一种锚索连接用钢板塑型装置和方法

技术领域

本发明涉及岩土工程领域，具体而言，涉及一种锚索连接用钢板塑型装置和方法。

背景技术

城市地下空间开发过程中势必需要利用各种支护手段保障隧道、巷道、地下管廊、地下硐室等地下建筑结构的安全稳定，其中锚索连接用钢板支护作为一种简易高效、安全性强、效果优良的支护方案，被广泛应用于各类大型地下硐室工程。在锚索连接用钢板支护过程中，最主要的步骤就是利用锚索将多块钢板进行拼接，达到“织线成网”的目的，以增强围岩整体性，控制岩体位移，稳定围岩结构。而钢板拼接的交汇处，必须对钢板尾端进行压弯塑形，提高钢板拼叠的契合度与平整度，消除由于不平整带来的应力集中和锚索偏心问题，保障锚索护壁效果。

经发明人研究发现，目前常见的钢板压弯塑形大多在钢材预制厂处理，根据弯度需求提前预制，为了批量化生产与降低加工成本，预制钢板的长度和弯折位置是固定的，但在实际岩体工程中，由于岩体的复杂多样性与支护需求的差异性，钢板的长度和弯折的位置都会有所不同，而钢材预制厂提前压制好的钢板无法在工程现场实际现场情况灵活改变，强行使用无法保证施工质量，二次加工又成本增加，反而造成严重的资源浪费和高昂的支护成本。由此可见，目前的预制锚索连接用钢板压制塑型方案存灵活性差、资源浪费、成本高昂等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锚索连接用钢板塑型装置和方法，其可在工程现场对钢板进行不同高度差的台阶压制塑形，满足工程现场锚索连接用钢板护壁牢固度要求，有效防止锚索偏心，对于提高工程岩体的整体性、控制岩体位移具有重要意义。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种锚索连接用钢板塑型装置，包括：

塑形台，所述塑形台上设置有高度可调的第一台面和第二台面，所述第一台面和所述第二台面具有高度差；

第一液压件，所述第一液压件用于将待塑形钢板的一部分固定到所述第一台面上；

第二液压件，所述第二液压件用于将所述待塑形钢板的另一部分压制到所述第二台面上；

至少一个乙炔喷枪，至少一个所述乙炔喷枪用于加热煅烧所述待塑形钢板位于所述第一台面和所述第二台面之间的部分。

在可选的实施方式中，所述塑形台包括立柱、顶板和底座，所述立柱的两端连接所述顶板和所述底座，所述第一台面和所述第二台面均设置在所述底座上，所述第一液压件和所述第二液压件均设置在所述顶板上，所述乙炔喷枪设置在所述立柱上。

在可选的实施方式中，所述立柱、所述顶板和所述底座均采用工字钢制作而成。

在可选的实施方式中，所述塑形台还包括第一钢制垫片和第二钢制垫片，所述第一钢制垫片和所述第二钢制垫片均可拆卸的设置在所述底座上，所述第一钢制垫片的顶面为所述第一台面，所述第二钢制垫片的顶面为所述第二台面。

在可选的实施方式中，所述第一液压件包括第一油压千斤顶和第一压力均布箱，所述第一油压千斤顶的底部固定在顶板上，顶面连接所述第一压力均布箱，所述第一压力均布箱用于接触所述待塑形钢板；

所述第二液压件包括第二油压千斤顶和第二压力均布箱，所述第二油压千斤顶的底部固定在顶板上，顶面连接所述第二压力均布箱，所述第二压力均布箱用于接触所述待塑形钢板；

在可选的实施方式中，所述锚索连接用钢板塑型装置还包括两个加压油泵，两个所述加压油泵分别连接所述第一油压千斤顶和所述第二油压千斤顶。

在可选的实施方式中，所述锚索连接用钢板塑型装置还包括压力计，所述压力计连接所述第二油压千斤顶。

在可选的实施方式中，所述锚索连接用钢板塑型装置还包括激光测距传感器和显示器，所述激光测距传感器设置在所述顶板上，用于垂直照射所述第二台面，所述显示器电连接所述激光测距传感器和所述压力计，用于显示所述激光测距传感器和所述压力计的测量数据。

