CN110803544A - 斜向溜筒抛石船喂料方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了斜向溜筒抛石船喂料方法，喂料方法包括如下步骤:(1)将物料运输至平板船上，并使平板船顶流靠泊抛石船；(2)将抛石船连同平板船定位至需抛填位置；(3)将平板船上的物料转至平板船上的收料斗内，最后再通过平板船上的皮带机将物料送至抛石船上的收料斗内；(4)抛石船上的1#皮带机工作将抛石船上收料斗内的物料通过1#皮带送至2#皮带机上的2#皮带上，2#皮带机通过皮带再将物料送至3#皮带机上的3#皮带上；(5)将3#皮带上的物料输送进入斜向溜筒上部料斗完成整个送料操作；(6)物料由斜向溜筒上部料斗进入斜向溜筒，并从斜向溜筒的出口排出完成整个喂料操作。本方法喂料效率高，运输能力大，能耗较低。

Description

斜向溜筒抛石船喂料方法

技术领域

本发明涉及抛石船喂料方法，特别涉及斜向溜筒抛石船喂料方法。

背景技术

传统的斜向溜筒抛石船喂料方法采用葫芦门式起重机喂料方式，具体为：工船驻船在待施工大桥外侧，运输船顶流靠泊抛石船“三航驳207#”，两台门吊分别移动至轨道两侧，运输船将装满袋装碎石的网包倒驳至船中心位置处；斜向溜筒下放至水中，同时，抛石船通过锚缆系统铰至大桥下面，通过定位软件进行溜筒定位；葫芦起重机将网包中的袋装碎石翻斗至吊装用的钢料斗中，再吊装钢料斗移至溜筒上部料斗处；操纵电动葫芦倾倒钢料斗中袋装碎石，完成抛填施工；受船长影响，两台葫芦起重机喂料作业时，应协调施工，减少相互干扰；单船卸载完毕后，抛石船铰至大桥外侧，再进行袋装碎石上料。

葫芦门式起重机喂料方式具有如下缺陷：

1、葫芦门式起重机会在横梁和主梁的连接部位以及上横梁与支腿的连接部位及焊缝处产生裂纹；这些部位不但承受荷载以及自重所带来的弯曲力和剪切力，还要受到抛石船晃动惯性和风产生的侧向力的影响，这使得这些部位的合成力较大，作用力方向不断变化，就会产生疲劳破坏，出现裂纹。

2、经过一段时间的使用，减速器的连接挂销容易在根部发生断裂，断裂后即便再进行焊接维修，其强度也很难再达到强度要求；由此应该充分考虑荷载的影响，提高减速箱的强度。

3、由于生产质量或者使用中的维护不当，减速器都存在程度不同的渗油、漏油现象，齿轮箱将产生变形，甚至发生损坏。

4、由于对保养工作的重视程度不够，夹轨器很容易损坏。

5、吊钩滑轮处受力不均，内部滑圈易受损，易发生钢丝绳滑槽的情形，影响施工。

再者，电动葫芦门式起重机应用广泛，与另外一种常见的通用门起重机相比较，电动葫芦门式起重机具有鲜明的特点：电动葫芦门式起重机制造的工艺较为简单，相对应的成本较低。在起重机的所有结构中，升降结构、小车架等部分较为重要，且生产较为困难，在电动葫芦门式起重机中，这些部位已经全部包含在了电动葫芦之中，可以在制造厂中专门制造再买来进行组合配套，施工前只需要准备钢门架和船用发电机即可，这样不仅仅能较大程度的降低工作量，同时也使得准备工作更加简单，与通用门的起重机相比，其售价仅为通用门的起重机售价的三分之一到四分之一，不仅价格便宜，而且使用方便。

电动葫芦门式起重机的参数一般较低，性能也较差。在速度调节、点动性等方面明显比不上通用门式起重机。考虑到桥下净空高度影响，抛石船无法使用其他大型桅式起重机或门式起重机，每个网包袋装碎石重约5吨，受风浪影响，葫芦门式起重机启动或者停止时有一定的晃动现象，在施工过程中也容易在出现歪斜现象。

