CN105507207B - 基于预制砼铰链排水上平拉施工工艺的平拉排一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于船只沉排施工领域,具体公开了一种基于预制砼铰链排水上平拉施工工艺的平拉排一体化装置,它主要分为螺栓控制系统、轨道装置和轨道回收装置三部分,所述螺栓控制系统包括钢板升降装置、螺栓起动装置、螺栓接收器及其控制装置;本发明通过螺栓控制系统实现了各排体单元之间U型环的机械化连接,并通过轨道回收装置实现了轨道的自动回收,提高了沉排施工工艺的连续性,同时大量减少人工劳动,节省沉排时间,实现沉排施工工艺的一体化。
Description
技术领域
本发明涉及一种护岸用预制砼铰链排施工工艺的平拉排的装置,具体涉及基于预制砼铰链排水上平拉施工工艺的平拉排一体化装置。
背景技术
近年来,国内在江河护岸工程实践过程中,创新优化出了预制混凝土铰链沉排护岸的新型结构形式,其具有护岸整体性好、抗淘刷能力强、适应河床变形好、施工方便、长期社会经济效益显著等优点。自20世纪80年代中期首次在国内应用以后,先后在湖北武汉天兴洲护岸工程、安徽铜马大堤护岸工程、江西长江干堤护岸工程以及南京二期河道整治等多个护岸工程中得到成功应用并取得了良好的防洪护岸效果。但多年以来一直未得到很好的推广应用,关键是施工成本较高,设备要求高,而且现有的沉排施工方法也较繁杂。1997年南京市长江河道管理处创建水上平拉连续沉排新工艺,该工艺科研项目获得江苏省科技进步一等奖和发明专利(专利号:ZL01108135.X),虽然该工艺减少了大型船机设备使用,大幅降低了水上沉排的施工成本,但运排船上各层排体单元之间的轨道需要大量人力进行搬卸,工作强度大。两层排体之间U型环也需要人工搭接,消耗大量的时间,阻碍了沉排操作的连续性,具有相当大的局限性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述背景技术中存在的问题,提供一种基于预制砼铰链排水上平拉施工工艺的平拉排一体化装置,能够提高沉排施工工艺的连续性,同时大量减少人工劳动,节省沉排时间,实现沉排施工的一体化。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:基于预制砼铰链排水上平拉施工工艺的平拉排一体化装置,包括螺栓控制系统、轨道装置和轨道回收装置,其特征在于,所述的螺栓控制系统用于螺栓传递及螺栓与U型环的自动搭接,包括钢板升降装置、螺栓起动装置、螺栓接收器及控制装置,所述的钢板升降装置用于提供螺栓传递的冲击力,所述的螺栓起动装置用于将冲击力转化为螺栓运动的动力,所述的控制装置用于控制螺栓接收器的开合,所述轨道装置与螺栓接收器连接并用于预制砼铰链排的定位和运输,所述的轨道回收装置用于轨道的回收。
所述的钢板升降装置包括第一电动转轴、钢丝绳和钢板,第一电动转轴与钢丝绳连接,钢丝绳与薄钢板连接,钢丝绳在第一电动转轴的控制下放下薄钢板。
所述的螺栓起动装置包括铁锤、螺栓匣;所述螺栓匣置于支架内,支架底部不封闭;所述螺栓匣内包含第一弹簧、螺栓、支承架以及橡胶层,所述第一弹簧始终处于压缩状态,螺栓由支承架固定,螺栓匣的下底面在位于铁锤正下方位置设置所述的橡胶层;所述橡胶层的宽度与螺栓匣宽度相同,长度大于螺栓最大直径Dmax,并在橡胶层中预留直径略小于螺栓最小直径的圆孔,在圆孔周围设有缝隙,螺栓从螺栓匣中落入螺栓接收器。
螺栓接收器中的接收螺栓的孔洞是直径介于螺栓最小直径Dmin与最大直径Dmax的两个相同的半圆柱体形成的。
