CN108729453B - 一种预制护坡结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制护坡结构及方法，该预制护坡结构包括挡土格框、预制连接头和预制连接帽，挡土格框由预制格框梁组成，预制连接头的中部设置有第一通孔，每个预制连接头通过一穿过第一通孔的锚杆拉紧在坡面上，预制连接头的四周设置有连接卡槽，各预制格框梁的端头嵌入对应的连接卡槽内；预制连接帽的下侧开设有凹槽，凹槽的四侧设置有用于避开各预制格框梁的开口，凹槽的槽底的中部设置有第二通孔，锚杆穿过第二通孔，各锚杆上均螺纹连接有抵紧在对应的预制连接帽的外侧面的螺帽。本发明的预制护坡结构施工效率高，成本低，且结构更加稳固。

Description

一种预制护坡结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，特别是涉及一种预制护坡结构及其施工方法。

背景技术

在工程建设中，经常有大量的挖方和填方，挖方和填方形成大量的裸露边坡，裸露边坡容易造成水土流失、滑坡、泥石流等灾害，因此，需要对裸露边坡进行护坡。

边坡格框是一种常见的边坡护坡结构，传统的边坡格框的施工方法主要有两种：第一种是采用现浇的施工方法，此方法的缺点是现浇边坡格框时，需要搭设脚手架，施工成本高，施工效率低；第二种是采用预制安装的施工方法，目前，预制安装的边坡格框通常是采用预制砼杆件预留现浇节点的方式，以使各预制砼杆件形成一个整体，需要经过预制、安装和现浇等工序，施工工序繁琐，并且现浇节点的质量得不到保证。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种一种预制护坡结构及其施工方法，以使其施工效率高，成本低，且结构更加稳固。

一方面，本发明提供了一种预制护坡结构，包括：挡土格框，所述挡土格框由若干榀纵横交错的预制格框梁组成，挡土格框安装在坡面上；设于各预制格框梁的交接处的若干预制连接头，所述预制连接头的中部设置有第一通孔，每个预制连接头对应设置有一锚杆，所述锚杆的一端穿过所述第一通孔并插入边坡的土层中，锚杆的另一端连接有抵紧在所述预制连接头的外侧面的锚具，以将预制连接头锁紧在锚杆上，预制连接头的四周设置有与所述预制格框梁的端头适配的连接卡槽，各预制格框梁的端头嵌入对应的连接卡槽内；以及套设在各预制连接头上的若干预制连接帽，所述预制连接帽的下侧开设有与所述预制连接头适配的凹槽，所述凹槽的四侧设置有用于避开各预制格框梁的开口，凹槽的槽底的中部设置有第二通孔，所述锚杆穿过第二通孔，各锚杆上均螺纹连接有抵紧在对应的预制连接帽的外侧面的螺帽。

本发明将预制格框梁安装在坡面上，各预制格框梁的交接处通过预制连接头连接和预制连接帽连接，并通过锚杆拉锚，使得多个预制格框梁连接成一个整体形成挡土格框，挡土格框的结构整体性好，结构更加稳固；采用预制连接头、预制连接帽和锚杆拉锚拉锚的连接方式，安装时，只需要先将预制连接头通过锚杆锚固在坡面上，再将预制格框梁插入预制连接头上的连接卡槽，再将预制连接帽安装在预制连接头上，然后拧上螺帽锁紧即可，无需现浇节点，施工的工序非常简单，施工的效率很高，成本较低。

进一步地，所述预制格框梁的下部的宽度从上至下逐渐变窄以在预制格框梁的下端形成契形部，预制格框梁的契形部嵌入坡面的土层。通过将预制格框梁的下端设计成契形，一方面，通过契形的导向，便于将预制格框梁插入预制连接头的连接卡槽，并且，安装时，预制格框梁的契形部嵌入坡面的土层，使得挡土格框与边坡更好地结合，护坡效果好。

