CN106223137A - 一种隧道道床施工作业的混凝土精密整平作业车 - Google Patents

Abstract

一种隧道道床施工作业的混凝土精密整平作业车，包括车架部分、行走部分和整平系统装置，行走部分安装在车架部分的两侧，整平系统装置安装在车架部分端部的中间位置，所述的整平系统装置为带有精密调整机构的精密整平系统装置，通过精密调整机构改变精密整平系统装置的上下和倾斜位置，以保证所精密整平的路面符合要求；所述精密调整机构包括两个数字调平液压油缸，两个数字调平液压油缸安装在车架上，整平作业小车的精密整平系统装置安装在两个数字调平液压油缸下，并由两个数字调平液压油缸实施控制上下位置高度，通过两个数字调平液压油缸的上下移动调整精密整平系统装置纵坡、横坡等路面参数和走行轨道与路面参数，精密平整路面。

Description

一种隧道道床施工作业的混凝土精密整平作业车

技术领域

本发明涉及到一种隧道道床的施工作业装置，尤其是指一种隧道轨道板道床混泥土基础施工装置，它主要用于隧道内轨道板混泥土道床和既有铁路线混泥土改造作业施工中使用，也可用于其它要求较高的隧道混泥土路面施工，属隧道混泥土路面施工作业技术领域。

背景技术：

近几年城市内轨道交通建设的迅速发展，道床结构也由整体道床线路逐渐被轨道板线路所取代。与整体道床线路相比，轨道板线路下面设置有减震弹性垫层，因而具有行车平稳，震动小，噪音低，道床维修方便等优点，成为目前城区内轨道交通线路建设的推广方法。轨道板线路是轨道交通轨道施工的一项重要新技术，首先在隧道内铺设高精度的混凝土基础，在混凝土基础上铺设减震弹性垫层然后铺设预制轨道板而成的线路称为轨道板线路，高精度混凝土基础是轨道板线路的重要环节。目前国内高精度混凝土基础传统施工方法完全采用人工方式，半机械化摊平预留正误差，人工检查测量，人工打磨超差部分，施工时间长，精度控制差，施工环境污染严重。

通过专利检索没发现有与本发明相同技术的专利文献报道，与本发明有一定关系的专利主要有以下几个：

1、专利号为CN201520467537.9，名称为“自行式路面抹平机” 的实用新型专利，该专利公开了一种自行式路面抹平机，包括：机架，其特征是：在所述的机架上固定油箱和发动机，所述的油箱经燃油管与所述的发动机连接，所述的发动机经变速箱与转轴连接，所述的转轴两端分别连接带有一组抹刀片的抹盘；所述的发动机经所述的变速箱与轮轴连接，所述的轮轴与行走轮连接，所述的行走轮与操纵杆连接。

2、专利号为CN201410562633.1，名称为“一种激光抹平机的抹平头系统” 的发明专利，该专利公开了一种激光抹平机的抹平头系统，包括抹平头十字轴提升架、抹平头倾角控制油缸、抹平头架、螺旋分料装置、激振装置和振动梁；所述抹平头十字轴提升架与抹平头架固定连接，抹平头倾角控制油缸安装在抹平头十字轴提升架的前端，抹平头倾角控制油缸的活塞杆与抹平头架相连接，螺旋分料装置安装在抹平头架的下方，振动梁设置在抹平头架的前方且与抹平头架连接，激振装置固定在振动梁的上表面。该抹平头系统可以适时控制和保持一个恒定的抹平角，不仅可以一次性完成振动、提浆和抹平施工过程，还能同时满足水平和具有一定坡度的路面或地坪的铺设施工，进一步提高了施工质量，达到了均匀的抹平效果。

3、专利号为CN201110212183.X， 名称为“用于隧道摊铺的水泥滑模摊铺机的改装方法”的发明专利，该专利公开了一种用于隧道摊铺的水泥滑模摊铺机的改装方法，（1）履带行走方式的改装：将履带换向180度并拆去履带护罩，使履带驱动马达变成靠机体内侧；（2）履带行走幅度的调整：调节固定撑杆使履带内侧模板几乎在同一条线上；（3）实现零位摊铺；即底板与履带行走面在同一平面，通过拆除可升降侧模板的途径来实现；（4）改变摊铺宽度：在主机架上拼装或拆除连接模块的形式，来调整水泥滑模摊铺机的摊铺宽度，使摊铺宽度与隧道内的砼路面宽度一致。

所以上述这些专利虽然都涉及到水泥路面摊铺抹平，其中名称为“用于隧道摊铺的水泥滑模摊铺机的改装方法”，专利号为CN201110212183.X的发明专利的涉及到了隧道内摊铺的作业改进方法，但都没有解决隧道内最后仍需手工作业，导致施工时间长，精度控制差，施工环境污染严重，所以仍有待进一步加以改进。

