CN117845933A - 用于船闸高仓面混凝土浇筑的布料系统及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及船闸混凝土施工技术领域，具体涉及一种用于船闸高仓面混凝土浇筑的布料系统及施工方法，本发明通过采用上料皮带机沿船闸线路方向设置，用于将混凝土物料从底端传输到高端，然后通过横向设置的双向伸缩布料机将混凝土物料横向运输到船闸侧墙进行混凝土浇筑，浇筑高度可调，横向伸缩长度可调且双向伸缩布料机沿横向的左右侧均可进行伸缩，浇筑范围大、施工效率高。

Description

用于船闸高仓面混凝土浇筑的布料系统及施工方法

技术领域

本发明涉及船闸混凝土施工技术领域，特别是一种用于船闸高仓面混凝土浇筑的布料系统及施工方法。

背景技术

船闸是在水路运输中的一种通航建筑物，其横断面呈槽形，船闸主要由上、下游引航道，上、下闸首和闸室组成；通过向闸室内灌水或泄水来调节上下游水位差，使船舶在上下游水位之间作垂直升降，从而使航道保持正常通航。

某船闸主要采用低塌落度三级配混凝土进行浇筑施工，船闸侧墙混凝土的浇筑具有大长度、大宽度、大方量的特点，施工时需要先用整体钢模搭建好侧墙模板体，然后再进行侧墙混凝土浇筑，存在高仓面入模困难的问题。在现有技术中，对于高仓面入模浇筑施工常采用混凝土泵车，但传统的混凝土泵车只能输送坍落度（用于表征混凝土的保水性、流动性和黏聚性的指标）较大的混凝土，无法满足三级配混凝土浇筑的施工要求。而目前三级配混凝土浇筑设备主要依靠履带式布料机，但履带式布料机的浇筑角度不能超过25度，浇筑高度受限于闸室宽度以及履带式布料机上输料皮带机的长度，且在定点位置处的浇筑范围也有限，适用性较差；另外，采用履带式布料机进行混凝土浇筑时，履带式布料机朝向侧墙处设置，以方便前进或后退移动，从而调整入仓位置，但当对下一处仓面工位进行浇筑时，则需要通过整体转向才能沿线路方向移动到下一工位，之后再调转方位朝向侧墙进行浇筑作业，浇筑速度约为70m³/h，施工效率低。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术中三级配混凝土浇筑设备的施工效率低、浇筑范围适用窄的问题，提供一种用于船闸高仓面混凝土浇筑的布料系统及施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于船闸高仓面混凝土浇筑的布料系统，包括提升主架、双向伸缩布料机和上料皮带机，所述上料皮带机沿线路纵向方向设置，所述双向伸缩布料机沿线路横向方向设置，所述双向伸缩布料机上设有进料口，所述上料皮带机与所述双向伸缩布料机铰接连接且所述上料皮带机的出料端搭接于所述进料口处，所述上料皮带机的上料端能够相对地面沿线路纵向方向移动，所述提升主架通过提升组件与所述双向伸缩布料机连接，所述提升组件用于调节所述双向伸缩布料机的升降高度，所述提升主架的底部设有第一行走机构，所述第一行走机构用于沿线路纵向方向移动；

其中所述双向伸缩布料机包括主体框架和至少一节伸缩皮带架，每节所述伸缩皮带架相应配有输料皮带机和横移驱动装置，所述横移驱动装置用于驱动所述伸缩皮带架移动，输料皮带机用于实现物料运输，所述伸缩皮带架与所述主体框架滑动连接，，所述伸缩皮带架能够分别朝向所述主体框架的两端悬臂伸出，所述主体框架与所述提升主架沿竖直方向滑动连接，保证所述伸缩皮带架和主体框架之间、所述主体框架与提升主架之间的相对运动稳定。

其中，上料皮带机的上料端可活动接触于地面，也可与地面滚动连接，或者采用转动副和滑轨机构配合连接，具体构造形式可根据实际工况需求设计，保证上料皮带机能够相对地面移动且能适应浇筑高度变化即可；此外，上料皮带机既可以是整段式结构，也可以是由多段皮带机拼接而成的分段式结构。

本方案通过采用上料皮带机沿船闸线路方向设置，用于将混凝土物料从底端传输到高端，然后通过横向设置的双向伸缩布料机将混凝土物料横向运输到船闸任一侧挡墙模板内进行混凝土浇筑；在作业过程中，可通过控制提升组件调节双向伸缩布料机的浇筑高度，实现高仓面浇筑，在皮带机最大浇筑角度一定的情况下，可通过加长皮带机长度的方式（包括拼接和更换的方式）适应更高仓面的混凝土浇筑需求，避免了布料系统因船闸宽度受限而影响浇筑范围，工况适应性好；进一步地，还可以通过横移驱动装置调节伸缩皮带架的伸出长度，即改变混凝土横向运输长度，将混凝土运输到指定位置，浇筑范围大，适用性好，无需将布料系统整体横向移动，使用方便，当对下一工位进行浇筑时，直接通过第一行走机构带动整个布料系统沿船闸线路方向行走，实现全工位浇筑作业，浇筑覆盖面广，施工效率高。

采用上述布料系统用于船闸高仓面混凝土浇筑，适用施工场地活动空间较小的船闸全工位施工，工况适应性好，浇筑覆盖面大，且施工效率高；而且采用该布料系统可以布置于船闸线路上进行双侧施工，无需破坏和占用周边环境。

