具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施方式一

如图1、图4以及图8所示，本发明提供一种钢拱架锁紧装置，用于将第一钢拱架11和第二钢拱架12拼装对接，钢拱架锁紧装置包括：卡扣结构3，包括卡扣部，卡扣部安装于第二钢拱架12上；锁紧结构2，包括锁舌，锁舌安装于第一钢拱架11上，锁舌可相对卡扣部沿与第一钢拱架11和第二钢拱架12的拼装方向的垂直方向移动而与卡扣部锁紧配合。

本发明的钢拱架锁紧装置，将第一钢拱架11与第二钢拱架12进行拼装时，安装于第二钢拱架12上的卡扣部沿拼装方向移动至第一钢拱架11上的锁舌处，同时锁舌沿与拼装方向垂直的方向移动而与卡扣部锁紧配合，从而将第一钢拱架11与第二钢拱架12快速拼装对接，并且通过卡扣部与锁舌的锁紧限位，使得第一钢拱架11和第二钢拱架12无法发生相对运动，因此，通过本发明的钢拱架锁紧装置，实现了第一钢拱架11和第二钢拱架12的快速拼装对接，并且若需要对第一钢拱架11和第二钢拱架12的对接位置处进行焊接和/或通过螺栓连接等其他连接方式进一步连接加固，在焊接和/或螺栓连接的过程中，第一钢拱架11和第二钢拱架12均不会发生偏移，从而确保第一钢拱架11和第二钢拱架12连接稳固且对接准确。

具体的，如图9、图10以及图11和图12所示，钢拱架1采用工字钢制成，大体呈弧形结构。多根钢拱架1拼装对接成支护环，以对隧道5进行支护。多根钢拱架1的外侧面拼接成支护环的外环面，多根钢拱架1的内侧面拼接成支护环的内环面。钢拱架1的外侧面与隧道5的内壁面相贴合。隧道5的周向即钢拱架1的长度方向，隧道5的径向即钢拱架1的高度方向，隧道5的轴向即钢拱架1的宽度方向。

如图3和图6所示，在本发明的实施方式中，锁舌通过弹簧22与第一钢拱架11连接，弹簧22沿与第一钢拱架11和第二钢拱架12的拼装方向垂直的方向布设，锁舌在弹簧22的弹性回复力下与卡扣部相抵接。第一钢拱架11和第二钢拱架12拼装时，当卡扣部沿拼装方向移动至锁舌处时，锁舌在卡扣部的按压下沿与第一钢拱架11和第二钢拱架12的拼装方向垂直的方向朝远离卡扣部的一侧移动，当卡扣部沿拼装方向继续移动后，锁舌在弹簧22的弹性回复力下沿与第一钢拱架11和第二钢拱架12的拼装方向垂直的方向朝靠近卡扣部的一侧移动，进而与卡扣部相抵接。

具体的，弹簧22的一端通过锁紧块23与第一钢拱架11连接，锁紧块23上安装有拉紧螺栓24，拉紧螺栓24与锁舌连接，弹簧22套设于拉紧螺栓24上，且弹簧22的一端与锁舌相抵接，弹簧22的另一端和锁紧块23相抵接。通过调节拉紧螺栓24，可将弹簧22调节为压缩状态，使弹簧22产生弹性回复力，且弹性回复力的方向与第一钢拱架11和第二钢拱架12的拼装方向垂直，并朝向卡扣部，从而通过压缩状态的弹簧22的弹性回复力将锁舌与卡扣部相抵接。锁紧块23上设有滑槽231，弹簧22安装于滑槽231内，锁舌与滑槽231滑动连接。通过设置滑槽231，以引导锁舌沿与第一钢拱架11和第二钢拱架12的拼装方向垂直的方向移动，避免锁舌发生偏移，从而确保锁舌与卡扣部准确配合。

如图4和图8所示，在本发明的实施方式中，锁舌的端面设有第一导向楔面25，卡扣部的端面设有第二导向楔面33，第二导向楔面33与第一导向楔面25相配合。当卡扣部沿第一钢拱架11和第二钢拱架12的拼装方向移动至锁舌处时，第二导向楔面33与第一导向楔面25贴合滑动，从而引导卡扣部继续沿第一钢拱架11和第二钢拱架12的拼装方向移动，直至第二导向楔面33滑过第一导向楔面25，卡扣部分别与锁舌锁紧配合。可选的，第一导向楔面25上沿第一钢拱架11和第二钢拱架12的拼装方向开设有导向槽，第二导向楔面33上沿第一钢拱架11和第二钢拱架12的拼装方向设有与导向槽相配合的导向凸条。可选的，第一导向楔面25上沿第一钢拱架11和第二钢拱架12的拼装方向开设有导向凸条，第二导向楔面33上沿第一钢拱架11和第二钢拱架12的拼装方向设有与导向凸条相配合的导向槽。

