CN212582360U - 一种公路排水沟牵引挤压式滑模施工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种公路排水沟牵引挤压式滑模施工设备，该设备采用卷扬机牵引，由承重骨架、导向装置、储泵料装置、截面调节装置及收面装置等组成。通过设备的导向装置，可以保证设备沿土坯沟槽固定轴线方向前进，实现沟槽宽度与设备宽度相差较大的排水沟施工；利用设备成型模板的截面调节功能，可以完成不同截面形状及尺寸的排水沟施工；通过设备的收面装置，在排水沟滑模成型后实现自动收面作业。该施工设备及方法具有快速、可靠、经济的特点，具有良好的推广应用前景。

Description

一种公路排水沟牵引挤压式滑模施工设备

技术领域

本实用新型涉及公路附属排水沟施工领域，具体涉及一种满足不同形状及尺寸的公路排水沟一次滑模成型的施工设备及使用方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

排水沟通常设置在道路两侧或一侧路基的坡脚外侧，是公路附属设施的主要组成部分。按照横断面的形状，排水沟可分为梯形、矩形、三角形等不同类型，其尺寸大小一般要经过水文水力计算确定。在各级公路上，通过排水沟可以进行路面积水的清理，一般设立排水沟的位置地势比较低洼，水流会自动向排水沟流动，然后路面上的积水会通过排水沟流向地下，进而将路基路面范围内各种来源的水流引至路界外。为保证公路排水沟具有良好的功能性和耐久性，排水沟通常要采取一定的措施进行加固。公路排水沟的加固类型有多种，主要根据排水沟的土质、沟底的纵坡、水流速度和使用要求等而定。

目前，我国公路排水沟施工通常采用模板浇筑混凝土、预制件拼装施工及混凝土滑模施工等方式。模板浇筑施工方法需要通过人工采用定型模板支护混凝土，是一种包括立模、拆模、倒模等多工序的浇筑方式。这种施工工艺操作复杂、耗时长且成本高，排水沟施工质量主要取决于模板的铺设质量。可见，模板浇筑混凝土施工不仅会影响排水沟的施工质量，还会影响工程项目的总体进度。预制件拼装施工需要工人在专门的施工场所按要求预先浇筑成预制件，然后将预制件运抵施工工地进行拼装施工。这种施工工艺需要设置专门的预制厂房，同时各段预制件连接处易出现渗漏等现象，会导致施工成本的增加并影响施工质量。

综上，发明人发现：传统公路排水沟的施工工艺，具有工序复杂、施工进度慢及经济成本高等缺点。现有的排水沟施工机械不能灵活调整排水沟的样式和尺寸，排水沟的样式和尺寸单一，无法开展多种需求组合的施工，已不能满足排水沟在复杂工况下高质量施工的要求。

发明内容

针对公路排水沟施工存在的缺陷或不足，本实用新型专利的目的在于提供一种满足不同形状及尺寸的排水沟一次滑模成型的施工设备及使用方法，可以有效、快速地实现多种样式和尺寸的排水沟一次滑模成型。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型的第一个方面，提供了一种公路排水沟牵引挤压式滑模施工设备，包括：主承重骨架4、导向装置2、储泵料装置、截面调节装置19及收面装置；所述主承重骨架4上设置有储泵料装置，所述主承重骨架4的前底部设置有导向装置2，所述主承重骨架4后端还设置有滑模支撑骨架22，所述滑模支撑骨架22上设置有截面调节装置19与滑模成型板，所述滑模成型板与收面装置相连。

为提高公路工程的整体进度、缩短施工周期，同时降低施工成本，本实用新型针对传统的公路排水沟施工机械和施工工艺开展专门的研究。因此，开发一种能够满足不同形状和尺寸的排水沟滑模施工设备，并提出合理的排水沟施工工艺。

