆柱形按压杆组件33包括第二弹簧3301、限位块3302、上挡块3303、下挡块35和按压杆3306，所述按压杆3306活动设置于活动槽2401内，所述上挡块3303成型于活动槽2401上部的内壁，中心设置有通过按压杆3306的中心孔，所述下挡块35成型于活动槽 2401下部的内壁，所述上挡块3303和下挡块35中心均设置有通过按压杆3306的通孔，所述限位块3302一体成型于按压杆3306的外壁，且位于上挡块3303和下挡块35之间，所述第二弹簧3301设置于限位块3302下端面和下挡块35上端面之间。
64.进一步的，所述按压杆3306位于卡合槽2402内的端部一体成型有第二端部齿块34，所述第一端部齿块32与第二端部齿块34可以卡合。
65.所述活动槽2401的内侧壁开设有折线形的折线凹槽3309，所述折线凹槽3309的最
低点位于同一水平面内，最高点和次高点位置交替设置，所述限位块3302的侧壁开设有环形凹槽3304，所述环形凹槽3304和折线凹槽3309的槽深度相同，且相接的位置对称放置有两个钢珠3305，所述钢珠3305的半径与环形凹槽3304的槽深度相同，所述钢珠3305的直径大于环形凹槽3304和折线凹槽3309之间的空隙。
66.进一步的，为了提高钢珠3305运动至凹槽3306的高点和次高点的稳定性，所述上槽线3307的高点和次高点为圆弧形结构。
67.安装时，按压杆3306处于最高点位置，此时按压杆3306端部的第二端部齿块34未接触齿条件3101的第一端部齿块32，且两者具有一定的间距。然后，将按压杆3306按压，限位块3302的环形凹槽 3304中的钢珠3305在向下的作用力下将沿着折线凹槽3309运动至最低点，此时第二端部齿块34向下运动，并接触到第一端部齿块32 的齿根部，同时第二弹簧3301被压缩。接着，松开对按压杆3306的按压，在第二弹簧3301的回复力作用下，环形凹槽3304中的钢珠 3305受到向上的作用力，将运动至与最高点相邻的此高点位置，与此同时，第二端部齿块34也将向上运动一定的距离，第二端部齿块 34的末端将卡合于第一端部齿块32的中部位置，进而实现第二端部齿块34和第一端部齿块32的卡合，进一步的实现按压杆3306和齿条件3101的固定，从而完成半剖钢管20和锁扣21对横杆10的固定。
68.所述凹槽3306包括上槽线3307和下槽线3308，所述上槽线3307 的拐点比下槽线3308相应的拐点同向移动大于一个钢珠3305直径的距离。错位的设置可以实现钢珠3305向上或者向下运动时为单向的运动，避免返回至原来的位置。
69.所述斜杆连接组件15包括异形件28，所述异形件28与其相邻两侧的半剖钢管20以及套筒19一体成型，可以进一步增强连接的稳定性。
70.所述异形件28上开设有互相垂直的两个u型槽25，所述斜撑 11通过高强螺栓26设置于u型槽25上，所述斜撑11包括斜杆1101 和螺栓1102，所述螺栓1102设置于两根斜杆1101的中间，斜杆1101 调节至合适的夹角后固定螺栓1102，实现斜撑1101的整体固定，所述斜杆1101的末端均冲压开设有螺栓孔29，所述斜杆1101端部卡紧于u型槽25中，所述高强螺栓26穿插于斜杆末端螺栓孔29内。
71.进一步的，所述u型槽25内的高强螺栓26上设置有一号螺母 27和二号螺母2701，实现对斜杆1101的进一步的固定，二号螺母2701固接于u型槽25内壁，首先将斜杆端部螺栓孔29穿插于一号螺母27与二号螺母2701之间，然后旋紧高强螺栓26和一号螺母27，使得斜杆1101完全固定在高强螺栓26上。
72.本发明的原理及使用流程：
73.使用时，通过滚轮5将脚手架台座4运送至施工点，脚手架台座 4上放置材料、设备等，然后根据实际的施工需要，将液压油缸3垂直并下放至预定位置，然后进行脚手架台座4的调整和脚手架高度预调作业，一边调节液压油缸3进油速度，一边观察脚手架台座4上的圆水准泡6，调节各液压油缸高度直至脚手架台座4达到水平状态，关闭液压油缸进油口，实现脚手架台座4的水平设置和脚手架高度的基础设定。
74.将竖杆9插设于环状卡槽7和短钢杆8形成的间隙中，竖杆9上端套设三维连接机构12的竖向连接组件13，将横杆10设置于三维连接机构12的半剖钢管20内，合上锁扣21，然后按压齿条件3101 的横按压段，使得齿条件3101的齿条段完全插进下延伸部24的卡合槽2402内，然后按压按压杆3306，使得第二端部齿块34和第一端部齿块32的卡合，进一步的实
现按压杆3306和齿条件3101的固定，从而完成半剖钢管20和锁扣21对横杆10的固定。
75.安装时，按压杆3306处于最高点位置，此时按压杆3306端部的第二端部齿块34未接触齿条件3101的第一端部齿块32，且两者具有一定的间距。然后，将按压杆3306按压，限位块3302的环形凹槽 3304中的钢珠3305在向下的作用力下将沿着折线凹槽3309运动至最低点，此时第二端部齿块34向下运动，并接触到第一端部齿块32 的齿根部，同时第二弹簧3301被压缩。接着，松开对按压杆3306的按压，在第二弹簧3301的回复力作用下，环形凹槽3304中的钢珠 3305受到向上的作用力，将运动至与最高点相邻的此高点位置，与此同时，第二端部齿块34也将向上运动一定的距离，第二端部齿块 34的末端将卡合于第一端部齿块32的中部位置，进而实现第二端部齿块34和第一端部齿块32的卡合，进一步的实现按压杆3306和齿条件3101的固定，从而完成半剖钢管20和锁扣21对横杆10的固定。
76.最后，将斜撑11通过高强螺栓26设置于u型槽25上，实现斜撑11的固定。最终完成整个的运营隧道内衬砌缺陷整治用施工脚手架的安装。
77.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。