CN108343087B - 一种预制构件的运输装配设备***及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种预制构件的运输装配设备***及其施工方法，运输装配设备***包括导轨、运输装配设备、至少两个车身以及连系梁；每个车身滚动连接在导轨上；车身包括车身结构、行走***和对位***；车身结构包括顶扣板和底扣板，并且顶扣板与底扣板共同拼合成横截面为矩形的空心箱体；行走***安装在车身结构上，用以驱动车身结构沿导轨移动；对位***安装在车身结构上、用以调整待运输预制构件的竖向位移和横向位移；预制构件放置在车身结构顶扣板上，并通过车身结构、行走***和对位***完成其运输及安装工作。本发明解决了传统的施工方法存在的重吊装作业量大、安全隐患多、吊装作业占地面积大、对位拼装作业劳动强度高以及拼装精度差的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种预制构件的运输装配设备***及其施工方法。
背景技术
城市综合预制管廊是在城市地下用于集中敷设电力、通信、给水、排水、热力、燃气等市政管线的公共隧道。我国正处在城镇化快速发展时期，地下基础设施建设滞后，推进城市地下综合预制管廊建设，统筹各类市政管线规划、建设和管理，解决反复开挖路面、架空线网密集、管线事故频发等问题，有利于保障城市安全、完善城市功能、美化城市景观、促进城市集约高效和转型发展。我国综合预制管廊工程建设正处于起步阶段，从全国综合预制管廊试点城市的建设情况看，综合预制管廊的建设方式主要以新区开发配套建设为主，施工方法主要以明挖现浇法为主。明挖现浇法是我国最成熟的地下工程施工方法，具有技术工艺简单、经济成本低廉，可通过加大人力物力投入加快建设速度等优点，但现浇作业也存在施工现场的工人劳动强度高、工力需用量大、安全隐患多、资源能耗大、污染排放大、建筑垃圾废弃量大、精细化管理难度大等问题。
目前装配式综合预制管廊工程在施工过程中，主要应用大型起重机械吊运拼装，辅助人力推、拉、撬的施工方法。在劳动力强度未明显降低的情况下，也不能保证拼装精度，同时起重设备需要基坑边规模庞大的吊装站位场地，并且需要对吊机站位处的地面采取大范围加强措施；其主要工艺流程包括：首先在基坑底部施作垫层，然后在垫层上铺干拌砂浆找平层，再后使用履带吊或龙门吊将构件吊入基坑进行对位，同时工人手持撬杠等工具辅助对位，对位完成后，通过构件纵向的内部预留孔道，穿入预应力筋，通过预应力将前后两个构件拉紧。该方法存在的问题和不足包括如下几点：1、吊车吊运构件以及人工辅助对位的拼装精度，很大程度上取决于吊车司机的操作技术，最终导致预制构件的拼装精度很难保证；2、在起重机械的选择上，采用履带吊作为吊装机械时，由于履带吊自身重量较大，必须与基坑边保持一定的安全距离；因此，必须保证基坑一侧有宽阔的施工场地供吊车站位使用；3、必须对吊车行走、站立路线上的全部地面进行配筋硬化处理，而这些硬化层，最终要破除废弃；4、龙门吊受安全坡度要求、无法转弯，不能随意转场等限制，对综合预制管廊工程的适用性很差，同时全线建设龙门吊临时轨道基础的工程体量也很大。
发明内容
