CN106761860A - 一种巷道支护设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种巷道支护设备,涉及煤矿开采领域。所述巷道支护设备包括:包括托梁(11)、顶梁(12)和支柱(3)的排式支架主体(1)和设置在所述托梁(11)的内壁且与所述托梁(11)的壁部连接的可伸缩的横向支撑部件(21),设置在所述托梁(11)的内部且与所述横向支撑部件(21)连接的侧帮托梁(22)以及设置在所述侧帮托梁(22)靠近所述托梁(11)外侧的端部的侧板(25)。通过所述横向支撑部件(21)向外推出所说侧帮托梁(22),从而带动设置在侧帮托梁(22)端部的侧板(25)靠近并贴紧巷道的侧壁,实现对巷道侧壁的有效支撑,使得该巷道支护设备应用于软岩侧围的巷道中时仍然可以为巷道中作业人员提供全面保护。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿开采领域,特别涉及一种可用于巷道支护、回采工作面端头支护以及超前支护的巷道支护设备。
背景技术
煤矿开采作业时,需要在采矿工作面巷道以及工作面端头或超前部分设置支护设备,用于支撑工作面顶板,保护施工人员的安全。
专利文献CN102454410A中公开了一种煤矿用支护设备,所述煤矿用支护设备为一种联排式顶梁支架,在巷道或者工作面端头均可使用。如图1、图2所示,所述煤矿用支护设备具有两套结构相似的第一排式支架和第二排式支架:其中第一排式支架包括第一顶梁12A和第一托梁11A;第二排式支架包括第二顶梁12B和第二托梁11B,且第一顶梁12A与第二顶梁12B相间分布。并且在所述第一托梁11A和与其相邻的所述第二托梁11B之间设置有液压推进缸,在液压推进缸的作用下,第一排式支护设备和第二排式支护设备可相对前移。因此所述支护设备在使用过程中对工作顶面的支撑力均匀不间断,非常安全。
在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术至少存在以下问题:
现有技术中所公开的巷道支护设备缺乏对巷道两侧边的有效支撑,尤其不适用于软弱围岩的巷道。
发明内容
为了解决现有技术中煤矿用支护设备的缺陷,本发明实施例提供了一种排式支护设备。所述技术方案如下:
一种巷道支护设备,所述巷道支护设备包括:排式支架主体和设置在所述排式支架主体侧部的侧帮支撑组件;
所述侧帮支撑组件包括:
设置在所述排式支架主体的托梁内部,且与所述托梁内壁连接的可沿所述托梁长度方向伸缩的横向支撑部件;
一端位于所述托梁内部且与所述横向支撑部件连接、另一端位于所述托梁外部的侧帮托梁,
以及设置在所述侧帮托梁位于所述托梁外部的一端的、且与所述排式支架主体的顶梁平行的侧板。
优选地,所述侧帮支撑组件还包括与所述侧帮托梁位于所述托梁外部的端部铰接的侧梁,所述侧梁可以与所述侧帮托梁的铰接处为轴旋转,且在所述侧梁的远离所述托梁的一侧沿所述侧梁的长度方向固定有至少两个所述侧板。
优选地,所述托梁包括至少两个第一托梁和至少两个第二托梁,在所述第一托梁的上方固定有第一顶梁;在所述第二托梁的上方固定有第二顶梁;
所述第一顶梁和所述第二顶梁相间分布;且在一个所述第一托梁和与其相邻的一个所述第二托梁之间设置有至少一个液压推进缸。
优选地,与所述第一托梁连接的所述侧帮支撑组件为第一侧帮支撑组件,与所述第二托梁连接的所述侧帮支撑组件为第二侧帮支撑组件,所述第一侧帮支撑组件包括第一侧梁和设置在所述第一侧梁的远离所述第一托梁一侧的第一侧板;所述第二侧帮支撑组件包括第二侧梁和设置在所述第二侧梁的远离所述第二托梁一侧的第二侧板;且位于所述排式支架主体同侧的第一侧板与第二侧板相间分布。