作为本发明的优选方案，上述布料系统还包括辅助支架，所述上料皮带机包括第一级皮带机和第二级皮带机，所述第一级皮带机位于所述提升主架和所述辅助支架之间，所述第二级皮带机的出料端高于所述第一级皮带机的上料端设置且位于所述辅助支架处与所述第一级皮带机搭接，使第二级皮带机上的混凝土物料能够传递到第一级皮带机上；所述辅助支架的底部设有第二行走机构，所述辅助支架与所述提升主架之间通过行走梁相连接，所述辅助支架用于同步提升所述第一级皮带机的上料端与第二级皮带机的出料端。

所述辅助支架可以通过吊钩分别挂住两斜皮带机的搭接端进行同步提升，也可将两斜皮带机的对接端相铰接连接，吊装任一斜皮带机上升，还可以采用滑轨机构搭接两个斜皮带机，通过电机驱动滑轨机构实现高度提升，不限于上述举例。

本方案通过采用两级斜皮带机——即第一级皮带机和第二级皮带机进行上料，加长了纵向传输长度，能够适应更高仓面的混凝土浇筑施工，在相同浇筑角度的条件下提高了浇筑高度，而且采用两级斜皮带机分段设置相比采用整段式长皮带机，转场更灵活、方便，适用船闸场地空间受限的情况。在采用两级皮带机分段运输的情况下，本方案采用辅助支架同步提升相邻两级皮带机的衔接部，能够实现整体上料的高度提升，操作简单，工况适应性好。

进一步地，本方案通过在辅助支架和提升主架之间固定连接行走梁，将辅助支架和提升主架连接成整体，配合第一行走机构和第二行走机构实现整体移动；而且通过行走梁的设置还能固定辅助支架和提升主架之间的距离，在行走过程中以及高度提升过程中保证第一级皮带机的两端均连接安全、倾斜角度稳定，避免第一级皮带机的结构产生较大拉应力。

为保证正常功能的实现，第二级皮带机的设置应能随着浇筑高度的变化发生相对转动，也能相对地面移动，同时不应与第一级皮带机发生结构干涉。

作为本发明的优选方案，所述辅助支架处设有安装平台，所述安装平台上设有支撑立柱，所述第一级皮带机和所述支撑立柱铰接连接，所述第二级皮带机与所述安装平台铰接连接，使第二节皮带机的搭接端高于第一级皮带机底端，便于传输物料；所述辅助支架通过提升机构与所述安装平台连接，所述提升机构用于调节所述安装平台的升降高度。其中，提升机构可以采用卷扬机和吊索，也可以采用齿轮齿条啮合传动，还可以采用滑轨机构等调节相对位移的方式，不限于上述举例。

作为本发明的优选方案，所述安装平台沿横向的至少一侧与所述辅助支架滑动连接，通过机械限位的方式保证安装平台稳定上升，防止皮带机晃动；进一步地，所述辅助支架沿横向的至少一侧竖向设有滑轨，所述安装平台的相应侧分别设有卡爪，所述卡爪与所述滑轨滑动连接，所述滑轨和所述卡爪对应设有第二销轴安装孔。当安装平台沿滑轨上升到指定高度时，采用销轴插入滑轨和卡爪上对应的第二销轴安装孔，实现机械定位，保证皮带机物料运输稳定、安全。

作为本发明的优选方案，所述第一级皮带机的上料端的底部设有滚轮，所述第二级皮带机上料端的底部设有滚轮，方便移动和多级皮带机之间的对接。

作为本发明的优选方案，所述上料皮带机出料端的底部横向设有连接轴，所述双向伸缩布料机的顶部设有轴承座，所述连接轴与所述轴承座可拆卸连接，安装方便。安装时，可打开轴承座，将上料皮带机底部的连接轴插入轴承座内然后进行封盖，实现快速安装。

作为本发明的优选方案，所述横移驱动装置采用齿轮齿条传动机构；所述双向伸缩布料机至少包括两节伸缩皮带架——分别是第一节伸缩皮带架和第二节伸缩皮带架，所述第一节伸缩皮带架设置于所述主体框架的内部，所述第二节伸缩皮带架设置于所述第一节伸缩皮带架的内部，所述第一节伸缩皮带架能够相对所述主体框架移动并分别朝向所述主体框架的两端悬臂伸出，所述第二节伸缩皮带架能够相对所述第一节伸缩皮带架移动并分别朝向所述第一节伸缩皮带架的两端悬臂伸出；所述主体框架和所述第一节伸缩皮带架之间、所述第二节伸缩皮带架和所述第一节伸缩皮带架之间均通过齿轮齿条啮合传动。相应地，所述第一节伸缩皮带架配有一套输料皮带机和横移驱动装置，所述第二节伸缩皮带架也配有一套输料皮带机和横移驱动装置，所述第一节伸缩皮带架和所述第二节伸缩皮带架的运动相互独立。

在本方案中，当驱动第一节伸缩皮带架向外伸出时，能够带动第一节伸缩皮带架内部的第二节伸缩皮带架同步移动，结构简单、使用方便，施工效率高；而且，对两级伸缩皮带架分别采用齿轮齿条啮合传动，利于实现双向伸缩，即，第一节伸缩皮带架既可以相对主体框架向左侧伸出，也可以相对主体框架向右侧伸出，从而实现在定点位置依次对两侧船闸挡墙进行高仓面浇筑作业，运输稳定、操作难度低，工况适用性好。

