CN114311268A - 一种自动化的节段梁浇筑工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及节段梁浇筑技术领域，且公开了一种自动化的节段梁浇筑工艺，包括以下步骤：第一步：首先准备好六个主要预制施工工位，分别为:一、匹配梁就位、测量合模工位，二、钢筋骨架入模工位，三、埋件定位安装工位，四、复测微调、混凝土施工工位，五、蒸汽养护工位，六、拆模起吊工位，该项工艺技术解决了传统预制方法安全风险高、生产效率低、质量难以提升等问题，实现了大型构件工厂化、标准化的制造模式，促进交通工程领域预制装配化技术的发展，提升预制施工机械化和智能化制造水平，开辟了全新的预制施工工法，将推动整个行业的进步。
Description
技术领域
本发明涉及节段梁浇筑技术领域，具体为一种自动化的节段梁浇筑工艺。
背景技术
国家大力提倡建筑装配化行业发展，预制装配化的显著特点就是工效高、成本低、可复制性强，近几年，房建领域建筑装配化实现了突飞猛进的发展，但在交通工程领域，装配化发展的步伐稍有落后，其根源在于交通工程项目的不可复制性和多变性。随着科学创新技术的不断发展，攻克桥梁等大型构件装配化施工的课题蔚然成风，短线匹配法预制节段梁工艺是实现大型桥梁项目装配化施工的主要代表课题，目前已在桥梁项目中广泛应用。短线匹配法预制节段梁工艺，历经多年的发展，经过几次较大的工艺改进，工艺虽已成熟，但由于传统工艺的局限性，依然未从根本上解决以下问题：
(1)安全风险及隐患大：作业点多，工序交叉作业频繁，特种设备多。另外在调整异形模板与浇筑砼时作业工人视线受阻、拆装异形模板歪拉斜吊等；
(2)成本居高不下：模板、台座投入多，通用性低；用工多、技能要求高，带来的劳务费高；堆存占地大、倒运成本高；
(3)构件质量难以进一步提升：质量易受人工等因素影响。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种自动化的节段梁浇筑工艺，该项工艺技术解决了传统预制方法安全风险高、生产效率低、质量难以提升等问题，实现了大型构件工厂化、标准化的制造模式，促进交通工程领域预制装配化技术的发展，提升预制施工机械化和智能化制造水平，开辟了全新的预制施工工法，将推动整个行业的进步。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种自动化的节段梁浇筑工艺，包括以下步骤：
第一步：首先准备好六个主要预制施工工位，分别为:
S1、匹配梁就位、测量合模工位
S2、钢筋骨架入模工位
S3、埋件定位安装工位
S4、复测微调、混凝土施工工位
S5、蒸汽养护工位
S6、拆模起吊工位；
其中，S4的混凝土施工工位包括有以下步骤：
布料步骤：中转斗移动至设定位置，将混凝土卸料至自动布料机内，自动布料机内设称重传感器和传动安装在自动布料机内的六叶星轮，用以利用调节星轮转速控制岀料量并通过处理称重反馈值自动调整岀料,布料机移至底板布料位置卸料；
振捣步骤：布料时同步开启附着式平板振捣器，混凝土振捣密实，气泡充分排出，底板浇筑完成，布料机移至腹板布料位置卸料，腹板布料采用对称分层方式，分层厚度≤30厘米，布料机往返两侧腹板布料，振捣方式采用插入式振捣结合附着式平板振捣器，腹板完成后，布料机移动到顶板布料位置，沿梁宽方向分条带布料，采用阵列分布的排式振捣机振捣，振捣棒对应钢筋网眼；
整平步骤：采用自动化整平机对混凝土进行复振和整平，在整平机行进过程中，将多出的混凝土赶平，并将多出的混凝土补充到插入式振捣后留下的振捣液化环中。
进一步的，所述布料步骤包括以下步骤：
行走称量布料机定位步骤：节段梁混凝土浇筑施工一般分为若干部位(A1、A2，B1、B2,C1、C2...)布料、一次振捣整平完成；
