用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置及方法
2023-05-04 15:19:01
專利名稱：用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置及方法
技術領域：
本發明涉及圓形盾構機施工工藝，尤其涉及一種用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置及方法。
背景技術：
在圓形盾構機施工中，由於圓形盾構機周圍土質條件、施工操作不當及圓形盾構機本體等因素的影響，圓形盾構機本體在施工時會發生繞其軸心旋轉的情況，如圖I和圖4所示，現有技術中的圓形盾構機包括盾構機本體I、若干千斤頂2、若干靴板3和管片4，所述若干千斤頂2的分布呈圓形，所述若干千斤頂2均與所述盾構機本體I的周側連接，所述若干靴板3設置於所述若干千斤頂2的一端，所述管片4呈圓環形，所述若干靴板3抵住所述管片4，當盾構機本體I旋轉角度過大時，會影響其施工，嚴重時會導致圓形盾構機施工無法進行。目前，在糾正圓形盾構機旋轉時，常利用改變刀盤14轉向所提供的慣性力來糾正 盾構機本體I的旋轉，但由於改變刀盤14轉向對圓形盾構機所提供的慣性力比較小，會使其糾正效果不甚理想或無法達到效果。
發明內容
本發明的目的是提供一種用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置及方法，以克服現有技術中糾正圓形盾構機旋轉方面的不足。為解決上述技術問題，本發明提供一種用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置，該裝置安裝於圓形盾構機中，所述圓形盾構機包括盾構機本體、若干千斤頂、若干靴板和管片，所述若干千斤頂的分布呈圓形，所述若干千斤頂均與所述盾構機本體的周側連接，所述若干靴板設置於所述若干千斤頂的一端，所述管片呈圓環形，所述若干靴板抵住所述管片，所述裝置包括至少一個楔形塊，所述至少一個楔形塊設置於靴板與所述管片之間，所述楔形塊靠近靴板的那一面為斜面，所述楔形塊的斜面與所述管片之間存在夾角，所述靴板在對應千斤頂的作用下抵住所述楔形塊。進一步的，所述用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置還包括至少一個球形支座，所述球形支座設置於所述千斤頂的一端，所述靴板設置於所述球形支座上。進一步的，所述楔形塊的斜面與所述管片之間的夾角範圍為0°至90°，其優選為3。。進一步的，所述楔形塊靠近所述靴板的那一面上還塗有減摩材料。可選的，所述楔形塊的剖面形狀為三角形。可選的，所述楔形塊的剖面形狀為梯形。本發明還提供一種用於糾正圓形盾構機旋轉的方法，該方法使用上述用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置來達到糾正圓形盾構機旋轉的目的，該方法包括步驟一將所述至少一個楔形塊固定於所述管片上正對所述千斤頂的位置；步驟二 調整所述至少一個楔形塊的斜面與所述管片的夾角與所述斜面的朝向，使物體在某一個楔形塊的斜面遠離管片的一端移動到所述斜面靠近所述管片的一端的過程中，其速度分解後必有某一速度分量的方向能夠與所述圓形盾構機的盾構機本體在對應的那一個楔形塊處的某一切線方向同向，所述圓形盾構機的盾構機本體在對應的每一個楔形塊處的那一個與上述速度分量方向同向的切線方向上的力均能夠帶動所述盾構機本體朝同一方向旋轉；步驟三通過將千斤頂向管片方向伸長，使所述靴板抵住所述楔形塊，控制所述圓形盾構機使所述若干千斤頂帶動靴板擠壓所述楔形塊，因其相互受力關係，使所述楔形塊不產生運動，而所述靴板帶動所述千斤頂沿其對應楔形塊的斜面移動，所述千斤頂帶動所述盾構機本體轉動，糾正圓形盾構機之前的旋轉；以及步驟四觀察圓形盾構機的旋轉是否糾正完畢，若尚未糾正完畢，則通過將千斤頂向圓形盾構機的前端收縮，將楔形塊與靴板分離，再重複步驟一至步驟三，直至完成圓形盾構機旋轉的糾正工作。