进一步地，所述凹槽的槽底的内侧设置有用于容纳所述锚具的容纳槽。通过设置容纳槽，安装时，锚杆上的锚具嵌入容纳槽，能够使预制连接帽与预制连接头的连接面贴紧，连接的稳定性更好。

另一方面，本发明提供了一种预制护坡结构的施工方法，包括如下步骤：

场地整平步骤：首先对斜坡上的杂物进行清除，同时对斜坡的坡面进行整平；

预制运输步骤：按设计要求预制所述预制格框梁、预制连接头和预制连接帽并运输至施工现场；

锚杆安装步骤：在坡面上进行测量放线，以标示出各锚杆的安装位置，然后在对应的位置安装各锚杆；

预制连接头安装步骤：锚杆安装完毕后，预制护坡安装机械抓起预制连接头，然后将预制连接头上的第一通孔对准对应的锚杆，使得锚杆穿入第一通孔，然后张拉锚杆的外端并在锚杆上安装锚具，以将预制连接头锁紧在锚杆上；

预制格框梁安装步骤：预制连接头安装完毕后，预制护坡安装机械抓起预制格框梁，然后将预制格框梁的两端分别对准并插入相邻的两个预制连接头的两个相对的连接卡槽；

预制连接帽安装步骤：预制格框梁安装完毕后，预制护坡安装机械抓起预制连接帽并将其凹槽扣在对应的预制连接头上，同时锚杆穿出预制连接帽上的第二通孔，然后在锚杆的外端拧入螺帽以将预制连接头锁紧在锚杆上。

采用上述步骤，即可完成边坡格框的预制和安装，施工的工序非常简单，施工的效率很高，成本较低，安装时，采用先锚固预制连接头，再插入预制格框梁，再安装预制连接帽的流程，各构件在安装后都能够及时固定，能够防止构件从坡面滚落而发生安全事故。

进一步地，所述预制护坡安装机械包括移动装置、机械臂、固定座、旋转架和机械手；所述机械臂的固定端连接在移动装置上，所述固定座连接在机械臂的自由端，所述旋转架与固定座转动连接，固定座上安装有用于驱动旋转架转动的第一驱动机构；旋转架沿轴向设置有滑轨，所述滑轨上安装有三个滑块，其中中间的一个滑块固定在滑轨上，两侧的滑块与滑轨滑动连接，旋转架上还安装有用于驱动两侧的滑块沿滑轨滑动的第二驱动机构；每个所述滑块的下方均设置有第一伸缩缸，每个第一伸缩缸的输出轴上均连接有一个所述机械手。采用该预制护坡安装机械安装时，首先需要通过机械手夹取预制构件，然后通过机械臂提升该预制构件，同时通过转动旋转架来调整预制构件与坡面之间的平面角度，使得预制构件对准安装的位置，预制构件对准后，控制第一伸缩缸将预制构件压在坡面上，这样即可实现预制构件的精准对位、快速安装，特别是在安装预制格框梁时，由于预制格框梁较长，本发明可通过三个机械手去夹取预制格框梁，两侧的机械手还可以沿旋转架移动，以适应不同长度的预制格框梁的夹取，预制格框梁对准连接卡槽后，三个第一伸缩缸同时伸长，以将预制格框梁垂直压入连接卡槽，从而实现预制格框梁的精准、快速安装。

进一步地，所述固定座与旋转架之间设置有回转支承，所述回转支承的内圈带齿，回转支承的内圈与旋转架固定连接，回转支承的外圈与固定座固定连接，所述第一驱动机构包括驱动电机和驱动齿轮，所述驱动电机固定在固定座上，驱动电机的输出轴与所述驱动齿轮同轴连接，驱动齿轮与回转支承的内圈啮合。

