CN109853635A - 一种柔性隔振板插板机及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性隔振板插板机及其使用方法，有效提高施工效率和工程质量。该柔性隔振板插板机包括行走机构、设置在行走机构上的自动调平机构、安装在行走机构上的步长控制系统、设置在自动调平机构上的水平纵向移动系统、执行机构、设置在水平纵向移动系统上的用于带动执行机构水平移动的水平横向移动系统以及与执行机构连接的用于承载柔性隔振板的保护装置。

Description

一种柔性隔振板插板机及其使用方法

技术领域

本公开涉及强夯地基加固设备领域，具体涉及一种地基强夯加固施工过程中的柔性隔振板插入机及其使用方法。

背景技术

强夯是工程中常用的地基加固技术，具有经济、方便、高效等特点。一般是将重量为10-60吨的重锤吊起8-20米后，使重锤自由落下，依靠重锤的动力冲击作用加固地基。在这一冲击过程中，冲击波会以体波和面波的形式由夯点向外传播。体波向地基深处传播，起加固地基作用，而面波局限在地表层附近内传播，会对周围环境造成不利的影响，严重时甚至会导致周边结构、地下设施和相关设备仪表等损伤，这严重制约了强夯加固技术在振动敏感环境下的应用。

目前的处理措施一般是在强夯作业区和保护区之间设置隔振沟。强夯作为一种深部动力加固技术，振动影响深度大，因此，隔振沟的深度对隔振效果至关重要。为了获得理想的隔振效果，要求隔振沟具有足够的深度，发明人在研发过程中发现，常规方法开挖较深的隔振沟存在工程量大、沟壁稳定性差等问题。由于预成槽后置入柔性隔振板的工艺需要预先成槽，常规开挖等工艺存在工程量大、工艺复杂、施工效率低、槽壁难以稳定等问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本公开提供了一种柔性隔振板插板机及其使用方法，有效提高施工效率和工程质量。

本公开所采用的技术方案是：

一种柔性隔振板插板机，包括行走机构、设置在行走机构上的自动调平机构、设置在自动调平机构上的水平纵向移动系统、执行机构、设置在水平纵向移动系统上的用于带动执行机构水平移动的水平横向移动系统以及与执行机构连接的用于承载柔性隔振板的保护装置。

作为本公开的进一步技术方案，所述行走机构包括履带车架和安装在履带车架两侧的履带轮。

作为本公开的进一步技术方案，所述自动调平机构包括位于行走机构上方的底板、倾角传感器、第一逻辑控制器以及至少四个液压缸；所述四个液压缸分别安装在履带车架上，所述液压缸的上端与所述底板的下表面固定连接，所述倾角传感器设置在底板的下表面，所述第一逻辑控制器设置在安装于底板上的控制室内，实时接收所述倾角传感器采集的数据，控制液压缸升降实现对底板调平。

作为本公开的进一步技术方案，还包括步长控制系统，所述步长控制系统包括角度传感器和第二逻辑控制器；

所述角度传感器固定于履带轮的驱动轮圆轴中心处，用于记录驱动轮转过的角度，通过无线将数据实时传送给第二逻辑控制器，所述第二逻辑控制器设置在控制室内，通过控制驱动轮转过的角度来控制履带车行进的距离。

作为本公开的进一步技术方案，所述的水平纵向移动系统包括有第一滑轨、第二滑轨、主塔结构、位移传感器和第三逻辑控制器；

所述第一滑轨和第二滑轨沿履带轮的前进方向布置在底板的上表面，所述主塔结构包括桁架和至少两根斜撑，所述桁架的一端垂直固定在桁架底座上，所述桁架底座设置在第一滑轨上且可沿第一滑轨移动；所述两根斜撑的一端与桁架固定连接，另一端固定在斜撑底座上，所述斜撑底座设置在第二滑轨上且可沿第二滑轨移动，所述位移传感器设置在桁架底座上，用于采集桁架行进的位移数据，所述第二逻辑控制器设置在控制室内，实时接收所述位移传感器采集的位移数据，控制主塔结构的驱动机构启停。