進一步的，所述用於糾正圓形盾構機旋轉的方法中使用的裝置還包括至少一個球 形支座，所述球形支座設置於所述千斤頂的一端，所述靴板設置於所述球形支座上。進一步的，在步驟一中，在固定所述楔形塊的之前或之後，將千斤頂的一端與對應的靴板通過球形支座連接在一起，所述球形支座能夠依靠自身的轉動來改變所述靴板與對應楔形塊的斜面之間的夾角。進一步的在步驟二中，所述楔形塊的斜面與所述管片之間的夾角調整為3°。進一步的，在步驟一中，在固定所述楔形塊的之前，在所述楔形塊的斜面上塗刷減摩材料。與現有技術相比，本發明具有以下有益效果本發明提供的用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置及方法是在與圓形盾構機中與千斤頂連接的靴板對應的後部已拼裝好的管片上固定一個或多個楔形塊，並調整好其角度與朝向，在後部已拼裝好的管片上固定好對應楔形塊後，推進盾構機，千斤頂往後伸長，使靴板與楔形塊相互擠壓，因為靴板及楔形塊均採用摩擦力較小的材料，而混凝土管片對楔形塊的摩擦力使很大的，因此靴板會帶動所述千斤頂沿其對應楔形塊的斜面移動，所述千斤頂隨即帶動所述盾構機本體轉動，從而使該圓形盾構機能夠沿之前施工中所產生的旋轉的反方向旋轉，有效地起到糾正圓形盾構機旋轉的目的。
下面結合附圖對本發明作進一步說明圖I為現有技術中圓形盾構機的結構示意圖；圖2為本發明實施例一提供的用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置的結構示意圖；圖3為本發明實施例二提供的用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置的結構示意圖；圖4為現有技術中圓形盾構機的裝置的後視圖；圖5為本發明實施例提供的用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置中靴板的受力分析圖；圖6為本發明實施例提供的用於糾正圓形盾構機旋轉的方法的流程圖。在圖I至圖5中，
I :盾構機本體；2 :千斤頂；3 :靴板；4 :管片；5 :楔形塊；51 :斜面；6 :球形支座；α 夾角;7 :千斤頂對靴板的壓力；8 :楔形塊對靴板的壓力；9 :靴板與楔形塊之間的摩擦力；10 :靴板所受重力；11 :靴板所受合力；12 :盾構機本體的切向作用力；13 :盾構機本體軸線方向作用力；14:刀盤。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例對本發明提出的用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置及方法作進一步詳細說明。根據下面說明和權利要求書，本發明的優點和特徵將更清楚。需說明的是，附圖均採用非常簡化的形式且均使用非精準的比率，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。本發明的核心思想在於，提供一種用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置及方法，本發明是在與圓形盾構機中與千斤頂連接的靴板對應的後部已拼裝好的管片上固定一個或多個楔形塊，並調整好其角度與朝向，隨後推進盾構機，千斤頂往後伸長，使靴板與楔形塊相 互擠壓，因為靴板及楔形塊均採用摩擦力較小的材料，而混凝土管片對楔形塊的摩擦力使很大的，因此靴板會帶動所述千斤頂沿其對應楔形塊的斜面移動，所述千斤頂隨即帶動所述盾構機本體轉動，從而使該圓形盾構機能夠沿之前施工中所產生的旋轉的反方向旋轉，有效地起到糾正圓形盾構機旋轉的目的。