本发明的目的是提供一种预制构件的运输装配设备***及其施工方法，要解决传统的施工方法存在的重吊装作业量大、安全隐患多、吊装作业占地面积大、对位拼装作业劳动强度高以及拼装精度差的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种预制构件的运输装配设备***，包括有导轨和运输装配设备；所述运输装配设备包括有至少两个车身以及连接相邻车身的连系梁；其中，每个车身均滚动连接在导轨上；所述车身包括有车身结构、行走***和对位***；所述车身结构包括有顶扣板和底扣板，并且顶扣板与底扣板共同拼合成横截面为矩形的空心箱体；所述行走***安装在车身结构上，用以驱动车身结构沿导轨移动；所述对位***安装在车身结构上、用以调整待运输的预制构件的竖向位移和横向位移；所述预制构件放置在车身结构的顶扣板上，并通过车身结构、行走***以及对位***相互配合完成其运输及安装工作。
优选的，所述预制构件为预制综合管廊或者管涵。
优选的，所述导轨至少有两根，沿横向平行间隔铺设；其中，每根导轨通过锚栓安装在基坑底部的垫层上。
优选的，所述行走***包括有行走驱动装置、齿轮、第一传动链条和车轮。
优选的，所述对位调整***包括有滑台、辊子和千斤顶；所述滑台有一组、沿纵向间隔安装在其中一个车身结构的顶扣板上，用以调整预制构件的横向位移；其余的各个车身结构的顶扣板上安装有至少一组辊子，用以调整预制构件的横向位移；辊子沿纵向间隔分布、且与滑台对应设置；所述千斤顶有至少两组，分别沿纵向间隔布置在各个车身结构的顶扣板与底扣板之间，用以调节预制构件的竖向位移。
优选的，所述辊子的顶部与滑台的顶面平齐；
所述预制构件的一侧搭接在滑台上，预制构件的另一侧搭接在辊子上；通过滑台横向移动，带动辊子绕纵轴转动，对预制构件进行横向调节。
一种预制构件的运输装配设备***的施工方法，包括步骤如下。
步骤一，施工垫层。
步骤二，铺设导轨。
步骤三，运输装配设备***的组装调试。
步骤四，待安装的预制构件的吊放：将待安装的预制构件吊放在运输装配设备***上。
步骤五，待安装的预制构件的运输：运输装配设备***沿导轨行走，将待安装的预制构件运输至设计位置处。
步骤六，对位调平：调节运输装配设备***，靠近已拼装完成的预制构件，直至待安装的预制构件与已拼装完成的预制构件贴合，利用对位***，将待安装的预制构件对齐对正。
步骤七，对待安装的预制构件与已拼装完成的预制构件进行连接。
步骤八，运输装配设备***返回，重复步骤四与步骤七的过程，直至待安装的预制构件全部安装完毕。
优选的，步骤六中待安装预制构件的对齐对正的精度误差小于在2mm。
优选的，待安装的预制构件与已拼装完成的预制构件之间为螺栓连接或者为预应力锚索连接或者为承插口连接。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果。
1、本发明针对现浇法施工存在的种种不足，提供一种预制构件的运输装配设备***及其施工方法，解决了传统的施工方法存在的重吊装作业量大、安全隐患多、吊装作业占地面积大、对位拼装作业劳动强度高以及拼装精度差的技术问题。
2、本发明中预制构件的运输装配设备***及其施工方法，具体实现包括运输、对位、拼装等工序的机械化作业；该施工方法可替代目前采用的大型起重机吊装、工人协作对位的拼装方式，提高预制综合预制管廊装配施工效率，大幅减少起重吊装作业量，节省施工用地，提高安全性、减少意外事故造成的损失，提高拼装精度和拼装质量，提高施工机械化水平，进一步减少工力用量。
3、传统的综合预制管廊预制装配施工存在的起重吊装作业量大、吊装作业占地面积大、拼装作业劳动强度高、拼装精度差等问题，结合综合预制管廊工程施工环境和特点，设计出本发明的预制构件的运输装配设备***及其施工方法，提高预制综合预制管廊装配施工效率，大幅减少起重吊装作业量，节省施工用地，提高安全性、减少意外事故造成的损失，提高拼装精度和拼装质量，提高施工机械化水平，实现绿色施工，降低污染排放，缓解工人老龄化导致的劳动力资源紧缺的问题。