采用葫芦门式起重机喂料方式，单船可卸载150方量袋装碎石，正常工况下，单日工效为300方，且需要配备辅助施工人员较多，每个门吊需配备一个操作员、四个翻斗及零星碎石包清理工人作业时间长，相对效率较低。

但船载葫芦门式起重机相对灵活，可以在小潮汛7-8级风浪工况下施工，且可以自由穿梭于大桥下部，可以进行冲刷坑全范围抛填施工，灵活性较大，减少二次进点次数。

葫芦门式起重机喂料系统虽然作业灵活，但相对工效较低，且用工多，机械化程度不高，与目标单日工效有一定差距。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种喂料效率高，运输能力大，能耗较低的斜向溜筒抛石船喂料方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

1、斜向溜筒抛石船喂料方法，喂料方法包括如下步骤:

(1)运输船靠泊平板船，将运输船上装有物料的网包送至平板船，装载完毕后平板船顶流靠泊抛石船；

(2)斜向溜筒下放至水中，抛石船连同平板船通过锚缆系统铰至大桥下部，并根据抛石船自带的定位监控系统，进点至需抛填位置；

(3)平板船上的船载正铲推土机将网包挂勾在船载正铲推土机前端挂链上，并转至平板船上的收料斗处，在收料斗脱扣，以至物料送至平板船上的收料斗内，最后再通过平板船上的皮带机将物料送至抛石船上的收料斗内；

(4)抛石船上的1#皮带机工作将抛石船上收料斗内的物料通过1#皮带送至2#皮带机上的2#皮带上，2#皮带机通过皮带再将物料送至3#皮带机上的3# 皮带上；

(5)控制斜向溜筒的行走平车与3#皮带机的小车同步移动，直至3#皮带的端部对准斜向溜筒上部料斗，物料被3#皮带输送进入斜向溜筒上部料斗完成整个送料操作；

(6)物料由斜向溜筒上部料斗进入斜向溜筒，并从斜向溜筒的出口排出完成整个喂料操作。

在本发明的一个实施例中，物料为袋装碎石和/或袋装干混料，袋装碎石为粒径10-40mm的碎石，袋装干混料由水泥、砂、石子混合而成。

在本发明的一个实施例中，步骤(3)中，若抛石船上的收料斗堵塞，则先将平板船上的皮带机停止，再关停抛石船上的皮带机。

在本发明的一个实施例中，步骤(6)中喂料时应根据桥墩主体保护的垂向布置自上而下依次为厚1～2m的袋装干混料、厚2m～3m的袋装碎石，总厚度4m～5m。

在本发明的一个实施例中，所述2#皮带机前端的坡度为10～15°。

在本发明的一个实施例中，所述3#皮带机头部的扰度为0-5cm。

在本发明的一个实施例中，所述1#、2#、3#皮带机端部均设有张紧鼓轮。

在本发明的一个实施例中，所述抛石船上的收料斗内设有柔性内衬板。

在本发明的一个实施例中，喂料方法还包括对皮带进行纠偏处理，具体为，物料在皮带上输送时，皮带偏向哪一侧，托辊组的哪一侧朝皮带前进方向前移，或另外一侧后移，托辊组的调节角度为12-15°。

在本发明的一个实施例中，所述定位监控系统由数据采集设备、数据通讯设备以及定位软件组成，定位软件由主显示模块、项目管理模块用以及串口通讯模块组成，主显示模块负责对定位数据处理、显示、存档，项目管理模块用于项目参数管理，串口通讯模块用于接收设备数据。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、三段带式运输机由1#、2#、3#皮带机组成，1#、2#、3#皮带机上分别设有1#、2#、3#皮带；1#皮带机靠近船体右舷，上部设有进料斗，收料斗可以缓冲物料抛送能量，减少对1#皮带机的冲击力。

2、物料为袋装碎石和/或袋装干混料袋装碎石作为反滤层，防止原冲刷坑底的淤泥及粉土底质受紊流作用而被淘刷；袋装干混料在水下凝固成素混凝土块体，起到防止表面冲刷的作用，袋装干混料能适应各种复杂地形，特别是深水护岸、护底等不需填筑围堰的工况。