进一步地，所述第二驱动机构包括第二伸缩缸，所述第二伸缩缸设置有两个并分别固定在中间的滑块的两侧，两个第二伸缩缸的输出轴分别与对应侧的滑块连接。

进一步地，所述机械手包括安装架、第一夹取部、第二夹取部和第三伸缩缸，所述安装架固定在第一伸缩缸的输出轴上，所述第一夹取部和第二夹取部相对设置，第一夹取部固定在安装架上，所述第二夹取部与安装架滑动连接，所述第三伸缩缸固定在安装架上，第三伸缩缸的输出轴与第二夹取部连接，用以驱动第二夹取部沿安装架滑动。

进一步地，所述机械臂与固定座铰接，所述机械臂上铰接有第一连杆，第一连杆上铰接有第二连杆，第二连杆与固定座铰接，使得机械臂、固定座、第一连杆和第二连杆构成平面四连杆机构，机械臂上还设置有一液压杆，所述液压杆的输出轴铰接于第一连杆和第二连杆的连接处。通过液压杆伸缩来带动平面四连杆机构运动，从而实现固定座俯仰角度的调节，以便于预制构件安装时对位。

本发明的有益效果体现在：

(1)本发明各预制格框梁的交接处通过预制连接头和预制连接帽连接，并通过锚杆拉锚，使得多个预制格框梁连接成一个整体形成挡土格框，挡土格框的结构整体性好，结构更加稳固；

(2)本发明在安装时无需现浇节点，施工的工序非常简单，施工的效率很高，成本较低；

(3)安装时，采用先锚固预制连接头，再插入预制格框梁，再安装预制连接帽的流程，各构件在安装后都能够及时固定，能够防止构件从坡面滚落而发生安全事故；

(4)采用专用的预制护坡安装机械进行安装，能够实现预制构件的精准对位、快速安装。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的器件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各器件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明实施例的预制护坡的结构示意图；

图2为本发明实施例的预制格框梁的结构示意图；

图3为本发明实施例的预制连接头的结构示意图；

图4为本发明实施例的预制护坡的安装示意图；

图5为本发明实施例的预制连接帽的结构示意图；

图6为本发明实施例的预制护坡安装机械的结构示意图；

图7为图6的A-A剖视图。

附图中，1表示预制格框梁；11表示契形部；2表示预制连接头；21表示第一通孔；22表示连接卡槽；3表示锚杆；31表示锚具；32表示螺帽；4表示预制连接帽；41表示凹槽；42表示开口；43表示第二通孔；44表示容纳槽；5表示移动装置；6表示机械臂；61表示第一连杆；62表示第二连杆；63表示液压杆；7表示固定座；71表示驱动电机；72表示回转支承；73表示驱动齿轮；8表示旋转架；81表示滑轨；82表示滑块；83表示第二伸缩缸；9表示机械手；91表示第一伸缩缸；92表示安装架；93表示第一夹取部；94表示第二夹取部；95表示第三伸缩缸。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本专利的保护范围。

一方面，如图1-图5所示，本发明实施例提供了一种预制护坡结构，包括：挡土格框，挡土格框由若干榀纵横交错的预制格框梁1组成，挡土格框安装在坡面上；设于各预制格框梁1的交接处的若干预制连接头2，预制连接头2的中部设置有第一通孔21，每个预制连接头2对应设置有一锚杆3，锚杆3的一端穿过第一通孔21并插入边坡的土层中，锚杆3的另一端连接有抵紧在预制连接头2的外侧面的锚具31，以将预制连接头2锁紧在锚杆3上，预制连接头2的四周设置有与预制格框梁1的端头适配的连接卡槽22，各预制格框梁1的端头嵌入对应的连接卡槽22内；以及套设在各预制连接头2上的若干预制连接帽4，预制连接帽4的下侧开设有与预制连接头2适配的凹槽41，凹槽41的四侧设置有用于避开各预制格框梁1的开口42，凹槽41的槽底的中部设置有第二通孔43，锚杆3穿过第二通孔43，各锚杆3上均螺纹连接有抵紧在对应的预制连接帽4的外侧面的螺帽32。