4、本发明可为装配式城市综合预制管廊设计理论与机械化施工关键技术及装备推广应用和进一步深入研究提供技术指导。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明中的运输装配设备***的平面结构示意图。
图2是本发明中的车身的侧面结构示意图。
图3是图2中A-A剖面结构示意图。
图4是本发明中的滑台的侧面结构示意图。
图5是本发明中的滑台的平面结构示意图。
图6是本发明中的导轨与垫层连接的结构示意图。
图7是实施例1中的预制构件放置在车身结构上的结构示意图。
图8是实施例2中的预制构件放置在车身结构上的结构示意图。
附图标记：1-预制构件、2-导轨、3-车身、3.1-行走驱动装置、3.2-齿轮、3.3-第一传动链条、3.4-车轮、3.5-滑台、3.5.1-托板、3.5.2-丝杠、3.6-辊子、3.6.1-辊子单元、3.7-对位驱动电机、3.8-千斤顶、3.9-液压油泵、3.10-第二传动链条、3.11-顶扣板、3.12-底扣板、4-连系梁、5-垫层、6-锚栓、7-三角托架。
具体实施方式
实施例1：如图1-7所示，这种预制构件的运输装配设备***，用以预制构件1的运输和安装；该设备***包括有导轨2和运输装配设备；所述运输装配设备包括有至少两个车身3以及连接相邻车身3的连系梁4；其中，每个车身3均滚动连接在导轨2上；所述车身3包括有车身结构、行走***和对位***；所述车身结构包括有顶扣板3.11和底扣板3.12，并且顶扣板3.11与底扣板3.12共同拼合成横截面为矩形的空心箱体；所述行走***安装在车身结构上，用以驱动车身结构沿导轨2移动；所述对位***安装在车身结构上、用以调整待运输的预制构件1的竖向位移和横向位移；所述预制构件1放置在车身结构的顶扣板3.11上，并通过车身结构、行走***以及对位***相互配合完成其运输及安装工作。
本实施例中，所述预制构件1为预制综合管廊，该预制综合管廊的截面呈矩形；在预制综合管廊两侧的侧壁上，对应车身结构的顶部位置处分别设有三角托架7。当然在其他实施例中，所述预制构件1还可以为管涵。
本实施例中，所述顶扣板3.11的横截面呈倒置的U形，底扣板3.12的横截面呈U形；顶扣板3.11扣接在底扣板3.12上，构成横截面为矩形的空心箱体；
本实施例中，所述导轨2至少有两根，沿横向平行间隔铺设；其中，每根导轨2通过锚栓6安装在基坑底部的垫层5上；相邻两根导轨2之间的间距比预制综合管廊的宽度大；预制综合管廊的下部插设在两根导轨2之间的位置处，两侧的三角托架7分别搭设在两侧的车身结构上。
本实施例中，所述行走***包括有行走驱动装置3.1、齿轮3.2、第一传动链条3.3和车轮3.4；其中，行走驱动装置3.1安装在车身结构的前端顶部；车轮3.4有一组，沿纵向间隔安装在车身结构的底扣板3.12上；所述第一传动链条3.3安装在行走驱动装置3.1与齿轮3.2之间、齿轮3.2与车轮3.4之间；所述齿轮3.2安装在底扣板3.12内侧壁上、位于第一传动链条3.3经过的位置处。