布料机定位步骤：支撑门架手动操作纵向前进，布料机到达底板布料位置时停止，记录区域一开始坐标Z1，继续定位腹板一、腹板二、顶板位置，依次记录坐标Z2、Z3、Z4将坐标值输入控制系统内；
自动切换布料步骤：选择区域一，行走支撑架及称量行走布料机均移至相应位置；布料机接料完毕后各行走机构启动，布料机开始布料，完成区域一布料后行走支撑架带动布料机行进到区域二，重复布料流程，直至整个梁段布料完成。
进一步的，所述振捣步骤包括以下步骤：
行走升降排振机原点定位与参数定义步骤：布料前，行走支撑架带动行走升降排振机移至顶板区域。定义原点位置Y1、设定下插时间T1、下插速度V1、拔出时间T2、拔出速度V2、标准行走步距T0等参数，排振机按设定参数试运行模拟整个振捣工序。过程中，若振动棒与钢筋间隙等冲突则应修改振捣程序参数或修正原点位置Y1为Y1’，不能顺利振捣的部分点位在标记后可跳过并采取人工辅助振捣。
自动振捣步骤：顶板布料完毕，启动行走升降排振机，自动模式下排振机从振捣原点Y1依次振捣，每步行进距离为TO，重复振捣流程，直至整个顶板完成振捣。
进一步的，所述整平步骤包括以下步骤：
行走升降平面振捣机参数定义与调试步骤：振动整平梁高度H在一定范围竖向可调，在最低位时，整平梁底面与节段梁顶面表面重合，结合混凝土上表厚度设计规范要求选定下降深度H。
排振机重复振捣步骤：启动行走升降平面振捣机，振动器启动激振，整平梁自动缓慢下降至设定高度与混凝土表面贴合，复振和整平完毕，整平梁自动起升逐渐脱离混凝土面到达原定高度，完成一次整平流程。重复整平流程，直至整个后浇带整平完成。
进一步的，所述第一步之后还包括有以下步骤：
第二步：匹配梁就位后，底模小车顶升行进将现浇梁移至匹配位置作为下一节段匹配梁，底模采用车间内桁车悬吊落至现浇梁位置；
第三步：测量合模，匹配梁就位后，智能测量系统通过无线连接观测塔全站仪，采用软件操作平台，自动实现匹配及线形数据采集，底模小车微调匹配梁，完成合拢侧模；
第四步：钢筋骨架入模，进行钢筋骨架绑扎，钢筋骨架绑扎完成，桁车悬吊入模并定位，预应力管道内填充气囊，内模架连接内模移动靠拢，内模固定后与内模架分离，内模架返回原点位置；
第五步：埋件定位安装，钢筋骨架入模完成，流转平台横移，摆渡至埋件安装工位，完成预埋件的定位、安装与加固；
随后纵线移至混凝土浇筑工位；
第六步：复测微调，混凝土浇筑前，智能测量系统自动采集线形数据并反馈计算误差，底模液压系统微调，完成，开始混凝土浇筑；
第七步：混凝土施工，混凝土由搅拌机搅拌，搅拌完成后卸料至中转斗，中转斗由摆渡平车摆渡至提升点，摆渡平车精确智联搅拌与提升系统，实现智能往返，提升点配置自动提升与行走机构，中转斗可实现垂直与水平方向的匀速、稳定运动，中转斗移动至程序设定位置，卸料至自动布料机内，布料机移至底板布料位置，通过激光定位笔准确定位，卸料，利用调节星轮转速控制出料量并通过处理称重反馈值自动调整出料落差实现精准布料，同步开启附着式平板振捣器，让混凝土振捣密实、气泡充分排出，腹板布料采用对称分层方式，布料机往返两侧腹板布料；
第八步：蒸汽养护，浇筑完成，流转至横移区，分离式液压横移车就位，液压系统同步动作，平台顶升，横向摆渡到预定位置，流转平台与地支轮再次结合，纵线移动到蒸养窑；
蒸养窑设置温湿度调节系统，可智能控制窑内温湿度梯度调节，梁段在蒸养窑内，按设定程序在高温、高湿的环境下养护，达到设计拆模强度，纵线移出蒸养窑，经横移区摆渡至拆模起吊工位；
第九步：拆模起吊，首先将预留管道内的气囊放气抽出，内模架移动靠拢内模，匹配连接后松动并拉出，内模脱离后，底模台车将匹配梁与现浇梁分离，使用门式起重机悬吊匹配梁至室外；
所述吊具采用车间内25t桁车悬挂专用吊具。
进一步的，所述钢筋骨架制作中胎架分离并固定在流转平台,通过横移、纵移系统实现工位间循环流转，分为：底腹板工位、顶板工位，底腹板绑扎顺序：(底板下层钢筋-下层水平钢筋-腹板钢筋-底板上层钢筋-上层水平钢筋-倒角钢筋)，平台顶升、横移，纵线移至顶板工位，顶板桥架整体提升高于腹板钢筋，流转平台摆渡进入，开始顶板绑扎及横、纵向预应力管道安装与定位。