如图1至图4以及图11所示，在本发明的第一实施例中，第一钢拱架11和第二钢拱架12沿隧道5的周向拼装对接而对隧道5进行支护，锁舌21相对卡扣部31沿隧道5的轴向或径向移动而与卡扣部31锁紧配合。通过将第一钢拱架11和第二钢拱架12沿隧道5的周向进行拼装，使第二钢拱架12上的卡扣部31沿隧道5的周向移动至锁舌21处，同时锁舌21相对卡扣部31沿隧道5的轴向或径向移动而与卡扣部31锁紧配合，从而对第一钢拱架11和第二钢拱架12的宽度方向或高度方向进行限位，避免第一钢拱架11和第二钢拱架12沿隧道5的轴向或径向移动，直至将多根钢拱架1拼装成支护环4后，通过多根钢拱架1相互限制，即会对钢拱架1的长度方向进行限位，避免多根钢拱架1沿隧道5的周向移动。

具体的，第一钢拱架11固定后，通过钢拱架拼装机夹持第二钢拱架12沿隧道5的周向与第一钢拱架11拼装。在第一实施例中，第一钢拱架11的端面上相对布设有两个锁舌21，两个锁舌21沿隧道5的轴向或径向排布，锁舌21可沿隧道5的轴向或径向移动而与卡扣部31锁紧配合。第一钢拱架11与第二钢拱架12沿隧道5的周向拼装，使第二钢拱架12上的卡扣部31沿隧道5的周向插设于第一钢拱架11上的两个锁舌21之间，通过两个锁舌21相对地沿隧道5的轴向或径向移动而与卡扣部31锁紧配合。优选的，两个锁舌21沿隧道5的轴向排布，避免第一钢拱架11和第二钢拱架12在隧道5的轴向上发生相对运动。可选的，两个锁舌21沿隧道5的径向排布。可选的，第一钢拱架11的端面设有两组相对布设的锁舌21，一组的两个锁舌21沿隧道5的轴向排布，另一组的两个锁舌21沿隧道5的径向排布，从而同时与卡扣部31锁紧配合，对第一钢拱架11的宽度方向和高度方向进行限位。

如图2所示，第一钢拱架11的端面上设有安装槽271，两个锁舌21分别安装于安装槽271内相对的两槽壁上。具体的，第一钢拱架11的端面上设有四块限位板27，四块限位板27围合形成安装槽271，两个锁舌21分别安装于相对布设的两个限位板27的内侧面上，四块限位板27的端面贴抵于第二钢拱架12的端面上。在第一实施例中，先通过锁舌21与卡扣部31锁紧配合，将多根钢拱架1拼装成支护环4，使得第一钢拱架11上的限位板27贴抵于第二钢拱架12的端面上，从而通过第一钢拱架11上的限位板27与第二钢拱架12的端面的贴抵限位，使得第一钢拱架11和第二钢拱架12在隧道5的周向、轴向、径向上均无法发生相对运动，因此无需通过焊接或螺栓连接等连接方式进行连接加固。可选的，第二钢拱架12的端面上设有与安装槽271的槽口相配合的定位凸台，卡扣部31安装于定位凸台上，通过定位凸台与安装槽271相配合，使卡扣部31准确地插设于两个锁舌21之间，同时也能对第一钢拱架11和第二钢拱架12的高度方向和长度方向进行限位。

如图1和图4所示，卡扣结构3包括连接部32，连接部32与第二钢拱架12的端面连接，连接部32上对称布设有两个卡扣部31，连接部32沿隧道5的周向插设于两个锁舌21之间，两个卡扣部31分别与两个锁舌21锁紧配合。通过连接部32将两个卡扣部31安装于第二钢拱架12的端面上，使两个卡扣部31同时分别与两个锁舌21锁紧配合。可选的，两个锁舌21沿隧道5的轴向相对布设于第一钢拱架11的端面上，还有两个锁舌21沿隧道5的径向相对布设于第一钢拱架11的端面上。连接部32上布设有四个卡扣部31。四个卡扣部31分别与四个锁舌21锁紧配合，从而限制卡扣结构3沿隧道5的轴向和径向移动。

