CN115319885B - 一种预制箱梁智能振捣装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种预制箱梁智能振捣装置，包括：第一轨道、行车、若干组顶部振捣组件和两组坡面振捣组件；通过顶部振捣组件振捣顶部及两侧翼缘混凝土，两组坡面振捣组件可以调整振捣棒的角度，使其使用箱梁的两侧坡面，在箱梁底部混凝土完成浇筑及振捣作业后，便可以无人自动化运行，大幅提升生产效率和施工质量稳定性。

Description

一种预制箱梁智能振捣装置

技术领域

本发明属于混凝土建筑施工领域，尤其涉及一种预制箱梁智能振捣装置。

背景技术

在桥梁工程中广泛使用内部为空心状、上部两侧有翼缘的箱梁，而混凝土箱梁分为预制箱梁和现浇箱梁，其中在独立场地(梁厂)预制的预制箱梁结合架桥机可在下部工程完成后进行架设，可加速工程进度、节约工期，被广泛应用于桥梁施工中。

而在梁厂内浇筑混凝土时，需要由多名施工人员手持软轴振捣棒对混凝土分层、分区域进行振捣，与混凝土构件共振，使构件中气泡迅速排出，使混凝土与钢筋框架紧密地联成一体，达到混凝土的密实性。但这种施工方法存在效率低、劳动强度大等问题，且施工质量由施工人员的素质决定，难免会出现部分区域漏振或振捣时间未达标，这样便会导致局部混凝土空心，影响构件质量。

箱梁在浇筑时大致可以分成三个部分，其中底面部分由于被顶部钢筋笼覆盖，需要施工人员进入箱梁的内部空间，使用振捣棒对混凝土进行捣实，而箱梁的两个坡面和顶部的两侧翼缘则可以采用机械设备进行捣实。

发明内容

本发明的目的是提供一种预制箱梁智能振捣装置,在箱梁的两侧坡面和顶部两侧翼缘浇筑混凝土时，对混凝土进行自动捣实。

为解决上述问题，本发明提供了一种预制箱梁智能振捣装置，包括：第一轨道、行车、若干组顶部振捣组件和两组坡面振捣组件；第一轨道布置于预制箱梁浇筑场地两侧；行车在第一轨道上行走，包括支撑结构和第一行走机构；支撑结构包括桁架和布置于桁架两侧的支腿；每条支腿的下端设置有第一行走机构；第一行走机构包括驱动装置和行走轮；驱动装置驱动行走轮使得行车沿第一轨道行驶；桁架上沿桁架方向设置有第二轨道；顶部振捣组件包括第二行走机构、双向卷扬机、振捣棒；第二行走机构沿第二轨道运动；双向卷扬机固定在第二行走机构上，振捣棒与双向卷扬机的钢丝绳连接；位于预制箱梁两侧坡面上方布置有坡面振捣组件；坡面振捣组件包括倾角机构、第二行走机构、双向卷扬机和振捣棒；倾角机构包括：第一安装管和第二安装管；第一安装管和第二安装管的第一端都具有一角度相同的切面；第一安装管的切面固定安装有第一旋转法兰；第二安装管的切面固定安装有第二旋转法兰；第二安装管通过蜗轮蜗杆减速电机驱动绕第一安装管相对转动；第一安装管的第二端可转动地与第二行走机构连接，并通过蜗轮蜗杆减速电机驱动相对于桁架转动；振捣棒套设在第二安装管内。

进一步地，上述预制箱梁智能振捣装置中坡面振捣组件还包括：伸缩机构；伸缩机构包括：尼龙套；其中尼龙套内设有至少3根支撑筋，振捣棒的振捣头被支撑筋支撑。

进一步地，上述预制箱梁智能振捣装置中伸缩机构还包括：电动推杆；电动推杆布置在支撑筋之间的空间；电动推杆的一端与尼龙套连接，另一端与振捣棒的振捣棒头连接。进一步地，上述预制箱梁智能振捣装置中伸缩机构还包括：具有一圆孔的硅胶轴套；硅胶轴套设置在第二安装管的末端；硅胶轴套的内径与振捣头的外径一致。

进一步地，上述预制箱梁智能振捣装置中尼龙套内部还布置有用于清洗尼龙套内部结构的水管；尼龙套的末端开设有用于排泄污水的清洗孔。

进一步地，上述预制箱梁智能振捣装置中尼龙套内部设置有内螺纹，振捣棒头与线缆连接端设置有与尼龙套螺纹配套的外螺纹；振捣棒头还连接一端不易被转动的粗软管；尼龙套被蜗轮蜗杆减速电机驱动旋转，进而驱动振捣棒伸缩。