进一步的，所述埋件定位安装在预应力管道内填充气囊，橡胶堵头与固定端模螺栓连接完成各类预埋件的定位、安装与加固。
进一步的，所述振捣采用插入式振捣结合附着式平板振捣器，底、腹板部位采用人工+附着式振捣，顶板沿梁宽方向分条带布料，采用阵列分布的排式振捣机振捣，振捣棒对应钢筋网眼，由程序控制振捣动作和参数，振捣完成，采用自动化整平机对混凝土进行复振和整平，在整平机行进过程中，将多出的混凝土赶平，并将多出的混凝土补充到插入式振捣后留下的振捣液化环中。
进一步的，浇筑完成后，流转平台通过摩擦驱动轮纵线流转至横移区，分离式液压横移车就位，液压系统同步动作将流转平台缓慢顶升10cm，流转平台与地支轮轮缘分离后，随横移车实现横向摆渡，摆渡到预定位置后，分离式液压横移车液压系统同步动作将流转平台与地支轮再次结合。
进一步的，整条流水线共设置四座蒸养窑，配备四台蒸汽发生器提供高温蒸汽，结构尺寸为21m×10.9m×8m，窑内配置温湿度调节系统，可智能控制窑内温湿度梯度调节，梁段在蒸养窑内，按设定程序经升温-恒温-降温过程，经混凝土蒸汽养护强度试验验证，程序梯度设置为静停升温2h+恒温4h+降温2h，混凝土在高温、高湿的环境下养护。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种自动化的节段梁浇筑工艺，具备以下有益效果：
1、该自动化的节段梁浇筑工艺，节段梁预制全过程在封闭车间内完成，工艺原理为将短线匹配节段梁预制各工序分解，在特定的工位采用智能化设备及标准化工艺完成施工，预制工序按照设定的节拍时间流水作业；匹配及线形数据通过智能测量系统自动采集，计算机程序自动分析转换，迅速将采集的数据与桥位的坐标数据自动生成，保证现场安装线形可控。
2、该自动化的节段梁浇筑工艺，流水线各施工工位通过工装改进与合理优化安排，在不考虑特殊梁段施工的前提下，每个工位的作业节拍时间基本相同，有效避免了工人等待时间，提高生产效率。
3、该自动化的节段梁浇筑工艺，浇筑工位固定，浇筑工人的作业内容和作业点全部在浇筑工位完成，操作技能越来越熟练，施工质量不断提升。并且采用程序控制自动化设备施工，减少了随机因素对构件质量的影响，提高了质量稳定性。
4、该自动化的节段梁浇筑工艺，采用自动化设备替代传统人工作业，作业点固定，便于安全风险的管控。传统工艺从砼生产至浇筑完成需作业人员约17人，包含特种设备操作人员2名，输送车驾驶员3名；自动化浇筑系统完成作业共需作业人员约6名，无需配备特种设备操作人员和输送车驾驶员，大大降低了安全风险。
5、该自动化的节段梁浇筑工艺，智能化水平:本项目采用新设备、新工艺、新技术，探索实现“机械化换人、智能化减人”的发展目标。
6、该自动化的节段梁浇筑工艺，本项工艺采用自动化设备替代传统施工机械，如采用砼运输机替代了混凝土运输车，大大减少柴油消耗，减少CO2排放；采用布料机替代了传统门机吊挂料斗布料，布料机精确布料，有利于减少砼损耗，降低了施工成本。
7、该自动化的节段梁浇筑工艺，解决了传统预制方法安全风险高、生产效率低、质量难以提升等问题，实现了大型构件工厂化、标准化的制造模式，促进交通工程领域预制装配化技术的发展，提升预制施工机械化和智能化制造水平，开辟了全新的预制施工工法，将推动整个行业的进步。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种自动化的节段梁浇筑工艺，包括以下步骤：
第一步：首先在车间内准备好六个主要预制施工工位，分别为
一、匹配梁就位、测量合模工位
二、钢筋骨架入模工位
三、埋件定位安装工位
四、复测微调、混凝土施工工位
五、蒸汽养护工位
