CN112323802B - 大坝施工缆机混凝土料罐着陆防摆系统及方法 - Google Patents

Abstract

大坝施工缆机混凝土料罐着陆防摆系统，包括供料定位机构、牵引调速机构；供料定位机构的供料平台中，在堡坎内侧固定两个定滑轮并使轮盘平行于地面，并在定滑轮水平方向安装双筒卷扬机，第一绳索与定滑轮共同形成四线轨道，使料罐在卷扬机的牵引下往返移动，能够精准快速地就位；牵引调速机构包括装配速度传感器的缆机吊钩，以及连接自适应速度调控器的上游斜拉定位卷扬机，二者可使得料罐快速定位于需浇筑的大坝仓位及防止缆机料罐入仓时的碰撞事故发生，极大程度提高了缆机起吊重物的时间效率和安全性。

Description

大坝施工缆机混凝土料罐着陆防摆系统及方法

技术领域

本发明涉及大坝施工领域，尤其是大坝施工缆机混凝土料罐着陆防摆系统及方法。

背景技术

缆机作为大坝混凝土浇筑的垂直与水平运输的重要手段，具有一次搭建、全施工期收益的特点。由于大型移动式缆机成本较高，在小型拱坝工程中常采用小型固定式缆机，以节约施工成本。但小型固定式缆机无法实现平移式缆机的全仓面覆盖、无法将吊罐定位于混凝土仓位，使得混凝土浇筑不能连续均衡地进行作业，极易产生施工冷缝，影响工程质量与进度。

另外，大坝作为受料端，缆机吊运料罐时遇到大风天气以及速度控制不均匀，缆机难以将料罐精准定位于大坝固定仓位，在调整料罐的过程中耗时耗力，同样使混凝土不能连续均衡的进行浇筑，影响工程质量与进度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供大坝施工缆机混凝土料罐着陆防摆系统及方法，能精准快速地使料罐定位于供料端和大坝目标仓位，有效降低料罐碰撞风险、避免材料浪费、降低工人作业强度、缩短工期。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

大坝施工缆机混凝土料罐着陆防摆系统，包括供料定位机构、牵引调速机构；

所述供料定位机构包括硬化平台，硬化平台上安装有双筒卷扬机，双筒卷扬机上的第一绳索绕过定滑轮形成四线驱动机构，平板滑车与第一绳索连接并通过双筒卷扬机驱动来回移动；所述四线驱动机构一侧固定有第一堡坎，第一堡坎上带有料斗，料斗在下料时与平板滑车上的缆机料罐相对；

所述牵引调速机构包括上游斜拉定位卷扬机，上游斜拉定位卷扬机上的绳索通过上游斜拉定滑轮连接在缆机的起重动滑轮组上；所述上游斜拉定位卷扬机处装配有自适应速度调控器，对应的起重动滑轮组处安装有无线速度传感器，无线速度传感器用于无线实时传送缆机速度矢量，自适应速度调控器用于接收到传递的信号后可以对上游斜拉定位卷扬机的卷扬速度进行实时控制。

所述定滑轮之间安装有固定桩，固定桩的厚度大于定滑轮的直径。

所述第一堡坎上固定有扣耳，对应的缆机料罐上固定有登山扣锁链，在缆机料罐与料斗对接时，扣耳与登山扣锁链扣接。

所述缆机包括起重牵引卷扬机组和左岸主索地锚，四平行承载主索通过行走小车及定滑轮组连接左、右岸上的装置及起重动滑轮组，起重牵引导向轮固定在牵引导向地锚上并对四平行承载主索进行导引。

大坝施工缆机混凝土料罐着陆防摆方法，包括以下步骤：

步骤一：供料端施工完毕后，平板滑车的初始位置靠近双筒卷扬机，位置比较空旷，便于缆机料罐的吊落；缆机料罐吊落至平板滑车后，启动双筒卷扬机，将平板滑车平移至料斗出口处；

步骤二：将缆机料罐上靠近第一堡坎的两根登山扣锁链与扣耳相连，等待混凝土自卸车运输混凝土并倾倒至料斗，待缆机料罐中混凝土装满即可进行吊运；

步骤三：缆机吊钩吊运缆机料罐离开后，启动双筒卷扬机将平板滑车平移至初始位置；

步骤四：缆机在吊运过程中，安装在自配重上的无线速度传感器实时将缆机移动速度矢量数据传送给装配在上游斜拉定位卷扬机的自适应速度调控器，调控上游斜拉定位对缆机的卷扬速度，实现缆机料罐平稳入仓和精准定位。