所述控制装置是由第二电动转轴、定滑轮、上下对应的两个感应门滑道、接触感应器、感应门以及两条纵向滑道组成;所述两条纵向滑道位于感应门上;通过定滑轮将缆绳一端缠绕在第二电动转轴上,缆绳另一端与螺栓接收器连接,通过第二电动转轴的顺、逆时针的旋转实现螺栓接收器在纵向滑道的上下滑动;所述的接触感应器随着螺栓接收器在滑道内上下移动;所述的感应门随着接触感应器移动位置的变化沿着感应门滑道开合,从而控制螺栓接收器的开合。
所述的接触感应器设置于螺栓接收器底部,当螺栓接收器在第二电动转轴的带动下处于纵向滑道的底部,位于螺栓接收器底部的接触感应器与感应门接触,感应门打开以实现螺栓接收器的两半圆柱体的分离,位于螺栓接收器内的螺栓进入两个相邻预制砼铰链排上下位置交错U型环所形成的孔洞中;在电动转轴的旋转下,螺栓接收器沿着纵向滑道向上运动,接触感应器与感应门分离,感应门合上。
所述的轨道装置是由轨道、合页、可绕合页旋转的轨道承载平台、激光接收器以及轨道上的缓冲片组成的;所述轨道被位于轨道承载平台上的电磁铁吸附并卡在轨道承载平台上;位于轨道上的卡槽用于放置预制砼铰链排,以实现预制砼铰链排的定位;合页轴设置有激光接收器,用于接收信号并与轨道回收装置精确定位。
所述轨道回收装置位于沉排船的船舱内,包括竖向的皮带机、连接皮带机的水平设置的轨道轴以及位于轨道轴顶端的激光发射器;通过皮带机的转动来调整轨道轴的位置,位于轨道轴上的激光发射器发射激光,若激光能够通过合页中心,可将轨道轴伸入合页中;待合页完全被轨道轴贯穿后预制砼铰链排正好与轨道完全分离,由于重力的作用轨道折叠,再次启动皮带机,使得轨道转动到竖向皮带机的最下端以回收轨道。
本发明具有以下有益效果:
1.本发明工作原理简单,对环境的适应性高,节省了大量的人力,大幅度提高了工作效率;
2.本发明机械自动化程度高,节省了沉排时间,提高了沉排船操作工艺的连续性,实现了沉排施工工艺的一体化;
3.本发明材料成本低,经济实用,操作简单,易于实现。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图;
图2是本发明的部分截面俯视图;
图3是本发明的螺栓起动装置结构示意图;
图4是本发明图1中C处局部三维示意图;
图5是本发明的轨道回收装置结构示意图;
图6是本发明的控制装置结构示意图;
图7是本发明图1中D处局部示意图。
附图标记列表:1-第一电动转轴;2-钢丝绳;3-薄钢板;4-螺栓起动装置;5-螺栓接收器;6-控制装置;7-预制砼铰链排;8-U型环;9-轨道;10-结构钢架;11-运排船;12-铁锤;13-钢架;14-第二弹簧;15-转盘;16-支架;17-螺栓匣;18-螺栓;19-支承架;20-第一弹簧;21-橡胶层;22-缓冲片;23-轨道轴;24-激光发射器;25-皮带机;26-第二电动转轴;27-转轴开关;28-定滑轮;29-感应门滑道;30-接触感应器;31-感应门;32-纵向滑道;33-轨道承载平台;34-合页;35-激光接收器;36-孔洞;37-圆弧转弯。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
图1是本发明的整体结构示意图,图3是图1中4处局部放大图,图4是轨道9的局部放大图,图6是图1中6处局部放大图。由附图所示,本发明基于预制砼铰链排水上平拉施工工艺的平拉排一体化的装置可以分为螺栓控制系统、轨道装置和轨道回收装置。