本实施例将预制格框梁1安装在坡面上，各预制格框梁1的交接处通过预制连接头2和预制连接帽4连接，并通过锚杆3拉锚，使得多个预制格框梁1连接成一个整体形成挡土格框，挡土格框的结构整体性好，结构更加稳固；采用预制连接头2、预制连接帽4和锚杆3拉锚拉锚的连接方式，安装时，只需要先将预制连接头2通过锚杆3锚固在坡面上，再将预制格框梁1插入预制连接头2上的连接卡槽22，再将预制连接帽4安装在预制连接头2上，然后拧上螺帽32锁紧即可，无需现浇节点，施工的工序非常简单，施工的效率很高，成本较低。

在本实施例中，预制格框梁1的下部的宽度从上至下逐渐变窄以在预制格框梁1的下端形成契形部11，预制格框梁1的契形部11嵌入坡面的土层。通过将预制格框梁1的下端设计成契形，一方面，通过契形的导向，便于将预制格框梁1插入预制连接头2的连接卡槽22，并且，安装时，预制格框梁1的契形部11嵌入坡面的土层，使得挡土格框与边坡更好地结合，护坡效果好。

在本实施例中，凹槽41的槽底的内侧设置有用于容纳锚具31的容纳槽44，通过设置容纳槽44，安装时，锚杆3上的锚具31嵌入容纳槽44，能够使预制连接帽4与预制连接头2的连接面贴紧，连接的稳定性更好。

另一方面，如图1-图7所示，本发明实施例提供了一种预制护坡结构的施工方法，包括如下步骤：

场地整平步骤：首先对斜坡上的杂物进行清除，同时对斜坡的坡面进行整平；

预制运输步骤：按设计要求预制预制格框梁1、预制连接头2和预制连接帽4并运输至施工现场；

锚杆安装步骤：在坡面上进行测量放线，以标示出各锚杆3的安装位置，然后在对应的位置安装各锚杆3；

预制连接头安装步骤：锚杆3安装完毕后，预制护坡安装机械抓起预制连接头2，然后将预制连接头2上的第一通孔21对准对应的锚杆3，使得锚杆3穿入第一通孔21，然后张拉锚杆3的外端并在锚杆3上安装锚具31，以将预制连接头2锁紧在锚杆3上；

预制格框梁安装步骤：预制连接头2安装完毕后，预制护坡安装机械抓起预制格框梁1，然后将预制格框梁1的两端分别对准并插入相邻的两个预制连接头2的两个相对的连接卡槽22；

预制连接帽安装步骤：预制格框梁1安装完毕后，预制护坡安装机械抓起预制连接帽4并将其凹槽41扣在对应的预制连接头2上，同时锚杆3穿出预制连接帽4上的第二通孔43，然后在锚杆3的外端拧入螺帽32以将预制连接头2锁紧在锚杆3上。

采用上述步骤，即可完成边坡格框的预制和安装，施工的工序非常简单，施工的效率很高，成本较低，安装时，采用先锚固预制连接头2，再插入预制格框梁1，再安装预制连接帽4的流程，各构件在安装后都能够及时固定，能够防止构件从坡面滚落而发生安全事故。

在本实施例中，预制护坡安装机械包括移动装置5、机械臂6、固定座7、旋转架8和机械手9。

机械臂6的固定端连接在移动装置5上，本实施例的移动装置5和机械臂6与现有的挖掘机的移动装置5和机械臂6完全相同，属于现有技术，不在本申请的保护范围之内，因此不作赘述。

固定座7连接在机械臂6的自由端。具体地，机械臂6与固定座7铰接，机械臂6上铰接有第一连杆61，第一连杆61上铰接有第二连杆62，第二连杆62与固定座7铰接，使得机械臂6、固定座7、第一连杆61和第二连杆62构成平面四连杆机构，机械臂6上还设置有一液压杆63，液压杆63的输出轴铰接于第一连杆61和第二连杆62的连接处，这样，通过液压杆63伸缩来带动平面四连杆机构运动，从而实现固定座7俯仰角度的调节，以便于预制构件安装时对位。