請參考圖I至圖6，圖I為現有技術中圓形盾構機的結構示意圖；圖2為本發明實施例一提供的用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置的結構示意圖；圖3為本發明實施例二提供的用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置的結構示意圖；圖4為現有技術中圓形盾構機的裝置的後視圖；圖5為本發明實施例提供的用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置中靴板的受力分析圖；圖6為本發明實施例提供的用於糾正圓形盾構機旋轉的方法的流程圖。實施例一請重點參考圖I、圖2和圖4，如圖I、圖2和圖4所示，本發明實施例提供一種用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置，該裝置安裝於圓形盾構機中，所述圓形盾構機包括盾構機本體I、若干千斤頂2、若干靴板3和管片4，所述若干千斤頂2的分布呈圓形，所述若干千斤頂2均與所述盾構機本體I的周側連接，所述若干靴板3設置於所述若干千斤頂2的輸出端，所述管片4呈圓環形，所述若干靴板3抵住所述管片4，所述裝置包括至少一個楔形塊5，所述至少一個楔形塊5設置於靴板3與所述管片4之間，所述楔形塊5靠近靴板3的那一面為斜面51，所述楔形塊5的斜面51與所述管片4之間存在夾角α，所述靴板3抵住所述楔形塊5。進一步的，所述用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置還包括至少一個球形支座6，所述球形支座6設置於所述千斤頂2的一端，所述靴板3設置於所述球形支座6上，所述球形支座6能夠使所述靴板3繞所述球形支座6旋轉，這樣的設計使得靴板3靠近楔形塊5的那一面能夠緊貼楔形塊5的斜面51，而不僅僅是面與面的一部分接觸，使他們在互相受力時靴板3的運動更為順暢，不受阻礙。進一步的，所述楔形塊的斜面51與所述管片之間的夾角α的範圍為0°至90° (不包含0°和90° )，其優選為3°，3°的夾角α使靴板3既能夠使千斤頂2帶動盾構機本體I進行大角度的旋轉，又不至於佔用盾構機本體I太多的空間。
進一步的，所述楔形塊5靠近所述靴板3的那一面上還塗有減摩材料，這樣的設計使得楔形塊5對靴板3的摩擦力更小，增大了靴板3沿楔形塊5的斜面51移動時的移動速度，使糾正過程更為順暢。進一步的，所述楔形塊5的剖面形狀為三角形，所述三角形的楔形塊5具備斜面51使靴板3沿其斜面51移動，以達到糾正圓形盾構機旋轉的目的。請重點參考圖6,如圖6所示,本發明實施例還提供一種用於糾正圓形盾構機旋轉的方法，該方法使用上述用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置來達到糾正圓形盾構機旋轉的目的，該方法包括步驟一將所述至少一個楔形塊5固定於所述管片4上正對所述千斤頂2的位置；步驟二 調整所述至少一個楔形塊5的斜面51與所述管片4的夾角與所述斜面51的朝向，使任何物體在某一個楔形塊5的斜面51遠離管片4的一端直線移動到所述斜面51靠近所述管片4的一端的過程中，其速度分解後必有某一速度分量的方向能夠與所述圓形盾構機的盾構機本體I在對應的那一個楔形塊5處的某一切線方向同向,所述圓形盾構機 的盾構機本體I在對應的每一個楔形塊5處的那一個與上述速度分量方向同向的切線方向上的力均能夠帶動所述盾構機本體I朝同一方向旋轉；步驟三通過將千斤頂2向管片4方向伸長，使所述靴板3抵住所述楔形塊5，控制所述圓形盾構機使所述若干千斤頂2帶動靴板3擠壓所述楔形塊5，因其相互受力關係，使所述楔形塊5不產生運動，而所述靴板3帶動所述千斤頂2沿其對應楔形塊5的斜面51移動，所述千斤頂2帶動所述盾構機本體I轉動,糾正圓形盾構機之前施工時所產生的旋轉；以及步驟四觀察圓形盾構機的旋轉是否糾正完畢，若尚未糾正完畢，則通過將千斤頂2向圓形盾構機的前端收縮，將楔形塊5與靴板3分離，再重複步驟一至步驟三，直至完成圓形盾構機旋轉的糾正工作。進一步的，在步驟一中，在固定所述楔形塊5的之前或之後，將千斤頂2的一端與對應的靴板3通過球形支座6連接在一起,所述球形支座6能夠依靠自身的轉動來改變所述靴板3與對應楔形塊5的斜面51之間的夾角α。進一步的，在步驟二中，所述楔形塊5的斜面51與所述管片4之間的夾角α調整為3。。