所述螺栓控制系统包括钢板升降装置、螺栓起动装置4、螺栓接收器5以及控制装置6。如图1所示,钢板升降装置包括第一电动转轴1、4根钢丝绳2、1块薄钢板3,用于提供螺栓传递的冲击力。电动转轴与钢丝绳连接,钢丝绳与薄钢板连接,第一电动转轴1由运排船11的总控制室控制,且钢丝绳在电动转轴的(旋转)控制下放下薄钢板。
如图3所示,所述的螺栓起动装置用于将冲击力转化为螺栓运动的动力,是由铁锤12、钢架13、第二弹簧14、转盘15、支架16以及螺栓匣17组成,所述螺栓匣置于支架内,支架底部不封闭;所述转盘与第二弹簧14连接,钢架13通过第二弹簧14与转盘15连接,转盘固定于支架,钢架与铁锤连接,人为转动钢架以使螺栓匣安装位置不受遮挡或限制,便于螺栓匣安装与拆卸。所述螺栓匣17内包含3根第一弹簧20、螺栓18、2条支承架19以及橡胶层21。所述螺栓卡在两条支承架之间;所述第一弹簧20始终处于压缩状态,第一弹簧20位于螺栓匣左侧内壁且水平设置,利用第一弹簧20被压缩所储存的能量用来提供右边螺栓水平运动所需能量,所述橡胶层安装在螺栓匣底部右侧;所述螺栓匣17是一个上顶面为空的五面体,其中下底面在位于铁锤12正下方位置设置一橡胶层21。如图3中橡胶层21的放大图所示,所述橡胶层21的宽度与螺栓匣17宽度相同,长度大于一个螺栓18最大直径Dmax,并在其中间预留一个直径为d且略小于螺栓18最小直径Dmin的圆孔,图中所示虚线表示在该位置设有一缝隙,其长度略大于(Dmax-d)以便螺栓能从螺栓匣中落入螺栓接收器5。铁锤12下落的冲击力给螺栓提供下落的动能,预留圆孔是为了防止螺栓静止时由于重力掉落,圆孔周围预留缝隙是为了使螺栓可以通过橡胶层,螺栓从图3中附图标记21放大的地方落下。所述螺栓接收器5中的孔洞36是直径介于螺栓18 最小直径Dmin与最大直径Dmax的两个相同的半圆柱体形成的。通过控制装置6来实现两个半圆柱体的开合。
如图6所示,所述控制装置6用于控制螺栓接收器,是由第二电动转轴26、转轴开关27、定滑轮28、上下对应的两个感应门滑道29、接触感应器30、感应门31以及两条纵向滑道32组成,转轴开关用于电动转轴旋转的启闭。通过定滑轮28,将缆绳一端缠绕在第二电动转轴26上,另一端与螺栓接收器5连接,通过第二电动转轴26的顺、逆时针的旋转实现螺栓接收器5在纵向滑道32的上下滑动。所述定滑轮28固定在结构钢架10上。所述两条纵向滑道32是指在感应门31上预先设置好的上下贯通的轨道。如图6的放大图所示,在螺栓接收器5底部贴上接触感应器30,当螺栓接收器5在第二电动转轴的带动下处于纵向滑道32的底部,位于接收器5底部的接触感应器30与设置在感应门底部的接触感应器接触,感应门31打开,即感应门沿着感应门滑道分离,电气控制采用“平开式感应门”的工作原理,以实现螺栓接收器5的两半圆柱体的分离,位于螺栓接收器5内的螺栓能够进入两个相邻预制砼铰链排7上下位置交错U型环8所形成的孔洞36中,如图7所示。
待以上步骤实现后,启动电动转轴26,使其带动螺栓接收器5沿着纵向滑道向上运动,与此同时接触感应器30与感应门31分离,感应门31合上。
如图4所示,所述的轨道装置是由轨道9、合页34、可绕合页旋转的轨道承载平台33、激光接收器35以及轨道上的缓冲片22组成的。所述轨道9是被位于轨道承载平台33上的电磁铁吸附并卡在轨道承载平台33上,其侧面设置为“凸”字形,并设有缓冲片22,从而限制预制砼铰链排的位移并提供轨道装置运动的动力。位于轨道9上的卡槽(侧面的凹陷区域,即图4中相邻缓冲片22中间的凹陷区域)是用于放置预制砼铰链排7单元,以实现预制砼铰链排7的定位。合页轴设置有激光接收器35,用于接收信号,与轨道回收装置精确定位。