优选地,在所述第一侧梁的外表面上固定有第一侧帮高差块,所述第一侧帮高差块的外表面与所述第一侧板连接;在所述第二侧梁的外表面上固定有第二侧帮高差块,所述第二侧帮高差块的外表面与所述第二侧板连接。
优选地,所述侧帮支撑组件还包括一端与所述侧梁铰接、一端与托梁的下表面铰接的斜支撑部件,所述斜支撑部件的长度可伸缩。
优选地,所述侧帮支撑组件还包括:一端封闭、一端开放的U型支撑板;所述支撑板的开放端与所述侧梁相接;一端与所述托梁的下表面铰接、另一端与所述支撑板的封闭端铰接的、且长度可伸缩的斜支撑部件;
所述支撑板的U形空间可容纳所述排式支架主体的支柱。
优选地,所述支柱为液压型支柱,所述横向支撑部件和所述斜支撑部件均为液压型千斤顶。
优选地,所述排式支架主体还包括设置在所述托梁的上方,两端固定在所述托梁的上表面上的拱形托梁,且所述顶梁沿垂直于所述拱形托梁所在平面的方向固定连接在所述拱形托梁的上方。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
通过设置在托梁中的横向支撑部件向外推出与该横向支撑部件的端部连接的侧帮托梁,从而带动设置在侧帮托梁端部的侧板贴近巷道两侧的侧壁,实现对巷道侧壁的有效支护,使得本发明实施例所提供的巷道支护设备可以应用于软弱围岩的巷道中。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明现有技术公开的一种排式支护设备的侧视图;
图2是本发明现有技术公开的一种排式支护设备的后视图;
图3是本发明实施例一提供的一种巷道支护设备的示意图;
图4是本发明实施例一提供的另一种巷道支护设备的示意图;
图5是本发明实施例一提供的第一侧梁和第一侧板组合示意图;
图6是本发明实施例一提供的第二侧梁和第二侧板组合示意图;
图7是本发明实施例一提供的排式支架主体同侧的两套侧梁和侧板的组合示意图;
图8是本发明实施例一提供的另一种排式支护设备的示意图;
图9是本发明实施例一提供的侧帮支撑组件与排式支架主体结合部分局部示意图;
图10是本发明实施例一提供的另一种排式支护设备的示意图;
图11是本发明实施例一提供的一种支撑板的结构示意图;
图12是本发明实施例二提供的一种用于拱形巷道的巷道支护设备的结构示意图;
图13是本发明实施例二提供的另一种用于拱形巷道的巷道支护设备的结构示意图。
附图中的标记分别为:
1.排式支架主体,
11.托梁,11A.第一托梁,11B.第二托梁;
12.顶梁,12A.第一顶梁,12B.第二顶梁;
13.高差块,13A.第一高差块,13B.第二高差块;
2.侧帮支撑组件,
21.横向支撑部件,
22.侧帮托梁,
23.侧梁,23A.第一侧梁,23B.第二侧梁;
24.斜支撑部件,
25.侧板,25A.第一侧板,25B.第二侧板;
26.侧帮高差块,26A.第一侧帮高差块,26B.第二侧帮高差块;
3.支柱;
4.支撑板;
5.拱形托梁;
6.辅助梁。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
参见图4,本发明实施例提供了一种巷道支护设备,该巷道支护设备包括:排式支架主体1和设置在排式支架主体1侧部的侧帮支撑组件2;
侧帮支撑组件2包括:设置在排式支架主体1的托梁11的内部且与托梁11的壁部连接的可伸缩的横向支撑部件21,设置在托梁11的内部且与横向支撑部件21连接的侧帮托梁22,以及设置在侧帮托梁22位于托梁11外部的一端的、且与排式支架主体1的顶梁12平行的侧板25。
