CN112458910B - 中跨外膜混凝土铺装工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中跨外膜混凝土铺装工艺，属于路桥施工技术领域。中跨外膜混凝土铺装工艺，使用三维激光摊铺整平机以及混凝土收面覆膜一体机；先使用三维激光摊铺整平机对混凝土路面进行振捣整平，然后使用收面覆膜一体机进行抹光收面以及覆膜养生。本发明是一种中跨外膜混凝土铺装工艺，可应用于预制梁顶板施工或者桥面路面的铺装施工，能够实现大跨度预制梁的一体化施工。本发明施工效率高，施工质量好。

Description

中跨外膜混凝土铺装工艺

技术领域

本发明涉及一种中跨外膜混凝土铺装工艺，属于路桥施工技术领域。

背景技术

混凝土路面的施工依次需要进行布料、整平以及抹光收面和覆膜养生。传统上，每个工艺步骤中均对应着相应的施工机器。例如，布料需要用到布料机，整平需要用到整平机，抹光需要用到抹光机，覆膜需要用到覆膜机。由于传统的机器为单机结构设置，每个工艺需要更换机器，由此造成工艺效率低；并且传统的机器控制精度不高。

此外，在路桥施工中，有一种方式是在预制梁厂进行预制梁的制作，然后在现场安装。目前的机器不能很好地适用于预制梁厂的相应施工。

发明内容

本发明的目的是提供一种中跨外膜混凝土铺装工艺。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

中跨外膜混凝土铺装工艺，使用三维激光摊铺整平机以及混凝土收面覆膜一体机；先使用三维激光摊铺整平机对混凝土路面进行振捣整平，然后使用收面覆膜一体机进行抹光收面以及覆膜养生；

三维激光摊铺整平机包括高频整平成型板部分、振动推料板部分、主桁架、升降调节机构以及行走机构；升降调节机构安装在行走机构上，升降调节机构的上端同主桁架的两端连接；主桁架的下端按施工时行进的方向从前至后依次设置用于推料以及初次振动的振动推料板部分和用于整平成型的高频整平成型板部分；振动推料板部分和高频整平成型板部分均由振动机构驱动振动；三维激光摊铺整平机的振动推料板部分对混凝土料进行推料摊铺以及初振捣，然后再由高频振动成型板部分进行振捣整平成型；

收面覆膜一体机包括收面部分和采用纵向覆膜方式的覆膜部分；收面部分包括主框架、设置在主框架两端的纵向行走机构以及设置在主框架下端的抹光收面机构；纵向行走机构与主框架之间使用升降机构连接，抹光收面机构由直线移动机构带动沿主框架横向移动；覆膜部分包括连接架、保养膜横杆以及可调节高度的压辊；所述连接架设置在主框架的后方，保养膜横杆铰接设置在连接架后端压辊；保养膜套装在保养膜横杆上并且向下穿过压辊铺在收面后的混凝土面上；

收面时，抹光收面机构沿主框架横向移动进行抹光收面；

覆膜工艺如下，覆膜机采用纵向整幅覆盖模式；覆膜机设置用于安装保养膜的保养膜横杆以及可调节高度的压辊；保养膜下行穿过压辊，调节压辊高度，待调节稍高于整平完成后的平面后，带动保养膜平滑的贴附于混凝土平面上；在覆膜同时，对保养膜的前后均进行喷水。

本发明技术方案的进一步改进为：高频整平成型板部分包括整平高速电机、偏心辊和高强整平板；整平高速电机驱动偏心辊转动，偏心辊驱动高强整平板振动。

本发明技术方案的进一步改进为：振动推料板部分包括振动刮板，所述振动刮板固定设置在高强整平板的前端；振动刮板与主桁架之间设置减震块；振动刮板的两端固定设置推料侧挡板。

本发明技术方案的进一步改进为：升降调节机构由激光控制系统调整升降。

本发明技术方案的进一步改进为：采用三维激光控制方式调整高程；三维激光控制装置包括按在主桁架两端的激光接收器、放置在摊铺路面一侧的激光发射器以及数据处理终端设备。

本发明技术方案的进一步改进为：三维激光摊铺机和收面覆膜一体机均采用分节式结构连接组装形成。

本发明技术方案的进一步改进为：抹光收面机构包括收面机移动架、安装在收面机移动架上的电机以及安装在电机输出轴上的抹光盘。

本发明技术方案的进一步改进为：主框架内部设置使抹光收面机构横向直线移动的抹光轨道，收面机移动架端部位置设置能够与抹光轨道配合的抹光移动滚轮；主框架内还设置直线移动机构，所述直线移动机构包括驱动电机、设置在驱动电机输出轴的主动转轮、设置在主框架端部的从动转轮以及绕主动转轮和从动转轮运动的移动带；收面机移动架同移动带固定连接。

