一种钢管台车及其用途.pdf

一种大型钢管台车，它由主梁、纵向行走架、旋转架、支腿、支臂、调节支撑等结构组成，可以形成一个钢管制造、运输、安装、表面防腐、检验以及混凝土浇筑过程所需的多种机械功能施工平台，结合瓦片运输的方式，可能利用普通的道路条件，在钢管安装地点集中地进行瓦片组装、钢管焊接等全部工作，实现机械自动化作业，易于满足工程的安全、优质和高效的要求，特别适于在空间有限的隧洞内大型钢管工程中使用。

1.  一种大型钢管台车，其结构包括：主梁(1)、纵向行走架(5)、旋转架(8)、支腿(2)、支臂(3)、调节支撑(9)，其特点在于纵向行走架(5)安装在主梁(1)上，旋转架(5)安装在纵向行走架(5)上，调节支撑(9)安装在旋转架(8)上，瓦片(13)或钢管节(14)可临时固定在调节支撑(9)上。

2.  根据权利要求1所述的钢管台车，其特征在于台车具有3个运动自由度，可能实现瓦片(13)或钢管节(14)旋转、直线往复行走运动及径向调节。

3.  根据权利要求1所述的钢管台车，其特征是主梁上可以安装一套纵向行走架(5)和旋转架(8)，也可以安装两套纵向行走架(5)和旋转架(8)。

4.  根据权利要求1所述的钢管台车，其特征是纵向行走架(5)采用卷扬机或齿轮条驱动机构实现在主梁(1)的轨道上往复行走。

5.  根据权利要求1～4所述的钢管台车，其特征是用于钢管制造安装过程的瓦片(13)调整、组装、焊接及其检验。

6.  根据权利要求1～4所述的钢管台车，其特征是用于钢管节的运输，最适宜的运输距离在18m以内。

7.  根据权利要求1～4所述的钢管台车，其特征是用于钢管节安装。

8.  根据权利要求1～4所述的钢管台车，其特征是用于埋设钢管外侧的混凝土回填过程中的临时内支撑。

9.  根据权利要求1～4所述的钢管台车，其特征是用于钢管纵缝和环缝焊接及其检验。

10.  根据权利要求1～4所述的钢管台车，其特征是用于钢管的防腐。

一种钢管台车及其用途
技术领域
本发明涉及一种大直径钢管制造、运输、安装的机械设备结构及其用途。
技术背景
在水利水电钢管制造安装工程中，通常将钢管组焊成6m以内一节，用汽车、专用拖车或轨道台车运输到安装地点，之后进行安装、焊接和防腐，而当钢管的直径很大时，比如超过9m的直径，钢管的运输和安装十分困难，特别对于隧洞内的大直径钢管安装，目前国内外尚无十分有效的设备进行施工，为了降低大直径钢管运输成本、减小其辅助工程量，部分钢管工程采取将卷制好的瓦片在安装现场的平台上组装焊接成钢管节的方式，再用轨道台车将钢管节运送到安装部位，最后完成钢管的焊接和防腐，但由于场地分散和现有的设备功能简单，施工机械化程度低，大直径的钢管翻转困难，导致钢管的运输安全性差，人工劳动强度大，生产效率较低。中国专利02110317.8公开的隧洞运输台车只能用于中小直径的PCCP管道运输和安装，日本专利号开平9-315299公开了一种管道移动安装台车，适用于在较大直径的管道运输和安装，但由于其结构占用的空间较大，功能简单，在空间相对较小的隧洞内运输和安装管道的作用受到限制。
本发明的目的是提供一种大型钢管台车，可用它完成钢管制造、运输、安装、表面防腐、检验以及混凝土浇筑过程所需的多种机械功能，再结合瓦片运输的方式，可能利用普通的道路条件，在钢管安装地点集中地进行瓦片组装、钢管焊接等全部工作。
发明内容
本发明的技术方案是这样实现的：
一种用于大型钢管施工的机械台车装置，它以主梁、支臂和支腿为基础，主梁上具有纵向行走架及其机械控制机构，纵向行走架通过机械机构的驱动作用在主梁上往复直线运动，纵向行走架上设置一个或两个旋转架，旋转架通过机械装置的驱动作用在纵向行走架上转动，旋转架上安装多组均匀分布的调节支撑杆件，调节支撑由液压千斤顶和螺旋千斤顶组合而成，调节支撑用于支撑和临时固定瓦片，4～6个调节支撑固定一个瓦片，通过调节支撑的伸长和缩短调整瓦片半径，支臂和支腿为液压杆件，主梁上配备液压泵站和相应的电液控制器件，集中地调节控制支臂和支腿的液压油缸伸缩长度，由于钢管台车在一定范围内具有往复水平、旋转和径向伸缩三个运动方向的自由度，在钢管的制造和安装过程中可具备以下用途：