发明内容

本发明的目的在于针对现有隧道内路面摊铺所存在的问题，提出一种可以在隧道内全机械化进行高精度混凝土道床施工的施工装置，该施工系统装置具有自动检测功能，能实时控制混凝土的整平精度和所需的倾斜角度，且操作容易，控制精度高，有效避免超差，提高作业效率和降低环境污染。

为了达到这一目的，本发明提供了一种隧道道床施工作业的混凝土精密整平作业车，包括车架部分、行走部分和精密整平系统装置，行走部分安装在车架部分的两侧，整平系统装置安装在车架部分端部的中间位置，其特点在于，所述的整平系统装置为带有精密调整机构的精密整平系统装置，通过精密调整机构改变精密整平系统装置的上下和倾斜位置，以保证所精密整平的路面符合要求；所述精密调整机构包括两个数字调平液压油缸，两个数字调平液压油缸安装在车架上，整平作业小车的精密整平系统装置安装在两个数字调平液压油缸下，并由两个数字调平液压油缸实施控制上下位置高度，通过两个数字调平液压油缸的上下移动调整精密整平系统装置纵坡、横坡等路面参数和走行轨道与路面参数，实施精密平整路面施工。

进一步地，所述的两个数字调平液压油缸安装在车架部分的支撑架上，两个数字调平液压油缸横向布置在整平系统装置的两端，且通过铰接方式连接，使得两个数字调平液压油缸上下移动过程中，整平系统装置将上下或倾斜移动。

进一步地，所述的数字调平液压油缸的活塞杆为双头活塞杆，在活塞杆另一头的顶端各设有一套光学测量辅助装置，光学测量辅助装置将随活塞杆与精密整平系统装置一起上下移动。

进一步地，所述的光学测量辅助装置为精密整平系统装置检测观测点，通过光学测量辅助装置为整平小车之外的测量控制系统提供检测测量观测位置点，以便整平小车之外的测量控制系统适时测量出整平小车上的精密整平系统装置的位置参数，并根据标准要求进行适时调整控制数字调平液压油缸，使得精密整平系统装置保持与标准要求一致。

进一步地，所述的光学测量辅助装置为棱镜，棱镜通过安装架安装在数字调平液压油缸顶端的安装接口内，测量需要时将棱镜安装在安装接口上。

进一步地，所述的精密整平作业车的行走部分带有靠轨装置，行走时利用靠轨装置的胶质耐磨的靠轨轮使得小车靠在工具轨的一侧平稳行走，保证精密整平作业车作业精度。

进一步地，所述的精密整平作业车上安装有数字调平液压油缸，数字调平液压油缸顶端各设计有棱镜安装接口，测量时需要在其上安装棱镜。

进一步地，所述的混凝土精密整平作业车的中间部位还设有用于支撑小车的中央支撑装置，中央支撑装置下面有伸缩式液压支撑杆。

进一步地，所述的混凝土精密整平作业车上设置有混凝土布料螺旋捣鼓机构，混凝土布料螺旋捣鼓机构的布料螺旋底面与振捣板保持同步，已便在精密整平前赶出多余的混凝土。

进一步地，所述的测量系统与精密整平作业车上的测量与控制计算机通过无线进行数据通讯，数据加握手协议及校验，二者的距离控制在200m内。

本发明的优点在于：

本发明通过混凝土精密整平作业车和测量小车组合形成的遂道混凝土地面精密整平机组，通过各装置的协调作业完成隧道混凝土地面摊铺及精密整平；提出了一种高精度混凝土道床的带自动检测的、连续、全机械化施工方案，利用隧道内布设的CPⅢ测量控制点自动实时控制混凝土的整平精度，操作容易，控制精度高，有效避免超差，提高作业效率和降低环境污染的方法及装置。精度可达1mm+1ppm，动态测量时精度略有下降，但通过重复测量及靠轨排除小车蛇形等手段，可提高测量和控制精度。

附图说明

图1是本发明的混凝土精密整平车结构示意图；

图2是本发明的混凝土精密整平车侧面结构示意图；

图3是本发明的混凝土精密整平车A-A剖面结构示意图

图4是本发明的混凝土精密整平车在隧道内整体作业示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来进一步阐述本发明。