进一步地，上述预制箱梁智能振捣装置中振捣棒头内部还可以设置有角度传感器；角度传感器用于检测振捣棒头相对于铅垂线的角度与预设角度是否存在偏差。

进一步地，上述预制箱梁智能振捣装置中预制箱梁浇筑场的两个对角还设置有第一摄像头；支腿的框架内也安装有第二摄像头；第一摄像头用于监控本装置相对于预制箱梁浇筑场所处位置；第二摄像头用于监控振捣棒是否插入钢筋笼内。

通过位于预制箱梁浇筑场两个对角的第一摄像头，可以判断本装置在预制箱梁浇筑场内的位置，于是可以移动至正在泵送混凝土处，再通过旋转第一安装管和第二安装管，使得第二安装管与坡面处的钢筋平行，于是便可以通过双向卷扬机对振捣棒进行收放，使得振捣棒可以方便地进入位于坡面的钢筋笼内进行捣实作业，而顶部及两侧翼缘的混凝土通过顶部振捣组件的振捣棒进行振捣，而第二摄像头可以让振捣棒更加容易插入钢筋笼内。

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

可以在底部的混凝土浇筑完成后，便可以实现无人化施工，按照施工要求对混凝土进行振捣，大幅减少人工，同时还可以确保每个区域的混凝土振捣时间，提升了施工的自动化程度。

附图说明

图1是根据本发明实施方式的结构示意图；

图2是根据本发明实施方式的使用场景示意图；

图3是根据本发明实施方式的左视图；

图4是根据本发明实施方式中坡面振捣组件的结构示意图；

图5是图4中A-A截面图；

图6是坡面振捣组件另一工作状态示意图。

附图标记：

1：行车

11：支撑结构

111：支腿

112：桁架

1121：第二轨道

12：第一行走机构

121：驱动装置

122：行走轮

2：第一轨道

3：顶部振捣组件

31：第二行走机构

32：双向卷扬机

33：振捣棒

331：振捣棒头

4：坡面振捣组件

41：倾角机构

411：第一安装管

412：第二安装管

413：第一旋转法兰

414：第二旋转法兰

421：尼龙套

4211：支撑筋

422：硅胶轴套

5：第一摄像头

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合附图，对本发明所示实施例进行说明。

参考图1和图2，本实施例包括包括：第一轨道2、行车1、若干组顶部振捣组件3和两组坡面振捣组件4；第一轨道2布置于预制箱梁浇筑场地两侧；行车1在第一轨道2上行走，包括支撑结构11和第一行走机构12；支撑结构11包括桁架112和布置于桁架112两侧的支腿111；每条支腿111的下端设置有第一行走机构12；参考图3，第一行走机构12包括驱动装置121和行走轮；驱动装置121驱动行走轮使得行车1沿第一轨道2行驶；桁架112上沿桁架112方向设置有第二轨道1121；顶部振捣组件3包括第二行走机构31、双向卷扬机32、振捣棒33；第二行走机构31沿第二轨道1121运动；双向卷扬机32固定在第二行走机构31上，振捣棒33与双向卷扬机32的钢丝绳连接；位于预制箱梁两侧坡面上方布置有坡面振捣组件4；参考图4，坡面振捣组件4包括倾角机构41和振捣棒33；倾角机构41包括：第一安装管411和第二安装管412；第一安装管411和第二安装管412的第一端都具有一角度相同的切面；第一安装管411的切面固定安装有第一旋转法兰413；第二安装管412的切面固定安装有第二旋转法兰414；第二安装管412通过蜗轮蜗杆减速电机驱动绕第一安装管411相对转动；第一安装管411的第二端可转动地与第二行走机构31连接，并通过蜗轮蜗杆减速电机驱动相对于桁架112转动；振捣棒33套设在第二安装管412内。为了便于定位，在预制箱梁浇筑场的两个对角还设置有第一摄像头5，在支腿111的内也安装有第二摄像头，这样通过第一摄像头5可以判断本装置在预制箱梁浇筑场内的位置，而第二摄像头有助于振捣棒33插入钢筋笼内，为了便于调整，顶部振捣组件和坡面振捣组件还包括第三轨道，第三轨道固定安装在第二行走机构31上，且方向与第一轨道平行，而双向卷扬机32可以移动地安装在第三轨道上，这样当振捣棒正好与发生弯曲的钢筋抵住时，其余位置的振捣棒均可以顺利插入钢筋笼内，此处的振捣棒可以通过双向卷扬机32在第三轨道34上做微调，从而使得振捣棒顺利插入钢筋笼内。