本实用新型的第二个方面，提供了一种公路排水沟牵引挤压式滑模施工方法，包括：

采用导向装置引导整个装置移动方向；

采用料斗储存混凝土料，通过整个设备的前进将混凝土料送入混凝土排料部件中，然后对混凝土料进行振动挤压密实，并将密实的混凝土向滑模成型侧板、滑模成型底板及滑模成型顶板与排水沟土坯壁面及地面形成的空间进行挤压作业；

采用截面调节装置调整成型混凝土沟底部宽度，采用上部调节杆调整滑模成型模侧板与竖直方向之间的夹角来施工成型不同侧壁倾角的排水沟；

整个装置通过卷扬机在毛坯沟槽向前拖行进行施工。

本实用新型结构简单，可以适应不同样式和尺寸要求的排水沟施工，占地空间小，可以有效降低沟施工成本，同时提高施工进度和施工质量，工程实用价值高。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型通过设备的导向装置，可以保证设备能够沿着土坯沟槽固定轴线方向前进，实现沟槽宽度与设备宽度相差较大的排水沟施工；利用设备成型模板的截面调节功能，可以完成不同截面形状及尺寸的混凝土排水沟施工；通过设备的收面装置，在混凝土排水沟滑模成型后实现自动收面作业。

(2)本实用新型结构简单，可以适应不同样式和尺寸要求的排水沟施工，占地空间小，可以有效降低沟施工成本，同时提高施工进度和施工质量，工程实用价值高。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型实施例1的施工设备前部结构示意图；

图2是本实用新型实施例1的施工设备后部结构示意图；

图3是本实用新型实施例1的施工设备中支撑骨架连接结构示意图；

图4是本实用新型实施例1的施工设备中导向装置结构示意图；

图5是本实用新型实施例1的施工设备中截面调节装置结构示意图。

其中：1：前侧板；2：导向装置；201.导向固定架；202.调节盒体；203.调节紧固螺栓；204.左导向杆；205.右导向杆；3：前底板；4：主承重骨架；5：前顶板；6：振动泵；7：控制器；8：振动管；9：料斗；10.滑模顶板；11.滑模成型顶板；12.左刮板；13.滑模成型侧板；14.后侧板；15.固定螺栓；16.振动棒固定装置；17.前挡料板；18.右刮板；19.截面调节装置；1901.右框架；1902.右侧底部调节杆；1903.底部调节盒体；1904.底部调节控制杆；1905.左侧底部调节杆；1906.左侧上部调节杆；1907.连接销；1908.左框架；1909.上部调节盒体；1910.上部调节控制杆；1911.右侧上部调节杆；20.滑模成型底板；21.底刮板；22.滑模支撑骨架；23.后底板；24.后挡料板；25.固定螺母；26.连接螺栓。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本实用新型使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

术语解释

滑模顶板10表示的是整个滑模装置上部的顶板，主要起到支撑连接整个滑模装置的作用，对不接触混凝土；

滑模成型顶板11指的是排水沟侧面混凝土成型时上部的顶板，直接接触混凝土，影响排水沟的成型质量。

一种公路排水沟牵引挤压式滑模施工设备及方法，包括：承重骨架、导向装置、储泵料装置、截面调节装置及收面装置。承重骨架由主承重骨架、滑模支撑骨架、连接螺栓及固定螺母组成，通过连接螺栓和固定螺母调节主承重骨架及滑模支撑骨架的连接方式，控制施工混凝土排水沟底部厚度；导向装置由导向固定架、调节盒、调节紧固螺栓、左导向杆、右导向杆等组成，导向固定架安装在主承重骨架前部，调节紧固螺栓调节固定右导向杆和左导向杆左右伸缩的尺寸，使导向杆另一端与土坯面接触，保证整个施工设备在土坯之间的位置；储泵料装置由料斗、前挡料板、后挡料板、振动泵、控制器、振动管、后侧板、连接螺栓及连接线等部件组成，料斗由紧固螺钉安装在主承重骨架上，振动泵和控制器安装在前顶板上，控制器通过控制电缆与振动泵连接，振动泵连接振动管，振动棒固定装置安装在料斗底部主承重骨架上，振动管安装在振动棒固定装置上；收面装置包括左刮板、右刮板、底部刮板及固定螺栓，左刮板由固定螺栓固定在左滑模侧板上，右刮板由固定螺栓固定在右滑模侧板上，底部刮板由固定螺栓安装在滑模成型底板上。

