一种隧道施工防坍塌支撑结构及其使用方法

1.本发明涉及一种支撑结构及其使用方法，尤其涉及一种隧道施工防坍塌支撑结构及其使用方法。


背景技术：

2.在隧道施工的过程中，如果不对隧道进行支护，很容易出现坍塌的现象，造成安全事故。目前的隧道施工防坍塌支撑结构通常是采用焊接或者使用螺栓对支架与支撑板进行安装与连接，不便于根据隧道具体的情况进行调节，降低了装置的普适性。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种隧道施工防坍塌支撑结构及其使用方法。
4.为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种隧道施工防坍塌支撑结构，包括底座、水平的支撑板和设置在支撑板上方的支撑框架结构，支撑框架结构的顶部覆盖有弧形顶，底座的上方设置有支撑传动机构，支撑传动机构包括竖直设置在底座顶面的传动轴和支撑柱；
5.底座的底面开设有一号凹槽，一号凹槽内固定设置有压缩弹簧，压缩弹簧的下端固定连接有滚轮；
6.底座的顶面中部开设有圆柱形凹槽，圆柱形凹槽内设置有一号轴承，一号轴承的外圈与圆柱形凹槽的内壁固定连接、内圈与传动轴的底端固定连接；
7.传动轴的下方套设有圆柱斜齿轮，圆柱斜齿轮的旁边设置有与其啮合的传动蜗杆，传动蜗杆连接有步进电机，步进电机与底座固定连接；传动轴的上方固定设置有一号圆柱齿轮；
8.支撑柱的内部设置有调节高度的丝杠；支撑柱的顶部套设有二号轴承，二号轴承的外圈水平固定设置有二号圆柱齿轮，二号圆柱齿轮与一号圆柱齿轮相啮合；二号圆柱齿轮的顶部固定设置有传动块，传动块的中部开设有与丝杠相适配的内螺纹。
9.作为优选方案，支撑板底面的四角处均开设有三号凹槽，丝杠的上端固定在三号凹槽内。
10.作为优选方案，底座为矩形，一号凹槽开设在底座的底面四角处。
11.作为优选方案，传动轴设置在底座顶面的中心。
12.作为优选方案，传动块为圆柱体金属块。
13.作为优选方案，支撑柱设置在底座顶面的四角处。
14.作为优选方案，每个支撑柱的底部均环绕设置有锥形座，锥形座与底座固定连接。
15.一种隧道防坍塌支撑结构的使用方法，包括以下步骤：
16.a、将本发明移动到指定施工位置；
17.b、启动步进电机，使丝杠伸长，直至弧形顶触及隧道底壁；
18.c、丝杠继续伸长，使压缩弹簧产生压缩，直至滚轮完全进入一号凹槽内、底板与地面贴合。
19.本发明通过设置支撑传动机构，代替了传统的焊接或者使用螺栓对支架与支撑板进行安装与连接的方式，方便根据隧道高度进行调节，提高了本发明的普适性。
附图说明
20.图1为本发明的整体结构示意图。
21.图2为支撑传动机构的局部结构俯视图。
22.图3为圆柱斜齿轮及传动蜗杆的俯视图。
23.图4为图2的局部结构放大图。
24.图中：1、底座；2、支撑板；3、弧形顶；4、压缩弹簧；5、滚轮；6、一号轴承；7、传动轴；8、圆柱斜齿轮；9、传动蜗杆；10、步进电机；11、一号圆柱齿轮；12、支撑柱；13、锥形座；14、二号圆柱齿轮；15、丝杠；16、传动块；17、支撑框架结构。
具体实施方式
25.为使本发明的特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
26.一种隧道施工防坍塌支撑结构，如图1所示，包括底座1，底座1的上方设置有支撑传动机构，支撑传动机构的顶部设置有水平的支撑板2，支撑板2的上方固定设置有支撑框架结构17，支撑框架结构17的顶部覆盖有弧形顶3。
27.底座1为矩形，底座1的底面四角处均开设有一号凹槽，一号凹槽内固定设置有压缩弹簧4，压缩弹簧4的下端固定连接有滚轮5。底座1的顶面中部开设有圆柱形凹槽，圆柱形凹槽内设置有一号轴承6，一号轴承6的外圈与圆柱形凹槽的内壁固定连接。
28.支撑传动机构包括竖直设置在底座1顶面中心的传动轴7和竖直设置在底座1顶面四角处的支撑柱12。
29.传动轴7的底端与一号轴承6的内圈固定连接。如图3所示，传动轴7的下方套设有圆柱斜齿轮8，圆柱斜齿轮8的旁边设置有与其啮合的传动蜗杆9，传动蜗杆9连接有步进电机10，步进电机10与底座1固定连接。传动轴7的上方固定设置有一号圆柱齿轮11。当启动步进电机10后，通过传动蜗杆9带动圆柱斜齿轮8转动，再通过传动轴7的传动作用，带动一号圆柱齿轮11在水平方向上转动。
