CN1499026A - 混凝土浇灌装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种混凝土浇灌装置，能够更安全地浇灌充分搅拌的优质混凝土，同时提高搅拌装置的耐久性。该混凝土浇灌装置具有使混凝土靠自重下落并将混凝土输送到混凝土浇灌现场的输送管2；连接在该输送管2的途中，由具有变化沿内部流下的混凝土的截面形状进行搅拌的变形通路的多个单体连结而成的搅拌箱4；设置在该搅拌箱4的上方并降低混凝土的下落速度的缓冲装置3。能够从输送管2排出由上述搅拌箱4搅拌的混凝土，浇灌到规定场所。

Description

混凝土浇灌装置

技术领域

本发明涉及一种混凝土浇灌装置，具体涉及在从坝堤现场、桥墩、盾构隧道现场等高处位置浇灌混凝土时能够一边防止集料分离、一边浇灌混凝土的技术。

背景技术

以往，在从高处位置浇灌混凝土时，从高处到混凝土的浇筑现场设置溜槽，使混凝土在该溜槽内靠自重下落。但是，如果混凝土的下落路径延长，存在在下落的途中混凝土产生集料分离的问题。为此，在混凝土的下落路径即溜槽的中途设置搅拌混凝土的搅拌装置，在混凝土经过其内部时，再次搅拌分离的混凝土(例如，日本专利特开2000-96825号公报(第2～3页，图1))。

但是，如果从高处连续移动混凝土，混凝土的下落速度加快，投入到搅拌装置时的撞击增大。因此，搅拌装置因受混凝土下落时的撞击引起磨损及损坏，存在耐久性低的问题。

发明内容

本发明是针对上述问题而提出的，目的是提供一种能够更安全地浇灌充分搅拌的优质混凝土，同时提高搅拌装置耐久性的混凝土浇灌装置。

本发明是一种混凝土浇灌装置，为解决上述技术课题具有以下构成。

即，本发明的混凝土浇灌装置，其特征在于，具有：输送管，使混凝土靠自重下落，将混凝土输送到混凝土浇灌现场；搅拌箱，连接在该输送管的途中，由具有变化沿内部流下的混凝土的截面形状进行搅拌的变形通路的多个单体连结而成；缓冲装置，设置在该搅拌箱的上方，降低下落的混凝土的速度；从输送管排出由上述搅拌箱搅拌的混凝土进行搅拌。

如采用本发明，混凝土沿输送管内靠自重下落，在其下落途中通过搅拌箱。因此，即使在下落途中产生集料分离时，也能够浇灌充分搅拌的混凝土。另外，混凝土通过缓冲装置流到搅拌箱内。因此，能够降低从搅拌箱流下时的混凝土的速度，保护搅拌箱免受混凝土下落时的撞击，能够提高搅拌箱的耐久性。

上述搅拌箱由多个上下连接的单体构成，各单体具有各自的多个上述变形通路，各变形通路的截面形状从入口部到出口部连续变化，在各变形通路的出口部和入口部的连接部分，最好设置沿变形通路流动的混凝土的合流分割手段。

采用上述构成，通过使混凝土经过变形通路内，能够变化下流混凝土的截面形状，合流分割沿各变形通路流下来的混凝土，搅拌、混合混凝土。即，用比较简单的结构，能够在连续、高效率地搅拌、混合混凝土后进行浇灌。

此外，上述缓冲装置具有相对于从上方下落的混凝土具有倾斜面的板材，该板材最好配置多个。

采用上述构成，利用板材缓和混凝土下落的撞击，能够保护搅拌箱。此外，由于混凝土下落时的撞击因现场状况而异，也可以根据其现场状况变更板材的设置数量。

此外，本发明的缓冲装置只要是能够承受靠自重下落的混凝土的碰撞、缓和混凝土下落速度的形状就可以，不局限于板状。此外，其设置数量为多个时更能起到该效果。在设置多个缓冲装置时，例如，最好变化高度地配置。通过以使碰撞配置在上方的缓冲装置后的混凝土流向下方的缓冲装置的方式配置缓冲装置，利用相互的缓冲装置的叠加效果，能够有效地降低混凝土的下落速度。此外，缓冲装置的材质可以采用金属、木材、混凝土、合成树脂等。

