一种用于盾构隧道支护的预应力支架及其使用方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114263485A(43)申请公布日2022.04.01(21)申请号202111603410.1(22)申请日2021.12.24(71)申请人西安建筑科技大学地址710055陕西省西安市碑林区雁塔路13号(72)发明人周东波苏亚张钰杭张钢龙吕可人王蓉肖男苏卫杰苏珲白亚锋(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人范巍(51)Int.Cl.E21D23/04(2006.01)E21D23/16(2006.01)E21F17/18(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称一种用于盾构隧道支护的预应力支架及其使用方法(57)摘要本发明公开了一种用于盾构隧道支护的预应力支架及其使用方法，包括中心支架及四个主支腿；中心支架为十字型钢架结构，四个主支腿分别设置在中心支架的端部；主支腿的一端与中心支架相连，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触；其中相邻两个主支腿与盾构隧道管片之间设置有支墩，另外两个主支腿与盾构隧道管片之间设置有第一伺服液压千斤顶；相连两个主支腿之间还设置有斜撑，每个斜撑的中点处分别设置有斜撑支腿，斜撑支腿的一端与斜撑垂直固定，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触；斜撑支腿与盾构隧道管片内壁紧密接触之间还设置有第二伺服液压千斤顶；本发明通过设置伺服液压千斤顶，对盾构隧道管片施加预应力，有效抵抗了盾构隧道变形。CN114263485ACN114263485A权利要求书1/2页1.一种用于盾构隧道支护的预应力支架，其特征在于，所述预应力支架沿待支护盾构隧道的轴线均匀间隔设置，并与待支护盾构隧道的轴线垂直；所述预应力支架，包括中心支架(1)及四个主支腿(2)；中心支架(1)为十字型钢架结构，四个主支腿(2)分别设置在中心支架(1)的端部；主支腿(2)的一端与中心支架(1)相连，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触；其中相邻两个主支腿与盾构隧道管片之间设置有支墩(3)，另外两个主支腿与盾构隧道管片之间设置有第一伺服液压千斤顶(6)；其中，支墩(3)或第一伺服液压千斤顶(6)的一端与主支腿(2)相连，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触；相连两个主支腿(2)之间还设置有斜撑(4)，斜撑(4)的一端与其中一个主支腿(2)相连，斜撑(4)的另一端与另一个主支腿(2)相连；每个斜撑(4)的中点处分别设置有斜撑支腿(5)，斜撑支腿(5)的一端与斜撑(4)垂直固定，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触；斜撑支腿(5)与盾构隧道管片内壁紧密接触之间还设置有第二伺服液压千斤顶(11)；其中，第二伺服液压千斤顶(11)的一端与斜撑支腿(5)相连，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触。2.根据权利要求1所述的一种用于盾构隧道支护的预应力支架，其特征在于，中心支架(1)包括四个钢性支撑件，四个钢性支撑件拼接形成十字型钢架结构；相邻两个钢性支撑件之间设置有三角形缀板，三角形缀板的一端与其中一个钢性支撑件固定连接，另一端与另一个钢性支撑件固定连接。3.根据权利要求1所述的一种用于盾构隧道支护的预应力支架，其特征在于，支墩(3)为钢结构方形箱体结构；所述支墩(3)包括若干箱体钢板及十字型肋板；若干箱体钢板拼接形成方形箱体结构，十字型肋板均匀设置在方形箱体结构中；所述方形箱体结构的端部采用钢板封口。4.根据权利要求1所述的一种用于盾构隧道支护的预应力支架，其特征在于，第一伺服液压千斤顶(6)及第二伺服液压千斤顶(11)的结构相同均采用伺服液压千斤顶；所述伺服液压千斤顶包括：箱体底座、油缸缸体及油缸顶升头；箱体底座固定设置在主支腿(2)或斜撑支腿(5)的端部，油缸缸体安装在箱体底座上；油缸顶升头的一端与伸入只油缸缸体中，另一端与盾构隧道管片内壁紧密接触。5.根据权利要求4所述的一种用于盾构隧道支护的预应力支架，其特征在于，还包括数控泵站(9)及地面监控系统(10)；所述伺服液压千斤顶的油压管路与数控泵站(9)相连，所述油压管路上设置有电磁阀；所述伺服液压千斤顶上还设置有压力监测传感器及测距仪；压力监测传感器及测距仪的输出端分别与地面监控系统(10)相连；地面监控系统(10)的输出端与所述电磁阀及数控泵站(9)相连。6.根据权利要求4所述的一种用于盾构隧道支护的预应力支架，其特征在于，伺服液压千斤顶与盾构隧道管片之间还设置有靴撑(7)，靴撑(7)设置在油缸顶升头上；靴撑(7)的一侧与油缸顶升头紧密接触，另一端与盾构隧道管片的内壁紧密接触。7.根据权利要求6所述的一种用于盾构隧道支护的预应力支架，其特征在于，靴撑(7)采用聚氯乙烯板制作而成；靴撑(7)靠近盾构隧道管片的内壁一侧设置为圆弧面，所述圆弧面的尺寸与盾构隧道管片的内壁尺寸相匹配。8.根据权利要求1所述的一种