在一些实施例中，所述的主承重骨架及滑模支撑骨架由型钢通过焊接加工成，主承重骨架和滑模支撑骨架上都有对应的螺孔和孔槽，用于连接及安装截面调节装置、连接螺栓及料斗等，主承重骨架规格为长度为1200mm，宽度700mm。

在一些实施例中，所述的截面调节装置规格尺寸高度规格为1000mm，底部宽度调节范围为400～800mm。左右框架与竖直方向夹角调节范围0-15°，滑模成型顶板与滑模底板的距离调节范围100～1000mm。

在一些实施例中，所述适用于排水沟牵引挤压式滑模施工的混凝土坍落度的合理范围为10～45mm，振动棒振动频率范围为30-60Hz，振动棒振幅范围为1.5～2.5mm，混凝土的振动时间范围为15s～30s，滑模速度范围为0.6m/min～1.2m/min。

本实用新型中，导向装置通过导向杆与土坯沟壁面相接触，引导整个装置移动方向。储泵料装置料斗储存混凝土料，通过整个设备的前进将混凝土料送入混凝土排料部件中，然后控制箱控制振动泵对混凝土料进行振动挤压密实，并将密实的混凝土向滑模成型侧板、滑模成型底板及滑模成型顶板与排水沟土坯壁面及地面形成的空间进行挤压作业。截面调节装置中通过底部宽度由底部调节杆调整成型混凝土沟底部宽度，通过上部调节杆调整滑模成型模侧板与竖直方向之间的夹角来施工成型不同侧壁倾角的排水沟。整个装置通过卷扬机在毛坯沟槽向前拖行进行施工。

下面以某公路排水沟施工为实施例，对本实用新型技术方案进行详细说明，但本实用新型的保护范围不局限于本实施例。

本实用新型还提供一种公路排水沟牵引挤压式滑模施工设备，该排水沟施工装置包括承重骨架、导向装置、储泵料装置、截面调节装置及收面装置。承重骨架为整个设备的主承受力结构，导向装置、储泵料装置及截面调节装置都安装在承重骨架上。施工时，卷扬机牵引固定在承重骨架上的钢丝绳实现设备的前进；施工时，导向装置主要起到整个设备的导向作用，引导及确定施工设备在土坯排水沟中的位置，保证施工质量；施工时，储泵料装置存储和振捣混凝土料，为滑模成型施工提供合格的混凝土料；施工时，截面调节装置通过调节杆使得滑模装置达到需要施工要求的形状及尺寸；施工时，收面装置可以对已滑模施工成型的混凝土排水沟面自动收面作业，提高施工效率，降低人工收面成本。

在一些实施例中，所述承重骨架包括主承重骨架4、滑模支撑骨架22、固定螺母25及连接螺栓26，所述主承重骨架4与滑模支撑骨架22由连接螺栓26及固定螺母25连接，设备滑模成型排水沟底部混凝土厚度由主承重骨架4与滑模支撑骨架22之间的不同连接螺栓孔位置调节及控制，牵引钢丝绳连接主承重骨架4前部连接处，由卷扬机拖拽钢丝绳使得整个施工设备稳定前进及施工；

