一种高寒地区路隧结合段隧道洞门结构

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一种高寒地区路隧结合段隧道洞门结构

2023-12-16 13:04| 来源: 网络整理| 查看: 265

一种高寒地区路隧结合段隧道洞门结构

1.本发明涉及隧道防护技术领域,具体公开了一种高寒地区路隧结合段隧道洞门结构。

背景技术:

2.我国高寒高海拔地区道路工程选线可能会经过深厚含土重冰层区域,对于路隧结合段,会受到环境变化和隧道施工及运营气温的影响,当深厚含土重冰层区域受气温变化发生变形时,会导致道路发生变形开裂破坏,并且在气候变暖的时候,深厚含土重冰层会发生一定的位移,现有的明洞路基设置于深厚含土重冰层上,这就导致隧道的明洞不会发生改变,但是路基会随着深厚含土重冰层的移动而移动,就会导致明洞破坏,投入大量的人力资源进行维修,类似情况每年都会发生,造成了极大的资源消耗。

技术实现要素:

3.有鉴于此,本发明的目的在于提供一种高寒地区路隧结合段隧道洞门结构,以解决明洞地基移动而明洞不移动的技术问题。4.为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:5.一种高寒地区路隧结合段隧道洞门结构,包括拱形衬、路板和升降桩组件,所述拱形衬与路板可拆卸连接,所述升降桩组件设于路板下侧,所述路板下侧与升降桩组件上侧固定连接,所述拱形衬与隧道的衬板形状一致,并且拱形衬是直接修建于隧道上的,是以隧道为基础的复出式修建,并且在拱形衬的上方可以设置拉索结构,使得深厚含土冰层发生变形时对拱形衬不会造成较大的影响。6.优选的,所述拱形衬的侧边设有锁腔,所述锁腔内设有路板锁定结构,所述锁腔设有两个,分别设于拱形衬的左右两边,所述拱形衬的内壁设有锁槽,在锁腔与拱形衬的连接处设有向上的锁孔,所述锁孔贯穿锁槽,并且锁孔设有四个,通过四个路板锁定结构对路板进行锁定,使得路板固定在拱形衬上,实现路板与拱形衬的连接,明洞此时的状态是用于深厚含土冰层未发生变化时。7.优选的,所述路板锁定结构包括锁定电机、传动齿轮组、共用轴、锥齿轮组和锁定丝杆,所述锥齿轮组与锁定丝杆通过螺纹连接,所述传动齿轮组由电机锥齿轮、传动锥齿轮和平齿轮组成,所述电机锥齿轮连接于锁定电机的电机轴上,所述电机锥齿轮与传动锥齿轮的斜齿边啮合,所述传动锥齿轮与平齿轮共轴,所述锥齿轮组由一个轴锥齿轮和螺纹锥齿轮组成,所述轴锥齿轮固定于共用轴上,所述螺纹锥齿轮的内壁上设有与锁定丝杆相对应的螺纹,进而螺纹锥齿轮转动能够使得锁定丝杆移动,通过锁定电机工作,使得电机锥齿轮转动,并通过传动锥齿轮和平齿轮使得共用轴转动,进而使得轴锥齿轮和螺纹锥齿轮转动,当螺纹锥齿轮转动时,因为螺纹锥齿轮的位置不变,所以锁定丝杆会移动,进而使得锁定丝杆穿过锁槽实现路板的锁定。8.优选的,所述路板包括上板、下板和弹性结构,所述弹性结构设有多个,多个所述弹性结构设于上板和下板之间,所述上板内包括钢板层、混凝土层和伸缩结构层,所述钢板层和混凝土层均设有两层,两层钢板层和混凝土层设于伸缩结构层上下两边,下板的底面与升降桩组件固定连接,并且底板不会变,所述上板的长宽均小于下板,下板的两侧边与拱形衬的两内壁接触,所述弹性结构类似于减震结构,弹性结构能够在上板上有汽车经过时,上班能够向下移动,在汽车离开后在弹性结构的作用下回弹至原位,在深厚含土冰层受区域气温变化时,升降桩组件把路板升起并抬高,当汽车经过时,上板还是会被压到厚含土冰层上,但是厚含土冰层不会影响路板,增加设备的实用性。9.优选的,所述伸缩结构层包括锁块、支撑柱和推动机构,锁块设有两个,所述支撑柱设有多根,所述推动机构设于伸缩结构层内,所述推动机构内设有齿轮分向箱,所述齿轮分向箱包括转向传动锥齿轮、转向齿轮轴和轴承,所述转向传动锥齿轮设有四个,四个所述转向传动锥齿轮的斜齿边两两啮合,所述转向齿轮轴穿设于转向传动锥齿轮上,所述转向齿轮轴右侧与轴承内壁固定连接,四个转向传动锥齿轮两个一组,分别为x方向齿轮和y方向齿轮,x方向齿轮为传动齿轮而y方向齿轮为两边分向齿轮,使得单方向的绕x轴运动改变为两个反向的绕y轴转动,实现了转动的分向,增加设备的实用性,所述支撑柱设于上下两层钢板层和混凝土层之间用于支撑上下两层的钢板层和混凝土层,