本实施例中，所述对位调整***包括有滑台3.5、辊子3.6和千斤顶3.8；所述滑台3.5有一组、沿纵向间隔安装在其中一个车身结构的顶扣板3.11上，并且通过对位驱动电机3.7提供动力来调整预制构件1的横向位移；其余的各个车身结构的顶扣板3.11上安装有至少一组辊子3.6，用以调整预制构件1的横向位移；辊子3.6沿纵向间隔分布、且与滑台3.5对应设置；所述千斤顶3.8有至少两组，分别沿纵向间隔布置在各个车身结构的顶扣板3.11与底扣板3.12之间，通过液压油泵3.9提供动力来调节预制构件1的竖向位移；其中，对位驱动电机3.7安装在设有滑台3.5一侧的车身结构上，在对位驱动电机3.7与滑台3.5之间、滑台3.5与滑台3.5之间连接有第二传动链条3.10；液压油泵3.9安装在连系梁4上设置的一个箱体中。当然在其他实施例中，所述滑台3.5还可以为液压动力驱动、人力驱动等驱动方式。
本实施例中，所述滑台3.5为燕尾槽丝杠托板，包括有托板3.5.1和丝杠3.5.2；所述车身结构的顶扣板3.11在对应滑台3.5的位置处设有凹槽；所述丝杠3.5.2水平安装在凹槽中，并且丝杠3.5.2的顶部与凹槽顶部平齐；所述托板3.5.1水平连接在丝杠3.5.2的顶部；
所述辊子3.6包括有两个纵向设置的辊子单元3.6.1，两个辊子单元3.6.1沿横向平行间隔连接在车身结构的顶扣板3.11的顶部，并且两个辊子单元3.6.1的顶部与滑台3.5的顶面平齐；
所述预制综合管廊的一侧搭接在滑台3.5上，预制综合管廊的另一侧搭接在辊子3.6上，由对位驱动电机3.7提供动力促使滑台3.5横向移动，并带动辊子3.6绕纵轴转动，对预制综合管廊进行横向调节。
当然在其他实施例中，所述滑台3.5中的托板3.5.1还可以用水平放置的千斤顶替换或者人力旋转丝杠3.5.2进行横向调节，辊子3.6也可以用一组滚珠代替。
实施例2：如图1-6、8所示，这种预制构件的运输装配设备***，用以预制构件1的运输和安装；该设备***包括有导轨2和运输装配设备；所述运输装配设备包括有至少两个车身3以及连接相邻车身3的连系梁4；其中，每个车身3均滚动连接在导轨2上；所述车身3包括有车身结构、行走***和对位***；所述车身结构包括有顶扣板3.11和底扣板3.12，并且顶扣板3.11与底扣板3.12共同拼合成横截面为矩形的空心箱体；所述行走***安装在车身结构上，用以驱动车身结构沿导轨2移动；所述对位***安装在车身结构上、用以调整待运输的预制构件1的竖向位移和横向位移；所述预制构件1放置在车身结构的顶扣板3.11上，并通过车身结构、行走***以及对位***相互配合完成其运输及安装工作。
本实施例中，所述预制构件1为预制综合管廊，该预制综合管廊的截面呈矩形。
当然在其他实施例中，所述预制构件1还可以为管涵。
本实施例中，所述顶扣板3.11的横截面呈倒置的U形，底扣板3.12的横截面呈U形；顶扣板3.11扣接在底扣板3.12上，构成横截面为矩形的空心箱体；
本实施例中，所述导轨2至少有两根，沿横向平行间隔铺设；并且相邻两根导轨2分别安装在基坑底部垫层5两侧的地面上；其中，导轨2上部车身结构的顶面高于垫层5的顶面，预制综合管廊的底部两侧分别搭接在相邻两个车身结构上。
本实施例中，所述行走***包括有行走驱动装置3.1、齿轮3.2、第一传动链条3.3和车轮3.4；其中，行走驱动装置3.1安装在车身结构的前端顶部；车轮3.4有一组，沿纵向间隔安装在车身结构的底扣板3.12上；所述第一传动链条3.3安装在行走驱动装置3.1与车轮3.4之间、车轮3.4与车轮3.4之间；所述齿轮3.2安装在车身结构的侧壁上、位于第一传动链条3.3经过的位置处。