本发明技术方案的进一步改进为：还包括用于控制整个机器工作的遥控。

本发明技术方案的进一步改进为：该工艺适用于预制梁长施工，以及普通路桥路面铺装。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术效果有：

本发明在施工中使用的三维激光摊铺整平机，在高频整平成型板部分的前端设置了振动推料板部分，由振动推料板部分的振动刮板对混凝土料推平以及初振动，不仅省去了人工推料，大大减小了工作量；还对混凝土料进行了初振捣，便于后续混凝土料的提浆以及振捣整平，提高了摊铺整平效果。

本发明采用三维激光对摊铺高程进行控制，能够在路面延伸方向上具有一定的曲率拐弯时，也能够对摊铺整平机进行控制，实现较长范围内的精确控制。

本发明使用收面覆膜一体机进行收面以及覆膜，能够实现针对混凝土路面的抹光收面以及覆膜的一体化施工，能够在抹光收面后及时进行覆膜养生，从而提高混凝土路面的总体施工效果。

本发明使用收面覆膜一体机，实现了抹光收面的机械化自动施工。

本发明的覆膜机采用纵向整幅覆盖模式，压辊可进行高度调节，待节稍高于整平完成后的平面后，带动保养膜平滑的贴附于混凝土平面上。本发明能够在整平机刚刚进行完整平后立即进行覆膜，此时水分保持比较高，可使混凝土得到更好的养护。

本发明采用纵向整幅覆膜的方式，与传统的横向覆膜的方式相比，施工更加简单，无需换向，操作便捷，并且覆膜效果更好。

本发明是一种中跨外膜混凝土铺装工艺，可应用于预制梁顶板施工或者桥面路面的铺装施工，能够实现大跨度预制梁的一体化施工。本发明施工效率高，施工质量好。

附图说明

图1是本发明中使用的三维激光摊铺整平机立体示意图；

图2是本发明中使用的三维激光摊铺整平机另一个视角立体示意图；

图3是本发明中使用的三维激光摊铺整平机侧视图；

图4是本发明中使用的三维激光摊铺整平机的推料侧挡板示意图；

图5是本发明中使用的收面覆膜一体机立体示意图；

图6是本发明中使用的收面覆膜一体机另一个视角立体示意图；

图7是本发明中使用的收面覆膜一体机侧视图；

图8是本发明中使用的收面覆膜一体机的抹光收面机构安装示意图；

图9是本发明中使用的收面覆膜一体机的抹光机构示意图；

其中，1、主桁架，2、升降调节机构，3、整平高速电机，4、偏心辊，5、高强整平板，6、振动刮板，7、减震块，8、行走机构，9、激光发射器，10、激光接收器，11、站立工作台，12、推料侧挡板；

13、主框架，14、纵向行走机构，15、连接架，16、保养膜横杆，17、压辊，18、收面机移动架，19、抹光盘，20、工作台，21、抹光轨道，22、抹光移动滚轮，23、储水箱，24、主动转轮，25、从动转轮，26、移动带，27、保养膜，28、压辊升降调节轮。

具体实施方式

为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，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明是一种中跨外膜混凝土铺装工艺，可应用于预制梁顶板施工或者桥面路面的铺装施工。

该施工工艺中，需要使用到三维激光摊铺整平机以及混凝土收面覆膜一体机；具体的是，先使用三维激光摊铺整平机对混凝土路面进行振捣整平，然后使用收面覆膜一体机进行抹光收面以及覆膜养生。

如图1、图2、图3、图4所示，该三维激光摊铺整平机包括高频整平成型板部分、振动推料板部分、主桁架1、升降调节机构2以及行走机构8。所述行走机构8用于带动整机进行纵向行走。行走机构8具有行走轮和行走基座，并且行走轮由电机驱动。行走机构8设置两个，分别位于主桁架1的两端。升降调节机构2安装在行走机构8上，升降调节机构2也设置两个，分别安装在两个行走机构8上。两个升降调节机构2的上端分别同主桁架1的两端连接，升将调节机构2用于对主桁架1的高度位置进行调节，从而实现对于摊铺整平高程的调节。在具体的实施中，行走机构8的行走轮为钢轮或者橡胶轮。如果是在轨道上行走则使用钢轮，如果在路面上行走则使用橡胶轮。

