CN113737800B - 一种大体积混凝土浇筑施工设备及施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大体积混凝土浇筑施工设备，包括安装在基坑两侧相互平行的两个主轨道，每个所述主轨道上均滑动安装有主滑块，两个所述主滑块之间共同对称安装有两个次轨道；还公开了一种大体积混凝土浇筑施工工艺，包括以下步骤：防凝固储料进料；行程自动规划；大面积分层浇筑；大面积分层振捣；浇筑完成自动返回。本发明通过主轨道和次轨道的配合使得设备能够在两个维度自由移动实现精准定位浇筑，通过在料斗内设置螺旋输送叶避免混凝土凝固，通过限位浇筑管与振捣器同步移动，且振捣器位于限位浇筑管的下方，使得浇筑的同时自动振捣铺设均匀，既降低了设备和人力成本，也提高了施工效率，且使得分层更加精准，增加分层浇筑的效果。

Description

一种大体积混凝土浇筑施工设备及施工工艺

技术领域

本发明涉及混凝土施工领域，尤其涉及一种大体积混凝土浇筑施工设备及施工工艺。

背景技术

大体积混凝土是表示其几何尺寸不小于一米的的大体量混凝土，则这种大体积混凝土在浇筑时，容易因材料水化引起温度的变化而出现收缩，导致大体积混凝土容易出现裂痕，因此在浇筑大体积混凝土时，多采用分层浇筑的方法，有效地将混凝土内部的温度快速散出，降低凝固后出现裂缝的可能性。

现有的大体积混凝土浇筑施工设备通常为混凝土泵车泵注，其采用的工艺为人工分层铺平并逐层振捣，其需要投入大量人工和机械，增加了设备和人力成本，且由于需要调度大量人工和机械设备施工，降低了大体积混凝土浇筑的效率，且由于人工操作导致各区域铺设不能够均衡，影响分层浇筑的效果。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在需要大量设备和人力，增加成本且效率低下，同时影响分层浇筑的效果的缺点，而提出的一种大体积混凝土浇筑施工设备及施工工艺。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种大体积混凝土浇筑施工设备，包括安装在基坑两侧相互平行的两个主轨道，每个所述主轨道上均滑动安装有主滑块，两个所述主滑块之间共同对称安装有两个次轨道，两个所述次轨道上共同滑动安装有机座板，所述机座板的上表面固定安装有控制箱，所述机座板的上表面对称安装有多个支撑架，多个所述支撑架的上端共同安装有料斗，所述料斗的侧底壁上插设有排料管，所述排料管的下端滑动套设有限位浇筑管，所述限位浇筑管的下端延伸至机座板的下方并套设安装有震盘，所述震盘的下底壁环形等距安装有多个密封波纹管，每个所述密封波纹管的下端均安装有振捣器。

优选地，所述机座板上开设有限位滑孔，所述限位浇筑管滑动插设在限位滑孔内，所述限位浇筑管的外侧壁上对称等距开设有多个弧形调节槽，每个所述弧形调节槽的外径均小于限位浇筑管的外径，所述机座板上安装有调节电机，所述调节电机的机轴上安装有调节螺纹盘，所述调节螺纹盘与多个弧形调节槽配合。

优选地，所述料斗的其中一个内侧壁和内底壁均向连接处倾斜，所述料斗倾斜的内侧壁上开设有弧形输送槽，所述排料管的上端与弧形输送槽连通，所述排料管的上端面与弧形输送槽的弧形调节槽底齐平。

优选地，所述弧形输送槽的平面槽壁上位于其轴线处转动安装有输送轴，所述输送轴上安装有螺旋输送叶，所述控制箱的上表面上安装有输送电机，所述输送轴的下端延伸至料斗的下方并安装有等速万向节，所述等速万向节远离输送轴的一端安装在输送电机的机轴上。