当需要对箱梁的两侧坡面进行振捣时，由于捆扎钢筋笼的钢筋也会倾斜角度，所以顶部振捣组件3的振捣棒33直接释放，会被钢筋抵住而无法深入，所以需要将振捣棒33倾斜至钢筋倾斜角度后才可以进行振捣。于是先通过蜗轮蜗杆减速电机驱动第一安装管411和第二安装管412，使得第一安装管411和第二安装管412相对转动，于是两者的轴线因为转动而形成夹角，图图6所示，同时再驱动第一安装管411相对桁架112转动，使得第一安装管411和第二安装管412与箱梁的横截面共面，此时第二安装管412倾斜的角度与箱梁的坡面内纵向布置的钢筋平行，于是双向卷扬机32将振捣棒33放下，插入钢筋笼中，便可以实现混凝土的振捣。并且坡面内钢筋布置时倾斜的角度不大于切面的倾斜角度，第一安装管411和第二安装管412便可以通过旋转使得第二安装管412与钢筋平行，可以适用不同型号的箱梁混凝土浇筑过程中的振捣作业，具有较强的适应性。两侧坡面浇筑完成后，顶部及两侧翼缘浇筑时，只需要顶部的振捣组件将振捣棒33放下，插入钢筋笼中，同时坡面振捣组件4通过旋转第一安装管411和第二安装管412，使得第二安装管412垂直与地平面，再将振捣棒33放下插入钢筋笼中，便可以自动完成振捣作业。当振捣棒33被钢筋笼抵住时，还可以通过第二行走机构31进行微调，使得振捣棒33插入钢筋笼内。

在实际作业过程中，混凝土较容易溅入第二安装管412和振捣棒33之间，并且在使用过程中由于撞击等原因会导致第二安装管412的外壁发生局部凹陷，导致坡面振捣组件4的振捣棒33在收放过程中被卡住。于是坡面振捣组件4还可以包括伸缩机构，伸缩机构包括尼龙套421和电动推杆，参考图5，其中尼龙套421内设置有至少3根支撑筋4211，使得振捣棒33的振捣头刚好被3根支撑筋4211支撑，这样在收放振捣棒33时，由支撑筋4211与振捣棒33摩擦，此时为线摩擦，可大幅降低摩擦阻力，于是振捣棒33便会在自重的作用下滑落。同时尼龙套421具有一定韧性，发生变形后不会与振捣棒33刚性接触而导致振捣棒33被卡住。同时电动推杆设置在支撑筋4211之间的空间内，电动推杆的一端与尼龙套421连接，另外一端与振捣棒33的振捣棒头331连接，于是通过电动推杆对振捣棒头331进行收放，而双向卷扬机32则负责收放振捣棒33的线缆。并且为了避免振捣棒33沾的混凝土进入尼龙套421内，在第二安装管412的末端还设置有硅胶轴套422，该硅胶轴套422的外径与第二安装管412的内径一致，内径与振捣棒头331的外径一致，这样当电动推杆收回振捣棒头331时，沾在振捣棒头331上的混凝土被硅胶轴套422刮干净，避免进入尼龙套421内部。为了保持尼龙套421内的清洁，在尼龙套421末端还开设有清洗孔，通过在支撑筋4211之间的空间内布置水管定时冲洗，冲洗的污水从清洗孔排出，便可以确保振捣棒33与尼龙套421的清洁，减少卡死现象的发生。

尼龙套421还可以在内部设置内螺纹，而在振捣棒头331与线缆连接端设置与尼龙套421配套的外螺纹，而振捣棒头331还连接有一段较粗的软管，不易被转动，这样在尼龙套421旋转时，便可以通过螺纹配合实现振捣棒头331的收放作业，并且通过设置水管对螺纹间隙洗刷，便可以清除振捣棒33沾有的混凝土，污水从螺纹间隙流出。

由于钢筋笼由多层横向钢筋布置，所以振捣棒33从最上层的钢筋格中插入，但也可能被布置在下层的横向钢筋抵住，这样便会导致底层的混凝土未经过振捣，并且由于全自动作业，于是无法判断振捣过程中是否存在虚空振捣(即底层混凝土未经过振捣)，所以在振捣棒头331内部还可以设置有角度传感器和力传感器，当角度与预设角度存在较大偏差时，例如在振捣顶部及两侧翼缘的混凝土时，振捣棒33理应保持铅垂线方向或较小角度，此时如果角度传感器传回的信号为与铅垂线方向存在20°夹角，则说明该处振捣棒33被布置在下层的横向钢筋抵住，于是需要收回振捣棒33重新插入钢筋笼振捣，而力传感器则监控振捣棒33是否被抵住，因为此时钢丝绳未处于张紧状态。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (8)