如图1、图2所示，主桁架1的下端设置振动推料板部分和高频整平成型板部分。其中，振动推料板部分用于推料以及初次振动，振动推料板部分取代了人工推料。高频整平成型板部分于整平成型，采用整平板高频振捣的方式进行整平成型。振动推料板部分和高频整平成型板部分按施工时行进的方向从前至后依次设置，由振动推料板部分进行推料以及初振动。然后，使用高频整平成型板部分进行整平成型。

在具体的实施中，高频整平成型板部分包括整平高速电机3、偏心辊4和高强整平板5。首先由整平高速电机3驱动偏心辊4转动，偏心辊4驱动高强整平板5振动。高强整平板5对混凝土路面进行高频振捣整平。高频整平成型板部分的驱动机构也可以采用现有的其他振动机构。

该整平机设置的振动推料板部分包括振动刮板6，所述振动刮板6由振动机构驱动振动，可以为振动刮板6单独设置振动机构；也可以同高强整平板5使用同一个振动机构，此时，是将振动刮板6固定设置在高强整平板5的前端。振动刮板6同高强整平板5连接固定到一起，能够节省功率消耗，同时也可以解决振动刮板6和高强整平板5之间高度差造成的中间过的积料问题。

在振动刮板6与主桁架1之间通常设置有减震块7。优先地，在振动刮板6的两端固定设置推料侧挡板12，用于防止混凝土料落到规定路面以外。推料侧挡板12为朝向前方斜开口的结构。具体如图4所示。

在具体的实施中，优先地，将主桁架1为分节式桁架连接组装的结构；同时，振动推料板部分和高频整平成型板部分也为分节式结构。即，由分节的桁架、分节的振动推料板部分和分节高频整平成型板部分组成一个功能模块，然后根据每个施工现场的不同的宽度来进行组装。

在具体的实施中，本发明可以在主珩架1的后端固定设置站立工作台11，来供工作人员站立使用，在摊铺整平过程中，工作人员可以在站立工作台11上近距离观察路面的施工情况，进而随时对机器做出调整。

本发明的升降调节机构2需要在工作过程中进行不断地调节，来保证路面厚度均匀一致。通常，升降调节机构2由激光控制调整升降。升降调节机构也可以由行程限位开关发送反馈信号调整升降。或者升降调节机构2由超声波控制调整升降。后面两种控制方式为备选的控制方式，在激光控制不能正常使用用启用。

如果采用激光控制调整升降，则采用的是三维激光控制方式调整高程。类似于三维激光扫描技术。三维激光控制装置包括按在主桁架两端的激光接收器10、放置在摊铺路面一侧的激光发射器9以及数据处理终端设备。数据处理终端设备用于输入高程数据、标高定位点等，数据终端设备可以在操控人员手中，也可以安装在主桁架的操控台上。预先在数据终端处理设备中输入摊铺路面多个测量点的高程数据。由激光发射器9和激光接收器10对实时的高程数据进行测量，将测量的数据同预设的数据进行比较，然后根据比较结果进行调节控制。数据终端设备用于存储高程数据，还能够进行数据通讯。采用三维激光定位实现了摊铺机在竖曲线上自动定位高程，使摊铺机沿竖曲线连续顺滑摊铺。

三维激光摊铺整平机通常还设置有遥控来对该机器进行远程控制，提高了机器的操控性。

施工时，三维激光摊铺整平机的振动推料板部分对混凝土料进行推料摊铺以及初振捣，然后再由高频振动成型板部分进行振捣整平成型。通过振动推料板部分的振动刮板对混凝土料推平以及初振动，能够省去人工推料，大大减小工作量。此外，通过前推料振动刮板对混凝土料进行了初振捣，便于后续混凝土料的提浆以及振捣整平，提高了摊铺整平效果。

如图5、图6、图7、图8、图9所示，该收面覆膜一体机包括收面部分和采用纵向覆膜方式的覆膜部分。收面部分和覆膜部分使用同一套纵向行走机构。所述收面部分包括主框架13、设置在主框架13两端的纵向行走机构14以及设置在主框架13下端的抹光收面机构。在此，纵向指的是路面延伸的方向。纵向行走机构14类似于行走小车的结构，具有钢轮以及驱动钢轮的电机。主框架13与纵向行走机构14之间使用升降机构连接安装，即，在纵向行走机构上设置升降机构，在升降机构的能够上下移动的顶端同主框架13的端部连接。升价机构可以使用液压升降或者电动升降。

在具体的实施中，优先地，收面部分的主框架1使用若干个桁架模块组装连接形成，能够根据现场的实际情况组装合适横向长度的主框架1，从而能够适应与不同施工场地，实现一机多用。

