CN105040704A - 面板堆石坝砼面板施工全线段面板自动修抹机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面板堆石坝砼面板施工全线段面板自动修抹机，包括主架、主架驱动装置、修抹挂架、修抹装置和修抹驱动装置，主架安装于主架驱动装置上并能实现前后和上下移动，多个修抹挂架安装于主架上，修抹装置包括修抹转轴和修抹刀，修抹转轴安装于修抹挂架上并通过修抹驱动装置驱动旋转，多个用于修抹砼面的修抹刀安装于修抹转轴上。本发明所述面板堆石坝砼面板施工全线段面板自动修抹机设计合理，使堆石坝面板砼滑模脱模砼面的修抹过程实现了顺坡向上、全线段机械化施工，整个修抹施工过程实现了标准化、机械化操作，其修抹砼面的质量和效率都显著提高。

Description

面板堆石坝砼面板施工全线段面板自动修抹机

技术领域

本发明涉及一种堆石坝面板砼滑模施工脱模后的砼面修平抹光的机械装置，尤其涉及一种面板堆石坝砼面板施工全线段面板自动修抹机。

背景技术

面板堆石坝砼滑模浇筑施工脱模后砼面修抹是非常重要的环节，现将中国国内目前采用的施工技术方以及该技术所存在的缺点叙述如下：

1、在安装的平板滑模后边设置一抹面平台，在进行面板砼滑模施工时抹面平台与滑模一体移动；

2、滑模施工时砼表面由模板后部抹面平台上人工抹面收光；

3、采用手持圆盘式抹光机施工。

上述现有技术所存在的缺点为：

1、砼面板施工质量缺陷问题：面板平板滑模后边需要投入较多人力抹面，但人工修抹质量不易保证，施工后砼表面粗糙、光洁度很低，经常出现凹凸不平的现象，这是人工施工不易解决的质量缺陷问题；

2、施工进度问题：滑模抹面工序消耗掉大量的劳动力，施工进度受到人员劳动强度大小的影响；整个全过程都靠人工操作，滑模移位速度太慢；

3、施工安全问题：滑模施工抹面工艺必须人工反复操作，滑模模体上材料搬运繁杂，工作人员来回走动频繁，安全隐患较多；

4、采用手持圆盘式抹光机不能实现在堆石面板坝砼浇筑仓号中顺坡向上全线段(仓号整个宽度12m～15m)施工，由于堆石坝面板坡度都在1:1.5及以上，人员站立稳定困难，安全隐患较大，质量、安全都不易保证；

5、目前国内外在大型渠坡上使用的机械式抹光机任然是圆盘式抹光机的改进型，虽然它的抹盘由人工推动改为机械拉动，但它在坡面的修抹面是顺坡向上的小条带组成，这小条带沿渠道中轴线向前不断增加扩展的(靠机架整体行走)，顺坡向上的小条带依然是靠小型圆盘式抹光机来实现的(圆盘抹光机在机架上滑动)，所以在堆石坝面板上它任然不能实现顺坡向上的全线段(整个宽度仓号12m～15m)推进施工，而且至今未见大型渠坡上使用的机械式抹光机或另外的机械式抹光机在堆石坝面板顺坡向上的仓号内实现全线段施工的报道。

综上，传统的堆石坝面板砼滑模浇筑施工脱模后砼面修抹技术已经不能满足当前对面板施工任务的要求，不能达到堆石坝面板砼浇筑高质量、快速和安全施工目的，随着水利水电和基础设施建设快速发展，传统技术在面板堆石坝面板砼浇筑施工中已经不能解决日益突出的的工期、质量、安全等一系列技术难题。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种高质高效的面板堆石坝砼面板施工全线段面板自动修抹机。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种面板堆石坝砼面板施工全线段面板自动修抹机，包括主架、主架驱动装置、修抹挂架、修抹装置和修抹驱动装置，所述主架安装于所述主架驱动装置上并能实现前后和上下移动，多个所述修抹挂架安装于所述主架上，所述修抹装置包括修抹转轴和修抹刀，所述修抹转轴安装于所述修抹挂架上并通过所述修抹驱动装置驱动旋转，多个用于修抹砼面的所述修抹刀安装于所述修抹转轴上。