实施例一

通过附图可以看出，本发明涉及一种隧道道床施工作业的混凝土精密整平作业车，包括车架部分1、行走部分2和整平系统装置3，行走部分2安装在车架部分1的两侧，整平系统装置3安装在车架部分1端部的中间位置，其特点在于，所述的整平系统装置3为带有精密调整机构4的精密整平系统装置，通过精密调整机构4改变整平系统装置3的上下和倾斜位置，以保证所精密整平的路面符合要求；所述精密调整机构4包括两个数字调平液压油缸5，两个数字调平液压油缸5安装在车架部分1上，整平作业小车的整平系统装置3安装在两个数字调平液压油缸5下，并由两个数字调平液压油缸5实施控制上下位置高度，通过两个数字调平液压油缸5的上下移动调整整平系统装置3纵坡、横坡等路面参数和走行轨道与路面参数，实施精密平整路面施工。

所述的两个数字调平液压油缸5安装在车架部分的支撑架上，两个数字调平液压油缸5横向布置在整平系统装置3的两端，且通过铰接6以铰接方式连接，使得两个数字调平液压油缸5上下移动过程中，整平系统装置3将按照施工标准要求上下或倾斜移动。

所述的数字调平液压油缸5的活塞杆7为双头活塞杆，在活塞杆7另一头的顶端各设有一套光学测量辅助装置8，光学测量辅助装置8将随活塞杆7与整平系统装置3一起上下移动。

所述的光学测量辅助装置8为整平系统装置检测观测点，通过光学测量辅助装置8为混凝土精密整平作业车之外的测量控制系统提供检测测量观测位置点，以便混凝土精密整平作业车之外的测量控制系统适时测量出混凝土精密整平作业车上的整平系统装置3的位置参数，并根据标准要求进行适时调整控制数字调平液压油缸5，使得整平系统装置3保持与标准要求一致。

所述的光学测量辅助装置8为棱镜，棱镜通过安装架安装在数字调平液压油缸顶端的安装接口9内，测量需要时将棱镜安装在安装接口9上。

所述的混凝土精密整平作业车的行走部分2带有靠轨装置10，行走时利用靠轨装置10的胶质耐磨的靠轨轮使得混凝土精密整平作业车靠在工具轨的一侧平稳行走，保证混凝土精密整平作业车作业精度。

所述的整平系统装置3设置有混凝土布料螺旋捣鼓机构11，混凝土布料螺旋捣鼓机构11的布料螺旋底面21与振捣板13保持同步，已便在精密整平前赶出多余的混凝土。

所述的混凝土精密整平作业车上设有控制器14，测量小车的测量系统与混凝土精密整平作业车上的控制器14通过无线进行数据通讯，二者的距离控制在200m内。

所述的数字调平液压油缸5动作位移量由位移传感器(数字液压油缸自带，图中未画出)反馈给控制器14形成闭环控制，控制器14同时控制布料螺旋液压马达和振捣液压马达驱动布料螺旋和偏心振捣机构11动作完成行走整平作业，由伺服电机15自带的数码盘测得作业车行走位移反馈给控制器14，由控制器14控制数字调平液压油缸5进行单独或同时动作，以控制道基路面的纵、横坡度与测量系统测量数据的一致性，保证调平精度达到每3m长度高差小于等于2mm。

所述的混凝土精密整平作业车的中间部位还设有用于支撑小车的中央支撑装置16，中央支撑装置16下面有伸缩式液压支撑杆22；在精密整平作业车的后部设有供液的液压系统17。

整个精整作业方式如下：

1、首先将混凝土骨料运输到隧道12内作业标段下料倾倒混凝土骨料，然后混凝土铲平振捣作业车18右行将混凝土运输下料作业车倾倒的混凝土骨料铲平，然后操作混凝土振动棒油缸下降使混凝土振动棒插入混凝土骨料中充分振动使混凝土骨料能够均匀充填至隧道道基的钢筋格栅中，操作混凝土振动棒油缸升起，混凝土铲平振捣作业车通过捣鼓车行走机构右行至下一工位进行上述作业。

2、混凝土精密整平作业车右行至作业标段，先将测量小车19在合适位置固定，通过测量小车19安装的测量系统和混凝土精密整平作业车20上的数字调平液压油缸上安装的信号接收棱镜静态标定好起始位置，然后将测量系统测量得到的该标段纵坡、横坡等路面参数和走行轨道与路面参数的实测误差输入控制器，数字调平液压油缸动作位移量由位移传感器(数字液压油缸自带)反馈给控制器形成闭环控制，同时控制布料螺旋液压马达和振捣液压马达驱动布料螺旋和偏心振捣机构动作完成行走，由伺服电机自带的数码盘测得作业车行走位移反馈给控制器，由控制器控制两个数字调平液压油缸进行单独或同时动作，以控制道基路面的纵、横坡度与测量系统测量数据的一致性，调平精度达到每3m长度高差小于等于2mm。