通过设置在托梁11中的横向支撑部件21向外推出与该横向支撑部件21的端部连接的侧帮托梁22,从而带动设置在侧帮托梁22端部的侧板25靠近并贴紧巷道的侧壁,实现对巷道侧壁的有效支撑,使得该巷道支护设备应用于软岩侧围的巷道中时仍然可以为巷道中作业人员提供全面保护。
其中需要说明的是,对于排式支架主体1的形式不作具体限定,可以为现有技术中所公开的各类用于巷道支护的排式支架。举例来说,该排式支架主体1由至少两个相互平行分布且具有空心结构的托梁11和至少两个设置在托梁11上方且相互平行的顶梁12以及设置在托梁11下方的支柱3组成,其中一个顶梁12可连通至少两个托梁11。
进一步地,关于排式支架主体1的结构,参见图1、图2。托梁11包括至少两个第一托梁11A和至少两个第二托梁11B,在第一托梁11A的上方固定有第一顶梁12A;在第二托梁11B的上方固定有第二顶梁12B;第一顶梁12A和第二顶梁12B相间分布;其中第一托梁11A和第一顶梁12A以及设置在第一托梁11A下方的支柱3构成了第一排式支架;第二托梁11B和第二顶梁12B以及设置在第二托梁11B下方的支柱3构成了第二排式支架。其中支柱3优选为液压型支柱,通过收缩其中一套排式支架的支柱3,可使该套排式支架脱离对巷道顶面的支撑。不难发现第一排式支架和第二排式支架相对独立,即当其中一套排式支架脱离对工作面顶面的支撑后可相对另一套排式支架移动。同时在一个第一托梁11A和与其相邻的一个第二托梁11B之间设置有至少一个液压推进缸,该液压推进缸为排式支架的前进提供了动力。
进一步地,为了减小其中一套排式支架相对另一条排式支架前移时的移动阻力,在托梁11的上方、顶梁12的下方设置有高差块13,且高差块13的上表面固定在顶梁12的下表面上,高差块13的下表面固定在托梁11的上表面上。更进一步地,高差块13的纵向尺寸小于等于托梁11的宽度,高差块13的横向尺寸小于等于顶梁12的宽度。
更具体地,在第一托梁11A的上表面设置有第一高差块13A,第一高差块13A的上表面与第一顶梁12A的下表面固定连接,通过第一高差块13A将第一托梁11A和第二顶梁12A连接在一起。在第二托梁11B的上表面设置有第二高差块13B,第二高差块13B的上表面与第二顶梁12B的下表面固定连接,通过第二高差块13B将第二托梁11B和第二顶梁12B连接在一起。高差块13为排式支架的顶梁和托梁之间提供了垂向间距,当其中一套排式支架准备前移时,可先收缩待前移排式支架的支柱3,使待前移排式支架的顶梁12落在了固定排式支架的托梁11上,便于移动。
综上本发明所提供的巷道排式支护设备的使用范围广泛,双套排结构可滑移行走同时对巷道左右两侧以及顶部均可提供支撑,除了普通巷道,还可应用于软弱岩围巷道中作为端头支护、超前支护以及掘进临时支护。
本发明实施例所提供的巷道支护设备具有多种可实现的优选方案,并且可应用于普通巷道或拱形巷道中,下面将针对各种优选方案进行详细说明:
实施例一
本实施例提供三种可应用于普通巷道中的支护设备。
第一种优选方案,作为本发明较为基础的一种实现方式,排式支架主体1由上文所述的第一排式支架和第二排式支架所组成,且在第一托梁11A和/或第二托梁11B的侧部设置有侧帮支撑组件,进一步地,侧帮支撑组件可只连接在第一托梁11A或第二托梁11B的两端,或者在第一托梁11A和第二托梁11B的两端各连接有一个侧帮支撑组件。具体参见图3,以在第一托梁11A的两个侧部均设置有侧帮支撑组件为例,其中侧板25直接与侧帮托梁22铰接,横向支撑部件21优选为液压型千斤顶。在该横向支撑部件21的推动作用下,侧板25可向外推出支撑巷道的侧壁,从而抵住侧帮方向挤压过来的支护材料。