通过外力拉动预制砼铰链排7,如图4所示,由于位于轨道9上缓冲片22的阻碍对轨道9的摩擦作用,带动轨道承载平台33以及轨道9随着预制砼铰链排7滑动,拉动预制砼铰链排7与轨道9至沉排船上轨道回收装置上方位置处。轨道上没有放置铰链排时,轨道9和轨道承载平台的自重使得轨道承载平台沿图4箭头处指示的方向旋转,将铰链排放到轨道上后因为铰链排自重使合页两端的轨道承载平台之间呈180度,即使合页两端的轨道承载平台平铺设置。然后卷扬机慢慢拉动铰链排运动时,轨道承载平台因为承重减少,慢慢的由于自身重力作用折叠,折叠方向为图4箭头处指示的方向,在该过程中,轨道始终随着轨道承载平台一起移动。
如图5所示,所述轨道回收装置是位于沉排船的船舱内,包括一个竖向的皮带机25、连接皮带机的水平设置的轨道轴23以及位于轨道轴顶端的激光发射器24。如图5中放大图所示,所述激光发射器24是位于轨道轴23的不连接皮带机的一端。通过皮带机25的转动来调整轨道轴23的位置,位于轨道轴23上的激光发射器24发射激光,如果激光能够通过合页34中心,此时就可以将轨道轴23伸入合页34中,轨道轴沿图4的横向贯穿合页(即贯穿横向的合页轴),合页轴与轨道平行设置。当铰链排被卷扬机拉动时,缓冲片22与其产生摩擦力,带动轨道9运动,当卷扬机提供的外力足够大时,铰链排与轨道9发生分离。待合页34完全被轨道轴23贯穿后,预制砼铰链排7与轨道9正好完全分离。在卷扬机拉动铰链排运动时及铰链排与轨道分离后,由于重力的作用轨道9随着轨道承载平台沿合页旋转,再次启动皮带机25,皮带机转动时轨道9的合页保持被轨道轴贯穿且轨道随着轨道轴一起移动,直到轨道轴23运动到皮带机下端圆弧转弯37处,轨道轴的轴线方向由水平变成倾斜,此时轨道9也是倾斜的,由于轨道9重力作用,其沿着平行于轨道轴23的方向下滑,从而实现与轨道轴23分离,实现轨道的自动回收。
具体实施方法:
1、检查螺栓匣17中螺栓的数量,将螺栓匣17安放到既定支架16位置上;
2、通过调节压舱水使得运排船最上层的预制砼铰链排7基本与沉排船的滑道面平齐;
3、电动转轴1由运排船11总控制室控制,使其控制钢丝绳2放下薄钢板3,薄钢板3作用在铁锤12上并对其施加一个向下的冲击力,位于螺栓匣17内的在铁锤12正下方螺栓18受冲击力克服弹簧20的摩擦力,穿过底板上的橡胶层21进入螺栓接收器5,通过控制装置6将螺栓18运至两个相邻预制砼铰链排7上下位置交错U型环8所形成的孔洞中,这样实现了排体之间的U型环的机械搭接。待U型环的搭接完成后,通过外力拉动预制砼铰链排7,如图4所示,由于位于轨道9上缓冲片22的阻碍对轨道9的摩擦作用,带动轨道承载平台33以及轨道9随着预制砼铰链排7滑动,拉动预制砼铰链排7与轨道9至沉排船上轨道回收装置上方位置处,激光接收器35用于接收激光发射器24的信号,实现轨道与轨道回收装置精确定位;加大外力的大小,以实现预制砼铰链排7与轨道9的分离,并通过轨道回收装置将轨道回收。待位于最高层的预制砼铰链排7已完全拉至沉排船上,并且与之相对应的轨道9已回收,通过调节压舱水使得运排船至上而下第二层的预制砼铰链排7基本与沉排船的滑道面平齐,重复以上的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.基于预制砼铰链排水上平拉施工工艺的平拉排一体化装置,包括螺栓控制系统、轨道装置和轨道回收装置,其特征在于,所述的螺栓控制系统用于螺栓传递及螺栓与U型环的自动搭接,包括钢板升降装置、螺栓起动装置、螺栓接收器及控制装置,所述的钢板升降装置用于提供螺栓传递的冲击力,所述的螺栓起动装置用于将冲击力转化为螺栓运动的动力,所述的控制装置用于控制螺栓接收器的开合,所述轨道装置与螺栓接收器连接并用于预制砼铰链排的定位和运输,所述的轨道回收装置用于轨道的回收。