上述结构中，多个修抹刀在修抹转轴的带动下旋转实现修抹砼面的功能，修抹转轴由修抹挂架支撑和限位并由修抹驱动装置驱动旋转，修抹挂架随主架实现前后移动，从而实现对整个施工线段的砼面板进行高质高效修抹，修抹挂架随主架实现上下移动可实现修抹刀的上下位置调节。

座位优选，所述修抹转轴为前、后两组，每组所述修抹转轴由多个所述修抹转轴串联连接而成，两组所述修抹转轴相互平行且分别通过所述修抹驱动装置驱动旋转。实际使用中，两组修抹转轴的转速不同，以实现更高质量的砼面修抹。

具体地，所述主架为桁架钢结构，以便于安装其它部件。

具体地，所述主架驱动装置为两组且分别安装于所述主架的两端，每组所述主架驱动装置包括支座和滑动座，所述支座的底部安装有用于在地面滚动的行走轮，所述滑动座套装于所述支座的中上部外面，所述支座的中上部与所述滑动座的内壁之间安装有多个导向轮，所述主架与所述滑动座连接，所述支座上安装有横向液压油缸和竖向液压油缸，所述横向液压油缸的缸座安装于所述支座上，所述横向液压油缸的活塞杆外端安装有钢绳牵引轮，所述钢绳牵引轮用过钢绳与牵引机连接，所述竖向液压油缸的缸座安装于所述支座的底部，所述竖向液压油缸的活塞杆外端与所述滑动座的上部连接。

上述结构中，支座通过底部的行走轮在地面滚动，从而带动整个自动修抹机前后移动，其前后移动的动力由牵引机提供；横向液压油缸可以驱动主架前后短距离反复移动，从而带动修抹刀前后短距离反复移动，实现高质量修抹；竖向液压油缸可以驱动滑动座和主架上下移动，从而带动修抹刀上下移动以实现修抹刀的上下位置调节。

为了便于安装和提高稳定性，所述横向液压油缸和所述钢绳牵引轮均为两个并分别安装于所述支座的两侧，所述竖向液压油缸为两个并分别位于所述支座的另外两侧。

具体地，所述修抹挂架包括挂架框体和挂架滚轮，所述挂架框体安装于所述主架上，多个所述挂架滚轮安装于所述挂架框体上并围成限位区域，所述修抹转轴穿过所述限位区域被所述挂架滚轮支撑并被所述限位区域限位。

更具体地，每个所述限位区域由均匀分布于一个虚拟圆上的四个所述挂架滚轮围绕而成。

作为优选，所述修抹转轴上用于安装所述修抹刀的位置的圆周表面均匀设有多个抹刀座和数量相同的多个弹簧螺栓座，所述修抹刀的刀身包括刀头和刀尾，多个所述修抹刀的刀尾分别一一对应可旋转安装于多个所述抹刀座上，多个所述修抹刀的刀身中段与一一对应的多个所述弹簧螺栓座之间分别安装有弹簧螺栓，所述修抹刀的刀头用于修抹砼面。这种结构使修抹刀在修抹过程中具有一定弹性，从而实现更好的修抹质量。

具体地，所述修抹驱动装置包括电机和减速机，所述电机的转轴与所述减速机的动力输入端连接，所述减速机的动力输出端与所述修抹转轴直接连接或通过链轮传动连接。

本发明的有益效果在于：

本发明所述面板堆石坝砼面板施工全线段面板自动修抹机设计合理，使堆石坝面板砼滑模脱模砼面的修抹过程实现了顺坡向上、全线段机械化施工，整个修抹施工过程实现了标准化、机械化操作，其修抹砼面的质量和效率都显著提高；修抹机在大坝仓号顶部牵引机的卷扬机牵引和载运下实现了仓号上下移动、仓号之间的调仓转移，在自身结构部件运转下实现了旋转式修抹刀抹面、短距离来回修抹的功能；具体优点体现为：

