CN107363980A - 一种砼联锁片机械化生产方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种砼联锁片机械化生产方法及系统，包括搅拌站、分料机、振动平台、输送轨道、吊运装置和蒸汽养护装置；所述搅拌站包括物料仓、输送带、搅拌机、控制房；所述分料机包括分料输送装置、分料控制装置和开关门控制装置；所述振动平台包括振动台面和振动马达，所述吊运装置，包括吊机和桁架，所述蒸汽养护装置包括蒸汽池、分气缸、压力表；本发明的方法和系统改进了砼联锁片生产线和相关装置，通过对砼联锁片机械化生产技术以及采用蒸汽养护，并使各工序高效合理衔接，相对于传统工艺大幅提高了施工质量及生产效率，同时节省了人工成本，并且本发明的整个生产过程均可在厂房内完成，节省了场地且不受恶劣天气影响，降低了成本并缩短工期。

Description

一种砼联锁片机械化生产方法及系统

技术领域

本发明具体涉及一种适用于砼联锁片机械化生产的生产方法及系统。

背景技术

混凝土联锁块软体排(下简称软体排)是由土工合成材料和压重材料组成的系结式排体结构。作为近年来新兴的一种新工艺、新技术，软体排能有效防冲刷，且能适应岸坡的沉降变形，具有投资省、工期短、施工维修方便等优点，常用于水运、水利及吹填造陆等工程。在长江口深水航道治理一期工程中，软体排有效地抵御了水流对建筑物基础底部的泥沙淘刷，确保了导堤及丁坝的结构稳定。后续航道整治工程包含了潜堤、护底等内容，还将大量使用软体排。

砼联锁片作为软体排的主体材料虽然已在预制场进行生产，但是各生产环节均需使用大量人工，机械化程度较低，施工质量和效率受到人为因素的影响较大，极易造成人力、土地和时间等资源的浪费。同时，现有工艺下联锁片预制施工基本采用露天养护，不仅占地面积大，养护时间长，还易受天气影响，极大的降低了生产效率。此外，长江航道整治工程沉排施工时间主要在冬季枯水期，联锁片预制施工跨越冬季，受气温条件的影响，露天养护效率更低。

发明内容

为克服现有技术的问题，本发明旨在提供一种机械化程度高、施工质量高的砼联锁片机械化生产方法及系统。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种砼联锁片机械化生产系统，包括搅拌站、分料机、振动平台、输送轨道、吊运装置和蒸汽养护装置；

所述搅拌站包括物料仓、输送带、搅拌机、控制房；物料仓设有称重装置，称重装置连接输送带，输送带连接搅拌机进料口，搅拌机出料口连接出料管；所述控制房内有搅拌站控制系统，控制系统通过配合比设定自动称料和放料；

所述分料机包括分料输送装置、分料控制装置和开关门控制装置；所述分料输送装置包括推送小车和储料箱，储料箱上设有轨道，推送小车在储料箱上沿轨道滑动，将混凝土拌合料倒入储料箱；所述分料控制装置设于分料输送装置下方，由并排布置的分料管构成；所述分料管包括储料管、储料开关门、落料管和落料开关门；储料管连接储料箱，接收储料箱内拌合料；储料开关门位于储料管下端，连接储料管和落料管；落料开关门位于落料管下端，控制落料；所述开关门控制装置包括上拉杆、下拉杆、动作筒和动力装置；所述上拉杆连接储料开关门，控制储料开关门的启闭；所述下拉杆连接落料开关门，控制落料开关门的启闭；所述上拉杆和下拉杆通过动作筒连接动力装置，所述动力装置为上拉杆、下拉杆提供动力；

所述振动平台包括振动台面和振动马达，振动平台放置于分料机正下方输送轨道上，振动平台上固定有混凝土联锁片模板，模板的联锁片单元格正对分料机的各落料管；模板通过振动平台在输送轨道上运送到分料机落料管正下方，当拌合料落至模具中填料完成后，振动平台即开启振动，并通过轨道边振动边移动至静养区；