所述推动机构包括伸缩电机、齿轮分向箱、联轴器、伸缩丝杆、转块、滑块、滑轨和连接杆,所述联轴器、伸缩丝杆、转块、滑块、滑轨和连接杆均设有两个,所述伸缩电机与齿轮分向箱通过连接轴固定连接,所述齿轮分向箱与联轴器通过连接轴连接,所述联轴器与伸缩丝杆连接,所述伸缩丝杆与转块通过螺纹连接,所述转块与滑块固定连接,所述滑块与滑轨滑动连接,所述连接杆与转块固定连接,通过伸缩电机工作,使得齿轮分向箱工作,在齿轮分向箱的作用下,转动由单向分为双向,并通过联轴器使得伸缩丝杆转动,进而使得转块转动,但是在滑块和滑轨的作用下,转块只能向两边移动,进而带动连接杆向两边移动,进而推动锁块向两边移动,直至锁块完全进入锁槽内。10.优选的,所述升降桩组件包括底座、升降套杆、升降电机、升降齿轮组、升降丝杆和顶板,所述升降套杆外还套设有升降桩保护套,所述升降桩保护套固定于底座上,升降桩保护套适用于保护升降桩组件内的结构,防止深厚含土冰层在融化时发生移动进而损坏升降桩组件的结构,延长了明洞结构的使用寿命,增加设备的适用性,所述升降套杆的上半部分外壁设有电机安装座,所述升降电机通过螺丝固定于电机安装座上,所述升降齿轮组包括三个锥齿轮,其中两个的轮径一致,第三个大轮径的锥齿轮的齿轮轴是升降丝杆,通过升降电机工作,并通过轮径一致的锥齿轮使得大轮径的锥齿轮转动,进而使得升降丝杆移动,进而使得顶板移动,进而实现下板的上下移动,最后实现上板的移动,当上板向上移动时,路板脱离深厚含土冰层,所以深厚含土冰层无论怎么变化都不会影响明洞的路面和路基,并且升降桩组件是直接穿过深厚含土冰层,底座直接修筑于深厚含土冰层下方的土层中。11.本方案的工作原理及有益效果在于:12.本发明通过明洞的拱形衬和路板分离设置的方式使得拱形衬脱离深厚含土冰层,使得深厚含土冰层的变化不会对明洞的拱形衬造成影响,并且路板分为上板和下板,并通过弹性结构来进行连接,并且路板的支撑桩穿过深厚含土冰层直接打入地下的土层,并且支撑桩可以上下伸缩来使得路板上移和下降,使得路板脱离深厚含土冰层,使得深厚含土冰层的变化不会影响路板,增加洞门的实用性。附图说明13.图1为本发明一种高寒地区路隧结合段隧道洞门结构实施例的立体结构示意图(状态一);14.图2为本发明一种高寒地区路隧结合段隧道洞门结构实施例的立体结构示意图(状态二);15.图3为本发明一种高寒地区路隧结合段隧道洞门结构的侧视图(状态三);16.图4为图3a-a的剖视图;17.图5为本发明一种高寒地区路隧结合段隧道洞门结构实施例中路板锁定结构的结构示意图;18.图6为本发明一种高寒地区路隧结合段隧道洞门结构实施例中升降桩组件的结构示意图;19.图7为本发明一种高寒地区路隧结合段隧道洞门结构实施例中升降桩组件的内部结构示意图;20.图8为图7b-b-b的剖视图;21.图9为本发明一种高寒地区路隧结合段隧道洞门结构实施例中上板的结构示意图;22.图10为本发明一种高寒地区路隧结合段隧道洞门结构实施例中推动机构的结构示意图;23.图11为本发明一种高寒地区路隧结合段隧道洞门结构实施例中齿轮分向箱的内部结构示意图;24.附图中标记如下:拱形衬1、锁腔101、路板锁定结构102、锁定电机1021、传动齿轮组1022、共用轴1023、锥齿轮组1024、锁定丝杆1025、电机锥齿轮1026、传动锥齿轮1027、平齿轮1028、轴锥齿轮1029、螺纹锥齿轮1030、锁槽103、锁孔104、路板2、上板201、钢板层2011、混凝土层2012、伸缩结构层2013、锁块2014、支撑柱2015、推动机构2016、伸缩电机20161、齿轮分向箱20162、联轴器20163、伸缩丝杆20164、转块20165、滑块20166、滑轨20167、连接杆20168、转向传动锥齿轮20169、转向齿轮轴20170、轴承20171、下板202、弹性结构203、升降桩组件3、底座301、升降套杆302、升降电机303、升降齿轮组304、升降丝杆305、顶板306、升降桩保护套307。具体实施方式25.在本发明的描述中,需要理解的是,术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“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,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保护范围的限制。