3、2#皮带机前端的坡度设置可以减小物料与皮带之间的摩擦力，减少皮带表面受损，提高皮带使用寿命，再者，还可以减少碎石的散落，避免碎石磨损皮带，进一步提高皮带使用寿命。

4、3#皮带机头部的扰度设置目的是让皮带机前端同斜向溜筒上部料斗位置一致，卸料落差相对较低，可以保证物料顺利进入溜筒上部料斗，完成抛填作业。

5、1#、2#、3#皮带机端部均设有张紧鼓轮，通过调节张紧鼓轮可以防止皮带松弛下垂。

6、抛石船上的收料斗内设有柔性内衬板，柔性内衬板可以减缓物料的落入速度，改变其自由落体直接落到皮带上的方式，进而减轻物料对皮带的冲击和磨损，达到延长皮带寿命的目的。

7、通过调节托辊组的角度可以对皮带进行纠偏处理，减少或避免皮带跑偏增加挡料板阻挡物料，改变物料的下落方向和位置。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。

参见所述，本发明公开了斜向溜筒抛石船喂料方法，喂料方法包括如下步骤:

(1)运输船靠泊平板船，将运输船上装有物料的网包送至平板船，装载完毕后平板船顶流靠泊抛石船；

(2)斜向溜筒下放至水中，抛石船连同平板船通过锚缆系统浇筑大桥下部，并根据抛石船自带的定位监控系统，进点至需抛填位置；

(3)平板船上的船载正铲推土机将网包挂勾在船载正铲推土机前端挂链上，并转至平板船上的收料斗处，在收料斗脱扣，以至物料送至平板船上的收料斗内，最后再通过平板船上的皮带机将物料送至抛石船上的收料斗内；抛石船上的收料斗可以缓冲物料抛送能量，减少对1#皮带机的冲击力；在收料斗设计时，需遵循一定的原则，首先是宜低不宜高，尽量减少两条胶带上物料的落差，在运输过程中，袋装碎石由平板船上皮带机运输至施工船上1#皮带机，由于两胶带的首尾是相连的，收料斗的作用就是保证物料从前一条胶带准确落到后一条的尾部中心处，传送中，如果落差较大，很容易出现物袋装碎石袋体破裂的现象，既浪费资源，又加大了施工人员的清扫工作量，受料斗在巨大的冲击下，容易受损。

(4)抛石船上的皮带机为三段带式运输机，三段带式运输机由1#、2#、 3#皮带机组成，1#、2#、3#皮带机上分别设有1#、2#、3#皮带；1#皮带机靠近船体右舷，1#皮带机前端上部设有收料斗，可以接受从平板船上输送过来的袋装碎石及袋装干混料，1#皮带机为水平固定式皮带机，长度较短，可将物料运送至2#皮带机，2#皮带机为主皮带机，可以将袋装碎石或者袋装干混料输送至上部3#皮带机；工作时，抛石船上的1#皮带机工作将抛石船上收料斗内的物料通过1#皮带送至2#皮带机上的2#皮带上，2#皮带机通过皮带再将物料送至 3#皮带机上的3#皮带上；

(5)斜向溜筒设置在抛石船上的行走平车上，3#皮带机设置在抛石船上的小车上，小车可以在机架两侧的轨道上行走，在施工时，小车的移动同斜向溜筒的行走平车移动同步；工作时，通过抛石船上的控制系统控制斜向溜筒的行走平车与3#皮带机的小车同步移动，直至3#皮带的端部对准斜向溜筒上部料斗，物料被3#皮带输送进入斜向溜筒上部料斗完成整个送料操作；

抛石船上的控制系统包括一中央处理器，中央处理器采用西门子CPU模块CPU1215C，SM1231模拟量输入模块中央处理器通过网线与以太网交换机相连接，交换机连接串口服务器，串口服务器另一端连接触摸屏，实现RS类型串口转换成TCP/IP网络接口的数据双向透明传输，连接网络进行数据通信，可以直接在触摸屏上进行近程控制。