所述吊运装置，包括吊机和桁架，用于将模板吊运至振动平台，以及将经过填料并振捣完毕的模板吊运至蒸汽池；

所述蒸汽养护装置包括蒸汽池、分气缸、压力表，所述蒸汽池用于填料的蒸汽养护，所述分气缸用来统一控制各养护池蒸汽的开启关闭，所述压力表显示各蒸汽池内蒸汽压力。

作为本发明的进一步改进，所述落料管的体积和联锁片单元格体积相等；所述落料管为圆柱体结构。落料管体积与联锁片单元格体积相等，使得落入模板中的拌合料刚好为设计要求的量值，精度高。落料管管径由混凝土拌合料体积、坍落度和模板单元格宽度综合考虑并通过试验确定，试验方式可采用现有技术确定，本发明不再赘述。由于落料管体积固定，管径大小与管的长度成反相关关系，而管径若过大，落料速度及范围都将增大，不仅所占场地宽度增加，也容易将混凝土溅出单元片，影响混凝土质量。若管径过小，下料速度将变得缓慢，落料距离也有所增加，降低了布料效率，且拌合料容易固凝结在管壁上，影响施工质量。管径的大小是影响下料精度及稳定性的关键参数。

作为本发明的进一步改进，所述分料机的上拉杆由两根拉杆焊接而成，两根拉杆分别位于储料开关门的上方和下方，通过铰链相连；左右移动拉杆控制储料开关门的启闭；下拉杆和上拉杆采用相同的结构，组成下拉杆的两根拉杆分别位于落料开关门的上方和下方。

作为本发明的进一步改进，所述储料开关门和落料开关门一端焊接在分料管管壁上，另一端分别与上拉杆和下拉杆相连。

作为本发明的进一步改进，所述动力装置选用油泵或气泵。更优选采用气泵，油泵虽然动力较大，但是提供动力有延迟，拉杆作用于开关门的速度较慢，使得操作不够流畅；气泵虽然可以保证操作的流畅性，但是动力不足，可由一侧单拉杆控制改进为两侧均安装拉杆进行双拉杆控制，弥补了气泵动力不足的弱点，优化了操作控制。

作为本发明的进一步改进，所述振动平台的台面形状与模板相合，台面表面及四周设有肋片，用于固定放置于振动台面上的模板。优选的，所述振动平台上的马达数量为10，马达采用横向放置，均匀分布于振动平台两侧。振动马达数量增至10个，采用全部横向放置，左右各5个，此时振幅增大，振捣效率提高，缩短振捣时间。

作为本发明的进一步改进，所述混凝土联锁片模板两边增加吊耳。在联锁片模板两边设置吊耳，方便吊运。

作为本发明的进一步改进，所述蒸汽池设置于桁架正下方；所述蒸汽池上设置感温探头。当模板填料完成即进行振捣，振动平台振捣完成后即运送至与蒸汽养护池平行位置，吊机吊运时，只需进行垂直轨道方向的移动，不需要再进行平行于轨道方向的移动，如此可方便吊机直接吊运模具至养护池，提高吊运效率。在蒸汽池上设置感温探头，可对蒸汽池温度进行实时监测，保证混凝土养护质量，优选在蒸汽池不同水平高度设置上中下三个感温探头，更全面的监测整体的温度。

作为本发明的进一步改进，所述联锁片混凝土拌合料坍落度为80～100mm；所述分料机下料口和模板最高点距离15～20cm；落料管管径为37cm。为了避免混凝土联锁片在高压蒸养中的水滴现象影响混凝土质量，应在混凝土进入蒸汽养护池前静养1～2h待其初凝。经研究发现，混凝土初凝时间随着坍落度的增大而增加，而混凝土强度随着坍落度的增大而减小， 80～100mm范围的拌合料坍落度，可兼顾初凝时间要求和吊运强度要求。由于联锁片混凝土拌合料坍落度为80～100mm，其流动性不是很强，容易滞留在分料机内部，若分料机距离模板高度太高，填料从出料口出来自由下落速度过大，进入模板中是容易溅出，同时填料距离模板越远，下落过程中偏离联锁片格子越明显。而若分料机出料口距离模板太近，不利于填料的自由下落，容易造成出料口堵塞。经试验分料机下料口距离模板最高点15～20cm时，能够保证填料从下料口进入模板中时最为均匀。落料管管径由混凝土拌合料体积、坍落度和模板单元格宽度综合考虑并通过试验确定，在坍落度为80～100mm时，管径取37cm。