六、拆模起吊工位；
其中，S4的混凝土施工工位包括有以下步骤：
布料步骤：中转斗移动至设定位置，将混凝土卸料至自动布料机内，自动布料机内设称重传感器和传动安装在自动布料机内的六叶星轮，用以利用调节星轮转速控制岀料量并通过处理称重反馈值自动调整岀料,布料机移至混凝土施工工位的底板布料位置卸料，通过激光笔准确定位。
称量行走布料机由布料斗、六叶星轮、料门、行走机构、刮板机构、清洗机构等组成：
布料斗：承载高性能混凝土，容量一般不低于2.5m3。
六叶星轮：匀速转动控制出料流量Qa，保证混凝土均匀洒落。
行走机构：支撑设备主体，由伺服电机驱动在钢轨上线性移动。
刮板机构：辅助振捣功能保证其布料均匀且平整、高度、长度符合要求。
清洗机构：内置储水箱，设置自动喷头清洗布料斗内部空间死角。
振捣步骤：布料时同步开启附着式平板振捣器，混凝土振捣密实，气泡充分排出，底板浇筑完成，布料机移至腹板布料位置卸料，腹板布料采用对称分层方式，分层厚度≤30厘米，布料机往返两侧腹板布料，振捣方式采用插入式振捣结合附着式平板振捣器，腹板完成后，布料机移动到混凝土施工工位的顶板布料位置，沿梁宽方向分条带布料，采用阵列分布的排式振捣机振捣，振捣棒对应钢筋网眼；
整平步骤：采用自动化整平机对混凝土进行复振和整平，在整平机行进过程中，将多出的混凝土赶平，并将多出的混凝土补充到插入式振捣后留下的振捣液化环中。
所述布料步骤包括以下步骤：
行走称量布料机定位步骤：节段梁混凝土浇筑施工一般分为若干部位(A1、A2，B1、B2,C1、C2...)布料、一次振捣整平完成；
布料机定位步骤：支撑门架手动操作纵向前进，布料机到达底板布料位置时停止，记录区域一开始坐标Z1，继续定位腹板一、腹板二、顶板位置，依次记录坐标Z2、Z3、Z4将坐标值输入控制系统内；
自动切换布料步骤：选择区域一，行走支撑架及称量行走布料机均移至相应位置；布料机接料完毕后各行走机构启动，布料机开始布料，完成区域一布料后行走支撑架带动布料机行进到区域二，重复布料流程，直至整个梁段布料完成。
进一步的，所述振捣步骤包括以下步骤：
行走升降排振机原点定位与参数定义步骤：布料前，行走支撑架带动行走升降排振机移至顶板区域。定义原点位置Y1、设定下插时间T1、下插速度V1、拔出时间T2、拔出速度V2、标准行走步距T0等参数，排振机按设定参数试运行模拟整个振捣工序。过程中，若振动棒与钢筋间隙等冲突则应修改振捣程序参数或修正原点位置Y1为Y1’，不能顺利振捣的部分点位在标记后可跳过并采取人工辅助振捣。
自动振捣步骤：顶板布料完毕，启动行走升降排振机，自动模式下排振机从振捣原点Y1依次振捣，每步行进距离为TO，重复振捣流程，直至整个顶板完成振捣。
进一步的，所述整平步骤包括以下步骤：
行走升降平面振捣机参数定义与调试步骤：振动整平梁高度H在一定范围竖向可调，在最低位时，整平梁底面与节段梁顶面表面重合，结合混凝土上表厚度设计规范要求选定下降深度H。
排振机重复振捣步骤：启动行走升降平面振捣机，振动器启动激振，整平梁自动缓慢下降至设定高度与混凝土表面贴合，复振和整平完毕，整平梁自动起升逐渐脱离混凝土面到达原定高度，完成一次整平流程。重复整平流程，直至整个后浇带整平完成。
车间结构为(32+13)m跨双联车间，车间单独设置浇筑工位，浇筑工位位于13m跨车间内,砼搅拌设备处于车间端部，卸料口中心线与砼运输机匹配重合并采用环保封装；砼浇筑设备布置于跨越整个节段梁作业面的门架上，依次布置布料机、振捣机、整平机，布置顺序与作业工序转换相匹配。
第二步：匹配梁就位后，底模小车顶升行进将现浇梁移至匹配位置作为下一节段匹配梁，底模采用车间内桁车悬吊落至现浇梁位置；
第三步：测量合模，匹配梁就位后，智能测量系统通过无线连接观测塔全站仪，采用软件操作平台，自动实现匹配及线形数据采集，底模小车微调匹配梁，完成合拢侧模；