本发明大坝施工缆机混凝土料罐着陆防摆系统及方法，具有以下技术效果：

1）、供料端双筒卷扬机、第一绳索与定滑轮共同形成的四线驱动机构，使双筒卷扬机来回牵引混凝土料罐，达到料罐在地面灵活移动的目的，提高缆机料罐就位于料斗口的精度。

2）、当双筒卷扬机牵引缆机料罐至料斗口时，人工连接扣耳与登山扣，可防止在受料过程中因为冲击力导致料罐滑移，减少人工扶罐强度。

3）、两定滑轮之间设置一根固定桩，避免由于卷扬机操作人员的失误，导致缆机料罐与定滑轮碰撞而损坏定滑轮，实现混凝土全自动化供料。

4）、通过在缆机自配重上安装速度传感器，上游斜拉定位卷扬机装配有速度调控器。速度传感器可以无线实时的将缆机料罐速度矢量数据传给卷扬机的速度调控器，速度调控器实时调控卷扬机的卷扬速度。这样可以快速定位于需浇筑的大坝仓位及防止缆机料罐入仓时的碰撞事故发生，极大程度提高了缆机起吊重物的时间效率和安全性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明中供料定位机构的结构示意图。

图2为本发明中牵引调速机构的局部结构示意图。

图3为本发明的供料施工流程图。

图4为本发明中平板滑车与第一绳索的连接示意图。

图中：料斗1，第一堡坎2，扣耳3，登山扣锁链4，双筒卷扬机5，缆机料罐6，平板滑车7，定滑轮8，固定桩9，围栏10，第二堡坎11，硬化平台12，第一绳索13，起重牵引卷扬机组14，起重牵引导向轮15，牵引导向地锚16，上游斜拉定位卷扬机17，自适应速度调控器18，自配重19，无线速度传感器20，起重动滑轮组21，定滑轮组22，四平行承载主索23，左岸主索地锚25，上游斜拉定滑轮26，缆机吊钩27，基岩层28，。

具体实施方式

大坝施工缆机混凝土料罐着陆防摆系统，包括供料定位机构、牵引调速机构。

如图1、图4所示，供料定位机构包括硬化平台12，硬化平台12为混凝土浇筑而成。在硬化平台12上安装有双筒卷扬机5及两个定滑轮8，第一绳索13缠绕在双筒卷扬机5上并通过定滑轮8绕回。平板滑车7底部与内侧两根第一绳索13连接，平板滑车7上端放置有缆机料罐6。在双筒卷扬机5启动时，可通过两根第一绳索13带动平板滑车7上的缆机料罐6进行来回移动。

在硬化平台12另外构筑有第一堡坎2，第一堡坎2镶嵌有料斗1，料斗1的出料口朝向缆机料罐6一侧。在缆机料罐6移动就位后，混凝土可通过料斗1落到缆机料罐6中。

在第一堡坎2一侧构筑有第二堡坎11，第二堡坎11上设置有围栏10。第二堡坎便于施工人员站在上面观察缆机起吊降落情况。

在两定滑轮8之间设置有一根固定桩9，固定桩9的厚度大于两定滑轮8的直径。这样避免由于卷扬机操作人员的失误，导致缆机料罐6与定滑轮8碰撞而损坏定滑轮8。

在料斗1下方的第一堡坎2内侧焊接两个扣耳3，对应的缆机料罐6与扣耳3同等高度位置焊接有登山扣的锁链4，当双筒卷扬机5牵引缆机料罐6至料斗1的出口时，人工连接扣耳3与登山扣锁链4，防止在受料过程中因为冲击力导致料罐滑移。

这里的缆机包括左岸设置的左岸主索地锚25，右岸设置的起重牵引卷扬机组14。左右岸及自配重19通过四平行承载主索23连接，行走小车22穿过两根主索、定滑轮组分别穿过两根主索。该装置中，牵引卷扬机为一台双筒卷扬机，起重卷扬机为一台单筒卷扬机，四平行承载主索23采用钢丝绳，卷扬机转向均通过左岸主索地锚25进行转向。

如图2所示，所述牵引调速机构包括上游斜拉定位卷扬机17，上游斜拉定位卷扬机17与供料定位机构同为右岸，上游斜拉定位卷扬机17处装配有自适应速度调控器18，对应的行走小车22处的起重动滑轮组21处安装有无线速度传感器20，无线速度传感器20用于无线实时传送缆机速度矢量，自适应速度调控器18用于接收到传递的信号后可以对上游斜拉定位卷扬机17的卷扬速度进行实时控制。

所述无线速度传感器20可采用包括但不限于：品牌为FUWEI，型号为FSD11的传感器；或品牌为维特智能，型号为WTGAHRS2的传感器。无线速度传感器结构尺寸约为50mm×50mm×200mm、精度为0.8米、环境温度为-40－100度，体积小、身形细长，能够安装在缆机吊钩处检测缆机料罐的实时速度。由于大坝工程中空间广阔，精度0.8米所体现的误差值在大坝工程中可以接受。