作为本发明的进一步改进，所述联锁片混凝土拌合料中添加矿粉。在拌合料中加入矿粉，可增加混凝土稳定性，减小蒸汽养护中联锁块表面起皮现象。

本发明还提供了利用上述系统进行砼联锁片机械化生产的方法，具体包括如下步骤：

(1)根据试验确定拌合料配比，由操控人员在搅拌房内搅拌站控制系统上输入按照每盘拌合料的体积及设计配合比计算的各配料质量，设定完成后物料仓自动将物料投放到称重装置上，系统通过称重装置采集到的重量停止放料，然后通过输送带将物料投放入搅拌机内进行搅拌；

(2)对模板进行清洗并布设丙纶绳，然后均匀涂刷脱模剂，通过吊运装置将模板吊运至振动平台上并固定在肋片上；将振动平台通过轨道移动至分料机落料管正下方；

(3)搅拌完成后，拌合料通过搅拌机出料口进入下方分料机的推送小车内，推送小车通过储料箱上设置的轨道向右移动至储料箱，并将拌合料分左中右三次投放，使得拌合料均匀的进入箱体内；拌合料从储料箱中依靠自重进入各储料管内，打开储料开关门使得拌合料进入落料管中，落料管中填满拌合料后关闭储料开关门，打开落料开关门，拌合料落入模板中单元格内，则第一排单元格布料完成；然后再关闭落料开关门，打开储料开关门，按上述操作继续进行布料，直至完成整个模板的布料；

(4)模板布料完成后，振动平台即开始振捣，并随输送轨道移动至桁架下方；通过吊机将填料振捣完毕的模板吊运至蒸汽池内进行静养及蒸汽养护；

(5)蒸汽养护完成后将成品随模板整体吊运至模具清理区，拆除上模并对受损块体进行二次收光，24h后拆除底模并进行堆码，出运。

作为本发明的进一步改进，所述步骤(4)中，蒸汽养护的温度控制流程具体如下：

(1)将气压初始值调节在0.06MP，使温度在20分钟内到达40度左右；

(2)总时间到达30分钟左右时将气压调节到0.1MP，保持温度在60度左右；

(3)总时间为1小时后，将气压调节到0.2MP，保持温度在75度左右

(4)总养护时间到达2小时后，关掉气压阀，停止供气，闷2个小时，此时混凝土温度为55度左右，起上盖，把模具吊运出来，吊运出的混凝土温度在45度左右，可以起成品板。

本发明的方法和系统改进了砼联锁片生产线和相关装置，通过对砼联锁片机械化生产技术以及采用蒸汽养护，并使各工序高效合理衔接，相对于传统工艺大幅提高了施工质量及生产效率，同时节省了人工成本。本发明的系统对砼联锁片生产装置和生产线进行了的优化，整个生产过程自动化程度高，且科学可靠，大大节约了人力成本，并且本发明的整个生产过程均可在厂房内完成，节省了场地且不受恶劣天气影响，降低了成本并缩短工期。

附图说明

图1为本发明的分料机整体结构示意图；

图2为单个分料管结构示意图；

图3为拉杆与开关门连接侧视断面结构示意图；

图4为开关门关闭时仰视断面图；

图5为开关门开启时仰视断面图；

图6为本发明的振动平台俯视结构示意图；

图7为本发明混凝土联锁片模板吊耳结构示意图；

图中：1、推送小车，2、储料箱，3、储料管，4、落料管，5、储料开关门，6、落料开关门，7、上拉杆，8、下拉杆，9、动作筒，10、气泵，11、马达，12、肋片；a：吊耳距离模板边缘距离；d：耳孔直径；B：吊耳宽度；δ：吊耳板的厚度，mm。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本发明的技术方案做进一步说明。