作为其它可实施方式，也可采用一级伸缩皮带架或三级及以上伸缩皮带架，根据工程需要确定具体伸缩级数和长度。

作为本发明的优选方案，所述主体框架的上下内侧壁处均设有两条V形滑道，所述第一节伸缩皮带架的四个角处设有菱形管道，所述菱形管道与所述V形滑道配合。所述菱形管道与所述V形滑道的设置起导向和支撑的作用，在横移驱动装置作用下实现所述第一节伸缩皮带架相对所述主体框架左右移动；而且采用V形滑道可以防止混凝土溅入滑道配合面影响运输。

作为本发明的优选方案，所述主体框架内设有挡料板，所述挡料板沿所述主体框架的长度方向设置，防止混凝土物料在运输过程中溅出从而影响齿轮齿条传动。

作为本发明的优选方案，所述进料口位于所述主体框架的中部或者靠近横向任一端设置，最好靠近横向任一端设置，预留较大空间方便过车；所述进料口的周侧设有导向板，用于将第一级皮带机传输的混凝土物料导入第一节伸缩皮带架的输料皮带机上，同时防止物料飞溅。

作为本发明的优选方案，所述提升主架沿横向的两相对侧面上设有导向轨道，所述主体框架的两端分别设有销轴卡座，所述销轴卡座与所述导向轨道滑动连接，所述销轴卡座与所述主体框架可拆卸连接。所述双向伸缩布料机通过销轴卡座和导向轨道的滑动配合实现稳定提升，防止在提升过程中发生晃动；本方案通过将销轴卡座与所述主体框架可拆卸连接设置，利于方便调整销轴卡座的安装位置以适配导向轨道，安装灵活、使用方便。

作为本发明的优选方案，所述销轴卡座和所述导向轨道对应设有第一销轴安装孔。当双向伸缩布料机沿提升主架上升到指定高度时，采用销轴插入提升主架两侧的导向轨道和销轴卡座对应的第一销轴安装孔，实现机械定位，保证高仓面混凝土浇筑作业运输稳定、安全。

作为本发明的优选方案，所述提升主架的两侧设有爬梯，方便施工人员检修和销轴插拔。

作为本发明的优选方案，所述提升主架呈门架式结构，所述提升主架包括两处支腿立柱，两处支腿立柱之间设有横梁连接，每处所述支腿立柱的底部沿线路纵向方向均设有承重梁，所述第一行走机构位于所述承重梁的底部，所述承重梁和所述提升主架之间设有辅助支撑连接，所述辅助支撑位于所述提升主架的背面。本方案中采用的提升主架结构简单、稳定，方便移动。

作为本发明的优选方案，上述布料系统还包括导轨，所述导轨沿船闸纵向方向铺设，所述第一行走机构沿所述导轨行走。

作为本发明的优选方案，所述导轨上可拆卸安装有限位装置，所述限位装置用于检测所述上料皮带机底端的移动位置，所述限位装置与所述提升组件通信连接。

本发明还提供一种用于船闸高仓面混凝土浇筑的施工方法，包括以下步骤：

采用上述布料系统，将双向伸缩布料机提升到指定高度；

伸长伸缩皮带架，驱动上料皮带机以及所述双向伸缩布料机上相应输料皮带机进行混凝土浇筑作业；

待完成当前工位的混凝土浇筑作业后，驱动第一行走机构将布料系统移动到下一处工位。

采用上述施工方法用于船闸高仓面混凝土浇筑施工，施工效率高、浇筑范围大，适用性好，且不占用周边环境土地（船闸两岸场地），环境友好。

作为本发明的优选方案，上述施工方法还包括步骤：在船闸线路上布置限位装置；当上料皮带机触发所述限位装置时，停止双向伸缩布料机的提升。通过限位装置配合，可防止因上料皮带机倾斜角度过大而影响混凝土物料的输送效率甚至出现混凝土物料回落的情况，限位装置的布设位置可根据实际需求选择。

作为本发明的优选方案，上述施工方法还包括将所述双向伸缩布料机在指定高度位置进行机械定位的步骤以及解除定位的步骤，保证施工安全和运输稳定。

作为本发明的优选方案，上述施工方法还包括通过加长上料皮带机对更高仓面进行浇筑作业的步骤：

先在第一级皮带机的上料端处设置辅助支架，将辅助支架与提升主架通过行走梁固定连接；

在所述辅助支架上导向安装安装平台，使所述安装平台能够沿竖向移动，将所述第一级皮带机的上料端在所述安装平台处铰接设置，并在所述安装平台处加设一条第二级皮带机，将所述第二级皮带机的出料端与所述安装平台铰接连接并使所述第二级皮带机与所述第一级皮带机搭接；

继续提升所述双向伸缩布料机的同时提升所述安装平台，从而提高浇筑高度。

本方案在线路方向采用多级皮带机进行上料，结构不易变形，利于混凝土稳定运输；且短节段皮带机相比整段式长皮带机的重量轻，方便运输和快速安装，场地占用小，转场灵活、方便。

本方案在多级皮带机之间采用安装平台衔接，实现同步提升，在提升过程中安装平台和辅助支架相互配合保证多级皮带机之间相对稳定、防止错位，同时配合提升主架同步提升第一级皮带机出料端（或双向伸缩布料机），实现上料皮带机和双向伸缩布料机的整体提升，从而适应更高仓面的浇筑需求。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明所提供的布料系统适用于船闸高仓面混凝土浇筑作业，浇筑高度范围大、覆盖面广，工况适应性好，施工效率高。