本实施例中，所述对位调整***包括有滑台3.5、辊子3.6和千斤顶3.8；所述滑台3.5有一组、沿纵向间隔安装在其中一个车身结构的顶扣板3.11上，并且通过对位驱动电机3.7提供动力来调整预制构件1的横向位移；其余的各个车身结构的顶扣板3.11上安装有至少一组辊子3.6，用以调整预制构件1的横向位移；辊子3.6沿纵向间隔分布、且与滑台3.5对应设置；所述千斤顶3.8有至少两组，分别沿纵向间隔布置在各个车身结构的顶扣板3.11与底扣板3.12之间，通过液压油泵3.9提供动力来调节预制构件1的竖向位移；其中，对位驱动电机3.7安装在设有滑台3.5一侧的车身结构上，在对位驱动电机3.7与滑台3.5之间、滑台3.5与滑台3.5之间连接有第二传动链条3.10；液压油泵3.9安装在连系梁4上设置的一个箱体中。
本实施例中，所述滑台3.5包括有托板3.5.1和丝杠3.5.2；所述车身结构的顶扣板3.11在对应滑台3.5的位置处设有凹槽；所述托板3.5.1水平安装在凹槽中，并且托板3.5.1的顶部与凹槽顶部平齐；所述丝杠3.5.2水平连接在托板3.5.1的顶部；
所述辊子3.6包括有两个纵向设置的辊子单元3.6.1，两个辊子单元3.6.1沿横向平行间隔连接在车身结构的顶扣板3.11的顶部，并且两个辊子单元3.6.1的顶部与滑台3.5的顶面平齐；
所述预制综合管廊的一侧搭接在滑台3.5上，预制综合管廊的另一侧搭接在辊子3.6上，由对位驱动电机3.7提供动力促使滑台3.5横向移动，并带动辊子3.6绕纵轴转动，对预制综合管廊进行横向调节。
当然在其他实施例中，所述滑台3.5中的托板3.5.1还可以用水平放置的千斤顶替换或者人力旋转丝杠3.5.2进行横向调节，辊子3.6也可以用一组滚珠代替。
本实施例中，所述行走驱动装置3.1可以为行走驱动电机。
上述两个实施例中的预制构件的运输装配设备***的施工方法，包括步骤如下。
步骤一，施工垫层5；首先进行基坑开挖支护，开挖至基坑底部并且验收合格后，施工垫层5。
步骤二，铺设导轨2；待垫层5施工完毕后，将导轨2安装固定在垫层5上或者垫层5的两侧。
步骤三，运输装配设备***的组装调试。
步骤四，待安装的预制构件1的吊放：将待安装的预制构件1吊放在运输装配设备***上。
步骤五，待安装的预制构件1的运输：运输装配设备***沿导轨2行走，将待安装的预制构件1运输至设计位置处。
步骤六，对位调平：调节运输装配设备***，靠近已拼装完成的预制构件1，直至待安装的预制构件1与已拼装完成的预制构件1贴合，利用对位***，将待安装的预制构件1对齐对正，对齐对正的精度误差小于在2mm。
步骤七，对待安装的预制构件1与已拼装完成的预制构件1进行连接；二者的连接为螺栓连接或者为预应力锚索连接或者为承插口连接。
步骤八，运输装配设备***返回，重复步骤四与步骤七的过程，直至待安装的预制构件1全部安装完毕。
上述实施例并非具体实施方式的穷举，还可有其它的实施例，上述实施例目的在于说明本发明，而非限制本发明的保护范围，所有由本发明简单变化而来的应用均落在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种预制构件的运输装配设备***，包括有导轨（2）和运输装配设备；其特征在于：所述导轨（2）至少有两根，沿横向平行间隔铺设；所述运输装配设备包括有至少两个车身（3）以及连接相邻车身（3）的连系梁（4）；其中，每个车身（3）均滚动连接在导轨（2）上；所述车身（3）包括有车身结构、行走***和对位***；所述车身结构包括有顶扣板（3.11）和底扣板（3.12），并且顶扣板（3.11）与底扣板（3.12）共同拼合成横截面为矩形的空心箱体；所述行走***安装在车身结构上，用以驱动车身结构沿导轨（2）移动；所述对位***安装在车身结构上、用以调整待运输的预制构件（1）的竖向位移和横向位移；所述预制构件（1）为预制综合管廊或者为管涵，该预制综合管廊的截面呈矩形；在预制综合管廊两侧的侧