CN110107318B - 一种隧道衬砌台车的振捣系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种隧道衬砌台车的振捣系统，包括设置在隧道衬砌台车的模板上的振捣装置、信号采集装置、中央处理装置，信号采集装置包括设置在模板上的压力传感器、温度传感器、距离传感器；中央处理装置与混凝土输送泵、振捣装置可通信地连接，中央处理装置用于收集信号采集装置的信号并处理信号，且控制振捣装置运动。如此设置，解决了工人振捣劳动强度大、对工人的技术水平和责任心要求也比较高，混凝土浇筑的质量受人为因素影响比较大、振捣过程造成的热量影响混凝土的浇筑质量。
Description
技术领域
本发明涉及隧道衬砌台车的技术领域，尤其是涉及一种隧道衬砌台车的振捣系统。
背景技术
在隧道施工过程中，隧道二次衬砌施工，是至关重要的一道工序，为了确保隧道二衬混凝土的浇筑质量，在二衬浇筑过程中必须进行混凝土振捣作业，以便排除混凝土中的气泡，提高混凝土的密实度，保证二衬混凝土的浇筑质量。
目前，二次衬砌台车混凝土浇筑过程中振捣作业主要有两种方式，分别是插入式振捣和附着式振捣。附着式振捣是将附着式振捣器固定在衬砌台车的模板上，通过振动模板来实现对混凝土的振捣作用，这种振捣方式对台车结构损害比较大，同时振捣效果有限，沿着模板垂直方向，随着混凝土厚度增加，振捣效果递减。而插入式振捣装置，一般采用人工振捣作业，在二次衬砌台车底仓，边仓及顶仓分别设有人振捣作业窗口，由工人使用普通混凝土作业使用的振捣器在窗口处插入，进行振捣作业，这种方式振捣效果比较好，但是，需要多名工人协同操作，劳动强度比较高，对工人的技术水平和责任心要求也比较高，混凝土浇筑的质量受人为因素影响比较大，质量不稳定，在振捣的过程中，由于摩擦会产生热量，导致混凝土的温度升高，影响浇筑的质量，同时，在浇筑的过程中，也不能准确的确定浇筑是否满，不能保证浇筑的壁厚。
研究如何解决工人振捣劳动强度大、对工人的技术水平和责任心要求也比较高，混凝土浇筑的质量受人为因素影响比较大、振捣过程造成的热量影响混凝土的浇筑质量是本领域技术人员主要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种隧道衬砌台车的振捣系统，以解决现有技术中存在的工人振捣劳动强度大、对工人的技术水平和责任心要求也比较高，混凝土浇筑的质量受人为因素影响比较大、振捣过程造成的热量影响混凝土的浇筑质量的问题。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种隧道衬砌台车的振捣系统，包括：
设置在所述隧道衬砌台车的模板上的振捣装置，所述振捣装置包括设置在所述模板上具有空腔的支撑装置、设置在所述空腔内的振捣棒与驱动装置，所述振捣棒设置在所述驱动装置的一端，所述驱动装置的另一端设置在支撑装置上且驱动所述振捣棒沿空腔的延伸方向伸出和缩回所述模板，所述支撑装置的一端设有供所述振捣棒通过的第一开口，所述模板上设置供所述振捣棒通过且与所述第一开口相对应的第二开口，所述支撑装置的另一端设置有供所述驱动装置以及所述振捣棒进入所述空腔的第三出口，所述第三出口设置有打开和关闭所述第三出口的端盖；
信号采集装置，所述信号采集装置包括设置在所述模板上的压力传感器、温度传感器和距离传感器；
中央处理装置，所述中央处理装置与所述驱动装置可通信地连接，所述中央处理装置用于收集所述信号采集装置的信号并处理信号，且控制所述驱动装置运动。
优选地，还包括与所述中央处理装置可通信连接的监控装置，所述监控装置包括设置在隧道衬砌台车内的摄像头，所述支撑装置的侧壁上设置有贯穿所述支撑装置的通孔且所述通孔同时沿支撑装置的长度方向贯穿，所述摄像头对准所述通孔。
优选地，还包括用于设置在混凝土输送泵上的流量传感器，所述流量传感器与所述中央处理装置可通信地连接，所述中央处理装置用于检测所述混凝土输送泵的流量。
优选地，所述驱动装置与所述振捣棒之间通过减振装置相连接。
优选地，所述振捣装置还包括方向调整缸，所述方向调整缸与所述中央处理装置可通信地连接，所述方向调整缸的一端通过铰接设置在所述支撑装置上，所述方向调整缸的另一端通过铰接设置在所述模板上。