旋转架8与固定座7转动连接，固定座7上安装有用于驱动旋转架8转动的第一驱动机构。具体地，固定座7与旋转架8之间设置有回转支承72，回转支承72的内圈带齿，回转支承72的内圈与旋转架8固定连接，回转支承72的外圈与固定座7固定连接，第一驱动机构包括驱动电机71和驱动齿轮73，驱动电机71固定在固定座7上，驱动电机71的输出轴与驱动齿轮73同轴连接，驱动齿轮73与回转支承72的内圈啮合。

旋转架8沿轴向设置有滑轨81，滑轨81上安装有三个滑块82，其中中间的一个滑块82固定在滑轨81上，两侧的滑块82与滑轨81滑动连接，旋转架8上还安装有用于驱动两侧的滑块82沿滑轨81滑动的第二驱动机构。具体地，第二驱动机构包括第二伸缩缸83(第二伸缩缸83可以为气缸、液压缸或电动缸)，第二伸缩缸83设置有两个并分别固定在中间的滑块82的两侧，两个第二伸缩缸83的输出轴分别与对应侧的滑块82连接。

每个滑块82的下方均设置有第一伸缩缸91(第一伸缩缸91可以为气缸、液压缸或电动缸)，每个第一伸缩缸91的输出轴上均连接有一个机械手9。具体地，机械手9包括安装架92、第一夹取部93、第二夹取部94和第三伸缩缸95(第三伸缩缸95可以为气缸、液压缸或电动缸)，安装架92固定在第一伸缩缸91的输出轴上，第一夹取部93和第二夹取部94相对设置，第一夹取部93固定在安装架92上，第二夹取部94与安装架92滑动连接，第三伸缩缸95固定在安装架92上，第三伸缩缸95的输出轴与第二夹取部94连接，用以驱动第二夹取部94沿安装架92滑动。

采用该预制护坡安装机械安装时，首先需要通过机械手9夹取预制构件，然后通过机械臂6提升该预制构件，同时通过转动旋转架8来调整预制构件与坡面之间的平面角度，通过液压杆63来调整预制构件的俯仰角度，使得预制构件对准安装的位置，预制构件对准后，控制第一伸缩缸91将预制构件压在坡面上，这样即可实现预制构件的精准对位、快速安装，特别是在安装预制格框梁1时，由于预制格框梁1较长，本发明可通过三个机械手9去夹取预制格框梁1，两侧的机械手9还可以沿旋转架8移动，以适应不同长度的预制格框梁1的夹取，预制格框梁1对准连接卡槽22后，三个第一伸缩缸91同时伸长，以将预制格框梁1垂直压入连接卡槽22，从而实现预制格框梁1的精准、快速安装。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (7)

1.一种预制护坡结构的施工方法，其特征在于，所述预制护坡结构包括：

挡土格框，所述挡土格框由若干榀纵横交错的预制格框梁组成，挡土格框安装在坡面上；

设于各预制格框梁的交接处的若干预制连接头，所述预制连接头的中部设置有第一通孔，每个预制连接头对应设置有一锚杆，所述锚杆的一端穿过所述第一通孔并插入边坡的土层中，锚杆的另一端连接有抵紧在所述预制连接头的外侧面的锚具，以将预制连接头锁紧在锚杆上，预制连接头的四周设置有与所述预制格框梁的端头适配的连接卡槽，各预制格框梁的端头嵌入对应的连接卡槽内；

以及套设在各预制连接头上的若干预制连接帽，所述预制连接帽的下侧开设有与所述预制连接头适配的凹槽，所述凹槽的四侧设置有用于避开各预制格框梁的开口，凹槽的槽底的中部设置有第二通孔，所述锚杆穿过第二通孔，各锚杆上均螺纹连接有抵紧在对应的预制连接帽的外侧面的螺帽；