优选地，所述震盘的下底面上环形对称安装有多个缓震弹簧，每个所述缓震弹簧的下端均与对应的振捣器固定连接，每个所述缓震弹簧均位于对应的密封波纹管内。

一种大体积混凝土浇筑施工工艺，采用上述大体积混凝土浇筑施工设备，包括以下步骤：

A、行程自动规划；根据浇筑基坑的区域大小，向控制箱内的控制系统输入浇筑数据，控制箱内的控制系统自动规划行程路径，通过控制主滑块在主轨道上滑动以及机座板在次轨道上滑动进行位置区域调节；

B、防凝固储料进料；通过长臂混凝土泵车或可拖动混凝土软管向料斗内加入预搅拌的混凝土，控制箱内的控制系统通过控制输送电机转动，使其通过等速万向节将输送轴转动，则使得螺旋输送叶转动，使得料斗内的混凝土无法凝固；

C、大面积分层浇筑；控制箱内的控制系统控制主滑块和机座板在主轨道和次轨道上按S形往复路径滑动，则限位浇筑管随机座板按S形往复路径滑动，使其在较大面积浇筑时，能够分层逐步浇筑；

D、大面积分层振捣；主滑块和机座板在主轨道和次轨道上按S形往复路径滑动时，由于限位浇筑管随机座板按S形往复路径滑动，则震盘和多个振捣器随限位浇筑管按S形往复路径滑动，使其在较大面积浇筑时，能够分层逐步振捣；

E、浇筑完成自动返回；当基坑内混凝土被浇筑完成后，控制箱内的控制系统通过控制主滑块使得机座板快速返回施工原位，且通过控制机座板使其返回与一侧主滑块接触位置。

优选地，在步骤B中，混凝土在重力作用下沿着料斗倾斜的底壁朝倾斜的侧壁流动，则部分混凝土进入弧形输送槽内，则螺旋输送叶转动将进入弧形输送槽内沿倾斜侧壁向上输送，其中一部分混凝土通过排料管下落浇筑，剩余的部分被输送到更高位置，则料斗内的混凝土填补底部空缺，使得混凝土在料斗内流动循环，即能够使混凝土不会因停止而凝固。

优选地，在步骤C中，当混凝土被螺旋输送叶从料斗输送至排料管后，混凝土从排料管沿限位浇筑管排出浇筑，当按照步骤A中的路径浇筑完一层后，控制箱内的控制系统控制调节电机转动，使得调节螺纹盘转动，而调节螺纹盘与限位浇筑管上的弧形调节槽配合，则调节螺纹盘上的外螺纹通过旋转不断将与其接触的弧形调节槽向上提升，则使得限位浇筑管向上移动，使其能够根据浇筑厚度自动快速调节浇筑高度，即快速分层浇筑。

优选地，在步骤D中，多个振捣器通过震盘随限位浇筑管同步移动，限位浇筑管将混凝土排出至基坑内，则多个振捣器通过震动将混凝土快速铺设均匀不留空隙，且密封波纹管和缓震弹簧能够降低震动对限位浇筑管的影响，使其在浇筑时快速将混凝土分层均匀铺设。

本发明具有以下有益效果：

1、通过控制箱内的控制系统控制主滑块在主轨道上间歇滑动以及机座板在次轨道上匀速滑动，使得设备能够以条状分区、大面积分层的方式自动浇筑，无需大量人工施工，且无需大量设备工作，降低了工程的劳动量以及工程的成本，且无需大量调度，增加施工效率。

2、通过在料斗内设置弧形输送槽以及螺旋输送叶，使得输送电机能够通过等速万向节和输送轴使得螺旋输送叶转动将料斗内的混凝土向与弧形输送槽连通的排料管内输送，而排料管内的混凝土通过重力作用沿限位浇筑管滑落实现浇筑功能，部分混凝土未被排料管排出则继续被往上输送至混凝土的最上层，则弧形输送槽底部的混凝土空缺被填满，即使得料斗内的混凝土由下向上循环流动，避免混凝土凝固，使得设备浇筑更加可靠。