1、组装：根据钢管不同的曲率半径选择适当的调节支撑长度，将多个瓦片依次组装，通过焊接后连接组成单个钢管节；
2、运输：将钢管节从台车一端的组装位置运送到安装位置，一般运输距离在8～15m之内；
3、安装：实现钢管节的精确定位，通过纵向移动、旋转适当的角度和调节支撑的收缩，均匀调节钢管节间安装间隙，获得理想的拼装质量，并可能利用台车的回转功能测量钢管圆度；
4、支撑：在每段钢管安装验收完成之后的浇筑过程中，用调节支撑对已安装固定钢管进行内支撑；
5、焊接：结合通用的自动焊接设备，实现钢管纵缝和环缝的自动、半自动焊接，由于台车在空载状态下回转机构运行稳定，易于实现安装环缝的气体保护自动焊接，可优先选择高效的焊接工艺和设备，如高速多丝焊接、焊缝自动跟踪系统、焊缝自动检测系统或工业电视临近系统等。
6、防腐：钢管安装焊接完成之后，调节支撑适度伸缩，利用钢管台车的回转运行，结合喷砂和喷涂设备，实现钢管内壁防腐的机械自动化施工以及检查，提高防腐质量和使用寿命。
本发明的优点是：以钢管台车作为大型水利水电钢管现场制造和安装的多功能施工平台，实现机械自动化作业，易于满足工程的安全、优质和高效的要求，即使在空间有限的隧洞内其作用也可能得到发挥。
附图说明
图1是一种大型钢管台车结构的主视图。
图2是钢管台车在隧洞内应用的布置图。
图3是图1的端面视图。
图4是图2的端面视图。
图5是钢管台车调节支撑收缩后用于较小钢管的剖面图。
图6是钢管台车在已安装钢管内运行的端面视图。
图7是一种双旋转架的大型钢管台车结构的主视图。
具体实施方式
如图1、3所示，钢管台车的主梁1前后端分别安装了支腿1和支臂3，支腿1和支臂3的收缩由液压泵站4控制，在主梁1的水平轨道上安装纵向行走架5和卷扬机6，通过卷扬机6以及转向轮7、钢绳的作用，纵向行走架5可能在主梁1的水平轨道上往复行走，旋转架8经孔轴配合安装在纵向行走架5上，采用齿轮驱动机构使旋转架8在纵向行走架5上转动，放置架8上安装24个调节支撑9，调节支撑9由液压千斤顶10和螺旋千斤顶11组合而成，可以拆卸，调节支撑9的侧向用拉索12进行预紧。在上述结构中，纵向行走架5也可以采用齿轮条驱动的方式实现在主梁1轨道上往复行走。
如图2、4所示，钢管台车运输到隧洞15内进行组装后，瓦片13从洞内交通运输到台车的一端进行组装，适当伸缩调节支撑9符合钢管的设计曲率半径，用4-6个调节支撑9的端部临时固定第一个瓦片，旋转架8转动一个适当的角度后固定下一个瓦片，将两个瓦片之间用焊接方式连接，依次完成瓦片组装形成一个钢管节14，利用钢管台车旋转和纵向行走的功能辅助完成钢管节14的纵缝和环缝的焊接，之后，钢管节14由纵向行走架5运送到安装部位，除初始安装节之外，其余每节都根据上一节进行精确的调圆和固定。
如图5、6所示，收缩调节支撑9，在其端部安装专用焊接支架并连接相应的焊接设备，实现钢管安装环缝地高效自动焊接，焊接检验合格后，将焊接设施更换为喷吵和喷涂设备，同样转动旋转架8，可能逐步完成钢管内壁的机械化防腐施工。而通常安装完成后每段钢管(约8～15m)需要回填外壁的一次混凝土，在此过程中，可利用调节支撑9均匀预压安装的最后一节钢管内壁，防止浇筑混凝土时钢管产生大的变形，为下一段钢管安装提供有利条件。
如图7所示，钢管台车主梁上设置主辅两套纵向行走架和旋转架，主旋转架16进行瓦片和钢管节的焊接工作，辅助旋转架17主要负责安装和环缝焊接，其优点是可进一步提高设备效率，适用于焊接量很大的钢管工程。