在可选的实施方式中，所述乙炔喷枪设置有两个，两个所述乙炔喷枪均设置在所述立柱上。

第二方面，本发明提供一种锚索连接用钢板塑型方法，基于前述实施方式任一项所述的一种锚索连接用钢板塑型装置，包括以下步骤：

步骤一：根据压制塑型需求，调整好第一台面和第二台面的高度差；

步骤二：将待塑型钢板放入塑型台，根据拟塑形位置，将其中一部分放置在较高的第一台面上，另一部分则位于较低的第二台面的上方；

步骤三：第一液压件加压，使其完全固定住待塑型钢板在第一台面上的部分。

步骤四：第二液压件缓慢加压，使其逐步向位于第二台面上方的待塑形钢板推进。

步骤五：打开氧气乙炔喷枪对待塑形钢板位于第一台面和第二台面之间的部分进行高温煅烧，使其容易变形；对第二液压件提供的压力进行监测；开启激光测距传感器对待塑型钢板悬空端进行测距记录，并将数据传输给数字显示器。

步骤六：根据预设塑型要求，待塑形钢板达到压制塑型标准时，即停止加压和煅烧，塑形结束。

本发明实施例的有益效果是：

本发明提供一种锚索连接用钢板塑型装置，包括塑形台、第一液压件、第二液压件和至少一个乙炔喷枪；塑形台上设置有高度可调的第一台面和第二台面，第一台面和第二台面具有高度差；第一液压件用于将待塑形钢板的一部分固定到第一台面上；第二液压件用于将待塑形钢板的另一部分压制到第二台面上；至少一个乙炔喷枪用于加热煅烧待塑形钢板位于第一台面和第二台面之间的部分。本发明装置组装简便，适用于现场临时拼装焊接，能够根据压制尺寸灵活拼装，现场使用简易，可重复利用性好；可调整第一台面和第二台面的高度差，适用于不同厚度钢板及不同连接板的压弯台阶的施工需求；氧气乙炔喷枪加热可加速塑型进程，提高塑型成功率，满足现场钢板快速压制需求，极大提高现场施工灵活度，满足不同施工作业需求，可操作性强，成本低，试验过程无安全风险。另外，本发明可在工程现场对钢板进行不同高度差的台阶压制塑形，满足工程现场锚索连接用钢板护壁牢固度要求，有效防止锚索偏心，对于提高工程岩体的整体性、控制岩体位移具有重要意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的锚索连接用钢板塑型装置第一视角示意图；

图2为本发明实施例提供的锚索连接用钢板塑型装置第二视角示意图；

图3为本发明实施例提供的塑形台结构示意图；

图4为本发明实施例提供的成品钢板应用场景示意图。

图标:

10-塑形台；11-立柱；12-顶板；13-底座；14-第一钢制垫片；141-第一台面；15-第二钢制垫片；151-第二台面；20-第一液压件；21-第一油压千斤顶；22-第一压力均布箱；30-第二液压件；31-第二油压千斤顶；32-第二压力均布箱；40-乙炔喷枪；50-加压油泵；60-压力计；70-激光测距传感器；80-显示器；90-待塑形钢板；100-成品钢板。

具体实施方式

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展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。

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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例提供的一种锚索连接用钢板塑型装置适用于锚索连接用钢板的塑形，可在工程现场对钢板进行不同高度差的台阶压制塑形，满足工程现场锚索连接用钢板护壁牢固度要求，有效防止锚索偏心，对于提高工程岩体的整体性、控制岩体位移具有重要意义，同时也是一种施工简便、不需要工厂化即可实现对钢板材弯曲加工的工具。

如图1和图3所示，本实施例提供的锚索连接用钢板塑型装置，包括塑形台10、第一液压件20、第二液压件30和至少一个乙炔喷枪40；塑形台10上设置有高度可调的第一台面141和第二台面151，第一台面141和第二台面151具有高度差；第一液压件20用于将待塑形钢板90的一部分固定到第一台面141上；第二液压件30用于将待塑形钢板90的另一部分压制到第二台面151上；至少一个乙炔喷枪40用于加热煅烧待塑形钢板90位于第一台面141和第二台面151之间的部分。详细的，第一液压件20和第二液压件30均设置在塑形台10上，并分别位于第一台面141和第二台面151的正上方，第一台面141的高度高于第二台面151。