3、通过在限位浇筑管的侧壁开设有等距的弧形调节槽，则使得弧形调节槽能够与调节电机上的螺纹调节盘上的螺纹匹配，而螺纹调节盘上的螺纹为旋转向上设置，弧形调节槽为水平设置，则螺纹调节盘转动时，能够通过螺纹将弧形调节槽逐个提升，则使得限位浇筑管上移，实现厚度分层浇筑调节，即能够较人工施工更加精确地调节每层浇筑的厚度，增加分层浇筑的效果。

4、通过在限位浇筑管的下端设置震盘、密封波纹管、缓震弹簧和振捣器，使得混凝土在被限位浇筑管排出时即被振捣器振匀铺设，避免混凝土长时间累积导致流动性下降而难以铺设均匀，且能够提升施工的效率，而缓震弹簧能够降低限位浇筑管所受振捣器的干扰，使得限位浇筑管仅为微振的状态，而微振的限位浇筑管能够使得内部混凝土完全排出，既避免了大量混凝土粘壁导致堵塞的情况发生，也不影响限位浇筑管的调节，增加浇筑施工的可靠性。

综上所述，本发明通过主轨道和次轨道的配合使得设备能够在两个维度自由移动实现精准定位浇筑，通过在料斗内设置螺旋输送叶避免混凝土凝固，通过限位浇筑管与振捣器同步移动，且振捣器位于限位浇筑管的下方，使得浇筑的同时自动振捣铺设均匀，既降低了设备和人力成本，也提高了施工效率，且使得分层更加精准，增加分层浇筑的效果。

附图说明

图1为本发明提出的一种大体积混凝土浇筑施工设备的结构示意图；

图2为本发明提出的一种大体积混凝土浇筑施工设备的侧视图；

图3为本发明提出的一种大体积混凝土浇筑施工设备的料斗部分放大图；

图4为本发明提出的一种大体积混凝土浇筑施工设备的振捣器部分放大图；

图5为图1中A处放大图；

图6为图1中B处放大图；

图7为图2中C处放大图；

图8为本发明提出的一种大体积混凝土浇筑施工工艺的施工流程框图。

图中：1主轨道、2主滑块、21次轨道、3机座板、31滑孔、32支撑架、4控制箱、41输送电机、5料斗、51弧形输送槽、52排料管、6输送轴、61螺旋输送叶、62等速万向节、7限位浇筑管、71弧形调节槽、72震盘、8密封波纹管、81振捣器、82缓震弹簧、9调节电机、91调节螺纹盘。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

参照图1-7，一种大体积混凝土浇筑施工设备，包括安装在基坑两侧相互平行的两个主轨道1，每个主轨道1上均滑动安装有主滑块2，两个主滑块2之间共同对称安装有两个次轨道21，两个次轨道21上共同滑动安装有机座板3，机座板3的上表面固定安装有控制箱4，机座板3的上表面对称安装有多个支撑架32，多个支撑架32的上端共同安装有料斗5，料斗5的侧底壁上插设有排料管52，排料管52的下端滑动套设有限位浇筑管7，限位浇筑管7的下端延伸至机座板3的下方并套设安装有震盘72，震盘72的下底壁环形等距安装有多个密封波纹管8，每个密封波纹管8的下端均安装有振捣器81。

机座板3上开设有限位滑孔31，限位浇筑管7滑动插设在限位滑孔31内，限位浇筑管7的外侧壁上对称等距开设有多个弧形调节槽71，每个弧形调节槽71的外径均小于限位浇筑管7的外径，机座板3上安装有调节电机9，调节电机9的机轴上安装有调节螺纹盘91，调节螺纹盘91与多个弧形调节槽71配合。

料斗5的其中一个内侧壁和内底壁均向连接处倾斜，料斗5倾斜的内侧壁上开设有弧形输送槽51，排料管52的上端与弧形输送槽51连通，排料管52的上端面与弧形输送槽51的弧形调节槽底齐平。

弧形输送槽51的平面槽壁上位于其轴线处转动安装有输送轴6，输送轴6上安装有螺旋输送叶61，控制箱4的上表面上安装有输送电机41，输送轴6的下端延伸至料斗5的下方并安装有等速万向节62，等速万向节62远离输送轴6的一端安装在输送电机41的机轴上。