此外，上述输送管也可以用移动自由的悬吊装置悬吊，使上述混凝土利用大的落差沿输送管靠自重下落。

采用上述构成，能够容易移动混凝土的投入位置及浇灌位置。此外，如混凝土通过大的落差靠自重下落，由于集料的分离及下落的冲击显著，此时正适合采用上述搅拌箱及缓冲装置。

但是，本发明的混凝土浇灌装置也可以不用悬吊装置悬吊地固定输送管。在固定输送管时，如由搬运车辆接收从输送管的下方排出的混凝土，更容易输送混凝土。

此外，在混凝土下落方向串联上述搅拌箱的各单体及缓冲装置，也可以在连接上述各单元的端部设置自由装卸地连结上述各单元的连结金属配件。

采用上述构成，可根据需要有选择地利用搅拌箱的各单体及缓冲装置。即，也可以根据现场状况及混凝土的质量等，变更搅拌箱的各单体的数量或搅拌箱和缓冲装置的位置。

此处，所谓的连结金属配件，只要是能够分别装卸搅拌箱的各单体及缓冲装置就可以，例如，在其端部设置凸缘，用螺栓和螺母连接，也可以设置装卸自由的单触式接头。

如上所述，如果采用本发明，通过使靠自重下落的混凝土流向搅拌箱，在浇灌前搅拌混凝土，能够浇灌充分搅拌的优质混凝土。此外，通过在输送管的途中设置搅拌箱，能够降低混凝土的自由下落高度。由此，能够谋求防止混凝土分离、飞溅。

此外，通过设置缓冲装置，由于能够缓和靠自重下落的混凝土的冲击，降低下落速度，能够保护搅拌箱免受混凝土下落的冲击，从而提高搅拌箱的耐久性。

此外，能够与软搅拌混凝土、硬搅拌混凝土等混凝土的性质及集料的最大尺寸等混凝土的材质无关地采用本发明的混凝土浇灌装置。因此，能够适用各种混凝土，适合各种现场使用。

附图说明

图1是本发明实施方式的混凝土浇灌作业的概略侧面图。

图2是本发明实施方式的混凝土浇灌作业的概略平面图。

图3是本发明实施方式的混凝土浇灌装置的下方部分概略侧面图。

图4是表示搅拌箱的单体的斜视图。

图5是表示混凝土的截面形状变化的工程图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的混凝土浇灌装置的实施方式。图1及图2表示本发明实施方式的混凝土浇灌作业的概略图。图1是侧面图，图2是平面图。本实施方式是高架桥的桥墩施工中的混凝土浇灌作业。

本实施方式的混凝土浇灌装置由配置在设置于斜面上的架设作业场上的履带起重机1、该履带起重机1悬吊的输送管2、与该输送管2的下方连接的缓冲装置3、与该缓冲装置3的下部连接的搅拌箱4组成。此外，与上述履带起重机1相邻地配置混凝土搅拌车5及混凝土泵车6。

此处，所谓的履带起重机1，是在陆地上能够移动的移动式起重机的一种，是在卷取履带的机车的上面架装起重机。下部行走体是履带，由于接地面积宽，稳定性好，具有即使是坑洼地及松软地也能行走的特点。因此，是在土木施工现场广泛使用的起重机。

接下来，图3表示本发明实施方式的混凝土浇灌装置的下方部分的侧面图。示出了从上方连结的输送管2、与该输送管2的下部连接缓冲装置3、与该缓冲装置3的下部连接的搅拌箱4、与该搅拌箱4的下部连接的具有混凝土排出口2a的输送管2。

关于上述输送管2的截面形状，由于混凝土沿其内部靠自重下落，最好是圆形、椭圆形或方形等形状，在本实施方式中为圆筒形。此外，在缓冲装置3及搅拌箱4中，在内部都形成空洞部，使混凝土沿该空洞部流下。

此外，在输送管2与缓冲装置3及缓冲装置3与搅拌箱4的连接部分，遍及它们外周地形成凸缘21、31、41。在该凸缘21、31、41上形成多个螺栓孔21a、31a、41a。端部之间利用螺栓孔21a、31a、41a螺栓固定，如此连接相邻的搅拌箱4、缓冲装置3及输送管2。因此，在本实施方式中，通过连接3个单体4a、4b、4a，构成搅拌箱4，但是，根据需要也可以变更该数量。