具体的，如图2和图3所示，在第一实施例中，锁舌21通过沿隧道5的轴向布设的至少两个拉紧螺栓24与锁紧块23连接。至少两个弹簧22分别套设于至少两个拉紧螺栓24上，弹簧22的两端分别顶抵于锁舌21和锁紧块23上。通过调节拉紧螺栓24，将弹簧22调节为压缩状态，使得弹簧22产生弹性回复力，且弹性回复力的方向与隧道5的轴向平行，并朝向卡扣部31。锁舌21在至少两个弹簧22的弹性回复力的作用下，沿隧道5的轴向朝卡扣部31移动而与卡扣部31锁紧配合。通过设置至少两个弹簧22推动锁舌21与卡扣部31锁紧配合，使得锁舌21受力更均匀，且锁舌21与卡扣部31之间的锁紧力更大，第一钢拱架11和第二钢拱架12拼装对接更稳固。至少两个弹簧22为一组，两个锁舌21分别通过一组弹簧22和锁紧块23相对布设于第一钢拱架11的端面上，两组弹簧22的弹性回复力的方向相反且均朝向卡扣部31，从而通过两组弹簧22的弹性回复力将两个卡扣部31锁紧固定于两个锁舌21之间。

如图5至图8以及图12所示，在本发明的第二实施例中，第一钢拱架11和第二钢拱架12沿隧道5的径向拼装对接而对隧道5进行支护，锁舌21’相对卡扣部31’沿隧道5的周向移动而与卡扣部31’锁紧配合。先固定第一钢拱架11，再将第二钢拱架12沿隧道5的径向与第一钢拱架11进行拼装，第二钢拱架12的端面沿隧道5的径向贴合于第一钢拱架11的端面上，直至第二钢拱架12上的卡扣部31’沿隧道5的径向移动至锁舌21’处，同时锁舌21’相对于卡扣部31’沿隧道5的周向移动而与卡扣部31’锁紧配合，从而对第二钢拱架12的高度方向进行限位，防止第二钢拱架12下滑，再通过焊接和/或螺栓连接等连接方式将第二钢拱架12与第一钢拱架11连接固定。

具体的，第一钢拱架11固定后，通过钢拱架拼装机夹持第二钢拱架12沿隧道5的径向与第一钢拱架11拼装。在第二实施例中，由于第一钢拱架11和第二钢拱架12的外侧面用于与隧道5的内壁面相贴合。锁舌21’安装于第一钢拱架11的内侧面上，锁舌21’可沿隧道5的周向伸至第一钢拱架11的端面外而与卡扣部31’锁紧配合。如图5和图6所示，第一钢拱架11的内侧面上安装有限位块26，限位块26上设有限位槽261，锁舌21’沿隧道5的周向移动于限位槽261内，卡扣部31’沿隧道5的径向插设于限位槽261中，并与锁舌21’锁紧配合。卡扣部31’通过连接部32与第二钢拱架12的内侧面相连接，卡扣部31’靠近第二钢拱架12的端部设置，连接部32沿隧道5的径向穿过限位槽261，卡扣部31’与锁舌21’锁紧配合。通过设置限位槽261，一方面对卡扣部31’进行限位，对第二钢拱架12的长度方向和宽度方向进行限位；另一方面对卡扣部31’进行定位，使卡扣部31’快速插入限位槽261中与锁舌21’相配合。可选的，卡扣部31’上位于隧道5的轴向上的两侧面分别为卡扣部31’的前侧面和后侧面，卡扣部31’的前侧面和后侧面分别与限位槽261的两槽壁面相贴合，从而限制卡扣部31’沿隧道5的轴向移动。可选的，卡扣部31’上位于隧道5的轴向上的两侧面分别为卡扣部31’的内侧面和外侧面，卡扣部31’的内侧面与锁舌21’相配合，卡扣部31’的外侧面贴抵于限位槽261的槽底面上，从而限制卡扣部31’沿隧道5的周向移动。

具体的，如图5和图6所示，在第二实施例中，锁舌21’通过沿隧道5的周向布设的至少两个拉紧螺栓24与锁紧块23连接。通过将至少两个弹簧22分别套设于至少两个拉紧螺栓24上，从而使弹簧22的两端分别顶抵于锁舌21’和锁紧块23上。通过调节拉紧螺栓24，将弹簧22调节为压缩状态，使得弹簧22产生弹性回复力，且弹性回复力的方向与隧道5的周向平行，并朝向卡扣部31。锁舌21’在至少两个弹簧22的弹性回复力的作用下，沿隧道5的周向朝卡扣部31’移动而与卡扣部31’锁紧配合。通过设置至少两个弹簧22推动锁舌21’与卡扣部31’锁紧配合，使得锁舌21’受力更均匀，且锁舌21’与卡扣部31’之间的锁紧力更大，第一钢拱架11和第二钢拱架12拼装对接更稳固。

实施方式二

如图9和图10所示，本发明还提供了一种钢拱架1，包括钢拱架主体13，钢拱架主体13的一端设有卡扣结构3，卡扣结构3包括卡扣部，钢拱架主体13的另一端设有锁紧结构2，锁紧结构2包括锁舌。其中，锁紧结构2和卡扣结构3与实施方式一中所述的锁紧结构2和卡扣结构3、工作原理和有益效果相同，在此不再赘述。可选的，钢拱架主体13的两端均设有锁紧结构2。可选的，钢拱架1主体的两端均有卡扣结构3。