2、本发明所提供的布料系统结构简单，转场灵活，使用方便，且场地占用小，操作难度低。

3、采用本发明所提供的布料系统用于船闸高仓面混凝土浇筑作业，仅需沿船闸线路方向布置，无需破坏和占用周边环境，环境友好。

附图说明

图1是实施例1中的一种用于船闸高仓面混凝土浇筑的布料系统的结构示意图；

图2是布料系统在提升主架位置处的正视图；

图3是上料皮带机与双向伸缩布料机的连接位置的结构示意图；

图4是双向伸缩布料机的整体结构示意图；

图5是双向伸缩布料机的横截面图；

图6是双向伸缩布料机与支腿立柱滑动配合的俯视图；

图7是图6中的A部放大图；

图8是销轴卡座安装在主体框架上的横截面图；

图9是左侧支腿立柱的结构示意图；

图10是图9中的B部放大图；

图11是提升组件中钢丝绳缠绕的结构示意图；

图12是实施例2中的一种用于船闸高仓面混凝土浇筑的布料系统的施工状态图；

图13是双向船闸施工的横断面图；

图14是相邻两级皮带机搭接位置的结构示意图；

图15是相邻两级皮带机搭接位置的正视图（显示的局部）。

图标：1-提升主架；11-导向轨道；12-爬梯；13-支腿立柱；14-承重梁；15-辅助支撑；16-定滑轮组；17-导向滑轮组；2-双向伸缩布料机；21-主体框架；22-第一节伸缩皮带架；23-第二节伸缩皮带架；24-销轴卡座；241-第一销轴安装孔；242-滑槽；25-V形滑道；26-轴承座；27-轴承盖；28-动滑轮组；3-上料皮带机；31-第一级皮带机；32-第二级皮带机；33-连接轴；34-滚轮；4-辅助支架；41-滑轨；5-行走梁；6-安装平台；61-支撑立柱。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本实施例提供一种用于船闸高仓面混凝土浇筑的布料系统，如图1-图10所示，该布料系统包括提升主架1、双向伸缩布料机2和上料皮带机3。上料皮带机3沿线路纵向方向倾斜设置，用于纵向运输；双向伸缩布料机2沿线路横向方向设置，用于横向运输，朝向横向的任一侧均可进行伸缩布料；上料皮带机3的出料端高于双向伸缩布料机2设置且上料皮带机3的出料端与双向伸缩布料机2铰接连接，上料皮带机3用于将低端的混凝土物料向上传输到双向伸缩布料机2处，再由双向伸缩布料机2横向运输到侧墙模板内，双向伸缩布料机2移动的同时也会带动上料皮带机3一起移动；进一步地，提升主架1通过提升组件与双向伸缩布料机2连接，提升组件用于调节双向伸缩布料机2的升降作业，随着双向伸缩布料机2的高度变化，上料皮带机3会相对双向伸缩布料机2发生相对转动，在双向伸缩布料机2上升过程中上料皮带机3应避免在允许倾斜范围内与双向伸缩布料机2的结构产生干涉；提升主架1的底部设有第一行走机构，第一行走机构用于沿线路纵向方向移动，通过第一行走机构带动整个布料系统行走。其中，双向伸缩布料机2包括主体框架21和至少一节伸缩皮带架，每节伸缩皮带架相应配有输料皮带机和横移驱动装置，横移驱动装置用于驱动伸缩皮带架移动，输料皮带机用于实现物料运输，伸缩皮带架与主体框架21滑动连接，主体框架21与提升主架1滑动连接，保证伸缩皮带架和主体框架21之间、主体框架21与提升主架1之间的相对运动稳定。

具体地，在本实施例中，上料皮带机3在上料口端的机架底部安装有滚轮（图中未显示），沿线路方向移动。如图3所示，上料皮带机3出料口端的机架底部横向设有连接轴33；相应地，双向伸缩布料机2在主体框架21的顶部设有轴承座26，连接轴33可拆卸安装在轴承座26内，安拆方便、快速。安装时，可打开轴承盖27，将上料皮带机3底部的连接轴33插入轴承座26内然后进行封盖，实现快速安装。

如图2、图4、图5所示，本实施例中的双向伸缩布料机2包括两节伸缩皮带架——分别是第一节伸缩皮带架22和第二节伸缩皮带架23，每节伸缩皮带架均配有一套输料皮带机和横移驱动装置，两节伸缩皮带架的运动相互独立，均可双向横移伸缩，相互配合伸缩距离为0-26.5m，足以覆盖船闸两侧的所有仓面。具体地，本实施例中的横移驱动装置优选采用齿轮齿条啮合传动机构。具体地，主体框架21和伸缩皮带架的横截面均大致呈矩形，两端部均为开口构造，供内嵌套的伸缩皮带架悬臂伸出；第一节伸缩皮带架22嵌套于主体框架21的内部，第一节伸缩皮带架22的四个角处焊接有菱形管道，第一节伸缩皮带架22前后的外侧壁上沿长度方向设有齿条结构，相应地，主体框架21的上侧壁和下侧壁对应设有V形滑道25，V形滑道25和菱形管道配合，水泥不易溅入V形滑道25内，进一步地，主体框架21前后的外侧面上安装有驱动电机，驱动电机的传动轴穿设主体框架21侧壁并连接驱动齿轮，主体框架21上的驱动齿轮与第一节伸缩皮带架22上的齿条啮合；通过控制驱动电机的正反转，在齿轮齿条啮合传动作用下实现第一节伸缩皮带架22的左右移动。类似地，第二节伸缩皮带架23嵌套于第一节伸缩皮带架22的内部，第一节伸缩皮带架22内的上下侧分别设有两列V形滑道25，与第二节伸缩皮带架23滑动连接；第一节伸缩皮带架22前后的内侧壁上沿长度方向设有齿条，在第二节伸缩皮带架23的前后侧设有齿轮以用于与相对侧的齿条啮合，驱动电机隐藏在第二节伸缩皮带架23的内部。当驱动第一节伸缩皮带架22向外伸出时，能够带动第一节伸缩皮带架22内部的第二节伸缩皮带架23同步移动，操作简单、使用方便，利于提高施工效率。

