一种养护台车及其使用方法与流程

本发明涉及隧道养护设备领域，具体涉及一种养护台车及其使用方法。

背景技术：

1、盾构隧道管片是盾构施工的主要装配构件，是隧道的最外层屏障，承担着抵抗土层压力、地下水压力以及沉降荷载的作用，盾构管片的养护质量直接关系到隧道的整体质量和安全，尤其是相邻管片环体接缝处，存在底层塌坑、沉陷的问题，管片拼接处混凝土连接不够牢固时，容易导致管洞接缝处漏水、错位、断裂，因此隧道长度方向管片接缝处的养护对于隧道质量以及安全具有重要作用；

2、目前的养护台车在对隧道内壁管片喷水养护时，由于管片长度方向的接缝处需要喷水，在台车行走到接缝处时，为保证接缝处养护水覆盖效果，喷头与管片接缝处需要保证位置一致，则需要停下台车进行喷水作业，养护水喷洒完毕后启动台车向下一处管片接缝处移动，且由于台车通过轨道机构导向行进，此类养护方法需要频繁启动、制动台车，对于台车的行走系统以及制动系统消耗较大，养护耗时长，速度慢，且通过固定位置的喷头向隧洞内喷水，喷水效果根据喷头数量呈点状分布，养护水覆盖不够均匀，养护效果差。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种养护台车及其使用方法，通过在拱架外侧设置可前后滑移的导轨梁，利用导轨梁支撑养护组件与行进方向反向滑移，台车在行走时导轨梁能够与所需喷水养护的接缝位置实现相对静止，避免频繁启停台车，且能够保证喷水位置与接缝位置的一致性，提高养护效果，提高养护用水在隧道内壁的喷洒均匀性，详见下文阐述。

2、为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

3、本发明提供的一种养护台车，包括横梁、拱架和两组主架，所述横梁固定于两组所述主架顶端之间，所述拱架设置于所述横梁外部，所述横梁两端均固定有支撑所述拱架的斜撑，所述拱架外侧沿其外圆周设置有弧形的导轨梁，所述拱架两端均固定有支撑所述导轨梁纵向滑移的保持架，所述导轨梁外侧设置有可沿其外圆周滑移的养护组件，两组所述主架底部均设置有行走组件，所述导轨梁两端均固定有延伸到所述行走组件上方的同步架；

4、所述拱架包括两条圆拱形且平行分布的弯梁，两条弯梁之间纵向连接有多条加固杆，所述导轨梁内侧设置有滑动耳，所述保持架包括纵向延伸并贯穿所述滑动耳的滑杆，所述滑杆两端均固定有连接到所述弯梁端部的安装板，所述安装板内侧的所述滑杆两端均套设有抵紧所述滑动耳的弹簧。

5、作为优选，所述主架为“a”字形结构，该主架顶端前后侧均固定有连接所述横梁的连接板，所述主架底部两端均固定有安装所述行走组件的支脚。

6、作为优选，所述斜撑包括固定于所述横梁端部的“v”字形托架，所述托架外端部固定有纵向延伸的对拉杆，所述托架外两端分别与所述拱架的两条弯梁固定连接，所述行走组件包括纵向穿出所述支脚的吊架，所述吊架两端部底侧均固定有轮架，所述轮架内侧转动设置有轨道轮，所述轨道轮中部固定有转动穿出轮架的主轴，所述主轴外端部固定有驱动带轮。

7、作为优选，所述吊架中部向下延伸固定有转动架，所述转动架内侧转动设置有下齿轮，所述下齿轮外侧固定有转动穿出所述转动架的副轴，所述副轴外端部固定有传动带轮，驱动带轮与传动带轮之间传动连接有同步带，所述下齿轮上方啮合有上齿轮，该上齿轮中部固定有转动穿出所述转动架的换向轴，所述换向轴外端部固定有连接齿轮。

8、作为优选，所述轮架外侧远离所述驱动带轮一侧固定有轮轴电机，所述轮轴电机的输出端与所述主轴通过链条链轮机构传动连接，所述同步架包括固定于所述导轨梁端部的承托板，所述承托板顶侧纵向延伸形成平板状的安装座，所述承托板下方对应所述连接齿轮设置有纵向延伸的连接齿条，所述安装座顶侧固定有支撑所述连接齿条上下移动以啮合所述连接齿轮的升降执行器。

9、作为优选，所述导轨梁端面为“h”形，且所述导轨梁外部开口内侧设置有沿其长度方向延伸的辅助齿条，所述养护组件包括水箱，该水箱靠近所述导轨梁一侧上下部均固定有纵向对称分布的爬升架，所述爬升架内侧固定有抵紧到所述导轨梁外侧的定位轮，所述爬升架外侧固定有驱动所述定位轮旋转以支撑所述养护组件在所述导轨梁外侧移动的电机。