1.一种预制箱梁智能振捣装置，其特征在于，包括：

行车(1)、第一轨道(2)、若干组顶部振捣组件(3)和两组坡面振捣组件(4)；

所述第一轨道(2)布置于预制箱梁浇筑场地两侧；

所述行车(1)在所述第一轨道(2)上行走，包括支撑结构(11)和第一行走机构(12)；

所述支撑结构(11)包括桁架(112)和布置于桁架(112)两侧的支腿(111)；

每条支腿(111)的下端设置有所述第一行走机构(12)；

所述第一行走机构(12)包括驱动装置(121)和行走轮；

所述驱动装置(121)驱动行走轮使得所述行车(1)沿所述第一轨道(2)行驶；

所述桁架(112)上沿桁架(112)方向设置有第二轨道(1121)；

所述顶部振捣组件(3)包括第二行走机构(31)、双向卷扬机(32)、振捣棒(33)；

所述第二行走机构(31)沿所述第二轨道(1121)运动；

所述双向卷扬机(32)固定在所述第二行走机构(31)上，所述振捣棒(33)与所述双向卷扬机(32)的钢丝绳连接；

位于预制箱梁两侧坡面上方布置有所述坡面振捣组件(4)；

所述坡面振捣组件(4)包括倾角机构(41)、第二行走机构(31)、双向卷扬机(32)和振捣棒(33)；

所述倾角机构(41)包括：第一安装管(411)和第二安装管(412)；

所述第一安装管(411)和所述第二安装管(412)的第一端都具有一角度相同的切面；

所述第一安装管(411)的所述切面固定安装有第一旋转法兰(413)；

所述第二安装管(412)的所述切面固定安装有第二旋转法兰(414)；

所述第二安装管(412)通过蜗轮蜗杆减速电机驱动绕所述第一安装管(411)相对转动；

所述第一安装管(411)的第二端可转动地与所述第二行走机构(31)连接，并通过蜗轮蜗杆减速电机驱动相对于所述桁架(112)转动；

所述振捣棒(33)套设在所述第二安装管(412)内。

2.根据权利要求1所述的预制箱梁智能振捣装置，其特征在于：

所述坡面振捣组件(4)还包括：伸缩机构；

所述伸缩机构包括：尼龙套(421)；

其中所述尼龙套(421)内设有至少3根支撑筋(4211)，所述振捣棒(33)的振捣头被所述支撑筋(4211)支撑。

3.根据权利要求2所述的预制箱梁智能振捣装置，其特征在于：

所述伸缩机构还包括：电动推杆；

所述电动推杆布置在所述支撑筋(4211)之间的空间；

所述电动推杆的一端与所述尼龙套(421)连接，另一端与所述振捣棒(33)的振捣棒头(331)连接。

4.根据权利要求3所述的预制箱梁智能振捣装置，其特征在于：

所述伸缩机构还包括：具有一圆孔的硅胶轴套(422)；

所述硅胶轴套(422)设置在所述第二安装管(412)的末端；

所述硅胶轴套(422)的内径与所述振捣头的外径一致。

5.根据权利要求4所述的预制箱梁智能振捣装置，其特征在于：

所述尼龙套(421)内部还布置有用于清洗所述尼龙套(421)内部结构的水管；

所述尼龙套(421)的末端开设有用于排泄污水的清洗孔。

6.根据权利要求4所述的预制箱梁智能振捣装置，其特征在于：

所述尼龙套(421)内部设置有内螺纹，所述振捣棒头(331)与线缆连接端设置有与所述尼龙套(421)螺纹配套的外螺纹；

所述振捣棒头(331)还连接一端不易被转动的粗软管；

所述尼龙套(421)被所述蜗轮蜗杆减速电机驱动旋转，进而驱动所述振捣棒(33)伸缩。

7.根据权利要求1所述的预制箱梁智能振捣装置，其特征在于：

所述振捣棒头(331)内部还可以设置有角度传感器；

所述角度传感器用于检测所述振捣棒头(331)相对于铅垂线的角度与预设角度是否存在偏差。

8.根据权利要求1所述的预制箱梁智能振捣装置，其特征在于：

预制箱梁浇筑场的两个对角还设置有第一摄像头(5)；

所述支腿(111)的框架内也安装有第二摄像头；

所述第一摄像头(5)用于监控本装置相对于预制箱梁浇筑场所处位置；

所述第二摄像头用于监控所述振捣棒(33)是否插入钢筋笼内。

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