优选地，所述振捣棒内设置有腔室，所述腔室内设置有电机，且所述电机通过控制开关与电源连接。
优选地，所述支撑装置与所述模板之间设置有万向关节铰座，所述万向关节铰座的内圈固定所述支撑装置，所述万向关节铰座的外圈用于固定在所述模板上。
优选地，所述振捣装置设置有多个，且均匀分布在所述模板上。
优选地，所述中央处理装置包括与所述摄像头可通信连接的主机、与所述主机可通信连接的第一显示器。
优选地，所述中央处理装置包括工业控制器、与所述工业控制器可通信连接的第二显示器以及远程控制系统，所述工业控制器与所述信号采集装置可通信地连接，所述远程控制系统与所述驱动装置可通信地连接。
本申请文件提供的技术方案包括以下有益效果：
本发明提供了一种隧道衬砌台车的振捣系统，包括设置在隧道衬砌台车内且设置在隧道衬砌台车的模板上振捣装置、信号采集装置和中央处理装置。隧道衬砌台车的模板的外侧壁与未加工完成的隧道壁之间的空间设置钢筋，混凝土浇筑在钢筋组成的空间内形成新的隧道壁，在浇注的过程中，振捣装置对隧道衬砌台车的模板的外侧壁与未加工完成的隧道壁之间的空间内的混凝土振捣，排除的混凝土中的气泡，提高混凝土的密实度，保证二衬混凝土浇筑质量，振捣装置包括设置在模板上具有空腔的支撑装置、设置在空腔内的振捣棒与驱动装置，振捣棒设置在驱动装置的一端，驱动置装置的另一端设置在支撑装置上，且驱动装置带动振捣棒沿空腔的延伸方向伸出和缩回模板，支撑装置的端面设置有供振捣棒通过的第一开口，模板上设置供振捣棒通过的第二开口，支撑装置的另一端设置有供驱动装置以及振捣棒进入空腔的第三出口，第三出口设置有打开和关闭第三出口的端盖，方便人们将驱动装置以及振捣棒设置在支撑装置的空腔中，同时，当出现故障时，方便人们维修更换；信号采集装置将采集到的信号传递给中央处理装置，信号采集装置包括设置在模板上的压力传感器、温度传感器、距离传感器，压力传感器检侧浇筑的混凝土对模板的压力，当压力检测到的压力值小于第一预设值时，说明混凝浇筑的质量没有达到，需要振捣装置将混凝土中的气泡排出，使混凝土密实，保证隧道壁的稳定性，同时还需要混凝土输送泵继续输送混凝土，温度传感器用于检侧混凝土的温度，混凝土的温度影响浇筑后的混凝土凝结的质量，在振捣装置工作时会产生大量的热量，为了避免混凝土的温度过高，停止振捣装置工作，进而避免温度对浇筑的混凝土的影响；距离传感器用于检测模板与未加工完成的隧道壁之间的距离，人们可以根据距离传感器检测到的数据判断振捣装置的振捣棒伸出的距离，避免与未加工的隧道壁发生碰撞；中央处理装置与混凝土输送泵、驱动装置可通信地连接，方便人们调节混凝土输送泵以及驱动装置的工作情况，保证浇筑质量，避免了人为因素影响浇筑质量，同时，中央处理装置还收集信号采集装置收集到的信号并处理收集到的信号。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据一示例性实施例示出一种隧道衬砌台车的振捣系统的示意图；
图2是根据一示例性实施例示出一种振捣装置的结构示意图；
图3是根据一示例性实施例示出隧道衬砌台车设置在隧道的截面示意图。
图中：1-中央处理装置，2-振捣装置，3-信号采集装置，4-监控装置，5-操作面板，6-驱动装置，7-支撑装置，8-减振装置，9-振捣棒，10-方向调整缸，11-万向关节铰座，12-模板。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本具体实施方式提供了一种隧道衬砌台车的振捣系统，以解决现有技术中存在的工人振捣劳动强度大、对工人的技术水平和责任心要求也比较高，混凝土浇筑的质量受人为因素影响比较大、振捣过程造成的热量影响混凝土的浇筑质量的问题。
以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。