壁上，对应车身结构的顶部位置处分别设有三角托架（7）；所述预制构件（1）放置在车身结构的顶扣板（3.11）上，并通过车身结构、行走***以及对位***相互配合完成其运输及安装工作；所述顶扣板（3.11）的横截面呈倒置的U形，底扣板（3.12）的横截面呈U形；顶扣板（3.11）扣接在底扣板（3.12）上，构成横截面为矩形的空心箱体；所述对位***包括有滑台（3.5）、辊子（3.6）和千斤顶（3.8）；所述滑台（3.5）有一组、沿纵向间隔安装在其中一个车身结构的顶扣板（3.11）上，用以调整预制构件（1）的横向位移；其余的各个车身结构的顶扣板（3.11）上安装有至少一组辊子（3.6），用以调整预制构件（1）的横向位移；辊子（3.6）沿纵向间隔分布、且与滑台（3.5）对应设置；所述千斤顶（3.8）有至少两组，分别沿纵向间隔布置在各个车身结构的顶扣板（3.11）与底扣板（3.12）之间，用以调节预制构件（1）的竖向位移；所述辊子（3.6）的顶部与滑台（3.5）的顶面平齐；
所述预制构件（1）的下部插设在两根导轨（2）之间的位置处，预制构件（1）两侧的三角托架（7）分别搭设在两侧的车身结构上；通过滑台（3.5）横向移动，带动辊子（3.6）绕纵轴转动，对预制构件（1）进行横向调节；所述滑台（3.5）包括有托板（3.5.1）和丝杠（3.5.2）；所述车身结构的顶扣板（3.11）在对应滑台（3.5）的位置处设有凹槽；所述托板（3.5.1）水平安装在凹槽中，并且托板（3.5.1）的顶部与凹槽顶部平齐；所述丝杠（3.5.2）水平连接在托板（3.5.1）的顶部；
所述辊子（3.6）包括有两个纵向设置的辊子单元（3.6.1），两个辊子单元（3.6.1）沿横向平行间隔连接在车身结构的顶扣板（3.11）的顶部，并且两个辊子单元（3.6.1）的顶部与滑台（3.5）的顶面平齐。
2.根据权利要求1所述的预制构件的运输装配设备***，其特征在于：每根导轨（2）通过锚栓（6）安装在垫层（5）上。
3.根据权利要求2所述的预制构件的运输装配设备***，其特征在于：所述行走***包括有行走驱动装置（3.1）、齿轮（3.2）、第一传动链条（3.3）和车轮（3.4）。
4.一种权利要求1-3中任意一项所述的预制构件的运输装配设备***的施工方法，其特征在于，包括步骤如下：
步骤一，施工垫层（5）；
步骤二，铺设导轨（2）；
步骤三，运输装配设备***的组装调试；
步骤四，待安装的预制构件（1）的吊放：将待安装的预制构件（1）吊放在运输装配设备***上；
步骤五，待安装的预制构件（1）的运输：运输装配设备***沿导轨（2）行走，将待安装的预制构件（1）运输至设计位置处；
步骤六，对位调平：调节运输装配设备***，靠近已拼装完成的预制构件（1），直至待安装的预制构件（1）与已拼装完成的预制构件（1）贴合，利用对位***，将待安装的预制构件（1）对齐对正；
步骤七，对待安装的预制构件（1）与已拼装完成的预制构件（1）进行连接；
步骤八，运输装配设备***返回，重复步骤四与步骤七的过程，直至待安装的预制构件（1）全部安装完毕。
5.根据权利要求4所述的预制构件的运输装配设备***的施工方法，其特征在于：步骤六中待安装预制构件（1）的对齐对正的精度误差小于2mm。
6.根据权利要求4所述的预制构件的运输装配设备***的施工方法，其特征在于：待安装的预制构件（1）与已拼装完成的预制构件（1）之间为螺栓连接或者为预应力锚索连接或者为承插口连接。
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