第四步：钢筋骨架入模，进行钢筋骨架绑扎，钢筋骨架绑扎完成，桁车悬吊入模并定位，预应力管道内填充气囊，内模架连接内模移动靠拢，内模固定后与内模架分离，内模架返回原点位置；
吊具采用车间内25t桁车悬挂专用吊具。
钢筋骨架制作是流水线控制性环节，同样设计采用流水作业方式，胎架分离并固定在流转平台,通过横移、纵移系统实现工位间循环流转，分为：底腹板工位、顶板工位，底腹板绑扎顺序：(底板下层钢筋-下层水平钢筋-腹板钢筋-底板上层钢筋-上层水平钢筋-倒角钢筋)，平台顶升、横移，纵线移至顶板工位，顶板桥架整体提升高于腹板钢筋，流转平台摆渡进入，开始顶板绑扎及横、纵向预应力管道安装与定位。
第五步：埋件定位安装，钢筋骨架入模完成，流转平台横移，摆渡至埋件安装工位，完成预埋件的定位、安装与加固；随后纵线移至混凝土浇筑工位；
在预应力管道内填充气囊，橡胶堵头与固定端模螺栓连接完成各类预埋件的定位、安装与加固。
第六步：复测微调，混凝土浇筑前，智能测量系统自动采集线形数据并反馈计算误差，底模液压系统微调，完成，开始混凝土浇筑；
第七步：混凝土施工，混凝土由搅拌机搅拌，搅拌完成后卸料至中转斗，中转斗由摆渡平车摆渡至提升点，摆渡平车精确智联搅拌与提升系统，实现智能往返，提升点配置自动提升与行走机构，中转斗可实现垂直与水平方向的匀速、稳定运动，中转斗移动至程序设定位置，卸料至自动布料机内，布料机移至底板布料位置，通过激光定位笔准确定位，卸料，利用调节星轮转速控制出料量并通过处理称重反馈值自动调整出料落差实现精准布料，同步开启附着式平板振捣器，让混凝土振捣密实、气泡充分排出，腹板布料采用对称分层方式，布料机往返两侧腹板布料，振捣采用插入式振捣结合附着式平板振捣器，底、腹板部位采用人工+附着式振捣，顶板沿梁宽方向分条带布料，采用阵列分布的排式振捣机振捣，振捣棒对应钢筋网眼，由程序控制振捣动作和参数，振捣完成，采用自动化整平机对混凝土进行复振和整平，在整平机行进过程中，将多出的混凝土赶平，并将多出的混凝土补充到插入式振捣后留下的振捣液化环中。
自动布料机可将定量的混凝土根据生产需要均匀的浇洒在节段梁模具内，设备自动化程度高，布料斗内设置变频调速六叶星轮，使出料速度(Va)与布料行进速度(Vb)相匹配，通过控制出料流量Qa并通过处理称重反馈值自动调整出料落差实现精确均匀布料。行走机构采用伺服电机驱动齿轮齿条，走位精准(毫米级定位)。布料机两侧设置不小于布料宽度的振动刮板，确保每次布料均匀且平整，布料高度、长度符合规定要求。布料斗内壁内衬特氟龙衬板，方便清洗。
布料设备工作说明：
S1，行走称量布料机定位。节段梁混凝土浇筑施工一般分为若干部位(A1、A2，B1、B2,C1、C2...)布料、一次振捣整平完成。布料机定位(行走门架定位)：支撑门架手动操作纵向前进，布料机到达底板布料位置时停止，记录区域一开始坐标Z1，继续定位腹板一、腹板二、顶板位置，依次记录坐标Z2、Z3、Z4将坐标值输入控制系统内。
S2，切换自动模式，选择区域一，行走支撑架及称量行走布料机均移至相应位置；布料机接料完毕后各行走机构启动，布料机开始布料，完成区域一布料后行走支撑架带动布料机行进到区域二，重复布料流程，直至整个梁段布料完成。
平板振捣整平机主要功能是对已振捣后的节段梁混凝土顶面进行复振和整平。本设备设计采用整体式平板振动梁，整平梁具有全断面振动能力，整平梁的宽度与布料宽度相匹配。整体式平板整平梁可升降调节高度。整平机底面不得粘连混凝土，否则会破坏已整平的上表面。
行走升降振捣机能有效排除混凝土中气泡，使混凝土振捣密实，消除混凝土质量缺陷，保证节段梁外观质量。本设备将振捣棒集成振捣系统，并定义相应控制单元
行走升降平面振捣机由振动整平梁、升降装置、行走机构等组成；振动整平梁，对高性能混凝土进行复振和整平，升降装置：通过丝杆传动，调节整平梁的上下位置，行走机构：支撑设备主体，由伺服电机驱动在钢轨上做可调线性运动。