(1)在施工质量上可以大大提高，采用本发明施工比常规施工技术在质量上的优点是：实现了顺坡向上、全线段机械化施工，使面板全线段砼面修抹后不平度误差只有千分之二(12m宽的仓号不平度为2.4cm)，光洁度上升了2～3个等级，这样大大提高堆石坝面板砼施工质量；

(2)在施工进度上可以大大提高，采用本发明施工比常规施工技术在速度上的优点是：由于堆石坝面板砼滑模施工抹面工艺实现了机械化，砼面修抹施工速度加快，这样可以大大提高堆石坝面板砼施工进度；

(3)施工安全隐患大大减少，采用本发明施工比常规施工技术在安全上的优点是：堆石坝砼面板滑模施工抹面工作实现了机械化，节省了人员操作，抹面工作人员减少了80％以上，施工安全事故可以大大减少甚至杜绝；

(4)施工成本大大降低，采用本发明施工比常规施工技术在消耗费用上的优点是：由于堆石坝砼面板滑模施工抹面工作实现了机械化操作，面板施工进度可以提高20％以上，全过程抹面人工费用可以减少80％，全部面板施工成本可以节约10％～20％(施工工期提前完成，包括人工费和管理费节约)。

附图说明

图1是本发明所述面板堆石坝砼面板施工全线段面板自动修抹机的主视结构示意图；

图2是本发明所述面板堆石坝砼面板施工全线段面板自动修抹机的俯视结构示意图；

图3是本发明所述主架驱动装置的侧视结构示意图，图中为应用于斜坡的状态；

图4为本发明所述支座的侧视结构示意图，图中为置于水平地面的状态；

图5为本发明所述支座的后视结构示意图，图中为置于水平地面的状态；

图6为本发明所述支座以图4为主视视角的俯视结构示意图；

图7为本发明所述滑动座的侧视结构示意图，图中为置于水平地面的状态；

图8为本发明所述滑动座的后视结构示意图，图中为置于水平地面的状态；

图9为本发明所述滑动座以图7为主视视角的俯视结构示意图；

图10为本发明所述修抹挂架的侧视结构示意图；

图11为本发明所述修抹挂架的后视结构示意图；

图12为本发明所述挂架框体的侧视结构示意图；

图13为本发明所述挂架框体的后视结构示意图；

图14为本发明所述挂架框体以图12为主视视角的俯视结构示意图；

图15为本发明所述修抹挂架和修抹装置的俯视结构示意图；

图16为图15中的A-A剖视图；

图17为图15中的B-B剖视图；

图18为本发明所述修抹刀的结构示意图，图中视角与图15一致；

图19为本发明所述修抹刀以图18为主视视角的右视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1、图2、图15-图19所示，本发明所述面板堆石坝砼面板施工全线段面板自动修抹机包括桁架钢结构的主架1、主架驱动装置2、修抹挂架3、修抹装置4和修抹驱动装置5，主架1安装于主架驱动装置2上并能实现前后和上下移动，两个主架驱动装置2分别安装于主架1的两端，多个修抹挂架3安装于主架1上，修抹装置4包括修抹转轴41和修抹刀42，前、后(以本修抹机应用的行进方向为前方)两组修抹转轴41分别安装于修抹挂架3上并通过修抹驱动装置5驱动旋转，多个用于修抹砼面板6的砼面的修抹刀42安装于修抹转轴41上，每组修抹转轴41由多个修抹转轴41通过法兰43串联连接而成，两组修抹转轴41相互平行且分别通过修抹驱动装置5驱动旋转。修抹驱动装置5具体包括电机(图中未标记)和减速机(图中未标记)，电机的转轴与减速机的动力输入端连接，减速机的动力输出端与修抹转轴41直接连接或通过链轮传动连接。

如图1-图9所示，每组主架驱动装置2包括支座21和滑动座22，支座1的底部安装有用于在地面滚动的行走轮25，滑动座22套装于支座21的中上部外面，支座21的中上部与滑动座22的内壁之间安装有多个导向轮23，主架1与滑动座22连接，支座21上安装有横向液压油缸27和竖向液压油缸26，两个横向液压油缸的缸座分别安装于所述支座的两侧，横向液压油缸27的活塞杆外端安装有钢绳牵引轮24，钢绳牵引轮24用过钢绳与牵引机(图中未示)连接，竖向液压油缸26的缸座安装于支座21的底部的另外两侧，竖向液压油缸26的活塞杆外端与滑动座22的上部通过插销连接。