进一步地，在主体框架21的顶部开设有进料口，在本实施例中，将进料口靠近主体框架21的左侧设置，方便过车；相应地，第一节伸缩皮带架22上的输料皮带机位置应始终与进料口位置配合，此时双向伸缩布料机2朝左侧延伸的悬臂最大长度大于朝右侧延伸的悬臂最大长度，但足以覆盖船闸两侧挡墙施工仓面。进一步地，进料口的周侧设有导向板，导向板的底端与最外层第一节伸缩皮带架22上的输料皮带相对应，用于将第一级皮带机31传输的混凝土物料导入第一节伸缩皮带架22的输料皮带机上，同时防止物料飞溅。主体框架21内还设有挡料板（图中未显示），挡料板沿主体框架21的长度方向设置，用于保护齿轮齿条平稳传动，防止混凝土物料溅入。

如图1、图2所示，本实施例中的提升主架1呈门架式结构，沿船闸横向方向设置。提升主架1包括两处支腿立柱13，两处支腿立柱13之间设有两处横梁连接，每处支腿立柱13的底部均沿线路纵向方向设有承重梁14，承重梁14采用钢板焊接而成的箱型梁结构形式，应具有足够大的负载强度，每根承重梁14的底部分别配备三套驱动轮组，即整套提升主架1一共配备六套驱动轮组作为第一行走机构；在承重梁14重载端配备两套驱动轮组，在承重梁14轻载端配备一套驱动轮组，每套驱动轮组均由一套驱动轮箱、两套驱动车轮组以及一套驱动减速电机组成，整套混凝土门架自升式双向布料系统沿着导轨纵向行走，所有的驱动动力均由驱动轮组提供。由于驱动轮组承载大，所以在本实施例中每套驱动轮组均采用的是双车轮，驱动轮组安装在支腿立柱13底部偏前方的位置，可以有效提高整机在布料机行走作业过程中的稳定性。每根承重梁14和相应位置的支腿立柱13之间设有辅助支撑15连接，辅助支撑15设置于提升主架1的背面，侧面形成稳定三角形；所有的辅助支撑15离地面的最小净空高度不小于8m，以保证现场施工车辆能方便、快捷通过。本方案中的支腿立柱13由3部分组成，即底部节段、中部节段和顶部节段，所有的支腿立柱13节段均由项目现场现有钢管桁架旧件改造而成。现有钢管桁架为矩形截面形式，主弦杆中心距为2.3m×1.2m，主弦杆钢管均为φ219×10mm钢管，钢管及桁架截面尺寸均足够大，能够满足布料皮带机吊装的负载要求。

进一步地，本实施例中的提升组件采用卷扬机和滑轮机构，滑轮机构主要由两套动滑轮组28、两套定滑轮组16、两套导向换轮组以及两根钢丝绳组成，提升组件钢丝绳缠绕示意图如图11所示。两套动滑轮组28安装在双向伸缩布料机2的顶部、位于支腿立柱13的正前方，两套动滑轮组28的横向间距为16m；两套定滑轮组16分别安装在两侧支腿立柱13的顶部，两套导向滑轮组17安装在承重梁14上，两根钢丝绳分别将两套动、定滑轮组16以及导向滑轮组17串联起来，实现对双向伸缩布料机2的垂直同步吊装升降作业，卷扬机安装在一侧承重梁14尾端的正上方。本实施例中的卷扬机采用对称双输出轴，在卷扬机的左右两侧分别配备一套钢丝绳卷筒，提升组件里面的两根钢丝绳通过导向滑轮组17分别缠绕在卷扬机左右两侧的两个卷筒上，保证双向伸缩布料机2在升降过程中的同步吊装作业。

进一步地，如图6-图10所示，为了保证双向伸缩布料机2在提升组件吊装作业中稳定上升，在提升主架1左右两侧支腿立柱13的外侧均安装一套导向轨道11，用于双向伸缩布料机2在上下吊装过程中的导向作业。相应地，双向伸缩布料机2的两端分别安装销轴卡座24，本实施例中的销轴卡座24与主体框架21可拆卸连接。本实施例中的销轴卡座24由多块钢板焊接而成，整体呈矩形环的形状，套接在主体框架21上；销轴卡座24朝向支腿立柱13侧设有卡爪，卡爪上开有第一销轴安装孔241，卡爪内侧有凹形滑槽242，两端的销轴卡座24上的滑槽242相对设置，与导向轨道11匹配。导向轨道11从上到下布置有一排第一销轴安装孔241，所有的第一销轴安装孔241高差均为1m，同时在销轴卡座24的卡爪上也预留了两个第一销轴安装孔241，高差为2m。根据布料施工高度要求，双向伸缩布料机2提升到位后，在卡爪与导向轨道11之间安装机械销轴，使双向伸缩布料机2与支腿立柱13之间是机械连接，降低提升组件的承载要求，提高整机的安全与稳定性。

在实际导向提升的过程中，可能会出现第一销轴安装孔单侧对齐的情况，此时先穿对齐一侧的两个销轴，然后往钢丝绳卸载方向或加载方向点动卷扬机：当另一侧卡爪上的第一销轴安装孔高于导向轨道11上的第一销轴安装孔时，往钢丝绳卸载方向点动卷扬机，当卡爪上的第一销轴安装孔低于导向轨道11上的第一销轴安装孔时，往钢丝绳加载方向点动卷扬机；待4个销轴完全安装到位后，卷扬机卸载即可。