参照图1-图3，本发明提供了一种隧道衬砌台车的振捣系统，包括设置在隧道衬砌台车的模板12上的振捣装置2、信号采集装置3、中央处理装置1。隧道衬砌台车的模板12的外侧壁与未加工完成的隧道壁之间的空间设置钢筋，混凝土浇筑在钢筋组成的空间内形成新的隧道壁，在浇注的过程中，振捣装置对隧道衬砌台车的模板12的外侧壁与未加工完成的隧道壁之间的空间内的混凝土振捣，排除的混凝土中的气泡，提高混凝土的密实度，保证二衬混凝土浇筑质量，振捣装置2包括设置在模板12上具有空腔的支撑装置7、设置在空腔内的振捣棒9与驱动装置6，振捣棒9设置在驱动装置6的一端，驱动置装置的另一端设置在支撑装置7上，且驱动装置6带动振捣棒9沿空腔的延伸方向伸出和缩回模板12，支撑装置7的端面设置有供振捣棒9通过的第一开口，模板12上设置供振捣棒9通过且与第一开口相对应的第二开口，支撑装置7的另一端设置有供驱动装置6以及振捣棒9进入空腔的第三出口，第三出口设置有打开和关闭第三出口的端盖，方便人们将驱动装置6以及振捣棒9设置在支撑装置7的空腔中，同时，当出现故障时，方便人们维修更换；信号采集装置3将采集到的信号传递给中央处理装置1，信号采集装置3包括设置在模板12上的压力传感器、温度传感器、距离传感器，压力传感器检侧浇筑的混凝土对模板12的压力，当压力传感器检测到的压力达到第一预设值时，说明浇筑的混凝土的密实程度达到要求，当压力检测到的压力值小于第一预设值时，说明混凝浇筑的质量没有达到，需要振捣装置2将混凝土中的气泡排出，使混凝土密实，保证隧道壁的稳定性，同时还需要混凝土输送泵继续输送混凝土，温度传感器用于检侧混凝土的温度，混凝土的温度影响浇筑后的混凝土凝结后的质量，在振捣装置2工作时会产生大量的热量，为了避免混凝土的温度过高，当检测到的混凝土的温度达到第二预设值时，停止振捣装置2工作，进而避免温度对浇筑的混凝土的影响；距离传感器用于检测模板12与未加工完成的隧道壁之间的距离，人们可以根据距离传感器检测到的数据判断振捣装置2的振捣棒9伸出的距离，避免与未加工的隧道壁发生碰撞；中央处理装置1与驱动装置6可通信地连接，方便人们调节驱动装置6，保证浇筑质量，避免了人为因素影响浇筑质量，同时，中央处理装置1还收集信号采集装置3收集到的信号并处理收集到的信号，如此设置，解决了现有技术中存在的工人振捣劳动强度大、对工人的技术水平和责任心要求也比较高，混凝土浇筑的质量受人为因素影响比较大、振捣过程造成的热量影响混凝土的浇筑质量的问题。
其中，支撑装置7可以由多根支杆组成，多根支杆形成承载驱动装置6以及振捣棒9的空腔，支撑装置7还可以是由箱体组成，驱动装置6以及振捣棒9设置在箱体内。
本实施例中，还包括与中央处理装置1可通信连接的监控装置4，监控装置4用于监控振捣装置2的工作的情况，查看振捣棒9是否完全深入到浇筑的混凝土内，监控装置4包括设置在隧道衬砌台车内的摄像头，由于振捣装置2设置有多个，每个振捣装置2相对应的设置有一个摄像头，多个摄像头组成监控装置，对于用箱体组成的支撑装置7，支撑装置7的侧壁上设置有贯穿支撑装置7的通孔且通孔同时沿支撑装置7的长度方向贯穿，摄像头对准通孔，方便人们查看振捣棒9的振动情况，对于用支杆组成的支撑装置7，支杆之间形成上面所说的通孔。
本实施例中，还包括设置在混凝土输送泵上的流量传感器，流量传感器与中央处理装置1可通信地连接，中央处理装置1用于检测混凝土输送泵输出的流量，在正常工作情况下，若流量传感器检测到的混凝土输送的流量为零，并把信号传递给中央处理装置1，中央处理装置1接受信号并分析信号，人们可以根据中央处理装置1分析的信号停止振捣装置2的工作。
本实施例中，驱动装置6与振捣棒9之间通过减振装置8相连接，振捣棒9在工作过程中产生的振动会对支撑装置7以及驱动装置6产生冲击，在驱动装置6与振捣棒9之间设置减振装置8，能够减缓振捣棒9在工作期间对驱动装置6以及支撑装置7的冲击，延长振捣装置2的使用寿命，其中减振装置8包括多个弹簧。
本实施例中，振捣装置2还包括方向调整缸10，方向调整缸10与中央处理装置1可通信地连接，方向调整缸10的一端通过铰接设置在支撑装置7上，方向调整缸10的另一端通过铰接设置在模板12上，其中方向调整缸10可以为但不局限于液压缸或者气压缸，所说的液压缸以及气压缸为现有的液压缸、气压缸，液压缸的控制端设置在中央控制装置4上，人们可以通过调节液压缸的活塞杆的伸缩程度来调整支撑装置7的角度，进而保证振捣棒9伸出空腔时的角度。当振捣棒9伸出空腔时碰到的是设置在隧道内的钢筋骨架，人们可以通过调整方向调整缸10改变振捣棒9伸出的角度，避免与钢筋骨架发生碰撞。