第二种优选方案,充分考虑到当巷道侧围的结构较为松软时,需要增加排式支架主体1同侧所使用的侧板25的数量,以此增大侧帮支撑组件的作用范围。具体参见图4,在本方案中巷道支护设备包括上文所述的具有第一排式支架和第二排式支架的排式支架主体1和侧帮支撑组件2。其中侧帮支撑组件2还包括与侧帮托梁22靠近托梁11外侧端部铰接的侧梁23,该侧梁23可以与其铰接的托梁22的端部为轴旋转,且在侧梁23的外侧沿与侧梁23垂直的方向固定有至少两个侧板25。通过侧梁23连接多个侧板25,使得侧帮支撑组件对巷道侧壁起到更为全面的支护作用。且侧板23可带动固定在该侧梁23外侧的侧板25以侧梁23与侧帮托梁22的铰接处为轴旋转,因此当巷道侧壁不为垂直状态时,可根据巷道侧壁的倾斜角度调整侧梁23和侧板25的角度,保证侧帮支撑组件最大可能贴近巷道侧壁,提供有效支撑。其中关于侧梁23的长度以及所采用的侧板25的数量不做具体限定,可根据巷道侧围实际情况决定。需要说明的是,当所采用的侧梁23的长度较长时,在一定程度上,该侧梁23还可同时起到支柱3的作用,避免了巷道支护设备出现倒架的情况,进一步提高了本实施例所提供的巷道支护设备的使用安全性。
进一步地,为了使得当其中一套排式支架前移时侧帮支撑组件依然支撑巷道侧壁,对该侧帮支撑组件2也进行了分组。具体地,侧帮支撑组件2包括第一侧帮支护组件和第二侧帮支护组件。其中,第一托梁11A连接的侧帮支撑组件为第一侧帮支撑组件,与第二托梁11B连接的侧帮支撑组件为第二侧帮支撑组件。参见图5和图6,第一侧帮支撑组件包括第一侧梁23A和与第一侧梁23A连接的第一侧板25A,第二侧帮支撑组件包括第二侧梁23B和与第二侧梁23B连接的第二侧板25B。参见图7,位于排式支架主体1同侧的第一支撑组件和第二支撑组件组合在一起时需保证第一侧板25A和第二侧板25B等间距相间平行分布,从而实现两组侧帮支撑组件出现相对移动式对巷道侧壁的支护均匀,避免出现大面积侧壁处于无支撑状态,导致巷道侧围材料向内挤压,造成安全隐患。不难看出位于排式支架主体1同侧的第一侧帮支撑组件与第二侧帮支撑组件相对独立,即其中一套侧帮支撑组件可相对另一套帮支撑组件滑动。因此若第一排式支架行走,则第二排式支架固定,与第一排式支架连接的第一侧帮支撑组件可同时前移,而与第二排式支架连接的第二侧帮支撑组件依然保持对巷道侧壁的支护,由此实现了排式支架行走过程中对巷道的全面支护。
此外,在排式支架前移时,为了减小排式支架主体1同侧的侧帮支撑组件之间的滑动阻力,优选在侧梁23和侧板25之间设置侧帮高差块26。具体地,在第一侧梁23A的外表面上固定有第一侧帮高差块26A,第一侧帮高差块26A的外表面与第一侧板25A的内表面连接,通过第一高差块26A连接第一侧梁23A和第一侧板25A;在第二侧梁23B的外表面上固定有第二侧帮高差块26B,第二侧帮高差块26B的外表面与第二侧板25B的内表面连接,通过第二高差块26B连接第二侧梁23B和第二侧板25B。具体参见图8,需要说明的是图8仅以第一侧梁23A上通过第一侧帮高差块26A连接第一侧板25A为例,未显示第二侧梁23B,其中第二侧帮组件的结构与图8所示的第一侧帮组件的结构相同。在与至少两个侧板25所在平面垂直的方向上的高差块的尺寸即为移动排式支架时其中一套侧帮支撑组件可向内收缩的距离。在进行一套排式支架行走操作时,首先收缩该套排式支架的横向支撑部件21,使得与该套排式支架相连的侧板25脱离对巷道侧壁的支撑;之后收缩该套排式支架的支柱3,使得该套排式支架的顶梁12脱离对巷道顶面的支撑;再通过排式支架主体1中第一托梁11A和第二托梁11B之间的液压推进缸的作用,使得其中一套排式支架向前移动,到达指定位置后固定支柱3保证顶梁12支撑巷道顶面,伸出横向支撑部件21带动侧板25支撑巷道侧壁。不难发现,高差块26实现了移动排式支架时侧板25向内收缩一定距离,脱离对巷道侧壁的支撑,这样不仅减少了侧帮支撑组件在前移时的阻力,同时也避免了因损坏巷道侧壁所造成的安全隐患。