振捣设备工作说明：
第一步，行走升降振捣机原点定位与参数定义。布料前，行走支撑架带动行走升降排振机移至后顶板区域。定义原点位置Y1、设定下插时间T1、下插速度V1、拔出时间T2、拔出速度V2、标准行走步距T0等参数，排振机按设定参数试运行模拟整个振捣工序。过程中，若振动棒与钢筋间隙等冲突则应修改振捣程序参数或修正原点位置Y1为Y1’，不能顺利振捣的部分点位在标记后可跳过并采取人工辅助振捣。
第二步，顶板布料完毕，启动行走升降排振机，自动模式下排振机从振捣原点Y1依次振捣，每步行进距离为TO，重复振捣流程，直至整个顶板完成振捣。
整平设备：
行走升降平面振捣机对节段梁混凝土顶板进行复振和整平。本设备设计采用整体式平板振动梁，整平梁具有全断面振动能力，整平梁的宽度与布料宽度相匹配。整体式平板整平梁可升降调节高度H。整平机底面不得粘连混凝土，否则会破坏已整平的后浇带上表；
行走升降平面振捣机由振动整平梁、升降装置、行走机构等组成：
a.振动整平梁：对高性能混凝土进行复振和整平。
b.升降装置：通过丝杆传动，调节整平梁的上下位置。
c.行走机构：支撑设备主体，由伺服电机驱动在钢轨上做可调线性运动。
整平设备的工作说明：
S1，行走升降平面振捣机参数定义与调试。振动整平梁高度H在一定范围竖向可调，在最低位时，整平梁底面与节段梁顶面表面重合，结合混凝土上表厚度设计规范要求选定下降深度H；
S2，排振机振捣结束，启动行走升降平面振捣机，振动器启动激振，整平梁自动缓慢下降至设定高度与混凝土表面贴合。复振和整平完毕，整平梁自动起升逐渐脱离混凝土面到达原定高度，完成一次整平流程。重复整平流程，直至整个后浇带整平完成。
第八步：蒸汽养护，浇筑完成，流转至横移区，分离式液压横移车就位，液压系统同步动作，平台顶升，横向摆渡到预定位置，流转平台与地支轮再次结合，纵线移动到蒸养窑。蒸养窑设置温湿度调节系统，可智能控制窑内温湿度梯度调节，梁段在蒸养窑内，按设定程序在高温、高湿的环境下养护，达到设计拆模强度，纵线移出蒸养窑，经横移区摆渡至拆模起吊工位；
浇筑完成后，流转平台通过摩擦驱动轮纵线流转至横移区，分离式液压横移车就位，液压系统同步动作将流转平台缓慢顶升10cm，流转平台与地支轮轮缘分离后，随横移车实现横向摆渡，摆渡到预定位置后，分离式液压横移车液压系统同步动作将流转平台与地支轮再次结合，通过摩擦驱动轮继续纵线移动到蒸养窑。整条流水线共设置四座蒸养窑，配备四台蒸汽发生器提供高温蒸汽，结构尺寸为21m×10.9m×8m，窑内配置温湿度调节系统，可智能控制窑内温湿度梯度调节，梁段在蒸养窑内，按设定程序经升温-恒温-降温过程，经混凝土蒸汽养护强度试验验证，程序梯度设置为静停升温2h+恒温4h+降温2h，混凝土在高温、高湿的环境下养护，达到设计拆模强度后，移出蒸养窑；
第九步：拆模起吊，首先将预留管道内的气囊放气抽出，内模架移动靠拢内模，匹配连接后松动并拉出，内模脱离后，底模台车将匹配梁与现浇梁分离，使用门式起重机悬吊匹配梁至室外；
现浇梁转变为下一节段匹配梁，继续预制下一节段，依此循环流转，流水作业方式，施工过程高效集约，相比传统工艺，产能提升两倍以上。
流转平台由横移、纵移系统由地支轮、摩擦驱动轮、横移车三大部分组成，根据受力分析可以得到地支轮平均荷载小于150kN，单点最不利工况下承载力应大于511.9kN，综合考虑本项目选用单个承载600kN的地支轮，由此分析，流转系统技术可行。
以下为传统工艺人员配置表：
以下为本工艺人员配置表：
采用自动化设备替代传统人工作业，作业点固定，便于安全风险的管控。传统工艺从砼生产至浇筑完成需作业人员约17人，包含特种设备操作人员2名，输送车驾驶员3名；自动化浇筑系统完成作业共需作业人员约6名，无需配备特种设备操作人员和输送车驾驶员，大大降低了安全风险。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种自动化的节段梁浇筑工艺，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：首先准备好六个主要预制施工工位，分别为:
S1、匹配梁就位、测量合模工位；
S2、钢筋骨架入模工位；
S3、埋件定位安装工位；
S4、复测微调、混凝土施工工位；
S5、蒸汽养护工位；
S6、拆模起吊工位；
其中，S4的混凝土施工工位包括有以下步骤：
布料步骤：中转斗移动至设定位置，将混凝土卸料至自动布料机内，自动布料机内设称重传感器和传动安装在自动布料机内的六叶星轮，用以利用调节星轮转速控制岀料量并通过处理称重反馈值自动调整岀料,布料机移至底板布料位置卸料；
振捣步骤：布料时同步开启附着式平板振捣器，混凝土振捣密实，气泡充分排出，底板浇筑完成，布料机移至腹板布料位置卸料，腹板布料采用对称分层方式，分层厚度≤30厘米，布料机往返两侧腹板布料，振捣方式采用插入式振捣结合附着式平板振捣器，腹板完成后，布料机移动到顶板布料位置，沿梁宽方向分条带布料，采用阵列分布的排式振捣机振捣，振捣棒对应钢筋网眼；
整平步骤：采用自动化整平机对混凝土进行复振和整平，在整平机行进过程中，将多出的混凝土赶平，并将多出的混凝土补充到插入式振捣后留下的振捣液化环中。
2.根据权利要求1所述的一种自动化的节段梁浇筑工艺，其特征在于：所述布料步骤包括以下步骤：
行走称量布料机定位步骤：节段梁混凝土浇筑施工一般分为若干部位(A1、A2，B1、B2,C1、C2...)布料、一次振捣整平完成；
布料机定位步骤：支撑门架手动操作纵向前进，布料机到达底板布料位置时停止，记录区域一开始坐标Z1，继续定位腹板一、腹板二、顶板位置，依次记录坐标Z2、Z3、Z4将坐标值输入控制系统内；
自动切换布料步骤：选择区域一，行走支撑架及称量行走布料机均移至相应位置；布料机接料完毕后各行走机构启动，布料机开始布料，完成区域一布料后行走支撑架带动布料机行进到区域二，重复布料流程，直至整个梁段布料完成。
3.根据权利要求1所述的一种自动化的节段梁浇筑工艺，其特征在于：所述振捣步骤包括以下步骤：
行走升降排振机原点定位与参数定义步骤：布料前，行走支撑架带动行走升降排振机移至顶板区域。定义原点位置Y1、设定下插时间T1、下插速度V1、拔出时间T2、拔出速度V2、标准行走步距T0等参数，排振机按设定参数试运行模拟整个振捣工序，过程中，若振动棒与钢筋间隙等冲突则应修改振捣程序参数或修正原点位置Y1为Y1’，不能顺利振捣的部分点位在标记后可跳过并采取人工辅助振捣；
自动振捣步骤：顶板布料完毕，启动行走升降排振机，自动模式下排振机从振捣原点Y1依次振捣，每步行进距离为TO，重复振捣流程，直至整个顶板完成振捣。
4.根据权利要求1所述的一种自动化的节段梁浇筑工艺，其特征在于：所述整平步骤包括以下步骤：
行走升降平面振捣机参数定义与调试步骤：振动整平梁高度H在一定范围竖向可调，在最低位时，整平梁底面与节段梁顶面表面重合，结合混凝土上表厚度设计规范要求选定下降深度H；
排振机重复振捣步骤：启动行走升降平面振捣机，振动器启动激振，整平梁自动缓慢下降至设定高度与混凝土表面贴合，复振和整平完毕，整平梁自动起升逐渐脱离混凝土面到达原定高度，完成一次整平流程。重复整平流程，直至整个后浇带整平完成。
5.根据权利要求1所述的一种自动化的节段梁浇筑工艺，其特征在于：所述第一步之后还包括有以下步骤：
第二步：匹配梁就位后，底模小车顶升行进将现浇梁移至匹配位置作为下一节段匹配梁，底模采用车间内桁车悬吊落至现浇梁位置；
第三步：测量合模，匹配梁就位后，智能测量系统通过无线连接观测塔全站仪，采用软件操作平台，自动实现匹配及线形数据采集，底模小车微调匹配梁，完成合拢侧模；