作为本公开的进一步技术方案，所述的水平横向移动系统包括固定于桁架的另一端的横梁、设置在横梁上的第三滑轨、设置在横梁上且可沿第三滑轨滑动的水平位置调整件、第四滑轨和至少两个液压伸缩杆；所述第四滑轨一端与水平位置调整件固定连接，另一端自由，所述两个液压伸缩杆的底座垂直固定在桁架上，伸缩端与第四滑轨固定连接。

作为本公开的进一步技术方案，所述的执行机构包括可沿第四滑轨上下移动的液压高频振动锤和卷扬机，所述卷扬机设置在斜撑底座上，通过钢绞线和滑轮与所述液压高频振动锤连接。

作为本公开的进一步技术方案，所述保护装置的一端与所述液压高频振动锤固定连接，另一端呈开口状，用于插入柔性隔振板。

作为本公开的进一步技术方案，所述保护装置的另一端设有传力杆，用于插入到引导装置上设置的孔洞；

或者，所述保护装置的另一端设有孔洞，用于插入设有传力杆的引导装置。

一种柔性隔振板插板机的使用方法，该方法基于如上所述柔性隔振板插板机实现的，该方法包括以下步骤：

(1)确定柔性隔振板插入的深度、隔振长度以及插板位置；

(2)启动柔性隔振板插板机的自动调平机构，对底板进行调平，根据柔性隔振板插入的深度，通过卷扬机调整液压高频振动锤到合适的高度；同时，通过移动横梁上的水平位置调整件，调整液压高频振动锤到预定的埋设位置；

(3)将柔性隔振板插入保护装置，连接上引导装置，完成第一次插板作业，松开液压高频振动锤与第一套保护装置的连接，换上第二套保护装置；

(4)根据柔性隔振板的宽度，驱动主塔结构沿滑轨移动到下一插板位置，完成第二次插板作业，松开液压高频振动锤与第二套保护装置的连接，驱动主塔结构回移到第一次插板位置，连接上第一套保护装置，拔出，驱动主塔结构沿滑轨移动到第三次插板位置，以此类推，交替插、拔板，直至不能主塔结构移动至滑轨的终端，完成第n次插板；

(6)启动步长控制系统，对角度传感器进行归零，控制履带车行进到下一个位置，重复上述步骤(4)到(6)，直到完成插板作业。

通过上述的技术方案，本公开的有益效果是：

(1)本公开可以有效的缩短施工周期，经济效益显著；

(2)本公开操作便捷，水平纵向移动系统能实现移动至任意插板位置，进行插板作业；

(3)本公开设置有自动调平系统、步长控制系统和水平纵向移动系统，可使相邻的两块柔性隔振板在充填介质后紧密相贴，形成一道连续的隔振屏障，保证隔振效率；

(4)本发明设置有成套的控制系统，可对插板过程实现精确控制；

(5)本发明适用于各种软土地基的柔性隔振板的插板作业。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1是根据一种或多种实施方式的柔性隔振板插板机结构图；

图2是根据一种或多种实施方式的保护装置立体图；

图中：1、履带车架，2、液压缸，3、底板，4、控制室，5、第一滑轨，6、第二滑轨，7、卷扬机，8、桁架，9、斜撑，10、钢绞线，11、横梁，12、第三滑轨，13、水平位置调整件，14、液压伸缩杆，15、第四滑轨，16、液压高频振动锤，17、保护装置，18、位移传感器，19、倾角传感器，20、传力杆。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

一种或多种实施例提供了一种厚度5cm左右、隔振效果优异的柔性隔振板插板机，该柔性隔振板插板机包括自动调平系统、步长控制系统、水平纵向移动系统、水平横向移动系统、执行机构和保护装置，可以置入地基起到形成一道连续的隔振屏障实现工程隔振，有效提高施工效率和工程质量。