(6)物料由斜向溜筒上部料斗进入斜向溜筒，并从斜向溜筒的出口排出完成整个喂料操作。

物料为袋装碎石和/或袋装干混料，袋装碎石为粒径10-40mm的碎石，其饱和抗压强度不小于40MPa，软化系数不小于0.7，含泥量不大于5％，单个袋装碎石重量50kg，采用黑编织布装袋，袋口应缝合严实，防止袋装碎石在运输搬运、投放过程中袋口松裂；袋装干混料由水泥、砂、石子混合而成，一般选取水泥200kg，干砂840kg，级配5-25mm碎石为1160kg；要求袋装干混料入水后7天强度不小于3MPa，30天强度达到5MPa以上；采用黑色编织袋袋装制成，进行抛填，单个袋装干混料重量不小于130kg，入水固结后重量不小于 150kg。

进一步的，在步骤(3)中，若抛石船上的收料斗堵塞，则先将平板船上的皮带机停止，再关停抛石船上的1#、2#、3#皮带机。

再进一步的，步骤(6)中喂料时应根据桥墩主体保护的垂向布置自上而下依次为厚1～2m的袋装干混料、厚2m～3m的袋装碎石，总厚度4m～5m；袋装碎石作为反滤层，防止原冲刷坑底的淤泥及粉土底质受紊流作用而被淘刷；袋装干混料在水下凝固成素混凝土块体，起到防止表面冲刷的作用，袋装干混料能适应各种复杂地形，特别是深水护岸、护底等不需填筑围堰的工况。

在本申请中2#皮带机前端的坡度为10～15°，本申请中优选为12°， 12°的坡度设置可以减小物料与皮带之间的摩擦力，减少皮带表面受损，提高皮带使用寿命；再者，12°的坡度设置还可以减少碎石的散落，避免碎石磨损皮带，进一步提高皮带使用寿命；12°的坡度为最优坡度，若坡度小于10°或者大于15°均会提高皮带的磨损度，降低皮带的使用寿命。

在皮带机的使用过程中，皮带磨损严重，会严重缩短皮带使用寿命；并且散落的级配碎石易卡在皮带内侧，对滚筒表面造成较深割痕；皮带的磨损主要是由于2#皮带机前端高差较大，爬坡角度较大，而摩擦力相对较小，造成袋装碎石及干混料袋体破损后的级配碎石在皮带上打滑造成的，部分硬化的干混料块体在皮带机上造成皮带表面严重受损；破损的碎石包或者干混料中的级配碎石易掉落至前端驱动轮，对皮带跟滚筒表面造成双层伤害。

处理方法：一方面需要安排施工人员清理碎块，或者在碎块下部放置正常物料，让碎块与正常物料一起被皮带机输送走，另一方面需要减小袋体破损率，减小干混料硬化程度，相应地减少对皮带的磨损。

在本申请中3#皮带机头部的扰度为0～5cm，本申请优选为3cm，采用3cm 扰度的目的是让皮带机前端同斜向溜筒上部料斗位置一致，卸料落差相对较低，可以保证物料顺利进入溜筒上部料斗，完成抛填作业，3cm扰度为最优的扰度，若扰度小于0或者大于5cm则物料均可能不能顺利进入溜筒上部料斗，导致不能完成抛填作业。

为了防止抛石船上的1#、2#、3#皮带松弛下垂，在1#、2#、3#皮带机端部均设有张紧鼓轮，沿机架上设有上下托辊。

本申请在抛石船上的收料斗内设有柔性内衬板，柔性内衬板可以减缓物料的落入速度，改变其自由落体直接落到受料带上的方式，进而减轻物料对皮带的冲击和磨损，达到延长皮带寿命的目的。

其次，应遵循慢进料的原则，从平板船输送过来的袋装碎石或者袋装干混料速度不能过快，过快的初始速度会对受料斗造成更大的冲击，而且容易产生拥堆，造成受料斗堵死，不利于生产；本申请中收料斗为四面喇叭形状，靠右舷侧立面开口，四角采用槽钢加固，并加斜撑增加稳定性，中间设置柔性内衬板，并在柔性内衬板上敷设柔性橡胶垫片，改变自由落体的方向，减缓袋装碎石及干混料的冲击力，完成后的收料斗有效输送高度0.97m。