相应地，在每根支腿立柱13的外侧，均配备安装有爬梯12，在支腿立柱13内部从下到上布置有若干平台，所有平台高差2m，可以满足布料皮带机从下到上全工位的施工作业要求。根据布料施工高度要求，双向伸缩布料机2提升到位后，作业工人通过爬梯12攀爬到双向伸缩布料机2所在平台位置，采用人工的办法拔插卡爪与导向轨道11之间的承载销轴。

进一步地，上述布料系统还包括导轨和限位装置。导轨沿船闸线路方向铺设，提升主架1两侧的支腿立柱13和上料皮带机3底部的滚轮34均对应设有导轨进行导向，保证整机运行稳定。限位装置可拆卸安装在地面且与上料皮带机3最大倾斜位置相对应，限位装置与卷扬机通讯连接。限位装置用于检测上料皮带机3底端的移动位置，当上料皮带机3底端触发限位装置时，停止卷扬机动作，阻止提升组件继续提升，防止上料皮带机3与双向伸缩布料机2发生干涉，且保证上料皮带机角度不超过22°，否则上料皮带机输送混凝土时会出现物料回落的情况。从而保证混凝土浇筑质量。限位装置可采用常用的行程开关，还可采用压力传感器、测距仪等。

施工过程举例说明如下：

S1.先将双向伸缩布料机2沿导向轨道11提升到指定高度，通过销轴将双向伸缩布料机2与两侧导向轨道11固定；

S2.保持第二节伸缩皮带架23在第一节伸缩皮带架22内居中布置、不移动，驱动第一节伸缩皮带架22左移（或右移）；

S3.然后驱动上料皮带机3和第一节伸缩皮带架22上的输料皮带机，开始对外侧挡墙进行布料作业；

S4.随着混凝土高度的堆积，第一节皮带架缩回主体框架21内，拔出固定的销轴，卷扬机提升双向伸缩布料机2沿提升主架1导向轨道11垂直上升到合适高度后，再次插入固定销轴，继续布料作业，可根据具体工况需求选择伸缩皮带架伸长节数和长度。

待完成当前位置的混凝土浇筑作业后，驱动行走机构将布料系统移动到下一个工位继续施工。本实施例中的布料系统可应用于多种工况施工，不限于上述举例。

本方案通过采用上料皮带机3沿船闸线路方向设置，用于将混凝土物料从底端传输到高处，然后通过横向设置的双向伸缩布料机2将混凝土物料横向运输到船闸侧墙进行混凝土浇筑；混凝土的浇筑主要依靠皮带机的相互配合，皮带机的驱动可通过自动化控制系统实现一人远程控制。在作业过程中，可根据施工需求将双向伸缩布料机2调节到指定高度进行浇筑作业，还可通过驱动行走机构调整整机浇筑位置，可以满足闸首及闸室全工位混凝土浇筑的作业要求；相比于现有的三级配浇筑设备，该布料系统的功效有显著提升，具有作业效率高、性能稳定、浇筑覆盖面广、工况适应性好、通用性高等特点。

实施例2

基于实施例1，本实施例还提供一种用于船闸高仓面混凝土浇筑的布料系统，如图12-图15所示，本实施例相比实施例1的主要区别在于：通过接长上料皮带机3，将高位皮带机和低位皮带机整体提升，以满足更高仓面的混凝土浇筑需求。

具体地，本实施例中的布料系统设有两级上料皮带机3，分别为第一级皮带机31和第二级皮带机32，其中第一级皮带机31与提升主架1铰接连接，第二级皮带机32的出料端与第一级皮带机31的上料端搭接，第二节皮带机上料端机架的底部也设有滚轮34，方便沿线路方向移动。其中，第二级皮带机32能够相对第一级皮带机31转动，使能在不拆除第一级皮带机31的基础上满足较高仓面的混凝土浇筑作业需求。为实现相邻两级皮带机在衔接部位的同步提升以及为保证衔接部位的提升稳定性，本实施例中的布料系统在第一级皮带机31的上料端处设有门架式辅助支架4，辅助支架4用于同步提升第一级皮带机31的上料端与第二级皮带机32的出料端。辅助支架4可采用现有门式起重机改造而成，跨度16m，额定载荷30t。辅助支架4的底部设有第二行走机构，该处第二行走机构采用无动力的从动轮组，辅助支架4与提升主架1之间通过行走梁5固定连接，提升主架1为整套布料系统提供驱动动力源，提升主架1通过行走梁5带动辅助支架4一起移动。更具体地，第一级皮带机31的上料端和第二级皮带机32的出料端均铰接在一安装平台6上，安装平台6靠近第二级皮带机32的一侧设有支撑立柱61，第二节皮带机的两侧分别与一个支撑立柱61铰接连接，第一节皮带机与安装平台6本体铰接连接，使得第二节皮带机的出料端高于第一节皮带机的上料端，预防在提升过程中发生结构干涉，保证混凝土物料顺利运输；进一步地，安装平台6通过提升机构与辅助支架4连接，提升机构用于调节安装平台6的升降高度。在本实施例中，提升机构优选采用卷扬机和吊索，在辅助支架4上部固定安装卷扬机，然后采用多根吊索吊装安装平台6上升；相应地，辅助支架4的至少一侧竖向设有滑轨41并在旁侧配有爬梯12，滑轨41上从下到上设有一排第二销轴安装孔，安装支架的相应侧对应设有U形卡爪，卡爪与滑轨41滑动配合，保证吊索吊装过程稳定、不晃动，卡爪上也设有第二销轴安装孔，当安装平台6提升到指定高度后采用销轴插入第二销轴安装孔进行机械定位，降低吊索的承载要求，提高提升机构的安全与稳定性。