关于上述缓冲装置3，在其内侧突出地、上下两处相互对置地设置承受靠自重下落的混凝土撞击的、缓和下落冲击的板32。在撞击设在上方的上板32a的混凝土下降的位置设置下板32b。该板32固定在突出地设在缓冲装置3的内壁上的板状托架33上。此外，由于缓冲装置3受到混凝土的大的下落冲击，为此，沿固定托架33的缓冲装置3的圆筒状侧面，设置加强缓冲装置3的加强板34。

此外，与搅拌箱4的下部连接的输送管2的排出口2a由弹性体橡胶形成。排出口2a设置成节流的构成，靠自身的弹性力可变化开口尺寸。即，形成的构成是，在搅拌箱4内的混凝土量少时，因混凝土自重轻，输送管2的排出口2a呈关闭状态，而在搅拌箱4内留有大量的混凝土时，因混凝土的自重加重打开排出口2a。这样，在搅拌箱4内充满混凝土，能够进一步提高搅拌效率。

下面，详细说明搅拌混凝土的搅拌箱4。图4是表示本实施方式的混凝土浇灌装置的搅拌箱4的单体的斜视图。通过以纵向连接的多个单体为主体，合计3个交替连接两种单体4a、4b，构成搅拌箱4。为方便说明，图4表示连接该两种单体4a、4b的状态。

下面，就各单体的具体构成进行说明。最初一种的单体(第一单体)4a具有正方形的两端部，在该两端部设置相互连接该单体的凸缘41。此外，该单体4a具有同方向并列配置的两个变形通路42、43。在该单体4a的一端部，左右形成纵长开口地在中央设置隔壁44。

该纵长的左右开口为两个变形通路42、43的各入口部42a、43a。在单体4a的另一方的端部，上下形成横长的开口地在中央设置隔壁45。该横长的上下开口为两个变形通路42、43的各出入口部42b、43b。即，相互变化90度方向地配置单体4a的入口侧端部的隔壁44和出口侧端部的隔壁45。

所以，长方形状的开口左右并排地形成变形通路42、43的两个入口部42a、43a的配列图像，此外，长方形状的开口上下并排地形成变形通路42、43的两个出口部42b、43b的配列图像。如说明变形通路42、43的具体形状，各变形通路42、43的截面形状是从入口部42a、43a到出口部42b、43b连续变化。

关于该变化的方式，各变形通路42、43从入口部42a、43a到出口部42b、43b的任意位置的截面积都相同，只是截面形状连续变化。即，入口部42a、43a为朝X方向长的长方形，在入口部42a、43a和出口部42b、43b的中间部，其截面形状为正方形，在出口部42b、43b为与X方向垂直的Y方向长的长方形，如此形成截面形状。此外，变形通路42、43的长度相同。

因此，通过各变形通路42、43的混凝土，其截面形状从X方向长的长方形渐渐向正方形变化，然后渐渐向Y方向长的长方形变化。在该单体4a中，如图4所示，利用变形通路42连通位于左侧的入口部42a和位于上方的出口部42b，利用变形通路43连通位于右侧的入口部43a和位于下方的出口部43b。

此外，另一种单体(第二单体)4b基本上与上述的单体4a相同，但在单体4b中，如图4所示，利用变形通路46连通位于左侧的入口部46a和位于下方的出口部46b，利用变形通路47连通位于右侧的入口部47a和位于上方的出口部47b。即，单体4b和各变形通路的各入口部和各出口部的连通方式不同于单体4a。

图4表示交替连接如此两种单体4a、4b的方式。即，上述两种单体4a、4b是将另一方的单体4b的入口侧端部搭接在一方的单体4a的出口侧端部，凸缘40彼此间相互密合，用螺栓连接。

因此，在两种单体4a、4b的连接部，一方的单体4a中的变形通路42的出口部42b与另一方的单体4b中的变形通路46的入口部46a的一半连通，同时与邻接该变形通路46的变形通路47的入口部47a的一半连通；此外，一方的单体4a中的变形通路43的出口部43b与另一方的单体4b中的变形通路46的入口部46a的一半连通，同时与邻接该变形通路46的变形通路47的入口部47a的一半连通。

因此，通过一方的单体4a中的各变形通路42、43的混凝土的各一半，通过进入另一方的单体4b的各自变形通路46、47内，实质上形成合流。但是，对于通过一个变形通路的混凝土，看起来在两个单体4a、4b的连接部被各一半地分割。

所以，在此二个单体4a、4b的连接部，即，出口侧端部和入口侧端部形成的各自变形通路的各出口部和各入口部构成混凝土的合流分割手段。如果交替连接这样的单体4a、4b，就在各自连接部构成混凝土的合流分割手段。