在一些实施例中，所述导向装置包括导向固定架201、调节盒202、调节紧固螺栓203、左导向杆204、右导向杆205，引导设备前进，所述导向固定架201焊接在主承重骨架4前底部中间对称位置，调节盒202安装在导向固定架201上，左导向杆204及右导向杆205一端在控制盒202中，一端与排水沟土坯壁面接触，向外伸缩的尺寸由调节紧固螺栓203调节控制其在控制盒202中的尺寸及位置决定，使施工设备可以适应矩形、梯形等不同施工形状的土坯排水沟。

在一些实施例中，所述截面调节装置包括右框架1901、右侧底部调节杆1902、底部调节盒体1903、底部调节控制杆1904、左侧底部调节杆1905、左侧上部调节杆1906、连接销1907、左框架1908、上部调节盒体1909、上部调节控制杆1910、右侧上部调节杆1911，调节控制施工成型混凝土排水沟的底部宽度及侧壁与水平方向角度，所述右框架1901底部和上部分别通过连接销与右侧底部调节杆1902和右侧上部调节杆1911连接，左框架1908底部和上部分别通过连接销与左侧底部调节杆1905和左侧上部调节杆1906连接。滑模成型侧板13与左框架1908与右框架1901连接；左框架1908与右侧底部调节杆1902与左侧底部调节杆1905在底部调节盒1903由底部调节控制杆1904调节其左右伸缩尺寸，进而调节左框架1908及右框架1901与竖直方向夹角，控制施工混凝土排水沟侧壁与竖直方向夹角；右侧上部调节杆1911与左侧上部调节杆1910在底部调节盒1909由底部调节控制杆1910调节其左右伸缩尺寸，进而调节控制施工混凝土排水沟底部宽度。

在一些实施例中，所述收面装置包括左刮板12、右刮板18、底部刮板21及连接螺钉，所述左刮板12由连接螺钉固定在左框架1908上，左刮板12刮板面与成型混凝土排水沟左壁面之间的接触程度由连接螺钉固定；右刮板18由连接螺钉固定在右框架1901上，右刮板18刮板面与成型混凝土排水沟右壁面之间的接触程度由连接螺钉固定；底部刮板21有连接螺钉固定在滑模底板20上，底部刮板21刮板面与成型混凝土排水沟底面之间的接触程度由连接螺钉固定。

在一些实施例中，该方法具体内容如下：

将所述承重骨架、导向装置、储泵料装置、截面调节装置及收面装置安装及连接好，调整截面调节装置，使得滑模成型侧板13与竖直方向角度满足施工要求，使得滑模成型底板20的宽度满足施工混凝土排水沟底部宽度的要求；

将整个装置放置在所需施工的排水沟中，钢丝绳连接好主承重骨架4，启动卷扬机，将混凝土料导入料斗9中，通过控制器7启动振动泵6，通过振动管8对料斗9底部的混凝土进行振捣，通过设备前进及料斗9中混凝土重力将振捣好的混凝土向滑模成型侧板13、滑模成型底板20与土坯壁面形成的空间挤压，卷扬机转动，通过钢丝绳带动整个施工装置向前移动，施工成型混凝土排水沟；

施工过程中，根据不同配比的混凝土，通过控制器7控制振动泵6振动，对混凝土进行振捣，卷扬机根据混凝土的配比及所要成型混凝土排水沟尺寸控制整个施工装置向前施工。

本公路排水沟牵引挤压式滑模施工设备，该排水沟施工设备包括承重骨架、导向装置、储泵料装置、截面调节装置及收面装置。

所述承重骨架包括主承重骨架4、滑模支撑骨架22、固定螺母25及连接螺栓26；所述导向装置包括导向固定架201、调节盒202、调节紧固螺栓203、左导向杆204、右导向杆205；所述储泵料装置包括前顶板5、振动泵6、控制器7、振动管8、料斗9、后侧板14、固定螺栓15、振动棒固定装置16、前挡料板17、后挡料板24；所述截面调节装置包括右框架1901、右侧底部调节杆1902、底部调节盒体1903、底部调节控制杆1904、左侧底部调节杆1905、左侧上部调节杆1906、连接销1907、左框架1908、上部调节盒体1909、上部调节控制杆1910、右侧上部调节杆1911；所述收面装置包括左刮板12、右刮板18、底部刮板21及连接螺钉。