实施例1

本发明所述的砼联锁片机械化生产系统，包括搅拌站、分料机、振动平台、输送轨道、吊运装置和蒸汽养护装置；

所述搅拌站包括物料仓、输送带、搅拌机、控制房；物料仓设有称重装置，称重装置连接输送带，输送带连接搅拌机进料口，搅拌机出料口连接出料管；所述控制房内有搅拌站控制系统，控制系统通过配合比设定自动称料和放料；

所述分料机包括分料输送装置、分料控制装置和开关门控制装置，具体如图1所示；所述分料输送装置包括推送小车1和储料箱2，储料箱2上设有轨道，推送小车1在储料箱2 上沿轨道滑动，将混凝土拌合料倒入储料箱2；

所述分料控制装置设于分料输送装置下方，由并排布置的分料管构成；如图2所示，所述分料管包括储料管3、储料开关门5、落料管4和落料开关门6；所述落料管3的体积和联锁片单元格体积相等，所述落料管3采用圆柱体结构；储料管3连接储料箱2，接收储料箱2内拌合料；储料开关门5位于储料管3下端，连接储料管3和落料管4；落料开关门6位于落料管4下端，控制落料；

所述开关门控制装置包括上拉杆7、下拉杆8、动作筒9和动力装置10；所述上拉杆7连接储料开关门5，控制储料开关门5的启闭；所述下拉杆8连接落料开关门6，控制落料开关门6的启闭；所述上拉杆7和下拉杆8通过动作筒9连接动力装置10，所述动力装置10 为上拉杆7、下拉杆8提供动力。

所述动力装置10可采用油泵或气泵，采用油泵时只需一侧拉杆控制，采用气泵时，需采用两侧拉杆控制。

本实施例中，所述上拉杆7由两根拉杆焊接而成，两根拉杆分别位于储料开关门5的上方和下方，通过铰链相连；左右移动拉杆控制储料开关门的启闭；如图3所示，下拉杆8和上拉杆7采用相同的结构，组成下拉杆8的两根拉杆分别位于落料开关门6的上方和下方；

如图4和图5所示，所述储料开关门5和落料开关门6一端焊接在分料管管壁上，另一端分别与上拉杆7和下拉杆8相连，当开关门需要开启时，动力装置10控制拉杆移动拉动开关门，开关门通过平面旋转达到开启状态。

所述振动平台包括振动台面和振动马达，振动平台放置于分料机正下方输送轨道上，振动平台上固定有模板，模板的联锁片单元格正对分料机的各落料管；模板通过振动平台在输送轨道上运送到分料机落料管正下方，当拌合料落至模具中填料完成后，振动平台即开启振动，并通过轨道边振动边移动至静养区；如图6所示，所述振动平台的台面形状与模板相合，台面表面及四周设有肋片12，用于固定放置于振动台面上的模板；所述振动平台上的马达11 数量为10，马达11采用横向放置，均匀分布于振动平台两侧。

所述联锁片模板两边设置吊耳，吊耳结构具体如图7所示。根据《水利水电工程钢闸门设计规范》的要求通过公式(1)-(3)对吊耳尺寸进行计算。

B＝(2.4～2.6)d (1)

a＝(0.9～1.05)d (3)

其中，a是吊耳距离模板边缘距离；d是耳孔直径；B是吊耳宽度；δ是吊耳板的厚度，单位为mm。

所述吊运装置，包括吊机和桁架，用于将模板吊运至振动平台，以及将经过填料并振捣完毕的模板吊运至蒸汽池；所述蒸汽养护装置包括蒸汽池、分气缸、压力表、感温探头，所述蒸汽池用于填料的蒸汽养护，设置于桁架正下方；所述分气缸用来统一控制各养护池蒸汽的开启关闭；所述压力表显示各蒸汽池内蒸汽压力；所述感温探头用于监测蒸汽池温度。