以下，说明这样的混凝土浇灌装置中的混凝土的流动。

插入图2所示的混凝土泵车6的悬臂的管口，向输送管2内打入由上述混凝土搅拌车5搅拌的混凝土。此时，由于移动自由的履带起重机1悬吊输送管2，最好通过操作履带起重机1，将输送管2移到混凝土泵车6能够打入混凝土的位置。例如，从混凝土泵车6向输送管2内打入混凝土时，将输送管2吊升到上方，在从输送管向施工作业面打入混凝土时，将输送管2向下方移动(参照图1)。这样，通过操作履带起重机1，也容易将输送管2中的混凝土移到混凝土的浇灌位置。

此外，将上述输送管2连接几十米长，投入该输送管2的混凝土沿输送管2靠自重下落。该混凝土在沿输送管2下落的途中，通过与输送管连接的缓冲装置3。混凝土通过碰撞缓冲装置3内的板材32，降低混凝土的下落速度，流向搅拌箱4。在沿搅拌箱4流下时，混凝土从搅拌箱4的最初的单体4a中的两个入口部42a、43a进入各变形通路42、43，然后，沿搅拌箱4内靠自重继续流下、搅拌。

下面，参照表示工程图的图5说明沿搅拌箱4内流下的混凝土的搅拌过程。此外，该工程图就各单体4a、4b的入口侧端部、中间部、出口侧端部的区域，以模型图表示以单体4a为上方，连续4a、4b时的混凝土的变化方式。

从图5可以看出，投入输送管2的混凝土在第1阶段的单体4a中的入口侧端部进入两个变形通路42、43，结果，其流动被分割成A、B两个。该分割的混凝土的截面形状都为X方向长的长方形。

然后，在第一阶段的中间部，混凝土A、B的流状体截面形状都变成正方形，此外，在第1阶段的出口侧端部，都变化成与入口侧的纵方向X相差90度的Y方向长的长方形。因此，混凝土A、B的各流状体截面形状变化为X方向长的长方形→正方形→Y方向长的长方形。

在该变化的过程中，各变形通路42、43的内壁面承受连续的压缩作用(压缩力和剪切力)。结果，在混凝土的流体状自身中，产生特别是关于截面的径向的连续对流现象，由此进行第一次的搅拌作用。

下面，第二阶段的单体4b的入口侧端部的隔壁48，由于与第一阶段的单体4a的出口侧端部的隔壁45垂直地相交，从第一阶段的单体4a的出口端部流出的混凝土A、B，如图5所示，各自被左右分割，分成A/B和A/B。

然后，在各变形通路46、47，流动混凝土A/B。即，在第二阶段的单体4b的入口侧端部，混凝土A、B的一部分分别在各变形通路46、47内合流，各通路内的混凝土的流状体截面形状都为X方向长的长方形。

然后，在第二阶段的中间部，混凝土A/B的流状体截面形状整体变成正方形状，并且，在出口侧端部，都变化成Y方向长的长方形。在该第二阶段，混凝土A/B的各流状体截面形状也变化为X方向长的长方形→正方形→Y方向长的长方形。

此外，在该变化的过程中，各变形通路46、47的内壁面承受连续的压缩作用(压缩力和剪切力)。结果，在混凝土的流状体自身中，产生特别是关于截面的径向的连续对流现象，由此进行第二次的搅拌作用。

关于第三阶段，未特别图示，在第三阶段的入口侧端部，对图5所示的第二阶段的出口侧端部中的最终的混凝土，如添加的假想线X1所示，被左右分割，以A/B/A/B形式合流。以下，与第一阶段、第二阶段相同地进行搅拌。通过这样的工序，混凝土再次被搅拌。

这样，通过对混凝土施加压缩力和剪切力，用该作用力压延、重叠集料，再次对该集料施加压缩力和剪切力，通过反复压缩、重叠，进行再搅拌。

在本实施方式中，通过在配置于下端的输送管2的排出口设置节流，以及基于沿输送管2流下的混凝土的重量的加压作用等，搅拌箱4内的混凝土在加压状态下流下。结果，能对混凝土有效地施加上述压缩力和剪切力。