26.下面通过具体实施方式进一步详细说明:27.实施例28.如图1-11所示,一种高寒地区路隧结合段隧道洞门结构,包括拱形衬1、路板2和升降桩组件3,拱形衬1与路板2可拆卸连接,升降桩组件3设于路板2下侧,路板2下侧与升降桩组件3上侧固定连接。进一步说明,拱形衬1与隧道的衬板形状一致,并且拱形衬1是直接修建于隧道上的,是以隧道为基础的复出式修建,并且在拱形衬1的上方可以设置拉索结构,使得深厚含土冰层发生变形时对拱形衬1不会造成较大的影响。29.拱形衬1的侧边设有锁腔101,锁腔101内设有路板锁定结构102,锁腔101设有两个,分别设于拱形衬1的左右两边。进一步说明,拱形衬1的内壁设有锁槽103,在锁腔101与拱形衬1的连接处设有向上的锁孔104,锁孔104贯穿锁槽103,并且锁孔104设有四个,通过四个路板锁定结构102对路板进行锁定,使得路板2固定在拱形衬1上,实现路板2与拱形衬1的连接,明洞此时的状态是用于深厚含土冰层未发生变化时。30.路板锁定结构102包括锁定电机1021、传动齿轮组1022、共用轴1023、锥齿轮组1024和锁定丝杆1025,锁定电机1021与传动齿轮组1022固定连接,传动齿轮组1022与共用轴1023固定连接,共用轴1023与锥齿轮组1024固定连接,锥齿轮组1024与锁定丝杆1025通过螺纹连接。进一步说明,传动齿轮组1022由电机锥齿轮1026、传动锥齿轮1027和平齿轮1028组成,电机锥齿轮1026连接于锁定电机1021的电机轴上,电机锥齿轮1026与传动锥齿轮1027的斜齿边啮合,传动锥齿轮1027与平齿轮1028共轴,锥齿轮组1024由一个轴锥齿轮1029和螺纹锥齿轮1030组成,轴锥齿轮1029固定于共用轴1023上,螺纹锥齿轮1030的内壁上设有与锁定丝杆1025相对应的螺纹,进而螺纹锥齿轮1030转动能够使得锁定丝杆1025移动,通过锁定电机1021工作,使得电机锥齿轮1026转动,并通过传动锥齿轮1027和平齿轮1028使得共用轴1023转动,进而使得轴锥齿轮1029和螺纹锥齿轮1030转动,当螺纹锥齿轮1030转动时,因为螺纹锥齿轮1030的位置不变,所以锁定丝杆1025会移动,进而使得锁定丝杆1025穿过锁槽103实现路板的锁定。31.路板2包括上板201、下板202和弹性结构203,弹性结构203设有多个,多个弹性结构203设于上板201和下板202之间,上板201内包括钢板层2011、混凝土层2012和伸缩结构层2013,钢板层2011和混凝土层2012均设有两层,两层钢板层2011和混凝土层2012设于伸缩结构层2013上下两边。进一步说明,下板202的底面与升降桩组件3固定连接,并且底板不会变,上板201的长宽均小于下板202,下板202的两侧边与拱形衬1的两内壁接触,弹性结构203类似于减震结构,弹性结构203能够在上板201上有汽车经过时,上班能够向下移动,在汽车离开后在弹性结构203的作用下回弹至原位,在深厚含土冰层受区域气温变化时,升降桩组件3把路板2升起并抬高,当汽车经过时,上板还是会被压到厚含土冰层上,但是厚含土冰层不会影响路板2,增加设备的实用性。32.伸缩结构层2013包括锁块2014、支撑柱2015和推动机构2016,锁块2014设有两个,支撑柱2015设有多根,推动机构2016设于伸缩结构层2013内,推动机构2016两侧与两个锁块2014固定连接,推动机构2016内设有齿轮分向箱20162。进一步说明,支撑柱2015设于上下两层钢板层2011和混凝土层2012之间用于支撑上下两层的钢板层2011和混凝土层2012,推动机构2016包括伸缩电机20161、齿轮分向箱20162、联轴器20163、伸缩丝杆20164、转块20165、滑块20166、滑轨20167和连接杆20168,联轴器20163、伸缩丝杆20164、转块20165、滑块20166、滑轨20167和连接杆20168均设有两个,伸缩电机20161与齿轮分向箱20162通过连接轴固定连接,齿轮分向箱20162与联轴器20163通过连接轴连接,联轴器20163与伸缩丝杆20164连接,伸缩丝杆20164与转块20165通过螺纹连接,转块20165与滑块20166固定连接,滑块20166与滑轨20167滑动连接,连接杆20168与转块20165固定连接,通过伸缩电机20161工作,使得齿轮分向箱20162工作,在齿轮分向箱20162的作用下,转动由单向分为双向,并通过联轴器20163使得伸缩丝杆20164转动,进而使得转块20165转动,但是在滑块20166和滑轨20167的作用下,转块20165只能向两边移动,进而带动连接杆20168向两边移动,进而推动锁块2014向两边移动,直至锁块2014完全进入锁槽103内。