上述自适应速度调控器18可采用包括但不限于：品牌为明纬，型号为S-1500-24的控制器。

当无线速度传感器20检测到缆机料罐6的速度高于正常值时，自适应速度调控器18输出高功率使上游斜拉定位卷扬机17速度加快，直至检测到缆机料罐6速度为正常速度便不再对上游斜拉定位卷扬机17的功率进行调控。当无线速度传感器20检测到缆机料罐6速度低于正常值，自适应速度调控器18输出低功率使上游斜拉定位卷扬机17的速度减慢，直至检测到缆机料罐6的速度为正常速度便不再对上游斜拉定位卷扬机17的功率进行调控。

工作原理及过程：

步骤一：供料端施工完毕后，平板滑车7的初始位置靠近双筒卷扬机5，位置比较空旷，便于缆机料罐6的吊落；缆机料罐6吊落至平板滑车7后，启动双筒卷扬机5，将平板滑车7平移至料斗1出口处。

步骤二：将缆机料罐6上靠近第一堡坎2的两根登山扣锁链4与扣耳3相连，等待混凝土自卸车运输混凝土并倾倒至料斗1，待缆机料罐6中混凝土装满即可进行吊运。

步骤三：缆机吊钩27吊运缆机料罐6离开后，启动双筒卷扬机5将平板滑车7平移至初始位置。

步骤四：缆机在吊运过程中，安装在自配重19上的无线速度传感器20实时将缆机移动速度矢量数据传送给装配在上游斜拉定位卷扬机17的自适应速度调控器18，调控上游斜拉定位卷扬机17对缆机的卷扬速度，实现缆机料罐6平稳入仓和精准定位。

Claims (5)

1.大坝施工缆机混凝土料罐着陆防摆系统，其特征在于： 包括供料定位机构、牵引调速机构；

所述供料定位机构包括硬化平台（12），硬化平台（12）上安装有双筒卷扬机（5），双筒卷扬机（5）上的第一绳索（13）绕过定滑轮（8）形成四线驱动机构，平板滑车（7）与第一绳索（13）连接并通过双筒卷扬机（5）驱动来回移动；所述四线驱动机构一侧固定有第一堡坎（2），第一堡坎（2）上带有料斗（1），料斗（1）在下料时与平板滑车（7）上的缆机料罐（6）相对；

所述牵引调速机构包括上游斜拉定位卷扬机（17），上游斜拉定位卷扬机（17）上的绳索通过上游斜拉定滑轮（26）连接在缆机的起重动滑轮组（21）上；所述上游斜拉定位卷扬机（17）处装配有自适应速度调控器（18），对应的起重动滑轮组（21）处安装有无线速度传感器（20），无线速度传感器（20）用于无线实时传送缆机速度矢量，自适应速度调控器（18）用于接收到传递的信号后可以对上游斜拉定位卷扬机（17）的卷扬速度进行实时控制。

2.根据权利要求1所述的大坝施工缆机混凝土料罐着陆防摆系统，其特征在于：所述定滑轮（8）之间安装有固定桩（9），固定桩（9）的厚度大于定滑轮（8）的直径。

3.根据权利要求1所述的大坝施工缆机混凝土料罐着陆防摆系统，其特征在于：所述第一堡坎（2）上固定有扣耳（3），对应的缆机料罐（6）上固定有登山扣锁链（4），在缆机料罐（6）与料斗（1）对接时，扣耳（3）与登山扣锁链（4）扣接。

4.根据权利要求1所述的大坝施工缆机混凝土料罐着陆防摆系统，其特征在于：所述缆机包括起重牵引卷扬机组（14）和左岸主索地锚（25），四平行承载主索（23）通过行走小车及定滑轮组（22）连接左、右岸上的装置及起重动滑轮组（21），起重牵引导向轮（15）固定在牵引导向地锚（16）上并对四平行承载主索（23）进行导引。

5.根据权利要求3所述的大坝施工缆机混凝土料罐着陆防摆系统实现大坝施工缆机混凝土料罐着陆防摆的方法，包括以下步骤：

步骤一：供料端施工完毕后，平板滑车（7）的初始位置靠近双筒卷扬机（5），位置比较空旷，便于缆机料罐（6）的吊落；缆机料罐（6）吊落至平板滑车（7）后，启动双筒卷扬机（5），将平板滑车（7）平移至料斗（1）出口处；

步骤二：将缆机料罐（6）上靠近第一堡坎（2）的两根登山扣锁链（4）与扣耳（3）相连，等待混凝土自卸车运输混凝土并倾倒至料斗（1），待缆机料罐（6）中混凝土装满即可进行吊运；

步骤三：缆机吊钩（27）吊运缆机料罐（6）离开后，启动双筒卷扬机（5）将平板滑车（7）平移至初始位置；

步骤四：缆机在吊运过程中，安装在自配重（19）上的无线速度传感器（20）实时将缆机移动速度矢量数据传送给装配在上游斜拉定位卷扬机（17）的自适应速度调控器（18），调控上游斜拉定位卷扬机（17）对缆机的卷扬速度，实现缆机料罐（6）平稳入仓和精准定位。

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