第四步：钢筋骨架入模，进行钢筋骨架绑扎，钢筋骨架绑扎完成，桁车悬吊入模并定位，预应力管道内填充气囊，内模架连接内模移动靠拢，内模固定后与内模架分离，内模架返回原点位置；
第五步：埋件定位安装，钢筋骨架入模完成，流转平台横移，摆渡至埋件安装工位，完成预埋件的定位、安装与加固；
随后纵线移至混凝土浇筑工位；
第六步：复测微调，混凝土浇筑前，智能测量系统自动采集线形数据并反馈计算误差，底模液压系统微调，完成，开始混凝土浇筑；
第七步：混凝土施工，混凝土由搅拌机搅拌，搅拌完成后卸料至中转斗，中转斗由摆渡平车摆渡至提升点，摆渡平车精确智联搅拌与提升系统，实现智能往返，提升点配置自动提升与行走机构，中转斗可实现垂直与水平方向的匀速、稳定运动，中转斗移动至程序设定位置，卸料至自动布料机内，布料机移至底板布料位置，通过激光定位笔准确定位，卸料，利用调节星轮转速控制出料量并通过处理称重反馈值自动调整出料落差实现精准布料，同步开启附着式平板振捣器，让混凝土振捣密实、气泡充分排出，腹板布料采用对称分层方式，布料机往返两侧腹板布料；
第八步：蒸汽养护，浇筑完成，流转至横移区，分离式液压横移车就位，液压系统同步动作，平台顶升，横向摆渡到预定位置，流转平台与地支轮再次结合，纵线移动到蒸养窑；
蒸养窑设置温湿度调节系统，可智能控制窑内温湿度梯度调节，梁段在蒸养窑内，按设定程序在高温、高湿的环境下养护，达到设计拆模强度，纵线移出蒸养窑，经横移区摆渡至拆模起吊工位；
第九步：拆模起吊，首先将预留管道内的气囊放气抽出，内模架移动靠拢内模，匹配连接后松动并拉出，内模脱离后，底模台车将匹配梁与现浇梁分离，使用门式起重机悬吊匹配梁至室外；
所述吊具采用车间内25t桁车悬挂专用吊具。
6.根据权利要求1所述的一种自动化的节段梁浇筑工艺，其特征在于：所述钢筋骨架制作中胎架分离并固定在流转平台,通过横移、纵移系统实现工位间循环流转，分为：底腹板工位、顶板工位，底腹板绑扎顺序：(底板下层钢筋-下层水平钢筋-腹板钢筋-底板上层钢筋-上层水平钢筋-倒角钢筋)，平台顶升、横移，纵线移至顶板工位，顶板桥架整体提升高于腹板钢筋，流转平台摆渡进入，开始顶板绑扎及横、纵向预应力管道安装与定位。
7.根据权利要求1所述的一种自动化的节段梁浇筑工艺，其特征在于：所述埋件定位安装在预应力管道内填充气囊，橡胶堵头与固定端模螺栓连接完成各类预埋件的定位、安装与加固。
8.根据权利要求1所述的一种自动化的节段梁浇筑工艺，其特征在于：所述振捣采用插入式振捣结合附着式平板振捣器，底、腹板部位采用人工+附着式振捣，顶板沿梁宽方向分条带布料，采用阵列分布的排式振捣机振捣，振捣棒对应钢筋网眼，由程序控制振捣动作和参数，振捣完成，采用自动化整平机对混凝土进行复振和整平，在整平机行进过程中，将多出的混凝土赶平，并将多出的混凝土补充到插入式振捣后留下的振捣液化环中。
9.根据权利要求1所述的一种自动化的节段梁浇筑工艺，其特征在于：浇筑完成后，流转平台通过摩擦驱动轮纵线流转至横移区，分离式液压横移车就位，液压系统同步动作将流转平台缓慢顶升10cm，流转平台与地支轮轮缘分离后，随横移车实现横向摆渡，摆渡到预定位置后，分离式液压横移车液压系统同步动作将流转平台与地支轮再次结合。
10.根据权利要求1所述的一种自动化的节段梁浇筑工艺，其特征在于：整条流水线共设置四座蒸养窑，配备四台蒸汽发生器提供高温蒸汽，结构尺寸为21m×10.9m×8m，窑内配置温湿度调节系统，可智能控制窑内温湿度梯度调节，梁段在蒸养窑内，按设定程序经升温-恒温-降温过程，经混凝土蒸汽养护强度试验验证，程序梯度设置为静停升温2h+恒温4h+降温2h，混凝土在高温、高湿的环境下养护。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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