主承重骨架4通过连接螺栓26和固定螺母25调节及控制欲滑模支撑骨架22之间的连接，料斗9由固定螺栓15固定在主承重骨架4的底部。前侧板1、前底板3、前顶板5、后侧板14、后底板23、前挡料板17、后挡料板24焊接在主承重骨架4上，导向装置2安装在主承重骨架前底部。截面调节装置19安装在滑模支撑骨架22上，滑模成型侧板13分别焊接在右框架1901和左框架1908上，滑模成型顶板11通过紧固螺钉固定在滑模成型侧板13上。振动泵6和控制器7安装在前顶板5上，控制器7通过控制电缆与振动泵6连接，振动泵6连接振动管8，振动棒固定装置16安装在料斗9底部主承重骨架4上，振动管8安装在振动棒固定装置16上。

施工时，钢丝绳与主承重骨架4前部连接处相连，卷扬机拖动钢丝绳带动整个施工设备前进进行施工作业。料斗9内存储混凝土料，便于混凝土振捣密实，混凝土的塌落度范围为10mm～45mm，料斗9中混凝土由振动泵6带动振动管8对料斗9底部混凝土进行振捣作业，为了更好地使混凝土振捣密实，振动泵6参数设置范围：振动棒振动频率范围为30-60Hz，振幅范围为1.5～2.5mm，最佳振动时间范围是15s～30s。通过料斗9内混凝土重力挤压及施工设备前行将混凝土料由料斗9底部向滑模成型侧板13、滑模成型顶板11及滑模成型底板20与沟土坯壁面及地面形成的空间进行挤压作业，卷扬机带动整个施工装置稳定前行，完成排水沟混凝土滑模成型施工作业，便于兼顾快速施工及施工质量两个指标，最佳滑模速度范围为0.6m/min～1.2m/min。公路牵引挤压式排水沟滑模施工设备的施工可以快速连续对公路排水沟进行混凝土滑模成型作业，提高沟施工效率，缩短施工工期，降低施工成本。

实施例1：

公路排水沟牵引挤压式滑模施工设备及施工方法，主要包括以下步骤：

将施工设备安置在排水沟土坯沟中，将模板截面调节装置底部宽度调整为500mm，左右框架与竖直方向夹角调整为0°，滑模成型顶板与滑模底板的距离调节为600mm。

将塌落度为30mm混凝土倒入施工设备料斗中，卷扬机牵引施工设备前行，速度为1.0m/min，设置振动棒振动频率40Hz，振幅为2mm，振动时间是20s，开始进行排水沟牵引挤压滑模施工作业，施工过程中根据料斗储料情况及时进行添加混凝土料。

对施工成型的混凝土排水沟进行检测，其检测结果如表1所示，从检测数据可知，施工检测项目结果都满足设计要求。

表1公路排水沟结构检测结果

序号	检测项目	检测偏差结果	检验方法	允许偏差
					1	表面光洁度	较好	目测	—
2	沟底平整度	15mm	2.5m长直尺和钢尺量	20mm
					3	沟底中心位置	80mm	尺量	±100mm
4	净空尺寸	-5mm	尺量	±20mm
					5	水沟铺砌厚度	-4mm	尺量	-10mm

实施例2：

公路排水沟牵引挤压式滑模施工设备及施工方法，主要包括以下步骤：

将施工设备安置在排水沟土坯沟中，将模板截面调节装置底部宽度调整为650mm，左右框架与竖直方向夹角调整为10°，滑模成型顶板与滑模底板的距离调节为700mm。

将塌落度为45mm混凝土倒入施工设备料斗中，卷扬机牵引施工设备前行，速度为0.8m/min，设置振动棒振动频率50Hz，振幅为2mm，振动时间是25s，开始进行排水沟牵引挤压滑模施工作业，施工过程中根据料斗储料情况及时进行添加混凝土料。