平板船上的皮带机控制采用PLC远程遥控模式，其为常规控制模式，此处不加赘述；平板船上的皮带机也是有A、B两段皮带机组成，考虑到具体操控的及时性，皮带机部分未被整合进总控制室，均由现场操作人员直接手持遥控器进行操作。

在喂料时皮带容易跑偏，因此喂料方法还包括对皮带进行纠偏处理，具体为，物料在皮带上输送时，皮带偏向哪一侧，托辊组的哪一侧朝皮带前进方向前移，或另外一侧后移，托辊组的调节角度为12-15°，在12-15°时的纠偏效果最好，低于12°则纠偏不完整，超过15°则纠偏过渡。

当皮带机的位置出现偏移时会导致皮带机轴承之间发生磨合，就会有异常声音出现；当有碎石卡在托辊根插槽缝隙处时托辊无法转动时会有异常声音出现；当皮带机轴承损坏时也会导致此状况发生；当轴承之间的咬合出现问题时也会导致皮带机发出异声。

处理方法：首先，及时对皮带机皮带进行纠偏；其次，经检查如果异声产生的原因是因为轴承损坏要及时将损坏的轴承更换，并对其进行润滑处理；最后，要检查轴承之间的咬合力，如咬合力不足应及时地加强轴承之间的咬合力，有异常声响一定要先寻找造成异响的原因并排除故障后方可运行皮带机。

皮带使用时，皮带打滑故障在皮带机运行过程中比较常见，皮带发生打滑的原因有两个，第一，干混料中水泥灰尘较多，皮带机除尘工作没有做到位，皮带机内灰尘积累太多影响到了皮带的张力，第二，皮带机的主动轮的摩擦力过小，使其不能抵消主动带轮之间的摩擦力，比如皮带发生超载、皮带发生松弛现象等。

处理方法：首先，确定皮带打滑的原因，并有针对性地进行处理。其次，水泥灰尘积累导致皮带张力不足，则需要及时停机除尘，将灰尘彻底清理干净后再让皮带机运转，并保证在每次施工完毕后，用水枪对皮带进行清理。如果皮带机的主动轮摩擦力太小，检查张紧鼓轮位置处上下滑动是否正常，如果出现碎石卡在中间导致张紧鼓轮作用减小时要及时清理，保证张紧鼓轮能灵活上下。当皮带发生了塑形变形，要将变形部位截掉，对主动带轮表面进行增大摩擦处理。

本申请三段带式输送机结构高度低，适用于桥下净空高度有限的情况下施工；输送连续，输送量大，单日最大抛石量为1000方，相比较门式或者桅式起重机具有更大的优势；

本申请中的定位监控系统由数据采集设备、数据通讯设备以及内置的定位软件组成，定位软件由主显示模块、项目管理模块用以及串口通讯模块组成，主显示模块负责对定位数据处理、显示、存档，项目管理模块用于项目参数管理，串口通讯模块用于接收设备数据；在使用时，定位软件可以精确计算出溜筒最前端的平面位置和高程，结合单波速测深仪可以实时检测抛填标高；用三维型式显示出溜筒与桩基钢管桩之间的相对位置，并正确计算出溜筒边缘与钢管桩的最小距离，设置防撞预警，溜筒离桩基距离小于预设值，将会触发报警装置。

在定位监控系统中，导入冲刷坑抛填区域底图，并将抛填范围设置成2× 2m的网格；施工操作人员根据斜向溜筒控制主窗口所反映数据，通过鼠标滚动查看三维立体模型，再通过抛石船上的操作系统调整溜筒及行走平车的位置，引导操作人员正确地选择相关功能按钮和执行按钮进行安全操作，进行逐个网格抛填。