具体的，如图9所示，在第一实施例中，钢拱架主体13的一端的端面上相对布设有两个锁舌21，卡扣部31安装于钢拱架主体13的另一端的端面上。其中，锁紧结构2和卡扣结构3与实施方式一中第一实施例中所述的锁紧结构2和卡扣结构3、工作原理和有益效果相同，在此不再赘述。

具体的，如图10所示，在第二实施例中，锁舌21’和卡扣部31’均安装于钢拱架主体13的内侧面上，并分别靠近钢拱架1主体的两端设置。其中，锁紧结构2和卡扣结构3与实施方式一中第二实施例中所述的锁紧结构2和卡扣结构3、工作原理和有益效果相同，在此不再赘述。钢拱架主体13的两端的端面上均设有连接板14，两个连接板14上分别开设有一一对应的多个连接孔。通过螺栓等连接件将拼装的两个钢拱架1的端面上的连接板14连接，从而将拼装的两个钢拱架1连接固定。

实施方式三

如图4、图9以及图11所示，本发明还提供了一种钢拱架的拼装方法，用于将多根如实施方式二中第一实施例所述的钢拱架1拼装成环，以对隧道5进行支护，包括以下步骤：通过将一根钢拱架1上的卡扣部31沿隧道5的周向锁紧于另一根钢拱架1上的两个锁舌21之间，从而将两根钢拱架1拼装对接；重复上述步骤，直至将多根钢拱架1拼装成环。

具体的，通过将一根钢拱架1上的锁舌21和另一根钢拱架1上的卡扣部31锁紧配合，从而将两根钢拱架1拼装对接，直至将最后一根钢拱架1的第一端连接后，而最后一根钢拱架1的第二端与第一根钢拱架1的第一端未连接，即形成未封闭的开环结构，将开环结构的多根钢拱架1向内收拢，使最后一根钢拱架1与第一根钢拱架1交叉搭接，多根钢拱架1连接形成直径小于隧道5的内径的形结构，再将形结构转移至隧道5内的支护位置处，然后将形结构的多根钢拱架1撑开，使钢拱架1的外侧面与隧道5的内壁面相贴合，同时将最后一根钢拱架1的第二端上的锁舌21与第一根钢拱架1的第一端上的卡扣部31锁紧配合，并使限位板27的端面贴抵于相邻的钢拱架1的端面上，通过多根钢拱架1相互限制，从而将多根钢拱架1拼装连接成支护环4，无需通过焊接或螺栓连接等方式进行连接，提高了施工效率。可选的，通过焊接的方式，将多根钢拱架1相贴合的端面焊接连接，从而将支护环4进一步连接加固。

实施方式四

如图8、图10以及图12所示，本发明还提供了一种钢拱架1的拼装方法，用于将多根实施方式二中第二实施例所述的的钢拱架1拼装成环，以对隧道5进行支护，包括以下步骤：将一根钢拱架1上的卡扣部31’沿隧道5的径向向内与另一根钢拱架1上的锁舌21’锁紧配合，并使两根钢拱架1的端面相贴合；通过连接件将两根钢拱架1的相贴合的端面相连接；重复上述步骤，直至将多根钢拱架1拼装成环。

具体的，将一根钢拱架1沿隧道5的径向向内移动，使该根钢拱架1的端面与另一根钢拱架1的端面相贴合，并通过将一根钢拱架1上的锁紧结构2和另一根钢拱架1上的卡扣结构3锁紧配合，从而将两根钢拱架1拼装并限位，再通过连接件将两根钢拱架1进行预紧，即通过连接件将两根钢拱架1的两端连接但不完全拧紧，直至将最后一根钢拱架1的第一端连接后，而最后一根钢拱架1的第二端与第一根钢拱架1的第一端未连接，即形成未封闭的开环结构，由于连接件未完全拧紧，因此能将开环结构的多根钢拱架1向内收拢，使最后一根钢拱架1与第一根钢拱架1交叉搭接，多根钢拱架1连接形成直径小于隧道5的内径的形结构，再将形结构转移至隧道5内的支护位置处，将形结构的多根钢拱架1撑开，使钢拱架1的外侧面与隧道5的内壁面相贴合，并将最后一根钢拱架1的第二端上的锁舌21’与第一根钢拱架1的第一端上的卡扣部31’锁紧配合，从而将多根钢拱架1拼装连接成支护环4’，再通过焊接的方式，将多根钢拱架1相贴合的端面焊接连接，从而将支护环4’进一步连接加固。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。