请参阅附图1，所述柔性隔振板插板机包括自动调平系统、步长控制系统、水平纵向移动系统、水平横向移动系统、执行机构和保护装置。

具体地，所述自动调平系统包括履带车1、四个液压缸2、底板3、倾角传感器19、控制室4和第一逻辑控制器，所述履带车1包括履带车架和安装在履带车架两侧的履带轮；所述履带车架设置有四个开口向上的安装槽，所述四个液压缸2分别安装于所述安装槽内，所述液压缸2的上端连接液压杆，所述液压杆的顶端分别与所述底板3的下表面固定连接，所述倾角传感器19设置在所述底板3的下表面，所述控制室4设置在所述底板3的上表面，所述第一逻辑控制器设置在控制室4内，接收所述倾角传感器的实时数据，通过控制四个液压油缸的升降来实现底板的自动调平。

本实施例提出的自动调平系统使用时，第一控制器接收倾角传感器采集的底板角度倾斜数据，控制四个液压油缸的升降自动调平底板，可以实现柔性隔振板垂直插入地基，保证充填介质后形成的隔振屏障连续无错缝。

所述步长控制系统包括角度传感器和第二逻辑控制器，所述角度传感器固定于履带轮的驱动轮圆轴中心处，用于记录驱动轮转过的角度，通过无线的方式将数据实时传送给第二逻辑控制器，所述第二逻辑控制器设置在控制室内，通过控制角度传感器的计数，来控制驱动轮转过的角度，实现对履带车行进距离控制。

设驱动轮的半径为r，每转一圈角度传感器记录k次，即角度传感器每记录一次，驱动轮转过的角度为360/k，此时履带车行进的距离为s＝2πr/k。第二控制传感器通过无线的方式接收角度传感器实时记录的数据，通过控制角度传感器的计数，即驱动轮转过的角度来控制履带车行进的距离。

所述水平纵向移动系统包括有第一滑轨5、第二滑轨6、主塔结构、位移传感器18和第三逻辑控制器，所述第一滑轨5和第二滑轨6沿履带轮的前进方向布置在底板3的上表面，所述主塔结构包括桁架8和两根斜撑9，所述桁架8的一端垂直固定在桁架底座上，所述桁架底座设置在第一滑轨5上，可沿第一滑轨移动，所述两根斜撑9的一端与桁架8固定连接，一端固定在斜撑底座上，所述斜撑底座设置在第二滑轨6上，可沿第二滑轨移动，由桁架8和斜撑9组成的主塔结构可在液压升缩杆或电动机等推动下沿着第一滑轨5和第二滑轨6水平纵向移动；所述位移传感器18设置在桁架底座上，用于采集桁架行进的位移数据，通过无线的方式将数据实时传送给第三逻辑控制器；所述第三逻辑控制器设置在控制室内，实时接收所述位移传感器采集的数据，控制液压升缩杆或电动机启停，从而精确控制主塔结构行进的位移。

本实施例通过步长控制系统和水平纵向移动系统精确控制履带车和主塔结构行进距离，保证隔振板在充填介质后能紧密排列，防止长波衍射。

所述水平横向移动系统包括有横梁11、水平位置调整件13、第三滑轨12、第四滑轨15和两个液压伸缩杆14，所述横梁11固定于所述桁架8的另一端，所述第三滑轨12设置在横梁11上，所述水平位置调整件13设在横梁11上，可沿第三滑轨12滑动，所述第四滑轨15的一端与水平位置调整件固定，另一端自由，所述两个液压伸缩杆14的底座垂直固定在桁架8上，伸缩端与第四滑轨15固定。

本实施例提出的水平横向移动系统，通过两个液压伸缩杆推动与水平位置调整件固定连接的第四滑轨沿着水平横向移动，实现伸出插板作业，能根据预设插板位置对执行机构进行位置调整。

所述执行机构包括卷扬机7和液压高频振动锤16，所述卷扬机7设置在斜撑底座上，通过钢绞线10和滑轮与所述液压高频振动锤16连接，所述液压高频振动锤16可沿第四滑轨上下移动。