如图10-图15所示，修抹挂架3包括挂架框体31和挂架滚轮32，挂架框体31安装于主架1上，多个挂架滚轮32安装于挂架框体32上并围成限位区域，修抹转轴41穿过该限位区域被挂架滚轮32支撑并被该限位区域限位，每个所述限位区域由均匀分布于一个虚拟圆上的四个挂架滚轮32围绕而成。上述修抹挂架3的数量根据实际需要而定。

如图15-图19所示，修抹转轴41上用于安装修抹刀42的位置的圆周表面均匀设有多个抹刀座44和数量相同的多个弹簧螺栓座46，修抹刀42的刀身包括刀头421和刀尾422，多个修抹刀42的刀尾422分别一一对应可旋转安装于多个抹刀座44上，多个修抹刀42的刀身中段与一一对应的多个弹簧螺栓座46之间分别安装有弹簧螺栓45，修抹刀42的刀头421用于修抹砼面。

结合图1-图19本发明所述自动修抹机的施工原理如下：

堆石面板坝滑模施工时已经在施工仓号两侧安装了轻便轨道，本自动修抹机由坝顶牵引机运送到坝顶仓号顶部位置，在牵引机的卷扬机钢绳的牵引下，主架1沿已安装的仓号两侧轻便轨在面板坝坡面上行走，主架1在两个主架驱动装置2的支撑下移动。钢绳牵引轮24在卷扬机钢绳牵引带动下可使主架1在面板坝上已安装的轻便轨道上行走，竖向液压油缸26可使主架1根据需要升起和降落，移动时升起使修抹刀42离开砼面，修抹工作时降落使修抹刀42靠近砼面，横向液压油缸27可使主架1在行进方向即前后方向短距离来回移动以便实现修抹机重复工作。

修抹机被牵引到位时开始工作，在修抹驱动装置5的带动下，修抹挂架3上的两组修抹装置4的修抹刀42以不同的转速转动，实现对砼面的修抹，此时修抹机的修抹刀42旋转时可将施工脱模的砼面修平、抹光。

当修抹机完成一段仓号砼面工作后，由仓号顶部的卷扬机通过钢绳将修抹机牵引到新的位置工作。

下面以南坎2水电站大坝的试验工程为例，对本自动修抹机的施工过程做详细介绍：

南坎2水电站大坝为堆石面板坝，大坝高136m(高程EL.345至EL.481)，迎水面坡度为1:1.4，面板砼总量约3万方，钢筋总量约0.8万吨，面板仓号分缝L＝10m～15m，针对南坎2水电站堆石面板坝施工的具体施工方案如下(按照一个工作面的方案)：

施工主要配套设备和设施：面板仓号坝顶牵引车带卷扬机二套，本自动修抹机一套，仓号两边轻便轨道一套(滑模施工前已经安装)。

具体施工方法和程序

1)在大坝仓号顶部安装好自动修抹机，用主架驱动装置2的竖向液压油缸26将主架1提升使修抹刀42脱开砼面和障碍物。

由坝顶牵引车的牵引卷扬机钢绳将自动修抹机下放到施工地点。

降落主架1使修抹刀42靠近砼面，启动修抹驱动装置5的电机，通过链轮传动，使两组修抹装置4的修抹刀42以不同的转速转动，开始修抹工作。

操作主架驱动装置2的横向液压油缸27，使主架1在行进方向短距离来回移动以便修抹机实现重复工作。

当修抹机完成一段仓号砼面工作后，操作主架驱动装置2的竖向液压油缸26将主架1提升使修抹刀42脱开砼面。

由仓号顶部的卷扬机通过钢绳将自动修抹机牵引到新的位置工作。

当该仓号砼面修抹完成后，用坝顶牵引车将自动修抹机转运到另一仓号继续施工。

由于堆石坝砼面板施工滑模脱模砼修抹工艺应用自动修抹机实现了机械化操作，施工进度提高了20％以上，全过程人工修抹费用减少了80％，全部修抹施工成本节约了70％(施工工期提前完成，包括人工费和管理费节约)。通过理论分析和上述实例表明，本自动修抹机应用于施工实践其各项技术、经济指标都超过和优于传统的施工装置和方法。