33.齿轮分向箱20162包括转向传动锥齿轮20169、转向齿轮轴20170和轴承20171,转向传动锥齿轮20169设有四个,四个转向传动锥齿轮20169的斜齿边两两啮合,转向齿轮轴20170穿设于转向传动锥齿轮20169上,转向齿轮轴20170右侧与轴承20171内壁固定连接。进一步说明,四个转向传动锥齿轮20169两个一组,分别为x方向齿轮和y方向齿轮,x方向齿轮为传动齿轮而y方向齿轮为两边分向齿轮,使得单方向的绕x轴运动改变为两个反向的绕y轴转动,实现了转动的分向,增加设备的实用性。34.升降桩组件3包括底座301、升降套杆302、升降电机303、升降齿轮组304、升降丝杆305和顶板306,底座301与升降套杆302固定连接,升降套杆302与升降电机303固定连接,升降电机303与升降齿轮组304固定连接,升降齿轮组304与升降丝杆305固定连接,升降丝杆305与顶板306固定连接。进一步说明,升降套杆302的上半部分外壁设有电机安装座,升降电机303通过螺丝固定于电机安装座上,升降齿轮组304包括三个锥齿轮,其中两个的轮径一致,第三个大轮径的锥齿轮的齿轮轴是升降丝杆305,通过升降电机303工作,并通过轮径一致的锥齿轮使得大轮径的锥齿轮转动,进而使得升降丝杆305移动,进而使得顶板306移动,进而实现下板202的上下移动,最后实现上板201的移动,当上板201向上移动时,路板2脱离深厚含土冰层,所以深厚含土冰层无论怎么变化都不会影响明洞的路面和路基,并且升降桩组件3是直接穿过深厚含土冰层,底座301直接修筑于深厚含土冰层下方的土层中。35.升降套杆302外还套设有升降桩保护套307,升降桩保护套307固定于底座301上。进一步说明,升降桩保护套307适用于保护升降桩组件3内的结构,防止深厚含土冰层在融化时发生移动进而损坏升降桩组件3的结构,延长了明洞结构的使用寿命,增加设备的适用性。36.对于上述的一种高寒地区路隧结合段隧道洞门结构的使用方法,作以下说明:37.s1,在深厚含土冰层未发生变化的季节,通过伸缩电机20161工作,使得齿轮分向箱20162工作,在齿轮分向箱20162的作用下,转动由单向分为双向,并通过联轴器20163使得伸缩丝杆20164转动,进而使得转块20165转动,但是在滑块20166和滑轨20167的作用下,转块20165只能向两边移动,进而带动连接杆20168向两边移动,进而推动锁块2014向两边移动,直至锁块2014完全进入锁槽103内;38.s2,在锁块2014完全进入锁槽103内后,通过锁定电机1021工作,使得电机锥齿轮1026转动,并通过传动锥齿轮1027和平齿轮1028使得共用轴1023转动,进而使得轴锥齿轮1029和螺纹锥齿轮1030转动,当螺纹锥齿轮1030转动时,因为螺纹锥齿轮1030的位置不变,所以锁定丝杆1025会移动,进而使得锁定丝杆1025穿过锁槽103实现路板的锁定,此时路板的两侧固定在拱形衬1两侧,此时的升降桩组件3用于路板的支撑;39.s3,当区域气温影响深厚含土冰层时,s1和s2的步骤反向执行,使得路板与拱形衬1脱离,通过升降电机303工作,并通过轮径一致的锥齿轮使得大轮径的锥齿轮转动,进而使得升降丝杆305移动,进而使得顶板306移动,最后使得上板201向上移动,脱离深厚含土冰层,此时深厚含土冰层怎么变化都不会影响路板,并且在有车经过时,上板会适当的被压低一小段距离,待汽车离开后在弹性结构203的作用下回弹。40.以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。



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