所述保护装置17的一端与所述液压高频振动锤16固定连接，另一端为柔性隔振板的入口，与可拆卸引导装置连接，所述保护装置17为硬塑料或金属材料。请参阅附图2，所述保护装置17为空心立方体，顶部与液压高频振动锤连接，底部开口，柔性隔振板由底部进入，所述保护装置17底部设有传力杆20，可插入到引导装置上设置的孔洞，或底部设有孔洞，供设有传力杆的引导装置插入所用，起到连接、传力的作用。

本实施例提出的保护装置可保证柔性隔振板在插入过程中不受损伤。

本实施例提出的柔性隔振板插板机，通过自动调平系统的第一控制器控制四个液压缸的升降实现对底板调平；根据柔性隔振板所要插入的深度，通过卷扬机调整液压高频振动锤到合适的高度；通过两个液压伸缩杆带动横梁上的水平位置调整件移动，调整液压高频振动锤到预定的埋设位置；柔性隔振板由底部进入保护装置，连接上引导装置，液压高频振动锤与保护装置的连接，通过液压伸缩杆或电动机带动主塔结构沿第一滑轨和第二滑轨移动到相应的插板位置，完成插板作业。

一种或多种实施例提供了一种柔性隔振板插板机的使用方法，该方法是基于如上所述的柔性隔振板插板机实现的，包括以下步骤：

S101，根据施工现场的振动大小和保护区范围，确定柔性隔振板插入的深度和隔振长度。

S102，清理、平整施工场地，根据施工场地条件和振动控制需求，在强夯工作区与保护区之间准确标定柔性隔振板的插板位置并画出标线。

S103，插板机进场，启动自动调平系统，对底板进行调平，根据所要插入的深度，通过卷扬机调整执行机构到合适的高度；与此同时，通过移动横梁上的水平位置调整件，调整执行机构到预定的埋设位置。

S104，柔性隔振板由底部进入保护装置，连接上引导装置，完成第一次插板作业，松开液压高频振动锤与第一套保护装置的连接，换上第二个套保护装置。

S105，启动水平纵向移动系统，输入柔性隔振板的宽度为移动距离，主塔结构沿第一滑轨和第二滑轨移动到下一插板位置，完成第二次插板作业，松开液压高频振动锤与第二套保护装置的连接，回移到第一次插板位置，连接上第一套保护装置，拔出，主塔结构沿第一滑轨和第二滑轨移动2倍柔性隔振板宽度的距离，到第三次插板位置，以此类推，交替插、拔板，直至不能再沿滑轨水平纵向移动，完成第n次插板。

S106，启动步长控制系统，对角度传感器进行归零，输入n-1倍柔性隔振板的宽度作为机器行进的距离，机器行驶到下一个位置，调平后，移动主塔结构到第n+1次插板位置；

S107，重复上述步骤S104到S106，直到完成插板作业。

本实施例提出的柔性隔振板插板机的使用方法，可以有效的缩短施工周期，经济效益显著；操作便捷，水平纵向移动系统能实现移动至任意插板位置，进行插板作业；设置有自动调平系统、步长控制系统和水平纵向移动系统，可使相邻的两块柔性隔振板在充填介质后紧密相贴，形成一道连续的隔振屏障，保证隔振效率；设置有成套的控制系统，可对插板过程实现精确控制；适用于各种软土地基的柔性隔振板的插板作业。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种柔性隔振板插板机，其特征是，包括行走机构、设置在行走机构上的自动调平机构、设置在自动调平机构上的水平纵向移动系统、执行机构、设置在水平纵向移动系统上的用于带动执行机构水平移动的水平横向移动系统以及与执行机构连接的用于承载柔性隔振板的保护装置。

2.根据权利要求1所述的柔性隔振板插板机，其特征是，所述行走机构包括履带车架和安装在履带车架两侧的履带轮。

3.根据权利要求1所述的柔性隔振板插板机，其特征是，所述自动调平机构包括位于行走机构上方的底板、倾角传感器、第一逻辑控制器以及至少四个液压缸；所述四个液压缸分别安装在履带车架上，所述液压缸的上端与所述底板的下表面固定连接，所述倾角传感器设置在底板的下表面，所述第一逻辑控制器设置在安装于底板上的控制室内，实时接收所述倾角传感器采集的数据，控制液压缸升降实现对底板调平。