很显然，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读本发明后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

本发明的优点在于：

本发明通过混凝土精密整平作业车和测量小车组合形成的遂道混凝土地面精密整平机组，通过各装置的协调作业完成隧道混凝土地面摊铺及精密整平；提出了一种高精度混凝土道床的带自动检测的、连续、全机械化施工方案，利用隧道内布设的CPⅢ测量控制点自动实时控制混凝土的整平精度，操作容易，控制精度高，有效避免超差，提高作业效率和降低环境污染的方法及装置。精度可达1mm+1ppm，动态测量时精度略有下降，但通过重复测量及靠轨排除小车蛇形等手段，可提高测量和控制精度。

Claims (10)

1.一种隧道道床施工作业的混凝土精密整平作业车，包括车架部分、行走部分和整平系统装置，行走部分安装在车架部分的两侧，整平系统装置安装在车架部分端部的中间位置，其特征在于：所述的整平系统装置为带有精密调整机构的精密整平系统装置，通过精密调整机构改变精密整平系统装置的上下和倾斜位置，以保证所精密整平的路面符合要求；所述精密调整机构包括两个数字调平液压油缸，两个数字调平液压油缸安装在车架上，整平作业小车的精密整平系统装置安装在两个数字调平液压油缸下，并由两个数字调平液压油缸实施控制上下位置高度，通过两个数字调平液压油缸的上下移动调整精密整平系统装置纵坡、横坡等路面参数和走行轨道与路面参数，实施精密平整路面施工。

2.如权利要求1所述的隧道道床施工作业的混凝土精密整平作业车，其特征在于：所述的两个数字调平液压油缸安装在车架部分的支撑架上，两个数字调平液压油缸横向布置在整平系统装置的两端，且通过铰接方式连接，使得两个数字调平液压油缸上下移动过程中，整平系统装置将上下或倾斜移动。

3.如权利要求2所述的隧道道床施工作业的混凝土精密整平作业车，其特征在于：所述的数字调平液压油缸的活塞杆为双头活塞杆，在活塞杆另一头的顶端各设有一套光学测量辅助装置，光学测量辅助装置将随活塞杆与精密整平系统装置一起上下移动。

4.如权利要求3所述的隧道道床施工作业的混凝土精密整平作业车，其特征在于：所述的光学测量辅助装置为精密整平系统装置检测观测点，通过光学测量辅助装置为整平小车之外的测量控制系统提供检测测量观测位置点，以便整平小车之外的测量控制系统适时测量出整平小车上的精密整平系统装置的位置参数，并根据标准要求进行适时调整控制数字调平液压油缸，使得精密整平系统装置保持与标准要求一致。

5.如权利要求4所述的隧道道床施工作业的混凝土精密整平作业车，其特征在于：所述的光学测量辅助装置为棱镜，棱镜通过安装架安装在数字调平液压油缸顶端的安装接口内，测量需要时将棱镜安装在安装接口上。

6.如权利要求1所述的隧道道床施工作业的混凝土精密整平作业车，其特征在于：所述的精密整平作业车的行走部分带有靠轨装置，行走时利用靠轨装置的胶质耐磨的靠轨轮使得小车靠在工具轨的一侧平稳行走，保证精密整平作业车作业精度。

7.如权利要求1所述的隧道道床施工作业的混凝土精密整平作业车，其特征在于：所述的精密整平作业车上安装有数字调平液压油缸，数字调平液压油缸顶端各设计有棱镜安装接口，测量时需要在其上安装棱镜。

8.如权利要求1所述的隧道道床施工作业的混凝土精密整平作业车，其特征在于：所述的混凝土精密整平作业车上设置有混凝土布料螺旋捣鼓机构，混凝土布料螺旋捣鼓机构的布料螺旋底面与振捣板保持同步，已便在精密整平前赶出多余的混凝土。

9.如权利要求1所述的隧道道床施工作业的混凝土精密整平作业车，其特征在于：所述的测量系统与精密整平作业车上的测量与控制计算机通过无线进行数据通讯，数据加握手协议及校验，二者的距离控制在200m内。

10.如权利要求3所述的隧道道床施工作业的混凝土精密整平作业车，其特征在于：所述的数字调平液压油缸动作位移量由位移传感器反馈给控制器形成闭环控制，控制器同时控制布料螺旋液压马达和振捣液压马达驱动布料螺旋和偏心振捣机构动作完成行走整平作业，由伺服电机自带的数码盘测得作业车行走位移反馈给控制器，由控制器控制数字调平液压油缸进行单独或同时动作，以控制道基路面的纵、横坡度与测量系统测量数据的一致性，保证调平精度达到每3m长度高差小于等于2mm。