本实施例为了解决三级配混凝土垂直运输的问题，设计两条斜皮带机配合，即第一级皮带机31和第二级皮带机32，加长了纵向传输长度，能够适应更高仓面的混凝土浇筑施工，在最大浇筑角度（本实施例中上料皮带机3最大倾斜角度设计约22°）的限制下增大了浇筑高度，浇筑高度可达32m；而且采用两级斜皮带机分段设置相比采用整段式长皮带机，转场更灵活、方便，适用船闸场地空间受限的情况。在采用两级皮带机分段运输的情况下，本方案采用辅助支架4同步提升相邻两级皮带机的衔接部，能够实现整体上料的高度提升，操作简单，工况适应性好。

实施例3

基于实施例2所提供的布料系统，本实施例还提供一种用于船闸高仓面混凝土浇筑的施工方法，适应高仓面垂直运输作业。如图13所示，以位于船闸顶部的仓面布料过程示例说明：

S1.先在第一级皮带机31行走路线的第一位置处布置限位装置，比如行程开关；其中，本实施例中的第一位置对应第一级皮带机31设计的最大允许倾斜角20.5°，预留了一定余量，第一位置的设定可根据施工需要选择。

S2.将双向伸缩布料机2从低到高缓慢提升，直至第一级皮带机31触发到限位装置，卷扬机停止工作，将第一级皮带机31与导向轨道11通过固定销轴固定。

S3.将第一位置上的限位装置拆除，在第一级皮带机31末端位置处架设辅助支架4，将辅助支架4与提升主架1通过行走梁5固定连接，将第二级皮带机32与第一级皮带机31在辅助支架4处通过安装平台6搭接；同时，在第二级皮带机32的行走路线上第二位置处安装限位装置。其中本实施例中的第二位置对应第二级皮带机32可允许转动的最大角度，同样，第二位置的设定也可根据施工需求人为调整。

S4.拔出固定的销轴，继续提升双向伸缩布料机2，同时基于辅助支架4同步提升安装平台6，即整体提升第一级皮带机31的同时将第二级皮带机32的出料端与第一级皮带机同步提升，直至双向伸缩布料机2提升到指定高度，再次用销轴固定。

S5.进行布料作业：外移第一节伸缩皮带架22和第二节伸缩皮带架23，驱动第一节伸缩皮带架22和第二节伸缩皮带架23上的输料皮带机，以及第一级皮带机31和第二级皮带机32，实现三级配混凝土高仓面运输浇筑。

S6.待完成当前工位的混凝土浇筑作业后，停止混凝土运输作业，回收伸出的伸缩皮带架，驱动第一行走机构将布料系统移动到下一个工位继续布料。

本方案中的布料系统采用自研船闸混凝土门架自升式双向布料，布置好轨道后，可直接覆盖船闸混凝土的浇筑高度，且浇筑速度预计达到120-140m³/h。综合对比分析，采用本方案进行高仓面垂直运输可使混凝土浇筑效率翻一番，为工程顺利竣工提供了有利保障。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种用于船闸高仓面混凝土浇筑的布料系统，其特征在于，包括提升主架（1）、双向伸缩布料机（2）和上料皮带机（3），所述上料皮带机（3）沿线路纵向方向设置，所述双向伸缩布料机（2）沿线路横向方向设置，所述双向伸缩布料机（2）上设有进料口，所述上料皮带机（3）与所述双向伸缩布料机（2）铰接连接且所述上料皮带机（3）的出料端搭接于所述进料口处，所述上料皮带机（3）的上料端能够相对地面沿线路纵向方向移动，所述提升主架（1）通过提升组件与所述双向伸缩布料机（2）连接，所述提升组件用于调节所述双向伸缩布料机（2）的升降高度，所述提升主架（1）的底部设有第一行走机构；

其中，所述双向伸缩布料机（2）包括主体框架（21）和至少一节伸缩皮带架，每节所述伸缩皮带架相应配有输料皮带机和横移驱动装置，所述伸缩皮带架与所述主体框架（21）滑动连接，所述伸缩皮带架能够分别朝向所述主体框架（21）的两端悬臂伸出，所述主体框架（21）与所述提升主架（1）沿竖直方向滑动连接。

2.根据权利要求1所述的布料系统，其特征在于，还包括辅助支架（4），所述上料皮带机（3）包括第一级皮带机（31）和第二级皮带机（32），所述第一级皮带机（31）位于所述提升主架（1）和所述辅助支架（4）之间，所述第二级皮带机（32）的出料端高于所述第一级皮带机（31）的上料端设置且所述第二级皮带机（32）位于所述辅助支架（4）处与所述第一级皮带机（31）搭接，所述辅助支架（4）的底部设有第二行走机构，所述辅助支架（4）与所述提升主架（1）之间通过行走梁（5）相连接，所述辅助支架（4）用于同步提升所述第一级皮带机（31）的上料端与第二级皮带机（32）的出料端。

3.根据权利要求2所述的布料系统，其特征在于，所述辅助支架（4）处设有安装平台（6），所述安装平台（6）上设有支撑立柱（61），所述第一级皮带机（31）和所述支撑立柱（61）铰接连接，所述第二级皮带机（32）与所述安装平台（6）铰接连接，所述辅助支架（4）通过提升机构与所述安装平台（6）连接，所述提升机构用于调节所述安装平台（6）的升降高度。