10、作为优选，所述水箱外侧为开口结构，所述水箱外侧开口处设置有盖板，所述水箱中部转动贯穿有传动管，所述传动管靠近所述导轨梁一端固定有辅助齿轮，所述辅助齿轮与所述导轨梁内侧的辅助齿条相啮合，所述水箱中部的所述传动管中段向外侧弯折形成传动部，所述传动部外侧并列设置有两组转动环，所述传动管外端部连通有喷头。

11、作为优选，所述传动管上下侧的所述水箱内部平行设置有两组活塞板，所述活塞板与所述水箱侧壁竖向滑动密封，所述水箱内部固定有竖向贯穿所述活塞板以支撑所述活塞板竖向滑移的稳定杆，两组所述活塞板相对侧均铰接有摆臂，所述摆臂端部与所述转动环转动配合，两组所述活塞板相背侧与所述水箱配合组成上腔和下腔，所述水箱上下侧均设置有进水管，两条所述进水管分别连通所述上腔和下腔，且所述进水管中部设置有进水单向阀。

12、作为优选，所述传动管靠近所述喷头一端外圆周侧设置有进水口，所述盖板外侧设置有两条出水管，两条所述出水管分别与所述上腔和所述下腔相连通，两条所述出水管外端部连通有圆筒状的旋转筒，所述旋转筒套设于所述进水口外侧的所述传动管外部，且所述旋转筒与所述传动管通过密封轴承转动配合，所述出水管中部设置有出水单向阀。

13、所述养护台车的使用方法，包括以下步骤：

14、a、隧道养护过程中，通过轮轴电机带动轨道轮旋转，以支撑台车整体在隧道内轨道引导作用下移动，利用轨道轮的主轴及其外端部驱动带轮旋转，进而通过同步带驱动下齿轮旋转，利用下齿轮啮合上齿轮以带动连接齿轮旋转，确保连接齿轮与轨道轮旋转方向相反;

15、b、养护台车移动到隧道管片长度方向的接缝处需要喷水养护时，通过升降执行器带动连接齿条下移，将连接齿条与连接齿轮啮合，此时与轨道轮旋转方向相反的连接齿轮带动连接齿条反向滑移，进而利用同步架整体带动导轨梁在拱架的支撑下滑移，以在台车整体向隧道内行进过程中，实现导轨梁及其外侧养护组件在隧道长度方向保持相对静止;

16、c、拱架配合保持架对导轨梁进行滑移支撑，以确保导轨梁与隧道长度方向管片接缝保持相对静止，同时通过滑动耳推动滑杆外侧的弹簧进行压缩，并利用养护组件的爬升架配合定位轮支撑水箱沿导轨梁外侧实现环形移动，从而利用水箱外侧喷头对隧道管片长度方向的混凝土接缝进行喷水养护;

17、d、在导轨梁支撑养护组件沿隧道内壁进行环状行走喷水时，利用养护组件的辅助齿轮啮合导轨梁内侧的辅助齿条，从而通过辅助齿轮带动传动管整体旋转，利用传动管的传动部配合摆臂组成曲柄连杆机构，以通过养护组件在导轨梁上行走带动传动管持续旋转，并利用曲柄连杆机构带动上下侧两组隔板升降往复滑移，从而交替改变上腔和下腔的容积，配合进水单向阀和出水单向阀实现出水管向进水口的增压供水动作，同时自动沿进水管向水箱内抽水，以及自动对传动管外端部喷头增压供水，并实现喷头的持续旋转，扩大喷水养护区域的喷洒均匀性；

18、e、台车在行走组件支撑下沿隧道持续行走，一组管片接缝喷水养护完成后，升降执行器带动辅助齿条上移，辅助齿条与辅助齿轮的啮合状态解除，此时导轨梁以及养护组件在压缩状态的弹簧支撑作用下复位，以推移导轨梁使其移动到拱架中间位置，便于在台车移动到下一组管片接缝处实现重复定位喷水养护。

19、有益效果在于：本发明通过在拱架外侧设置可前后滑移的导轨梁，利用拱架端部的保持架支撑导轨梁带动养护组件纵向滑移，确保拱架支撑设备整体在隧道内保持行进状态，同时利用可纵向滑移的导轨梁支撑养护组件与行进方向反向滑移，台车在行走时导轨梁能够与所需喷水养护的接缝位置实现相对静止，避免频繁启停台车，且能够保证喷水位置与接缝位置的一致性，提高养护效果；

20、并在导轨梁外侧设置可沿其外圆周滑移的养护组件，利用导轨梁的辅助齿条带动辅助齿轮旋转，从而牵拉上下两组活塞板上下往复摆动，实现水箱的自动抽水以及增压排水，无需外接水泵，降低养护组件的自重，提高养护组件在导轨梁外侧移动的便捷性；

21、以及通过导轨梁的辅助齿条驱动辅助齿轮以及传动管旋转，以利用传动管带动喷头旋转，通过养护组件支撑喷头在导轨梁引导下沿隧道内管片接缝旋转喷水，并通过喷头自转进一步提高养护用水在隧道内壁的喷洒均匀性。