斜向溜筒主要由旋转平台、进料口、溜筒等组成，行走平车上部设置旋转平台；溜筒上部与行走平车上部旋转平台铰接，通过钢丝绳牵引进料口的滑轮，实现溜筒上下变幅的功能；为平衡行走平车，在行走平车的左侧增加配重，保证行走平车的稳定性；，溜筒由3节组成，溜筒具备伸缩、上下变幅及左右角度调节功能，溜筒头部侧面装有单波速测深仪，可以实时监测抛填形成标高。

旋转平台底座坐落在平走小车上，小车四角分别布置4个滚轮，滚轮安放在行车轨道上，正常工作状态下，可通过卷扬机牵引使得小车在轨道上行走，旋转平台通过支持轮座衔接底座结构，使得在牵引力的作用下平台能够完成旋转动作。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.斜向溜筒抛石船喂料方法，其特征在于，喂料方法包括如下步骤:

(1)运输船靠泊平板船，将运输船上装有物料的网包送至平板船，装载完毕后平板船顶流靠泊抛石船；

(2)斜向溜筒下放至水中，抛石船连同平板船通过锚缆系统铰至大桥下部，并根据抛石船自带的定位监控系统，进点至需抛填位置；

(3)平板船上的船载正铲推土机将网包挂勾在船载正铲推土机前端挂链上，并转至平板船上的收料斗处，在收料斗脱扣，以至物料送至平板船上的收料斗内，最后再通过平板船上的皮带机将物料送至抛石船上的收料斗内；

(4)抛石船上的1#皮带机工作将抛石船上收料斗内的物料通过1#皮带送至2#皮带机上的2#皮带上，2#皮带机通过皮带再将物料送至3#皮带机上的3#皮带上；

(5)控制斜向溜筒的行走平车与3#皮带机的小车同步移动，直至3#皮带的端部对准斜向溜筒上部料斗，物料被3#皮带输送进入斜向溜筒上部料斗完成整个送料操作；

(6)物料由斜向溜筒上部料斗进入斜向溜筒，并从斜向溜筒的出口排出完成整个喂料操作。

2.根据权利要求1所述的斜向溜筒抛石船喂料方法，其特征在于，物料为袋装碎石和/或袋装干混料，袋装碎石为粒径10-40mm的碎石，袋装干混料由水泥、砂、石子混合而成。

3.根据权利要求1所述的斜向溜筒抛石船喂料方法，其特征在于，步骤(3)中，若抛石船上的收料斗堵塞，则先将平板船上的皮带机停止，再关停抛石船上的皮带机，待疏通收料斗后在开启平板船以及抛石船上的皮带机。

4.根据权利要求1所述的斜向溜筒抛石船喂料方法，其特征在于，步骤(6)中喂料时应根据桥墩主体保护的垂向布置自上而下依次为厚1～2m的袋装干混料、厚2m～3m的袋装碎石，总厚度4m～5m。

5.根据权利要求1所述的斜向溜筒抛石船喂料方法，其特征在于，所述2#皮带机前端的坡度为10°～15°。

6.根据权利要求1所述的斜向溜筒抛石船喂料方法，其特征在于，所述3#皮带机头部的扰度为0～5cm。

7.根据权利要求1所述的斜向溜筒抛石船喂料方法，其特征在于，所述1#、2#、3#皮带机端部均设有张紧鼓轮。

8.根据权利要求1所述的斜向溜筒抛石船喂料方法，其特征在于，所述抛石船上的收料斗内设有柔性内衬板。

9.根据权利要求1所述的斜向溜筒抛石船喂料方法，其特征在于，喂料方法还包括对皮带进行纠偏处理，具体为，物料在皮带上输送时，皮带偏向哪一侧，托辊组的哪一侧朝皮带前进方向前移，或另外一侧后移，托辊组的调节角度为12-15°。

10.根据权利要求1所述的斜向溜筒抛石船喂料方法，其特征在于，所述定位监控系统由数据采集设备、数据通讯设备以及定位软件组成，定位软件由主显示模块、项目管理模块用以及串口通讯模块组成，主显示模块负责对定位数据处理、显示、存档，项目管理模块用于项目参数管理，串口通讯模块用于接收设备数据。