4.根据权利要求1所述的柔性隔振板插板机，其特征是，还包括步长控制系统，所述步长控制系统包括角度传感器和第二逻辑控制器；

所述角度传感器固定于履带轮的驱动轮圆轴中心处，用于记录驱动轮转过的角度，通过无线将数据实时传送给第二逻辑控制器，所述第二逻辑控制器设置在控制室内，通过控制驱动轮转过的角度来控制履带车行进的距离。

5.根据权利要求1所述的柔性隔振板插板机，其特征是，所述的水平纵向移动系统包括有第一滑轨、第二滑轨、主塔结构、位移传感器和第三逻辑控制器；

所述第一滑轨和第二滑轨沿履带轮的前进方向布置在底板的上表面，所述主塔结构包括桁架和至少两根斜撑，所述桁架的一端垂直固定在桁架底座上，所述桁架底座设置在第一滑轨上且可沿第一滑轨移动；所述两根斜撑的一端与桁架固定连接，另一端固定在斜撑底座上，所述斜撑底座设置在第二滑轨上且可沿第二滑轨移动，所述位移传感器设置在桁架底座上，用于采集桁架行进的位移数据，所述第二逻辑控制器设置在控制室内，实时接收所述位移传感器采集的位移数据，控制主塔结构的驱动机构启停。

6.根据权利要求5所述的柔性隔振板插板机，其特征是，所述的水平横向移动系统包括固定于桁架的另一端的横梁、设置在横梁上的第三滑轨、设置在横梁上且可沿第三滑轨滑动的水平位置调整件、第四滑轨和至少两个液压伸缩杆；所述第四滑轨一端与水平位置调整件固定连接，另一端自由，所述两个液压伸缩杆的底座垂直固定在桁架上，伸缩端与第四滑轨固定连接。

7.根据权利要求1所述的柔性隔振板插板机，其特征是，所述的执行机构包括可沿第四滑轨上下移动的液压高频振动锤和卷扬机，所述卷扬机设置在斜撑底座上，通过钢绞线和滑轮与所述液压高频振动锤连接。

8.根据权利要求7所述的柔性隔振板插板机，其特征是，所述保护装置的一端与所述液压高频振动锤固定连接，另一端呈开口状，用于插入柔性隔振板。

9.根据权利要求1所述的柔性隔振板插板机，其特征是，所述保护装置的另一端设有传力杆，用于插入到引导装置上设置的孔洞；

或者，所述保护装置的另一端设有孔洞，用于插入设有传力杆的引导装置。

10.一种柔性隔振板插板机的使用方法，该方法基于权利要求1至9中任一项所述柔性隔振板插板机实现的，其特征是，该方法包括以下步骤：

(1)确定柔性隔振板插入的深度、隔振长度以及插板位置；

(2)启动柔性隔振板插板机的自动调平机构，对底板进行调平，根据柔性隔振板插入的深度，通过卷扬机调整液压高频振动锤到一定高度；同时，通过移动横梁上的水平位置调整件，调整液压高频振动锤到预定的埋设位置；

(3)将柔性隔振板插入保护装置，连接上引导装置，完成第一次插板作业，松开液压高频振动锤与第一套保护装置的连接，换上第二套保护装置；

(4)根据柔性隔振板的宽度，驱动主塔结构沿滑轨移动到下一插板位置，完成第二次插板作业，松开液压高频振动锤与第二套保护装置的连接，驱动主塔结构回移到第一次插板位置，连接上第一套保护装置，拔出，驱动主塔结构沿滑轨移动到第三次插板位置，以此类推，交替插、拔板，直至不能主塔结构移动至滑轨的终端，完成第n次插板；

(6)启动步长控制系统，对角度传感器进行归零，控制履带车行进到下一个位置，重复上述步骤(4)到(6)，直到完成插板作业。