2.根据权利要求1所述的基于预制砼铰链排水上平拉施工工艺的平拉排一体化装置,其特征在于,所述的钢板升降装置包括第一电动转轴、钢丝绳和薄钢板,第一电动转轴与钢丝绳连接,钢丝绳与薄钢板连接,钢丝绳在第一电动转轴的控制下放下薄钢板。
3.根据权利要求1所述的基于预制砼铰链排水上平拉施工工艺的平拉排一体化装置,其特征在于,所述的螺栓起动装置包括铁锤、螺栓匣;所述螺栓匣置于支架内,支架底部不封闭;所述螺栓匣内包含第一弹簧、螺栓、支承架以及橡胶层,所述第一弹簧始终处于压缩状态,螺栓由支承架固定,螺栓匣的下底面在位于铁锤正下方位置设置所述的橡胶层;所述橡胶层的宽度与螺栓匣宽度相同,长度大于螺栓最大直径Dmax,并在橡胶层中预留直径略小于螺栓最小直径的圆孔,在圆孔周围设有缝隙,螺栓从螺栓匣中落入螺栓接收器。
4.根据权利要求1所述的基于预制砼铰链排水上平拉施工工艺的平拉排一体化装置,其特征在于,螺栓接收器中的接收螺栓的孔洞是直径介于螺栓最小直径Dmin与最大直径Dmax的两个相同的半圆柱体形成的。
5.根据权利要求1所述的基于预制砼铰链排水上平拉施工工艺的平拉排一体化装置,其特征在于,所述控制装置是由第二电动转轴、定滑轮、上下对应的两个感应门滑道、接触感应器、感应门以及两条纵向滑道组成;所述两条纵向滑道位于感应门上;通过定滑轮将缆绳一端缠绕在第二电动转轴上,缆绳另一端与螺栓接收器连接,通过第二电动转轴的顺、逆时针的旋转实现螺栓接收器在纵向滑道的上下滑动;所述的接触感应器随着螺栓接收器在滑道内上下移动;所述的感应门随着接触感应器移动位置的变化沿着感应门滑道开合,从而控制螺栓接收器的开合。
6.根据权利要求5所述的基于预制砼铰链排水上平拉施工工艺的平拉排一体化装置,其特征在于,所述的接触感应器设置于螺栓接收器底部,当螺栓接收器在第二电动转轴的带动下处于纵向滑道的底部,位于螺栓接收器底部的接触感应器与感应门接触,感应门打开以实现螺栓接收器的两半圆柱体的分离,位于螺栓接收器内的螺栓进入两个相邻预制砼铰链排上下位置交错U型环所形成的孔洞中;在第二电动转轴的旋转下,螺栓接收器沿着纵向滑道向上运动,接触感应器与感应门分离,感应门合上。
7.根据权利要求1所述的基于预制砼铰链排水上平拉施工工艺的平拉排一体化装置,其特征在于,所述的轨道装置是由轨道、合页、可绕合页旋转的轨道承载平台、激光接收器以及轨道上的缓冲片组成的;所述轨道被位于轨道承载平台上的电磁铁吸附并卡在轨道承载平台上;位于轨道上的卡槽用于放置预制砼铰链排,以实现预制砼铰链排的定位;合页轴设置有激光接收器,用于接收信号并与轨道回收装置精确定位。
8.根据权利要求7所述的基于预制砼铰链排水上平拉施工工艺的平拉排一体化装置,其特征在于,所述轨道回收装置位于沉排船的船舱内,包括竖向的皮带机、连接皮带机的水平设置的轨道轴以及位于轨道轴顶端的激光发射器;通过皮带机的转动来调整轨道轴的位置,位于轨道轴上的激光发射器发射激光,若激光能够通过合页中心,可将轨道轴伸入合页中;待合页完全被轨道轴贯穿后预制砼铰链排正好与轨道完全分离,由于重力的作用轨道折叠,再次启动皮带机,使得轨道转动到竖向皮带机的最下端以回收轨道。
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GR01 | Patent grant | ||
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