震盘72的下底面上环形对称安装有多个缓震弹簧82，每个缓震弹簧82的下端均与对应的振捣器81固定连接，每个缓震弹簧82均位于对应的密封波纹管8内。

参照图8，一种大体积混凝土浇筑施工工艺，采用上述大体积混凝土浇筑施工设备，包括以下步骤：

A、行程自动规划；根据浇筑基坑的区域大小，向控制箱4内的控制系统输入浇筑数据，控制箱4内的控制系统自动规划行程路径，通过控制主滑块2在主轨道1上滑动以及机座板3在次轨道21上滑动进行位置区域调节；

B、防凝固储料进料；通过长臂混凝土泵车或可拖动混凝土软管向料斗5内加入预搅拌的混凝土，控制箱4内的控制系统通过控制输送电机41转动，使其通过等速万向节62将输送轴6转动，则使得螺旋输送叶61转动，使得料斗5内的混凝土无法凝固；

C、大面积分层浇筑；控制箱4内的控制系统控制主滑块2和机座板3在主轨道1和次轨道21上按S形往复路径滑动，则限位浇筑管7随机座板3按S形往复路径滑动，使其在较大面积浇筑时，能够分层逐步浇筑；

D、大面积分层振捣；主滑块2和机座板3在主轨道1和次轨道21上按S形往复路径滑动时，由于限位浇筑管7随机座板3按S形往复路径滑动，则震盘72和多个振捣器81随限位浇筑管7按S形往复路径滑动，使其在较大面积浇筑时，能够分层逐步振捣；

E、浇筑完成自动返回；当基坑内混凝土被浇筑完成后，控制箱4内的控制系统通过控制主滑块2使得机座板3快速返回施工原位，且通过控制机座板3使其返回与一侧主滑块2接触位置。

在步骤B中，混凝土在重力作用下沿着料斗5倾斜的底壁朝倾斜的侧壁流动，则部分混凝土进入弧形输送槽51内，则螺旋输送叶61转动将进入弧形输送槽51内沿倾斜侧壁向上输送，其中一部分混凝土通过排料管52下落浇筑，剩余的部分被输送到更高位置，则料斗5内的混凝土填补底部空缺，使得混凝土在料斗5内流动循环，即能够使混凝土不会因停止而凝固。

在步骤C中，当混凝土被螺旋输送叶61从料斗5输送至排料管52后，混凝土从排料管52沿限位浇筑管7排出浇筑，当按照步骤A中的路径浇筑完一层后，控制箱4内的控制系统控制调节电机9转动，使得调节螺纹盘91转动，而调节螺纹盘91与限位浇筑管7上的弧形调节槽71配合，则调节螺纹盘91上的外螺纹通过旋转不断将与其接触的弧形调节槽71向上提升，则使得限位浇筑管7向上移动，使其能够根据浇筑厚度自动快速调节浇筑高度，即快速分层浇筑。

在步骤D中，多个振捣器81通过震盘72随限位浇筑管7同步移动，限位浇筑管7将混凝土排出至基坑内，则多个振捣器81通过震动将混凝土快速铺设均匀不留空隙，且密封波纹管8和缓震弹簧82能够降低震动对限位浇筑管7的影响，使其在浇筑时快速将混凝土分层均匀铺设。

本发明在使用时，首先，浇筑基坑的区域大小，向控制箱4内的控制系统输入浇筑数据，控制箱4内的控制系统根据浇筑数据自动规划行程路径以及行程速度，无需人工根据区域施工，减少设备使用数量以及劳动力投入量。

其次，通过长臂混凝土泵车向料斗5内加入预搅拌的混凝土，控制箱4内的控制系统通过控制输送电机41转动，使其通过等速万向节62将输送轴6转动，则使得螺旋输送叶61转动，混凝土在重力作用下沿着料斗5倾斜的底壁朝倾斜的侧壁流动，则部分混凝土进入弧形输送槽51内，则螺旋输送叶61转动将进入弧形输送槽51内沿倾斜侧壁向上输送，其中一部分混凝土通过排料管52下落浇筑，剩余的部分被输送到更高位置，则料斗5内的混凝土填补底部空缺，使得混凝土在料斗5内流动循环，即能够使混凝土不会因停止而凝固，增加浇筑的可靠性。