本实施例中，联锁片混凝土拌合料坍落度为80～100mm；所述分料机下料口和模板最高点距离15～20cm；落料管管径为37cm；所述联锁片混凝土拌合料中添加矿粉。

实施例2

本实施例说明实施例1所述系统的使用方法。

具体包括如下步骤：

(1)根据试验确定拌合料配比，由操控人员在搅拌房内搅拌站控制系统上输入按照每盘拌合料的体积及设计配合比计算的各配料质量，设定完成后物料仓自动将物料投放到称重装置上，系统通过称重装置采集到的重量停止放料，然后通过输送带将物料投放入搅拌机内进行搅拌；

(2)对模板进行清洗并布设丙纶绳，然后均匀涂刷脱模剂，通过吊运装置将模板吊运至振动平台上并固定在肋片12上；将振动平台通过轨道移动至分料机落料管4正下方；

(3)搅拌完成后，拌合料通过搅拌机出料口进入下方分料机的推送小车1内，推送小车通过储料箱2上设置的轨道向右移动至储料箱2，并将拌合料分左中右三次投放，使得拌合料均匀的进入箱体内；拌合料从储料箱中依靠自重进入各储料管3内，打开储料开关门5使得拌合料进入落料管4中，落料管4中填满拌合料后关闭储料开关门5，打开落料开关门6，拌合料落入模板中单元格内，则第一排单元格布料完成；然后再关闭落料开关门6，打开储料开关门5，按上述操作继续进行布料，直至完成整个模板的布料；

(4)模板布料完成后，振动平台即开始振捣，并随输送轨道移动至桁架下方；通过吊机将填料振捣完毕的模板吊运至蒸汽池内进行静养及蒸汽养护；

(5)蒸汽养护完成后将成品随模板整体吊运至模具清理区，拆除上模并对受损块体进行二次收光，24h后拆除底模并进行堆码，出运。

其中，所述步骤(4)中，蒸汽养护的温度控制流程具体如下：

(1)将气压初始值调节在0.06MP，使温度在20分钟内到达40度左右；

(2)总时间到达30分钟左右时将气压调节到0.1MP，保持温度在60度左右；

(3)总时间为1小时后，将气压调节到0.2MP，保持温度在75度左右；

(4)总养护时间到达2小时后，关掉气压阀，停止供气，闷2个小时，此时混凝土温度为55度左右，起模具上盖，把模具吊运出来，吊运出的混凝土温度在45度左右，为成品板。

Claims (12)

1.一种砼联锁片机械化生产系统，其特征在于，包括搅拌站、分料机、振动平台、输送轨道、吊运装置和蒸汽养护装置；

所述搅拌站包括物料仓、输送带、搅拌机、控制房；物料仓设有称重装置，称重装置连接输送带，输送带连接搅拌机进料口，搅拌机出料口连接出料管；所述控制房内有搅拌站控制系统，控制系统通过配合比设定自动称料和放料；

所述分料机包括分料输送装置、分料控制装置和开关门控制装置；所述分料输送装置包括推送小车和储料箱，储料箱上设有轨道，推送小车在储料箱上沿轨道滑动，将混凝土拌合料倒入储料箱；所述分料控制装置设于分料输送装置下方，由并排布置的分料管构成；所述分料管包括储料管、储料开关门、落料管和落料开关门；储料管连接储料箱，接收储料箱内拌合料；储料开关门位于储料管下端，连接储料管和落料管；落料开关门位于落料管下端，控制落料；所述开关门控制装置包括上拉杆、下拉杆、动作筒和动力装置；所述上拉杆连接储料开关门，控制储料开关门的启闭；所述下拉杆连接落料开关门，控制落料开关门的启闭；所述上拉杆和下拉杆通过动作筒连接动力装置，所述动力装置为上拉杆、下拉杆提供动力；