本实施例组装简便，适用于现场临时拼装焊接，能够根据压制尺寸灵活拼装，现场使用简易，可重复利用性好；可调整第一台面141和第二台面151的高度差，适用于不同厚度钢板及不同连接板的压弯台阶的施工需求；氧气乙炔喷枪40加热可加速塑型进程，提高塑型成功率，满足现场钢板快速压制需求，极大提高现场施工灵活度，满足不同施工作业需求，可操作性强，成本低，试验过程无安全风险。另外，本发明可在工程现场对钢板进行不同高度差的台阶压制塑形，满足工程现场锚索连接用钢板护壁牢固度要求，有效防止锚索偏心，对于提高工程岩体的整体性、控制岩体位移具有重要意义。

进一步地，塑形台10包括立柱11、顶板12和底座13，立柱11的两端连接顶板12和底座13，第一台面141和第二台面151均设置在底座13上，第一液压件20和第二液压件均设置在顶板12上，乙炔喷枪40设置在立柱11上。详细的，立柱11设置有前后两组立柱11，立柱11的高度和立柱11前后间隔根据第一台面141、第二台面151、第一液压件20和第二液压件30的几何尺寸确定，前后立柱11可根据压制需求，选择布置更多组立柱11以满足塑型压制稳定性。可以理解的是，塑形台10的结构简单，可以根据施工现场的材料进行简单的组装，即可成为塑形台10。在一些优选的实施例中，第一台面141和第二台面151之间的高度差不低于18mm。具体的高度差为多少，可参考实际的施工需求进行更改。

进一步地，立柱11、顶板12和底座13均采用工字钢制作而成。在一些优选的实施例中，其中工字钢顶板12和工字钢底座13；结构相同，由两个同型号的18号工字钢前后夹紧5个同型号并排的18号工字钢构成，组装方式为焊接。工字钢顶板12和工字钢底座13可根据塑型钢板宽度，选择不同组数和不同型号的工字钢进行拼装。可以理解的是，工字钢作为工地常用的材料，采用工字钢作为原料制造顶板12、立柱11和底座13可以大大的节约时间，并且工字钢的强度高，不易变形。

进一步的，在一个优选的实施例中，其中工字钢前后立柱11由同型号的18号工字钢构成，前后立柱11应不少于4组18号工字钢，分别焊接在塑型装置台的四角。工字钢前后立柱11可根据压制需求，选择布置更多组立柱11以满足塑型压制稳定性。

本实施例中，塑形台10还包括第一钢制垫片14和第二钢制垫片15，第一钢制垫片14和第二钢制垫片15均可拆卸的设置在底座13上，第一钢制垫片14的顶面为第一台面141，第二钢制垫片15的顶面为第二台面151。详细的，本实施例具有多个不同高度的第一钢制垫片14和第二钢制垫片15，由于钢制垫片是可拆卸的设置在底座13上，因此，可以沟通过更换不同高的钢制垫片，进而对第一台面141和第二台面151之间的高度差进行调整。

为了能够更好的将均匀分布在待塑型钢板上，不破坏待塑型钢板结构，提供塑型压制良品率，在一些优选的实施例中，第一液压件20包括第一油压千斤顶21和第一压力均布箱22，第一油压千斤顶21的底部固定在顶板12上，顶面连接第一压力均布箱22，第一压力均布箱22用于接触待塑形钢板90；第二液压件30包括第二油压千斤顶31和第二压力均布箱32，第二油压千斤顶31的底部固定在顶板12上，顶面连接第二压力均布箱32，第二压力均布箱32用于接触待塑形钢板90。详细的，第一压力均布箱22的结构和第二压力均布箱32的结构相同，压力均布钢箱由3组同型号的18号工字钢并排焊接构成；压力均布钢箱可根据压制钢板宽度选择不同数量和不同型号的工字钢进行拼装。

值得注意的是，本实施例对压力均布箱的形状和材料并不做限定，本实施例中的第一压力均布箱22和第二压力均布箱32的作用是分散千斤顶的压力，使之均匀的作用在待塑型钢板上，因此凡是能够实现上述作用的结构均在本实施例的保护范围内。

进一步地，锚索连接用钢板塑型装置还包括两个加压油泵50，两个加压油泵50分别连接第一油压千斤顶21和第二油压千斤顶31。具体的，两个油压泵分别为第一油压千斤顶21和第二油压千斤顶31提供液压油。