控制箱4内的控制系统控制主滑块2和机座板3在主轨道1和次轨道21上按S形往复路径滑动，则限位浇筑管7随机座板3按S形往复路径滑动，使其在较大面积浇筑时，能够分层逐步浇筑，即当混凝土被螺旋输送叶61从料斗5输送至排料管52后，混凝土从排料管52沿限位浇筑管7排出浇筑，当按照规划路径浇筑完一层后，控制箱4内的控制系统控制调节电机9转动，使得调节螺纹盘91转动，而调节螺纹盘91与限位浇筑管7上的弧形调节槽71配合，则调节螺纹盘91上的外螺纹通过旋转不断将与其接触的弧形调节槽71向上提升，则使得限位浇筑管7向上移动，使其能够根据浇筑厚度自动快速调节浇筑高度，即快速分层浇筑。

由于机座板3在控制箱4内的控制系统的控制下，移动速度恒定，且主滑块2在控制箱4内的控制系统的控制下间歇滑动，则使得限位浇筑管7能够定量的将混凝土注入基坑内，使得路径上的每段区域的混凝土以及每层混凝土量几乎相等，较人工施工更加均匀，则能够增加分层浇筑的效果。

主滑块2和机座板3在主轨道1和次轨道21上按S形往复路径滑动时，由于限位浇筑管7随机座板3按S形往复路径滑动，则震盘72和多个振捣器81随限位浇筑管7按S形往复路径滑动，使其在较大面积浇筑时，能够分层逐步振捣，即多个振捣器81通过震盘72随限位浇筑管7同步移动，限位浇筑管7将混凝土排出至基坑内，则多个振捣器81通过震动将混凝土快速铺设均匀不留空隙，且密封波纹管8和缓震弹簧82能够降低震动对限位浇筑管7的影响，使其在浇筑时快速将混凝土分层均匀铺设。

由于多个振捣器81通过震盘72随限位浇筑管7同步移动，则从限位浇筑管7内排出的混凝土立刻被振捣器81震动打匀，避免大量混凝土累积导致每层的厚度不够均匀，且能够在浇筑时将内部温升形成的气泡以及产生的热量快速排出，即能够在混凝土流动性较好的时候完成降温以及铺设均匀等工作，使得浇筑质量更高，且缓震弹簧82能够降低限位浇筑管7所受振捣器的干扰，使得限位浇筑管7仅为微振的状态，而微振的限位浇筑管7能够使得内部混凝土完全排出，既避免了大量混凝土粘壁导致堵塞的情况发生，也不影响限位浇筑管7的调节，增加浇筑施工的可靠性。

最后，当基坑内混凝土被浇筑完成后，控制箱4内的控制系统通过控制主滑块2使得机座板3快速返回施工原位，且通过控制机座板3使其返回与一侧主滑块2接触位置。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种大体积混凝土浇筑施工工艺，其特征在于，采用大体积混凝土浇筑施工设备，包括安装在基坑两侧相互平行的两个主轨道（1），每个所述主轨道（1）上均滑动安装有主滑块（2），两个所述主滑块（2）之间共同对称安装有两个次轨道（21），两个所述次轨道（21）上共同滑动安装有机座板（3），所述机座板（3）的上表面固定安装有控制箱（4），所述机座板（3）的上表面对称安装有多个支撑架（32），多个所述支撑架（32）的上端共同安装有料斗（5），所述料斗（5）的侧底壁上插设有排料管（52），所述排料管（52）的下端滑动套设有限位浇筑管（7），所述限位浇筑管（7）的下端延伸至机座板（3）的下方并套设安装有震盘（72），所述震盘（72）的下底壁环形等距安装有多个密封波纹管（8），每个所述密封波纹管（8）的下端均安装有振捣器（81），所述机座板（3）上开设有限位滑孔（31），所述限位浇筑管（7）滑动插设在限位滑孔（31）内，所述限位浇筑管（7）的外侧壁上对称等距开设有多个弧形调节槽（71），每个所述弧形调节槽（71）的外径均小于限位浇筑管（7）的外径，所述机座板（3）上安装有调节电机（9），所述调节电机（9）的机轴上安装有调节螺纹盘（91），所述调节螺纹盘（91）与多个弧形调节槽（71）配合；