综上,本实施例优选方案所提供的巷道支护设备在前移过程中不仅可以对巷道顶面保持均匀支护,对巷道侧壁同样具有均匀、可靠的支撑,全面保证了巷道中作业人员的安全。
第三种优选方案进一步增强侧帮支撑组件对倾斜侧壁的支撑强度。具体地,在实际工作中巷道的侧壁不一定是平直的,虽然上述实施例中侧帮支撑组件可以与该侧板支撑组件相连接的侧帮托梁22的端部为轴旋转,但对巷道侧壁的支撑力度有限,因此本方案种侧帮支撑组件2还包括一端与侧梁23铰接、一端与托梁11的下表面铰接的斜支撑部件24,斜支撑部件24的长度可伸缩,具体参见图8、图9。该斜支撑部件24优选为液压型千斤顶,斜支撑部件24的可对侧梁23施加沿斜支撑部件24轴向的力,同时在横向支撑部件21的配合下,使得侧板25对巷道侧壁的支撑更为充分有效。
斜支撑部件24在安装时,需要连接托梁11和侧梁23的同侧,由此可以避开设置在托梁11下方的支柱3。进一步地,为了不影响支柱3的工作,可在斜支撑部件24不与托梁11的下表面铰接的端部铰接支撑板4,参见图10、图11。其中,该支撑板4为一端封闭、一端开放的U型板,且支撑板4的开口端与侧梁23相接,支撑板4可套在所述支柱3的外侧。该U型支撑板4可套接在支柱3的外部,连接斜支撑部件4和侧梁23,通过在斜支撑部件24的端部铰接支撑板4能够克服斜支撑部件24与侧梁23连接是阻碍支柱3的问题,同时无需刻意设计支柱3或侧梁23的位置。
实施例二
本实施例提供了一种可应用于拱形巷道中的支护设备,具体参见图12和图13。
本实施例所提供的巷道支护设备与实施例一的不同之处在于,本实施例的巷道支护设备的排式支架主体1还包括设置在托梁11的上方,两端固定在托梁11的上表面上的拱形托梁5,并且通过该拱形托梁5来固定顶梁12。具体地,顶梁12沿垂直于拱形托梁5所在平面的方向固定连接在拱形托梁5的上方,每个顶梁12至少连通两个拱形托梁5。加设拱形托梁5并在拱形托梁5上固定连接顶梁12使得排式支架整体适用于拱形巷道,且可根据巷道实际的拱形顶曲率来设计所需使用的拱形托梁5。同时为了加固拱形托梁5的对顶支撑力,在拱形托梁5和托梁11之间设置有辅助梁6。且该巷道支护设备的侧帮支撑组件依旧设置在托梁11的端部,同时按照上文所述的排式支架主体的分组原则,该拱形排式支架主体1同样由第一排式支架和第二排式支架组成,由此实现在拱形巷道中前移。并且侧帮支撑组件同样设置在托梁11的两侧,使得该巷道支护设备能够对巷道顶面和侧帮提供全面的支撑。
作为本实施例的一种可能的实现方式,其中托梁11可以为分别固定在拱形托梁5两端底面上的两个短托梁,同时在该短托梁的下方固定连接支柱3,在该短托梁的内部连接横向支撑部件和侧帮托梁,从而将侧梁23和侧板25连接在短托梁的端部。由此可以增加拱形排式支护设备下方的安全空间,为施工人员提供充足的工作空间。进一步地,为了加强巷道支护设备整体在平行于托梁11方向上的稳定性,在辅助梁6中加设一段水平托梁,参见图13,从而保证该巷道支护设备的安全可靠性。
综上,本实施例提供的巷道支护设备可以应用于拱形巷道中,且对拱形巷道的顶面和侧帮均能提供有效可靠的支撑,为巷道中作业人员提供全面保护。
需要说明的是,以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,本发明实施例提供的巷道支护设备中,侧帮支撑组件2可以作为独立的侧帮组件来对现有各种类型的支护设备进行改进,并且凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种巷道支护设备,其特征在于,所述巷道支护设备包括:排式支架主体(1)和设置在所述排式支架主体(1)侧部的侧帮支撑组件(2);