4.根据权利要求3所述的布料系统，其特征在于，所述安装平台（6）沿横向的至少一侧与所述辅助支架（4）滑动连接；所述辅助支架（4）沿横向的至少一侧竖向设有滑轨（41），所述安装平台（6）的相应侧设有卡爪，所述卡爪与所述滑轨（41）滑动连接，所述滑轨（41）和所述卡爪对应设有第二销轴安装孔。

5.根据权利要求2所述的布料系统，其特征在于，所述第一级皮带机（31）的上料端的底部设有滚轮（34），所述第二级皮带机（32）上料端的底部设有滚轮（34）。

6.根据权利要求1所述的布料系统，其特征在于，所述上料皮带机（3）出料端的底部横向设有连接轴（33），所述双向伸缩布料机（2）的顶部设有轴承座（26），所述连接轴（33）与所述轴承座（26）可拆卸连接。

7.根据权利要求1所述的布料系统，其特征在于，所述横移驱动装置采用齿轮齿条传动机构；所述双向伸缩布料机（2）至少包括两节伸缩皮带架——分别是第一节伸缩皮带架（22）和第二节伸缩皮带架（23），所述第一节伸缩皮带架（22）设置于所述主体框架（21）的内部，所述第二节伸缩皮带架（23）设置于所述第一节伸缩皮带架（22）的内部，所述主体框架（21）和所述第一节伸缩皮带架（22）之间、所述第二节伸缩皮带架（23）和所述第一节伸缩皮带架（22）之间均通过齿轮齿条啮合传动。

8.根据权利要求7所述的布料系统，其特征在于，所述主体框架（21）的上下内侧壁处均设有两条V形滑道（25），所述第一节伸缩皮带架（22）的四个角处设有菱形管道，所述菱形管道与所述V形滑道（25）配合。

9.根据权利要求1所述的布料系统，其特征在于，所述主体框架（21）内设有挡料板，所述挡料板沿所述主体框架（21）的长度方向设置。

10.根据权利要求1所述的布料系统，其特征在于，所述进料口位于所述主体框架（21）的中部或者靠近任一端设置，所述进料口的周侧设有导向板。

11.根据权利要求1-10任一项所述的布料系统，其特征在于，所述提升主架（1）沿横向的两相对侧面上设有导向轨道（11），所述主体框架（21）的两端分别设有销轴卡座（24），所述销轴卡座（24）与所述导向轨道（11）滑动连接，所述销轴卡座（24）与所述主体框架（21）可拆卸连接。

12.根据权利要求11所述的布料系统，其特征在于，所述销轴卡座（24）和所述导向轨道（11）对应设有第一销轴安装孔（241）。

13.根据权利要求1-10任一项所述的布料系统，其特征在于，所述提升主架（1）的两侧设有爬梯（12）。

14.根据权利要求1-10任一项所述的布料系统，其特征在于，所述提升主架（1）呈门架式结构，所述提升主架（1）包括两处支腿立柱（13），两处支腿立柱（13）之间设有横梁连接，每处所述支腿立柱（13）的底部沿线路纵向方向均设有承重梁（14），所述第一行走机构位于所述承重梁（14）的底部，所述承重梁（14）和所述提升主架（1）之间设有辅助支撑（15）连接，所述辅助支撑（15）位于所述提升主架（1）的背面；所述提升组件采用滑轮组件和卷扬机，所述卷扬机安装于所述承重梁（14）远离所述提升主架（1）的一端。

15.根据权利要求1-10任一项所述的布料系统，其特征在于，还包括导轨，所述导轨沿船闸纵向方向铺设，所述第一行走机构沿所述导轨行走。

16.根据权利要求15所述的布料系统，其特征在于，所述导轨上设有限位装置，所述限位装置用于检测所述上料皮带机（3）底端的移动位置，所述限位装置与所述提升组件通信连接。

17.一种用于船闸高仓面混凝土浇筑的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

采用权利要求1-16任一项所述的布料系统，将双向伸缩布料机（2）提升到指定高度；

伸长伸缩皮带架，驱动上料皮带机（3）以及所述双向伸缩布料机（2）上的相应输料皮带机进行混凝土浇筑作业；

待完成当前工位的混凝土浇筑作业后，驱动第一行走机构将布料系统移动到下一处工位。

18.根据权利要求17所述的施工方法，其特征在于，还包括步骤：在船闸线路上布置限位装置；当所述上料皮带机（3）触发所述限位装置时，停止所述双向伸缩布料机（2）的提升。

19.根据权利要求17或18所述的施工方法，其特征在于，还包括将所述双向伸缩布料机（2）在指定高度位置进行机械定位的步骤以及解除定位的步骤。

20.根据权利要求17或18所述的施工方法，其特征在于，还包括通过加长上料皮带机（3）对更高仓面进行浇筑作业的步骤：

先在第一级皮带机（31）的上料端处设置辅助支架（4），将所述辅助支架（4）与所述提升主架（1）通过行走梁（5）固定连接；

在所述辅助支架（4）上导向安装安装平台（6），使所述安装平台（6）能够沿竖向移动，将所述第一级皮带机（31）的上料端在所述安装平台（6）处铰接设置，并在所述安装平台（6）处加设一条第二级皮带机（32），将所述第二级皮带机（32）的出料端与所述安装平台（6）铰接连接并使所述第二级斜皮带与所述第一级斜皮带机搭接；

继续提升所述双向伸缩布料机（2）的同时提升所述安装平台（6）。