30.每个支撑柱12的底部均环绕设置有锥形座13，锥形座13与底座1固定连接，锥形座13起到加固的作用。支撑柱12的内部设置有丝杠15，通过丝杠15的伸缩来调节高度。如图2和图4所示，支撑柱12的顶部套设有二号轴承，二号轴承的外圈水平固定设置有二号圆柱齿轮14，二号圆柱齿轮14与一号圆柱齿轮11相啮合。二号圆柱齿轮14的顶部固定设置有传动块16，传动块16为圆柱体金属块，传动块16的中部开设有与丝杠15相适配的内螺纹。一号圆柱齿轮11转动会带动四个二号圆柱齿轮14同步转动，由于传动块16与二号圆柱齿轮14固定连接，因此传动块16也会与一号圆柱齿轮11同步转动，通过传动块16内部的内螺纹实现丝杠15的伸缩。
31.支撑板2底面的四角处均开设有三号凹槽，丝杠15的上端固定在三号凹槽内。
32.本发明的使用方法为：
33.a、将本发明移动到指定施工位置；
34.b、启动步进电机10，使丝杠15伸长，直至弧形顶3触及隧道底壁；
35.c、丝杠15继续伸长，使压缩弹簧4产生压缩，直至滚轮5完全进入一号凹槽内、底板1与地面贴合。
36.本发明通过设置支撑传动机构，代替了传统的焊接或者使用螺栓对支架与支撑板进行安装与连接的方式，方便根据隧道高度进行调节，提高了本发明的普适性。
37.上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种隧道施工防坍塌支撑结构，包括底座(1)、水平的支撑板(2)和设置在支撑板(2)上方的支撑框架结构(17)，支撑框架结构(17)的顶部覆盖有弧形顶(3)，其特征在于：所述底座(1)的上方设置有支撑传动机构，支撑传动机构包括竖直设置在底座(1)顶面的传动轴(7)和支撑柱(12)；所述底座(1)的底面开设有一号凹槽，一号凹槽内固定设置有压缩弹簧(4)，压缩弹簧(4)的下端固定连接有滚轮(5)；所述底座(1)的顶面中部开设有圆柱形凹槽，圆柱形凹槽内设置有一号轴承(6)，一号轴承(6)的外圈与圆柱形凹槽的内壁固定连接、内圈与传动轴(7)的底端固定连接；所述传动轴(7)的下方套设有圆柱斜齿轮(8)，圆柱斜齿轮(8)的旁边设置有与其啮合的传动蜗杆(9)，传动蜗杆(9)连接有步进电机(10)，步进电机(10)与底座(1)固定连接；所述传动轴(7)的上方固定设置有一号圆柱齿轮(11)；所述支撑柱(12)的内部设置有调节高度的丝杠(15)；所述支撑柱(12)的顶部套设有二号轴承，二号轴承的外圈水平固定设置有二号圆柱齿轮(14)，二号圆柱齿轮(14)与一号圆柱齿轮(11)相啮合；所述二号圆柱齿轮(14)的顶部固定设置有传动块(16)，传动块(16)的中部开设有与丝杠(15)相适配的内螺纹。2.根据权利要求1所述的一种隧道防坍塌支撑结构，其特征在于：所述支撑板(2)底面的四角处均开设有三号凹槽，丝杠(15)的上端固定在三号凹槽内。3.根据权利要求1所述的一种隧道防坍塌支撑结构，其特征在于：所述底座(1)为矩形，一号凹槽开设在底座(1)的底面四角处。4.根据权利要求1所述的一种隧道防坍塌支撑结构，其特征在于：所述传动轴(7)设置在底座(1)顶面的中心。5.根据权利要求1所述的一种隧道防坍塌支撑结构，其特征在于：所述传动块(16)为圆柱体金属块。6.根据权利要求1所述的一种隧道防坍塌支撑结构，其特征在于：所述支撑柱(12)设置在底座(1)顶面的四角处。7.根据权利要求1所述的一种隧道防坍塌支撑结构，其特征在于：每个所述支撑柱(12)的底部均环绕设置有锥形座(13)，锥形座(13)与底座(1)固定连接。8.根据权利要求1所述的一种隧道防坍塌支撑结构的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：a、将本发明移动到指定施工位置；b、启动步进电机(10)，使丝杠(15)伸长，直至弧形顶(3)触及隧道底壁；c、丝杠(15)继续伸长，使压缩弹簧(4)产生压缩，直至滚轮(5)完全进入一号凹槽内、底板(1)与地面贴合。

技术总结
本发明公开了一种隧道施工防坍塌支撑结构，包括底座、支撑板、支撑框架结构和弧形顶，底座的上方设置有支撑传动机构，支撑传动机构包括竖直设置在底座顶面的传动轴和支撑柱；传动轴上设有圆柱斜齿轮和一号圆柱齿轮；支撑柱的顶部套设有二号轴承，二号轴承的外圈水平固定设置有二号圆柱齿轮，二号圆柱齿轮与一号圆柱齿轮相啮合；二号圆柱齿轮的顶部固定设置有传动块，传动块的中部开设有与丝杠相适配的内螺纹。本发明通过设置支撑传动机构，代替了传统的焊接或者使用螺栓对支架与支撑板进行安装与连接的方式，方便根据隧道高度进行调节，提高了本发明的普适性。提高了本发明的普适性。提高了本发明的普适性。


技术研发人员：张永亮 姜培根 刘滨 牟宏伟 张西龙 范文涛 朱兆文 周亚博 吴斌杰 张庆 周波 甘明日
受保护的技术使用者：青岛理工大学
技术研发日：2023.06.05
技术公布日：2023/8/1