抹光部分的抹光收面机构由直线移动机构带动沿主框架13横向移动，从而实现对于路面的整幅抹光。通常，抹光收面机构设置若干个，图5中设置了两个抹光收面机构。所述抹光收面机构使用同一个直线移动机构驱动进行横向的直线移动。当设置两个抹光收面机构时，两个抹光收面机构的间隔大体上为路面宽度的一半，从而能够确保能够对路面进行彻底的抹光收面。抹光收面机构的数量根据现场施工宽度确定。

在具体的实施中，抹光收面机构主要包括收面机移动架18、安装在收面机移动架18上的电机以及安装在电机输出轴上的抹光盘19。抹光收面机构的电机驱动抹光盘19进行转动，对混凝土路面进行抹光收面。

本发明的抹光部分在主框架下端能够进行横向移动，抹光收面机构是由直线移动机构驱动进行横向移动的。具体的，如图7、图8、图9所示，在主框架13内部设置横向的抹光轨道21，使抹光收面机构沿抹光轨道21进行横向直线移动。收面机移动架18端部位置设置抹光移动滚轮22，使收面机移动架18形成类似于移动小车的结构。抹光移动滚轮22能够与抹光轨道21配合。在主框架13内还设置直线移动机构，直线移动机构作为驱动机构来驱动抹光收面机构横向移动。如图8所示，所述直线移动机构包括驱动电机、设置在驱动电机输出轴的主动转轮24、设置在主框架13端部的从动转轮25以及绕主动转轮24和从动转轮25运动的移动带26，通过移动带26同主动转轮24和从动转轮25的配合实现带传动。然后，将收面机移动架18同移动带26固定连接，移动带26带着收面机移动架18横向移动。在具体的实施方式中，可以采用皮带传动或者链轮链条传动。主动转轮24和从动转轮25为皮带轮，此时，移动带26为皮带；或者主动转轮24和从动转轮25为链轮，此时，移动带为26链条。图8中在左侧也设置有从动转轮，图中未显示。

本发明通常在主框架13后方下端固定设置工作台20，施工人员站立在工作台20上对收面部分和覆膜部分的工作情况进行监控。

在具体的实施中，覆膜部分包括连接架15、若干个保养膜横杆16以及可调节高度的压辊17。其中，连接架15设置在主框架13的后方，连接架15用于安装保养膜横杆16。如图3所示，连接架15的两端直接与纵向行走机构14固定连接，从而能够随一体机同进退。也可以通过连接架15与工作台20连接，从而能够随一体机同进退。工作台20还可以供工人站立，从而便于观察施工情况。

如图6、图7所示，连接架15为覆膜部分的主体支架，在连接架15上设置若干保养膜横杆16。而保养膜横杆16安装在连接架15上。压辊17设置在保养膜27的后侧下方。压辊17可进行高度调节，压辊升降调节轮28通过转动能够实现对于压辊17的高度调节。每个保养膜横杆16上套装保养膜27，实现对于抹光收面后的路面的纵向整幅全面的覆膜。通常需要在主框架13上设置储水箱23。

覆膜工艺如下，覆膜部分采用纵向整幅覆盖模式，保养膜27下行穿过压辊17。所述压辊17可进行高度调节，待调节其高度稍高于整平完成后的平面后，带动保养膜27平滑的贴附于混凝土平面上，由于抹光部分刚刚进行完整抹光收面，水分保持比较高，这时进行覆膜可使混凝土得到更好的养护。优先地，在覆膜前后均设置有自动喷水装置。在覆膜同时，前喷水装置进行喷水，保证在覆膜前达到技术要求的湿度，在覆膜后，后喷水装置在养护膜上层再次进行喷水压盖。采用纵向整幅覆膜的方式，与传统的横向覆膜的方式相比，施工更加简单，无需换向，操作便捷，并且覆膜效果更好。

在收面部分的主框架13采用模块化组装的结构下，覆膜部分也采用模块化组装。具体的是，连接架13使用若干个连接架模块组装连接形成，每个连接架模块上安装保养膜横杆16以及压辊17。

本发明在具体的实施中，所述混凝土路面施工收面覆膜一体机使用遥控控制，实现自动化的收面、覆膜施工，使收面均匀、密实度好。

本发明在收面后直接雾化喷水覆膜，实现收面养生一体，能够及时养生，保证水分不散失。也可以采用土工布覆盖养生法。

本发明的方法采用三维激光摊铺进行进行摊铺，能够提高控制的精确度，并且能够在路面延伸方向上具有一定的曲率拐弯时，也能够对摊铺整平机进行控制，实现较长范围内的精确控制。本发明的在施工中，使用收面覆膜一体机，能够实现针对混凝土路面的抹光收面以及覆膜的一体化施工，能够在抹光收面后及时进行覆膜养生，从而提高混凝土路面的总体施工效果。