本实施例中，振捣棒9内设置有腔室，腔室内设置有电机，且电机通过控制开关与电源连接，振捣棒9内设置有电机，能够增大振捣棒9的振动，最大程度的驱赶混凝土中的气泡，保证隧道壁浇筑的质量。
本实施例中，支撑装置7与模板12之间设置有万向关节铰座11，万向关节铰座11的内圈固定支撑装置7，万向关节铰座11的外圈用于固定在模板12上，如此设置，人们在调整方向时，方便支撑装置7转动方向。
本实施例中，振捣装置2设置有多个，且均匀分布在模板12上，可以同时振击不同位置的混凝土，去除混凝土中的气泡，保证隧道壁的浇筑质量。
本实施例中，驱动装置6为液压缸，但是不仅仅局限于液压缸，还可以为气压缸，液压缸的活塞杆与振捣棒9相连接，液压缸的另一端设置在支撑装置7上，液压缸为现有技术中的液压缸，液压缸的控制端设置在中央处理装置1上，液压缸结构简单、工作可靠，实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，方向调整缸10通过液压缸的活塞杆的伸出与缩回改变支撑装置7的方向，进而调整了振捣棒9的伸出方向。
本实施例中，中央处理装置1包括与摄像头可通信连接的主机、与主机可通信连接的第一显示器，主机接收并处理摄像头拍摄内容，并把结果反射到第一显示器上，方便人们查看。
本实施例中，中央处理装置1还包括工业控制器、与工业控制器可通信连接的第二显示器，工业控制器与信号采集装置3可通信地连接，且同时与驱动装置6可通信地连接，信号采集装置3将采集到的信号传递给工业控制器，工业控制器接收信息并转化信息，且将转化的信息呈现在第二显示器上，方便人们查看，工业控制器上设置有操作面板5，人们通过点击操作面板5上的按钮，进而控制驱动装置6以及混凝土输送泵，人们可以根据第二显示器上的信息通过按压控制面板上的按钮远程操作振捣装置2的驱动装置6运动，并带动振捣棒9运动，同时还可以调节混凝土输送泵的开口位置的大小进而减小或者扩大混凝土输送泵的输出流量，保证浇筑质量。
本申请文件提供的一种隧道衬砌台车的振捣系统，包括设置在隧道衬砌台车的模板12上的振捣装置2、信号采集装置3、监控装置4、中央处理装置1。振捣装置2包括设置在模板12上具有空腔的支撑装置7、设置在空腔内的振捣棒9与液压缸，连接支撑装置7与模板12的方向调整缸10，人们可以通过调整方向调整缸10改变振捣棒9伸出的角度，液压缸的活塞杆的一端固定减振装置8，减振装置8的另一端设置有振捣棒9，且液压缸通过减振装置8带动振捣棒9沿空腔的延伸方向伸出和缩回模板12，信号采集装置3包括设置在模板12上的压力传感器、温度传感器、距离传感器，压力传感器检侧浇筑的混凝土对模板12的压力，温度传感器用于检侧混凝土的温度，混凝土的温度影响浇筑后的混凝土凝结的质量，距离传感器用于检测模板12与未加工完成的隧道壁之间的距离，方便人们给出振捣装置2的振捣棒9伸出的距离，监控装置4包括设置在隧道衬砌台车内的摄像头，且用于监控振捣装置2的工作的情况，中央处理装置1包括与摄像头可通信连接的主机、与主机可通信连接的第一显示器，工业控制器、与工业控制器可通信连接的第二显示器，同时工业控制器上设置有控制面板，方便人操作，主机接收并处理摄像头拍摄的内容，并把结果反射到第一显示器上，工业控制器与信号采集装置3、液压缸通信地连接，信号采集装置3将采集到的信号传递给工业控制器，工业控制器接收信息并转化信息，且将转化的信息呈现在第二显示器上，方便人们查看，人们可以根据第二显示器上的信息通过按压控制面板上的按钮远程操作液压缸运动，并带动振捣棒9运动，保证浇筑质量。如此，解决了现有技术中存在的工人振捣劳动强度大、对工人的技术水平和责任心要求也比较高，混凝土浇筑的质量受人为因素影响比较大、振捣过程造成的热量影响混凝土的浇筑质量。
