钢拱架安装机花拱夹持装置的优化设计

卢 静，张家放，陈祚进

(中铁五局集团贵州工程有限公司，贵州 贵阳 550001)

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当前时期，中国范围内的交通运输行业，正处于迅猛前进当中，公路及铁路建设中对于隧道施工的机械化程度亟需提升。如果于隧道施工过程中，发现软弱岩层，则通常需要借助钢拱架的力量支护，这样才可提高围岩结构自身的稳定性，有效预防坍塌事故的发生。现如今，中国范围内的钢拱架安装往往选用人工传统方式，即依托于装载机，以人工的形式进行安装[1-4]。

拱架安装机需要夹持两种不同的拱架，一个是型钢拱架，另外一个是格栅拱架(俗称花拱架)[5]，如图1所示。它们之间的各种区别，使得型钢拱架夹持装置和花拱拱架夹持装置不完全一样。

图1 格栅拱架和型钢拱架

国外对于钢拱架安装机的研究起步，早投入大，已取得一定进展。当前时期，某些西方发达国家的隧道施工技术，已充分实现了机械化。例如 ：日本爱知成功研发出HYL5073JGKA台车，不仅如此，芬兰Normet也成功研发出了UTILIFT2000台车[6-8]。这些台车多为夹持型钢拱架的机械手或带混凝土喷射的多功能机械手。

该阶段中国正致力于完善拱架安装设备。例如：洛阳聚科特种工程机械企业，成功研发出JOCO-01安装机，其将底盘设定为挖掘机，主要工作臂是小臂，在小臂其末安装一个夹紧装置，该装置可以实现六自由度运作，实现将拱架夹取到所需的工作位置[9]，具体见图2。

图2 JOCO-01系列钢拱架安装机

国内有几家专业的隧道建设施工企业在近两年内也开始研制钢拱架安装机械手。……