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.中跨外膜混凝土铺装工艺，其特征在于：使用三维激光摊铺整平机以及混凝土收面覆膜一体机；先使用三维激光摊铺整平机对混凝土路面进行振捣整平，然后使用收面覆膜一体机进行抹光收面以及覆膜养生；

三维激光摊铺整平机包括高频整平成型板部分、振动推料板部分、主桁架（1）、升降调节机构（2）以及行走机构（8）；升降调节机构（2）安装在行走机构（8）上，升降调节机构（2）的上端同主桁架（1）的两端连接；主桁架（1）的下端按施工时行进的方向从前至后依次设置用于推料以及初次振动的振动推料板部分和用于整平成型的高频整平成型板部分；振动推料板部分和高频整平成型板部分均由振动机构驱动振动；三维激光摊铺整平机的振动推料板部分对混凝土料进行推料摊铺以及初振捣，然后再由高频振动成型板部分进行振捣整平成型；

收面覆膜一体机包括收面部分和采用纵向覆膜方式的覆膜部分；收面部分包括主框架（13）、设置在主框架（13）两端的纵向行走机构（14）以及设置在主框架（13）下端的抹光收面机构；纵向行走机构（14）与主框架（13）之间使用升降机构连接，抹光收面机构由直线移动机构带动沿主框架（13）横向移动；覆膜部分包括连接架（15）、保养膜横杆（16）以及可调节高度的压辊（17）；所述连接架（15）设置在主框架（13）的后方，保养膜横杆（16）铰接设置在连接架（15）后端压辊（17）；保养膜套装在保养膜横杆（16）上并且向下穿过压辊（17）铺在收面后的混凝土面上；

收面时，抹光收面机构沿主框架横向移动进行抹光收面；

覆膜工艺如下，覆膜机采用纵向整幅覆盖模式；覆膜机设置用于安装保养膜（27）的保养膜横杆（16）以及可调节高度的压辊（17）；保养膜（27）下行穿过压辊（17），调节压辊（17）高度，待调节稍高于整平完成后的平面后，带动保养膜（27）平滑的贴附于混凝土平面上；在覆膜同时，对保养膜（27）的前后均进行喷水。

2.根据权利要求1所述的中跨外膜混凝土铺装工艺，其特征在于：高频整平成型板部分包括整平高速电机（3）、偏心辊（4）和高强整平板（5）；整平高速电机（3）驱动偏心辊（4）转动，偏心辊（4）驱动高强整平板振动。

3.根据权利要求2所述的中跨外膜混凝土铺装工艺，其特征在于：振动推料板部分包括振动刮板（6），所述振动刮板（6）固定设置在高强整平板（5）的前端；振动刮板（6）与主桁架（1）之间设置减震块；振动刮板的两端固定设置推料侧挡板。

4.根据权利要求1所述的中跨外膜混凝土铺装工艺，其特征在于：升降调节机构（2）由激光控制系统调整升降。

5.根据权利要求4所述的中跨外膜混凝土铺装工艺，其特征在于：采用三维激光控制方式调整高程；三维激光控制装置包括按在主桁架两端的激光接收器（10）、放置在摊铺路面一侧的激光发射器（9）以及数据处理终端设备。

6.根据权利要求1～5任一项所述的中跨外膜混凝土铺装工艺，其特征在于：三维激光摊铺机和收面覆膜一体机均采用分节式结构连接组装形成。

7.根据权利要求1～5任一项所述的中跨外膜混凝土铺装工艺，其特征在于：抹光收面机构包括收面机移动架（18）、安装在收面机移动架（18）上的电机以及安装在电机输出轴上的抹光盘（19）。

8.根据权利要求7所述的中跨外膜混凝土铺装工艺，其特征在于：主框架（13）内部设置使抹光收面机构横向直线移动的抹光轨道（21），收面机移动架（18）端部位置设置能够与抹光轨道（21）配合的抹光移动滚轮（22）；主框架（13）内还设置直线移动机构，所述直线移动机构包括驱动电机、设置在驱动电机输出轴的主动转轮（24）、设置在主框架（13）端部的从动转轮（25）以及绕主动转轮（24）和从动转轮（25）运动的移动带（26）；收面机移动架（18）同移动带（26）固定连接。

9.根据权利要求1所述的中跨外膜混凝土铺装工艺，其特征在于：还包括用于控制整个机器工作的遥控。

10.根据权利要求1～5、8、9任一项所述的中跨外膜混凝土铺装工艺，其特征在于：该工艺适用于预制梁施工，以及普通路桥路面铺装。

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