進一步的，在步驟一中，在固定所述楔形塊5的之前，在所述楔形塊5的斜面51上塗刷減摩材料。實施例二請重點參考圖3,如圖3所示,本實施例與實施例一中的用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置及方法的區別點在於所述楔形塊5的剖面形狀為梯形，將楔形塊5的剖面形狀改為梯形的優點在於靴板3在楔形塊5的斜面51上滑出時，其伸出的部分不會碰觸到管片4，避免了靴板3傷及管片4的可能性。下面結合圖I至圖6詳細描述本發明實施例提供的用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置及方法。事先按照上述連接方式在盾構機本體I內安裝好球形支座6,並在楔形塊5的斜面51上塗刷減摩材料，當圓形盾構機由於其周圍土質條件、施工操作不當及圓形盾構機本體結構等因素的影響而產生繞其軸心旋轉的情況時，在與盾構機本體I中與若干千斤頂2連接的若干靴板3對應的後部已拼裝好的管片4上固定與靴板3數量相同的楔形塊5，調整這些楔形塊5的斜面51與所述管片4之間的夾角α與其斜面51的朝向，使任何物體在某一個楔形塊5的斜面51遠離管片4的一端直線移動到所述斜面51靠近所述管片4的一端的過程中，其速度分解後必有某一速度分量的方向能夠與所述圓形盾構機的盾構機本體I在對應的那一個楔形塊5處的某一切線方向同向，所述圓形盾構機的盾構機本體I在對應的每一個楔形塊5處的那一個與上述速度分量方向同向的切線方向上的力均能夠帶動所述盾構機本體I朝同一方向旋轉，接著將靴板3繞球形支座6轉動一定角度固定,使其與楔形塊5斜面51平行，隨後推進盾構機1，千斤頂2往後伸長，使靴板3與楔形塊5相互擠壓。如圖5所示，以圖2或圖3中盾構機本體I的最左或最右的靴板3為分析對象，千斤頂2對靴板3施加壓力7,楔形塊5對靴板3施加壓力8,在千斤頂對靴板的壓力7和楔形塊5對靴板3的壓力8的共同作用下,靴板3相對於楔形塊5有沿著靴板3與楔形塊5的接觸面滑動的趨勢，靴板3在與其運動趨勢相反的方向會受到靴板3與楔形塊5之間的摩擦力9，因為靴板3所受重力10不容易改變，因此在通過靴板3與楔形塊5的接觸面上塗刷減摩材料以減小靴板3與楔形塊5之間的摩擦力9後，得出靴板3所受合力11，該合力11可分解 為盾構機本體I的切向作用力12和盾構機本體軸線方向作用力13，切向作用力12便能使盾構機本體I轉動，從而使該圓形盾構機能夠沿之前施工中所產生的旋轉的反方向旋轉，有效地起到糾正圓形盾構機旋轉的目的。顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變形而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置，該裝置安裝於圓形盾構機中，所述圓形盾構機包括盾構機本體、若干千斤頂、若干靴板和管片，所述若干千斤頂的分布呈圓形，所述若干千斤頂均與所述盾構機本體的周側連接，所述若干靴板設置於所述若干千斤頂的一端，所述管片呈圓環形，所述若干靴板抵住所述管片，其特徵在於，包括至少一個楔形塊，所述至少一個楔形塊設置於靴板與所述管片之間，所述楔形塊靠近靴板的那一面為斜面，所述楔形塊的斜面與所述管片之間存在夾角，所述靴板在對應千斤頂的作用下抵住所述楔形塊。
2.根據權利要求I所述用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置，其特徵在於，還包括至少一個球形支座，所述球形支座設置於所述千斤頂的一端，所述靴板設置於所述球形支座上。
3.根據權利要求I所述用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置，其特徵在於，所述夾角範圍為O。至90°。
4.根據權利要求3所述用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置，其特徵在於，所述夾角為3° ο