与此相对，如采用只沿搅拌箱4下落的搅拌方法，由于假设混凝土有时在不充满的状态下沿搅拌箱4内流下，因此很难对混凝土施加搅拌所需的压缩力和剪切力。

此外，再次搅拌的混凝土流到与搅拌箱4的下端连接的输送管2，并从该输送管2的排出口排出，浇灌到作为目的地的现场。浇灌的混凝土由于是刚搅拌过的，集料不分离，被充分搅拌，为流动性均一的混凝土。

因此，混凝土浇灌现场的紧固作业也容易，由此能提高作业性。另外，如本实施方式的混凝土浇灌装置，在混凝土的下落路径达几十米时，即使在下落途中产生集料分离现象，由于能够在再次搅拌后立即浇灌，对提高混凝土的强度也是非常有效的。

此外，在混凝土浇灌时的靠自重下落时候，由于在输送管2的下方，连接有缓冲装置3和搅拌箱4，能降低在输送管2的排出口2a混凝土的下落速度。结果，能够防止从输送管2排出的混凝土飞溅。

通常，由于在输送管2内呈接近自由下落的状态，即使输送管2的下端接近混凝土浇灌面，实质上也未变化下落速度，也不那么能得到飞溅防止效果。相反，如采用本实施方式，由于在输送管2的下方，连接有缓冲装置3和搅拌箱4，能够有效降低下落到混凝土浇灌面的混凝土的速度，能够得到防止飞溅的效果。

此外，通过连接缓冲装置3，由于混凝土能够在降低沿输送管2自由下落的混凝土的速度的状态下流到搅拌箱4，可保护搅拌箱4免受混凝土下落时的撞击，能够提高搅拌箱4的耐久性。

此外，例如，为了保护搅拌箱4，也可不设置缓冲装置3，增加搅拌箱4的个数，用最上部的搅拌箱4承受混凝土下落的冲击。但是，缓冲装置3比搅拌箱4的结构简单，能够降低成本。因此，通过用缓冲装置3保护搅拌箱4，也能提高经济性。

此外，上述构成的混凝土浇灌装置还可以用于实施盾构掘进法时的混凝土浇灌作业。当在用这样的保护施工法中采用上述混凝土浇灌装置时，例如，从竖井的上部向下部配设输送管2，在该输送管2的最下端附近连接缓冲装置3及搅拌箱4。在竖井的上部附近，配设混凝土搅拌车5，在设置在输送管的最下端的混凝土排出口2a的下方，配置混凝土搅拌车(未图示)。

下面，说明实施盾构掘进法时的混凝土浇灌装置的混凝土的流动。首先，将用上述混凝土搅拌车5搅拌的混凝土从混凝土搅拌车5投入到输送管2中。投入到输送管2中的混凝土沿输送管2靠自重下落。该混凝土在沿输送管2下落的途中，通过设置在输送管2的最下端附近的缓冲装置3和搅拌箱4，再次被搅拌。然后，从输送管2下端的排出口2a排出的混凝土放入混凝土搅拌车(未图示)。该混凝土由混凝土搅拌车输送到坑道内，运到规定的位置。

Claims (5)

1.一种混凝土浇灌装置，其特征在于：

具有：

输送管，使混凝土靠自重下落，将混凝土输送到混凝土浇灌现场、

搅拌箱，连接在该输送管的途中，由具有变化沿内部流下的混凝土的截面形状并进行搅拌的变形通路的多个单体连结而成、

缓冲装置，设置在该搅拌箱的上方，降低下落的混凝土的速度；

从输送管排出经过上述搅拌箱搅拌的混凝土，进行浇灌。

2.如权利要求1记载的混凝土浇灌装置，其特征在于：上述搅拌箱由多个上下连接的单体构成，各单体具有各自的多个上述变形通路，各变形通路的截面形状从入口部到出口部连续变化，在各变形通路的出口部和入口部的连接部分设置沿变形通路流动的混凝土的合流分割手段。

3.如权利要求1或2记载的混凝土浇灌装置，其特征在于：

上述缓冲装置具有相对于从上方下落的混凝土具有倾斜面的板材；

配置多个该托架材。

4.如权利要求1或2记载的混凝土浇灌装置，其特征在于：上述输送管用移动自由的悬吊装置悬吊，上述混凝土利用大的落差沿输送管靠自重下落。

5.如权利要求1或2记载的混凝土浇灌装置，其特征在于：

在混凝土下落方向串联上述搅拌箱的各单体及缓冲装置；

在连接上述各单元的端部设置自由装卸地连结上述各单元的连结金属配件。

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