对施工成型的混凝土排水沟进行检测，其检测结果如表2所示，从检测数据可知，施工检测项目结果都满足设计要求。

表2公路排水沟结构检测指标

最后应该说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。上述虽然对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种公路排水沟牵引挤压式滑模施工设备，其特征在于，包括：主承重骨架(4)、导向装置(2)、储泵料装置、截面调节装置(19)及收面装置；所述主承重骨架(4)上设置有储泵料装置，所述主承重骨架(4)的前底部设置有导向装置(2)，所述主承重骨架(4)后端还设置有滑模支撑骨架(22)，所述滑模支撑骨架(22)上设置有截面调节装置(19)与滑模成型板，所述滑模成型板与收面装置相连。

2.如权利要求1所述的公路排水沟牵引挤压式滑模施工设备，其特征在于，所述导向装置(2)包括：导向固定架(201)、调节盒(202)、调节紧固螺栓(203)、左导向杆(204)、右导向杆(205)，所述导向固定架(201)由两个侧杆和一个横杆围成，所述左导向杆(204)、右导向杆(205)分别穿过两个侧杆与调节盒(202)相连，所述调节盒(202)的侧面设置有调节紧固螺栓(203)。

3.如权利要求1所述的公路排水沟牵引挤压式滑模施工设备，其特征在于，所述储泵料装置包括：料斗(9)、振动装置，所述料斗(9)设置在主承重骨架(4)上，所述料斗(9)下方设置有振动装置。

4.如权利要求3所述的公路排水沟牵引挤压式滑模施工设备，其特征在于，所述振动装置包括：振动棒、振动泵(6)、控制器(7)、振动管(8)，所述振动棒设置在料斗(9)下方，并与振动管(8)、振动泵(6)、控制器(7)依次相连。

5.如权利要求3所述的公路排水沟牵引挤压式滑模施工设备，其特征在于，所述料斗(9)的四周分别设置有前顶板(5)、后侧板(14)、前挡料板(17)、后挡料板(24)。

6.如权利要求1所述的公路排水沟牵引挤压式滑模施工设备，其特征在于，所述截面调节装置(19)包括：右框架(1901)、左框架(1908)；所述右框架(1901)设置右侧底部调节杆(1902)、右侧上部调节杆(1911)，所述左框架(1908)设置有左侧底部调节杆(1905)、左侧上部调节杆(1906)，所述右侧底部调节杆(1902)与左侧底部调节杆(1905)都穿过底部调节盒体(1903)，所述右侧上部调节杆(1911)、左侧上部调节杆(1906)都穿过上部调节盒体(1909)，所述底部调节盒体(1903)、上部调节盒体(1909)上分别设置有底部调节控制杆(1904)、上部调节控制杆(1910)。

7.如权利要求6所述的公路排水沟牵引挤压式滑模施工设备，其特征在于，所述右侧上部调节杆(1911)、左侧上部调节杆(1906)、上部调节盒体(1909)、底部调节盒体(1903)、底部调节控制杆(1904)组成一组。

8.如权利要求7所述的公路排水沟牵引挤压式滑模施工设备，其特征在于，所述截面调节装置(19)外围由滑模顶板(10)、滑模成型侧板(13)、滑模成型底板(20)围成中空腔体。

9.如权利要求8所述的公路排水沟牵引挤压式滑模施工设备，其特征在于，所述滑模成型侧板(13)前端分别设置有左刮板(12)、右刮板(18)；

或所述滑模成型底板(20)前端设置有底刮板(21)。

10.如权利要求8所述的公路排水沟牵引挤压式滑模施工设备，其特征在于，所述滑模顶板(10)两侧设置有滑模成型顶板。

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