所述振动平台包括振动台面和振动马达，振动平台放置于分料机正下方输送轨道上，振动平台上固定有混凝土联锁片模板，模板的联锁片单元格正对分料机的各落料管；模板通过振动平台在输送轨道上运送到分料机落料管正下方，当拌合料落至模具中填料完成后，振动平台即开启振动，并通过轨道边振动边移动至静养区；

所述吊运装置，包括吊机和桁架，用于将模板吊运至振动平台，以及将经过填料并振捣完毕的模板吊运至蒸汽池；

所述蒸汽养护装置包括蒸汽池、分气缸、压力表，所述蒸汽池用于填料的蒸汽养护，所述分气缸用来统一控制各养护池蒸汽的开启关闭，所述压力表显示各蒸汽池内蒸汽压力。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分料机的落料管的体积和联锁片单元格体积相等；所述分料机的落料管为圆柱体结构。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分料机的上拉杆由两根拉杆焊接而成，两根拉杆分别位于储料开关门的上方和下方，通过铰链相连；左右移动拉杆控制储料开关门的启闭；下拉杆和上拉杆采用相同的结构，组成下拉杆的两根拉杆分别位于落料开关门的上方和下方。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分料机的储料开关门和落料开关门一端焊接在分料管管壁上，另一端分别与上拉杆和下拉杆相连。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分料机的动力装置选用油泵或气泵，优选气泵。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述振动平台的台面形状与模板相合，台面表面及四周设有肋片，用于固定放置于振动台面上的模板；所述振动平台上的马达数量为10，马达采用横向放置，均匀分布于振动平台两侧。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述联锁片模板两边设置吊耳。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述蒸汽池设置于桁架正下方；所述蒸汽池上设置感温探头。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述联锁片混凝土拌合料坍落度为80～100mm；所述分料机下料口和模板最高点距离15～20cm；落料管管径为37cm。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述联锁片混凝土拌合料中添加矿粉。

11.根据权利要求1-10任一项所述系统进行砼联锁片机械化生产的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)根据试验确定拌合料配比，由操控人员在搅拌房内搅拌站控制系统上输入按照每盘拌合料的体积及设计配合比计算的各配料质量，设定完成后物料仓自动将物料投放到称重装置上，系统通过称重装置采集到的重量停止放料，然后通过输送带将物料投放入搅拌机内进行搅拌；

(2)对模板进行清洗并布设丙纶绳，然后均匀涂刷脱模剂，通过吊运装置将模板吊运至振动平台上并固定在肋片上；将振动平台通过轨道移动至分料机落料管正下方；

(3)搅拌完成后，拌合料通过搅拌机出料口进入下方分料机的推送小车内，推送小车通过储料箱上设置的轨道向右移动至储料箱，并将拌合料分左中右三次投放，使得拌合料均匀的进入箱体内；拌合料从储料箱中依靠自重进入各储料管内，打开储料开关门使得拌合料进入落料管中，落料管中填满拌合料后关闭储料开关门，打开落料开关门，拌合料落入模板中单元格内，则第一排单元格布料完成；然后再关闭落料开关门，打开储料开关门，按上述操作继续进行布料，直至完成整个模板的布料；

(4)模板布料完成后，振动平台即开始振捣，并随输送轨道移动至桁架下方；通过吊机将填料振捣完毕的模板吊运至蒸汽池内进行静养及蒸汽养护；

(5)蒸汽养护完成后将成品随模板整体吊运至模具清理区，拆除上模并对受损块体进行二次收光，24h后拆除底模并进行堆码，出运。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，蒸汽养护的温度控制流程具体如下：

(1)将气压初始值调节在0.06MP，使温度在20分钟内到达40度左右；

(2)总时间到达30分钟左右时将气压调节到0.1MP，保持温度在60度左右；

(3)总时间为1小时后，将气压调节到0.2MP，保持温度在75度左右；

(4)总养护时间到达2小时后，关掉气压阀，停止供气，闷2个小时，此时混凝土温度为55度左右，起模具上盖，把模具吊运出来，吊运出的混凝土温度在45度左右，为成品板。