以上对本发明所提供的一种面板堆石坝砼面板施工全线段面板自动修抹机进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的结构及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，对本发明的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求可规定的构思和范围。

Claims (9)

1.一种面板堆石坝砼面板施工全线段面板自动修抹机，其特征在于：包括主架、主架驱动装置、修抹挂架、修抹装置和修抹驱动装置，所述主架安装于所述主架驱动装置上并能实现前后和上下移动，多个所述修抹挂架安装于所述主架上，所述修抹装置包括修抹转轴和修抹刀，所述修抹转轴安装于所述修抹挂架上并通过所述修抹驱动装置驱动旋转，多个用于修抹砼面的所述修抹刀安装于所述修抹转轴上。

2.根据权利要求1所述的面板堆石坝砼面板施工全线段面板自动修抹机，其特征在于：所述修抹转轴为前、后两组，每组所述修抹转轴由多个所述修抹转轴串联连接而成，两组所述修抹转轴相互平行且分别通过所述修抹驱动装置驱动旋转。

3.根据权利要求1或2所述的面板堆石坝砼面板施工全线段面板自动修抹机，其特征在于：所述主架为桁架钢结构。

4.根据权利要求1或2所述的面板堆石坝砼面板施工全线段面板自动修抹机，其特征在于：所述主架驱动装置为两组且分别安装于所述主架的两端，每组所述主架驱动装置包括支座和滑动座，所述支座的底部安装有用于在地面滚动的行走轮，所述滑动座套装于所述支座的中上部外面，所述支座的中上部与所述滑动座的内壁之间安装有多个导向轮，所述主架与所述滑动座连接，所述支座上安装有横向液压油缸和竖向液压油缸，所述横向液压油缸的缸座安装于所述支座上，所述横向液压油缸的活塞杆外端安装有钢绳牵引轮，所述钢绳牵引轮用过钢绳与牵引机连接，所述竖向液压油缸的缸座安装于所述支座的底部，所述竖向液压油缸的活塞杆外端与所述滑动座的上部连接。

5.根据权利要求4所述的面板堆石坝砼面板施工全线段面板自动修抹机，其特征在于：所述横向液压油缸和所述钢绳牵引轮均为两个并分别安装于所述支座的两侧，所述竖向液压油缸为两个并分别位于所述支座的另外两侧。

6.根据权利要求1或2所述的面板堆石坝砼面板施工全线段面板自动修抹机，其特征在于：所述修抹挂架包括挂架框体和挂架滚轮，所述挂架框体安装于所述主架上，多个所述挂架滚轮安装于所述挂架框体上并围成限位区域，所述修抹转轴穿过所述限位区域被所述挂架滚轮支撑并被所述限位区域限位。

7.根据权利要求6所述的面板堆石坝砼面板施工全线段面板自动修抹机，其特征在于：每个所述限位区域由均匀分布于一个虚拟圆上的四个所述挂架滚轮围绕而成。

8.根据权利要求1或2所述的面板堆石坝砼面板施工全线段面板自动修抹机，其特征在于：所述修抹转轴上用于安装所述修抹刀的位置的圆周表面均匀设有多个抹刀座和数量相同的多个弹簧螺栓座，所述修抹刀的刀身包括刀头和刀尾，多个所述修抹刀的刀尾分别一一对应可旋转安装于多个所述抹刀座上，多个所述修抹刀的刀身中段与一一对应的多个所述弹簧螺栓座之间分别安装有弹簧螺栓，所述修抹刀的刀头用于修抹砼面。

9.根据权利要求1或2所述的面板堆石坝砼面板施工全线段面板自动修抹机，其特征在于：所述修抹驱动装置包括电机和减速机，所述电机的转轴与所述减速机的动力输入端连接，所述减速机的动力输出端与所述修抹转轴直接连接或通过链轮传动连接。