所述预制格框梁的下部的宽度从上至下逐渐变窄以在预制格框梁的下端形成契形部，预制格框梁的契形部嵌入坡面的土层；

所述预制护坡结构的施工方法包括如下步骤：

场地整平步骤：首先对斜坡上的杂物进行清除，同时对斜坡的坡面进行整平；

预制运输步骤：按设计要求预制所述预制格框梁、预制连接头和预制连接帽并运输至施工现场；

锚杆安装步骤：在坡面上进行测量放线，以标示出各锚杆的安装位置，然后在对应的位置安装各锚杆；

预制连接头安装步骤：锚杆安装完毕后，预制护坡安装机械抓起预制连接头，然后将预制连接头上的第一通孔对准对应的锚杆，使得锚杆穿入第一通孔，然后张拉锚杆的外端并在锚杆上安装锚具，以将预制连接头锁紧在锚杆上；

预制格框梁安装步骤：预制连接头安装完毕后，预制护坡安装机械抓起预制格框梁，然后将预制格框梁的两端分别对准并插入相邻的两个预制连接头的两个相对的连接卡槽；

预制连接帽安装步骤：预制格框梁安装完毕后，预制护坡安装机械抓起预制连接帽并将其凹槽扣在对应的预制连接头上，同时锚杆穿出预制连接帽上的第二通孔，然后在锚杆的外端拧入螺帽以将预制连接头锁紧在锚杆上。

2.根据权利要求1所述的预制护坡结构的施工方法，其特征在于：所述凹槽的槽底的内侧设置有用于容纳所述锚具的容纳槽。

3.根据权利要求1所述的预制护坡结构的施工方法，其特征在于：所述预制护坡安装机械包括移动装置、机械臂、固定座、旋转架和机械手；

所述机械臂的固定端连接在移动装置上，所述固定座连接在机械臂的自由端，所述旋转架与固定座转动连接，固定座上安装有用于驱动旋转架转动的第一驱动机构；

旋转架沿轴向设置有滑轨，所述滑轨上安装有三个滑块，其中中间的一个滑块固定在滑轨上，两侧的滑块与滑轨滑动连接，旋转架上还安装有用于驱动两侧的滑块沿滑轨滑动的第二驱动机构；

每个所述滑块的下方均设置有第一伸缩缸，每个第一伸缩缸的输出轴上均连接有一个所述机械手。

4.根据权利要求3所述的预制护坡结构的施工方法，其特征在于：所述固定座与旋转架之间设置有回转支承，所述回转支承的内圈带齿，回转支承的内圈与旋转架固定连接，回转支承的外圈与固定座固定连接，所述第一驱动机构包括驱动电机和驱动齿轮，所述驱动电机固定在固定座上，驱动电机的输出轴与所述驱动齿轮同轴连接，驱动齿轮与回转支承的内圈啮合。

5.根据权利要求3所述的预制护坡结构的施工方法，其特征在于：所述第二驱动机构包括第二伸缩缸，所述第二伸缩缸设置有两个并分别固定在中间的滑块的两侧，两个第二伸缩缸的输出轴分别与对应侧的滑块连接。

6.根据权利要求3所述的预制护坡结构的施工方法，其特征在于：所述机械手包括安装架、第一夹取部、第二夹取部和第三伸缩缸，所述安装架固定在第一伸缩缸的输出轴上，所述第一夹取部和第二夹取部相对设置，第一夹取部固定在安装架上，所述第二夹取部与安装架滑动连接，所述第三伸缩缸固定在安装架上，第三伸缩缸的输出轴与第二夹取部连接，用以驱动第二夹取部沿安装架滑动。

7.根据权利要求3所述的预制护坡结构的施工方法，其特征在于：所述机械臂与固定座铰接，所述机械臂上铰接有第一连杆，第一连杆上铰接有第二连杆，第二连杆与固定座铰接，使得机械臂、固定座、第一连杆和第二连杆构成平面四连杆机构，机械臂上还设置有一液压杆，所述液压杆的输出轴铰接于第一连杆和第二连杆的连接处。

Images