另外，除了本实施例中通过油压泵和油压千斤顶对待塑形钢板90进行固定和压制，在一些其他的实施例中，还可以通过电机驱动丝杠伸缩的形式对待塑形钢板90进行固定和压制。

进一步地，锚索连接用钢板塑型装置还包括压力计60，压力计60连接第二油压千斤顶31。可以理解的是，设置压力计60的作用是检测第二油压千斤顶31的压力变化。

进一步地，锚索连接用钢板塑型装置还包括激光测距传感器70和显示器80，激光测距传感器70设置在顶板12上，用于垂直照射第二台面151，显示器80电连接激光测距传感器70和压力计60，用于显示激光测距传感器70和压力计60的测量数据。可以理解的是，在将待塑形钢板90的一部分固定在第一台面141上时，另外一部分位于第二台面151的上方，此时激光测距传感器70测量的是距离待塑形钢板90的值，在对待塑形钢板90的压制过程中，激光测距传感器70测量的值发生变化，其中的差值则为待塑形钢板90位于第二台面151上方的部分的移动量。

具体的，其中的数字显示器80将通过输出线与压力计60和激光测距传感器70连接，并实时接收来自压力计60和激光测距传感器70的检测信号。数字显示器80还包括显示面板、存储单元、信号转换单元以及数据处理器。显示面板用于实时显示来自压力计60和激光测距传感器70的数据信息，存储单元用于存储接收来自压力计60和激光测距传感器70的数据信息，数据处理器用于对检测信号进行解码转译为数字信号，并显示在显示面板上。

如图2所示，本实施例中，乙炔喷枪40设置有两个，两个乙炔喷枪40均设置在立柱11上。在一些其他的实施例当中，可以在两组立柱11之间设置一根连接条，两个乙炔喷枪40可以移动的设置在连接条上，并在对待塑形钢板90的压制过程中，对处于第一台面141和第二台面151之间的待塑形钢板90进行来回的加热煅烧。

如图4所示，为实施例提供的成品钢板100的应用场景。

本实施例还提供了一种锚索连接用钢板塑型方法，包括以下具体的实施步骤：

步骤一：本实施例中拟对宽度280mm，厚度22mm的锚索连接用钢板进行台阶塑型压制，调整好第一台面141和第二台面151的高度差，放置一块24mm厚度的第一钢制垫片14和厚度为2mm的第二钢制垫片15在塑型台上；

步骤二：再将待塑型钢板的一部分放置在第一台面141（第一钢制垫片14的顶面）上，另一部分防止在第二台面151（第二钢制垫片15的顶面）的上方；

步骤三：选用10t的第一油压千斤顶21连接第一压力均布箱22，并利用加压油泵50对10t的第一油压千斤顶21进行加压，使其完全固定住待塑型钢板；

步骤四：选用50t的油压千斤顶连接第二压力均布钢箱，并放置在待塑型钢板悬空的一端；利用氧气乙炔喷枪40对塑型烧锻区域进行预加热，直至塑型烧锻加热变红。启动加压油泵50、压力计60和激光测距传感器70。

步骤五：操作员一按照0.12mm/min的速率对待塑型钢板进行塑型压制，操作员二手持氧气乙炔喷枪40对待塑型钢板的塑型烧锻区域进行均匀加热烧锻，同时操作员三时刻观察数字显示器80，当满足22mm的压制距离需求后，即刻命令操作员一停止加压，并将50t的第二油压千斤顶31进行保压，同时命令操作员二关闭氧气乙炔喷枪40，停止加热烧锻。

步骤六：当保压超过120秒后，依次撤去油压千斤顶和压力均布钢箱，得到满足要求的台阶塑型钢板，完成对本实施例的锚索连接用钢板现场塑型。

本实施例提供的一种锚索连接用钢板塑型装置和方法具有以下优点：

本实施例提供的锚索连接用钢板塑型装置和方法，装置组装简便，适用于现场临时拼装焊接，能够根据压制尺寸灵活拼装，现场使用简易，可重复利用性好；可利用钢制垫片调整塑型台阶高度差，适用于不同厚度钢板及不同压弯台阶的施工需求；乙炔喷枪40加热可加速塑型进程，提高塑型成功率，满足现场钢板快速压制需求；利用压力均布钢箱将千斤顶压力均匀分布在待塑型钢板上，不破坏待塑型钢板结构，提供塑型压制良品率；压力均布钢箱、千斤顶数量、钢制垫片高度均可根据工程需要灵活配置，极大提高现场施工灵活度，满足不同施工作业需求，可操作性强，成本低，试验过程无安全风险。本实施例可在工程现场对钢板进行不同高度差的台阶压制塑形，满足工程现场锚索连接用钢板护壁牢固度要求，有效防止锚索偏心，对于提高工程岩体的整体性、控制岩体位移具有重要意义。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。