所述侧帮支撑组件(2)包括:
设置在所述排式支架主体(1)的托梁(11)内部,且与所述托梁(11)内壁连接的可沿所述托梁(11)长度方向伸缩的横向支撑部件(21);
一端位于所述托梁(11)内部且与所述横向支撑部件(21)连接、另一端位于所述托梁(11)外部的侧帮托梁(22),
以及设置在所述侧帮托梁(22)位于所述托梁(11)外部的一端的、且与所述排式支架主体(1)的顶梁(12)平行的侧板(25)。
2.根据权利要求1所述的巷道支护设备,其特征在于,所述侧帮支撑组件(2)还包括与所述侧帮托梁(22)位于所述托梁(11)外部的端部铰接的侧梁(23),所述侧梁(23)可以与所述侧帮托梁(22)的铰接处为轴旋转,且在所述侧梁(23)的远离所述托梁(11)的一侧沿所述侧梁(23)的长度方向固定有至少两个所述侧板(25)。
3.根据权利要求2所述的巷道支护设备,其特征在于,所述托梁(11)包括至少两个第一托梁(11A)和至少两个第二托梁(11B),在所述第一托梁(11A)的上方固定有第一顶梁(12A);在所述第二托梁(11B)的上方固定有第二顶梁(12B);
所述第一顶梁(12A)和所述第二顶梁(12B)相间分布;且在一个所述第一托梁(11A)和与其相邻的一个所述第二托梁(11B)之间设置有至少一个液压推进缸。
4.根据权利要求3所述的巷道支护设备,其特征在于,与所述第一托梁(11A)连接的所述侧帮支撑组件为第一侧帮支撑组件,
与所述第二托梁(11B)连接的所述侧帮支撑组件为第二侧帮支撑组件,
所述第一侧帮支撑组件包括第一侧梁(23A)和设置在所述第一侧梁(23A)的远离所述第一托梁(11A)一侧的第一侧板(25A);
所述第二侧帮支撑组件包括第二侧梁(23B)和设置在所述第二侧梁(23B)的远离所述第二托梁(11B)一侧的第二侧板(25B);
且位于所述排式支架主体(1)同侧的第一侧板(25A)与第二侧板(25B)相间分布。
5.根据权利要求4所述的巷道支护设备,其特征在于,在所述第一侧梁(23A)的外表面上固定有第一侧帮高差块(26A),所述第一侧帮高差块(26A)的外表面与所述第一侧板(25A)连接;
在所述第二侧梁(23B)的外表面上固定有第二侧帮高差块(26B),所述第二侧帮高差块(26B)的外表面与所述第二侧板(25B)连接。
6.根据权利要求5所述的巷道支护设备,其特征在于,
所述侧帮支撑组件(2)还包括一端与所述侧梁(23)铰接、一端与托梁(11)的下表面铰接的斜支撑部件(24),所述斜支撑部件(24)的长度可伸缩。
7.根据权利要求5所述的巷道支护设备,其特征在于,所述侧帮支撑组件(2)还包括:一端封闭、一端开放的U型支撑板(4);所述支撑板(4)的开放端与所述侧梁(23)相接;
一端与所述托梁(11)的下表面铰接、另一端与所述支撑板(4)的封闭端铰接的、且长度可伸缩的斜支撑部件(24);
所述支撑板(4)的U形空间可容纳所述排式支架主体(1)的支柱(3)。
8.根据权利要求6或7中任一项所述的巷道支护设备,其特征在于,所述支柱(3)为液压型支柱,所述横向支撑部件(21)和所述斜支撑部件(24)均为液压型千斤顶。
9.根据权利要求1~7中任一项所述的巷道支护设备,其特征在于,所述排式支架主体(1)还包括设置在所述托梁(11)的上方,两端固定在所述托梁(11)的上表面上的拱形托梁(5),且所述顶梁(12)沿垂直于所述拱形托梁(5)所在平面的方向固定连接在所述拱形托梁(5)的上方。
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