包括以下步骤：A、行程自动规划；根据浇筑基坑的区域大小，向控制箱（4）内的控制系统输入浇筑数据，控制箱（4）内的控制系统自动规划行程路径，通过控制主滑块（2）在主轨道（1）上滑动以及机座板（3）在次轨道（21）上滑动进行位置区域调节；

B、防凝固储料进料；通过长臂混凝土泵车或可拖动混凝土软管向料斗（5）内加入预搅拌的混凝土，控制箱（4）内的控制系统通过控制输送电机（41）转动，使其通过等速万向节（62）将输送轴（6）转动，则使得螺旋输送叶（61）转动，使得料斗（5）内的混凝土无法凝固；

C、大面积分层浇筑；控制箱（4）内的控制系统控制主滑块（2）和机座板（3）在主轨道（1）和次轨道（21）上按S形往复路径滑动，则限位浇筑管（7）随机座板（3）按S形往复路径滑动，使其在较大面积浇筑时，能够分层逐步浇筑；

D、大面积分层振捣；主滑块（2）和机座板（3）在主轨道（1）和次轨道（21）上按S形往复路径滑动时，由于限位浇筑管（7）随机座板（3）按S形往复路径滑动，则震盘（72）和多个振捣器（81）随限位浇筑管（7）按S形往复路径滑动，使其在较大面积浇筑时，能够分层逐步振捣；

E、浇筑完成自动返回；当基坑内混凝土被浇筑完成后，控制箱（4）内的控制系统通过控制主滑块（2）使得机座板（3）快速返回施工原位，且通过控制机座板（3）使其返回与一侧主滑块（2）接触位置。

2.根据权利要求1所述的一种大体积混凝土浇筑施工工艺，其特征在于，在步骤B中，混凝土在重力作用下沿着料斗（5）倾斜的底壁朝倾斜的侧壁流动，则部分混凝土进入弧形输送槽（51）内，则螺旋输送叶（61）转动将进入弧形输送槽（51）内沿倾斜侧壁向上输送，其中一部分混凝土通过排料管（52）下落浇筑，剩余的部分被输送到更高位置，则料斗（5）内的混凝土填补底部空缺，使得混凝土在料斗（5）内流动循环，即能够使混凝土不会因停止而凝固。

3.根据权利要求1所述的一种大体积混凝土浇筑施工工艺，其特征在于，在步骤C中，当混凝土被螺旋输送叶（61）从料斗（5）输送至排料管（52）后，混凝土从排料管（52）沿限位浇筑管（7）排出浇筑，当按照步骤A中的路径浇筑完一层后，控制箱（4）内的控制系统控制调节电机（9）转动，使得调节螺纹盘（91）转动，而调节螺纹盘（91）与限位浇筑管（7）上的弧形调节槽（71）配合，则调节螺纹盘（91）上的外螺纹通过旋转不断将与其接触的弧形调节槽（71）向上提升，则使得限位浇筑管（7）向上移动，使其能够根据浇筑厚度自动快速调节浇筑高度，即快速分层浇筑。

4.根据权利要求1所述的一种大体积混凝土浇筑施工工艺，其特征在于，在步骤D中，多个振捣器（81）通过震盘（72）随限位浇筑管（7）同步移动，限位浇筑管（7）将混凝土排出至基坑内，则多个振捣器（81）通过震动将混凝土快速铺设均匀不留空隙，且密封波纹管（8）和缓震弹簧（82）能够降低震动对限位浇筑管（7）的影响，使其在浇筑时快速将混凝土分层均匀铺设。

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