其中，压力传感器的型号可以但不仅仅局限于B04DMV530，流量传感器的型号可以但不仅仅局限于E2F2-X10MC13M，温度传感器的型号可以但不仅仅局限于TA2145，工业控制器的型号可以但不仅仅局限于CR2530，第二显示器的型号可以但不仅仅局限于CR922，电脑主机的型号可以但不仅仅局限于i5-4460，第一显示器的型号可以但不仅仅局限于VS16217。
需要说明的是，本文所表述的“第一”“第二”“第三”等词语，不是对具体顺序的限制，仅仅只是用于区分各个部件或功能。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (6)
1.一种隧道衬砌台车的振捣系统，其特征在于，包括：
设置在所述隧道衬砌台车的模板(12)上的振捣装置(2),所述振捣装置(2)包括设置在所述模板(12)上具有空腔的支撑装置(7)、设置在所述空腔内的振捣棒(9)与驱动装置(6),所述振捣棒(9)设置在所述驱动装置(6)的一端，所述驱动装置的另一端设置在支撑装置(7)上且驱动所述振捣棒(9)沿空腔的延伸方向伸出和缩回所述模板(12),所述支撑装置(7)的一端设有供所述振捣棒(9)通过的第一开口，所述模板(12)上设置供所述振捣棒(9)通过且与所述第一开口相对应的第二开口，所述支撑装置(7)的另一端设置有供所述驱动装置(6)以及所述振捣棒(9)进入所述空腔的第三出口，所述第三出口设置有打开和关闭所述第三出口的端盖，所述振捣棒(9)内设置有腔室，所述腔室内设置有电机，且所述电机通过控制开关与电源连接，所述支撑装置(7)与所述模板(12)之间设置有万向关节铰座(11),所述万向关节铰座(11)的内圈固定所述支撑装置(7),所述万向关节铰座(11)的外圈用于固定在所述模板(12)上，所述振捣装置(2)还包括方向调整缸(10),所述方向调整缸(10)与中央处理装置(1)通信连接，所述方向调整缸(10)的一端通过铰接设置在所述支撑装置(7)上，所述方向调整缸(10)的另一端通过铰接设置在所述模板(12)上；
信号采集装置(3),所述信号采集装置(3)包括设置在所述模板(12)上的压力传感器、温度传感器和距离传感器；其中，所述压力传感器检测浇筑的混凝土对模板的压力，当压力检测到的压力值小于第一预设值时，振捣装置将混凝土中的气泡排出；温度传感器用于检测混凝土的温度，根据检测温度控制振捣装置的启停；距离传感器用于检测模板与未加工完成的隧道壁之间的距离；
中央处理装置(1),所述中央处理装置(1)与所述驱动装置(6)通信连接，所述中央处理装置(1)用于收集所述信号采集装置(3)的信号并处理信号，且控制所述驱动装置(6)运动；
监控装置(4),用于监控所述振捣装置(2)的工作情况并查看所述振捣棒(9)是否完全伸入到浇筑的混凝土内，所述监控装置(4)与所述中央处理装置(1)通信连接，所述监控装置(4)包括设置在隧道衬砌台车内的摄像头，所述支撑装置(7)的侧壁上设置有贯穿所述支撑装置(7)的通孔且所述通孔同时沿支撑装置(7)的长度方向贯穿，所述摄像头对准所述通孔。
2.根据权利要求1所述的隧道衬砌台车的振捣系统，其特征在于，还包括用于设置在混凝土输送泵上的流量传感器，所述流量传感器与所述中央处理装置(1)通信连接，所述中央处理装置(1)用于检测所述混凝土输送泵的流量。
3.根据权利要求1所述的隧道衬砌台车的振捣系统，其特征在于，所述驱动装置(6)与所述振捣棒(9)之间通过减振装置(8)相连接。
4.根据权利要求1所述的隧道衬砌台车的振捣系统，其特征在于，所述振捣装置(2)设置有多个，且均匀分布在所述模板(12)上。
5.根据权利要求1所述的隧道衬砌台车的振捣系统，其特征在于，所述中央处理装置(1)包括与所述摄像头通信连接的主机、与所述主机通信连接的第一显示器。
6.根据权利要求1所述的隧道衬砌台车的振捣系统，其特征在于，所述中央处理装置(1)包括工业控制器、与所述工业控制器通信连接的第二显示器以及远程控制系统，所述工业控制器与所述信号采集装置(3)通信连接，所述远程控制系统与所述驱动装置(6)通信连接。
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