5.根據權利要求I所述用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置，其特徵在於，所述楔形塊靠近所述靴板的那一面上還塗有減摩材料。
6.根據權利要求I至5任一項所述用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置，其特徵在於，所述楔形塊的剖面形狀為三角形。
7.根據權利要求I至5任一項所述用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置，其特徵在於，所述楔形塊的剖面形狀為梯形。
8.一種用於糾正圓形盾構機旋轉的方法，其特徵在於，該方法使用權利要求I中所述用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置來達到糾正圓形盾構機旋轉的目的，包括 步驟一將所述至少一個楔形塊固定於所述管片上正對所述千斤頂的位置； 步驟二 調整所述至少一個楔形塊的斜面與所述管片的夾角與所述斜面的朝向，使物體在某一個楔形塊的斜面遠離管片的一端移動到所述斜面靠近所述管片的一端的過程中，其速度分解後必有某一速度分量的方向能夠與圓形盾構機的盾構機本體在對應的那一個楔形塊處的某一切線方向同向，所述圓形盾構機的盾構機本體在對應的每一個楔形塊處的那一個與上述速度分量方向同向的切線方向上的力均能夠帶動所述盾構機本體朝同一方向旋轉； 步驟三通過將千斤頂向管片方向伸長，使所述靴板抵住所述楔形塊，控制所述圓形盾構機使所述若干千斤頂帶動靴板擠壓所述楔形塊，因其相互受力關係，使所述楔形塊不產生運動，而所述靴板帶動所述千斤頂沿其對應楔形塊的斜面移動，所述千斤頂帶動所述盾構機本體轉動，糾正圓形盾構機之前的旋轉；以及 步驟四觀察圓形盾構機的旋轉是否糾正完畢，若尚未糾正完畢，則將楔形塊與靴板分離，再重複步驟一至步驟三，直至完成圓形盾構機旋轉的糾正工作。
9.根據權利要求8所述用於糾正圓形盾構機旋轉的方法，其特徵在於，所述用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置還包括至少一個球形支座，所述球形支座設置於所述千斤頂的一端，所述靴板設置於所述球形支座上。
10.根據權利要求9所述用於糾正圓形盾構機旋轉的方法，其特徵在於，在步驟一中， 在固定所述楔形塊的之前或之後，將千斤頂的一端與對應的靴板通過球形支座連接在一起，所述球形支座能夠依靠自身的轉動來改變所述靴板與對應楔形塊的斜面之間的夾角。
11.根據權利要求8所述用於糾正圓形盾構機旋轉的方法，其特徵在於，在步驟二中，所述楔形塊的斜面與所述管片之間的夾角調整為3°。
12.根據權利要求8至11任一項所述的用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置及方法，其特徵在於，在步驟一中，在固定所述楔形塊的之前，在所述楔形塊的斜面上塗刷減摩材料。
全文摘要
本發明提供一種用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置及方法，該用於糾正圓形盾構機旋轉的裝置及方法是在與圓形盾構機中與千斤頂連接的靴板對應的後部已拼裝好的管片上固定一個或多個楔形塊，並調整好其角度與朝向，在後部已拼裝好的管片上固定好對應楔形塊後，推進盾構機，千斤頂往後伸長，使靴板與楔形塊相互擠壓，因為靴板及楔形塊均採用摩擦力較小的材料，而混凝土管片對楔形塊的摩擦力使很大的，因此靴板會帶動所述千斤頂沿其對應楔形塊的斜面移動，所述千斤頂隨即帶動所述盾構機本體轉動，從而使該圓形盾構機能夠沿之前施工中所產生的旋轉的反方向旋轉，有效地起到糾正圓形盾構機旋轉的目的。
文檔編號E21D9/06GK102828755SQ20121033307
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月10日 優先權日2012年9月10日
發明者羅鑫, 金中林, 王國弼, 林濟 申請人:上海市機械施工有限公司