CN111379224A - 一种湿接缝施工设备及湿接缝施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种湿接缝施工设备及湿接缝施工方法，安装行走控制***和机械手臂后，电磁铁通电工作，机械手臂将模板输送到相邻两个预制板之间。电磁铁断电，弹性件驱动卡块伸出模板外与预制板的挂钩卡接。然后拆除所述电磁铁，利用所述机械手臂浇筑湿接缝。最后待混凝土凝固后，重新装上电磁铁，电磁铁通电后吸引吸引块移动，带动卡块缩回到模板内，模板被电磁铁收回。上述湿接缝施工设备及湿接缝施工方法，从模板的安装、混凝土浇筑及模板拆除过程实现了自动化，进一步发展了钢板组合梁快速装配化施工的特点，标准化程度提高，施工效率较高，保证了施工质量。

Description

一种湿接缝施工设备及湿接缝施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，具体涉及一种湿接缝施工设备及湿接缝施工方法。

背景技术

钢板组合梁将钢梁与钢筋混凝土板通过剪力键组合成整体，充分发挥了钢材的抗拉性能和混凝土的抗压性能，具有重量轻，延性好，抗震能力强等特点，并可实现预制化生产和装配化施工，绿色环保，有助于促进建设领域节能减排，提高生产效率和建筑质量。

钢板组合梁施工过程中，钢梁在工厂拼装成小节段，并运输至施工现场，在混凝土预制场进行钢筋混凝土板的预制，再将运输到桥位的小节段钢梁拼装成大节段，用架桥机逐跨架设至桥位后，完成相邻大节段之间的拼接。然后将预制板吊装至钢梁上方，浇筑湿接缝，形成钢混组合截面，最后待混凝土达到设计强度后，再进行护栏和桥面铺装等附属设施的施工。

在钢板组合梁施工过程中，钢梁及预制板的生产均实现了工厂化施工，生产效率和建筑质量均容易得到保证。但现场湿接缝的施工工艺与传统现浇混凝土基本一致，包括立模、钢筋绑扎、混凝土浇筑、养护和拆模等，钢板组合梁每跨又被分成了若干条湿接缝，每条湿接缝需单独进行立模和拆模，施工繁琐，且钢板组合梁均为无支架施工，仅能在桥面上进行操作，工人施工时无法到达梁底操作模板，施工效率和质量控制上均不理想，这也成为了限制该类桥梁快速发展的因素之一。

目前，钢板组合梁湿接缝的模板施工有两种方式，两种方式均是采用人工安装，人工固定。第一种是悬吊法，即工人在桥面控制钢丝绳将模板从桥位下方提升到湿接缝底面，该方法优点是模板刚度及质量可根据需求定制，但施工时需先后完成模板运输、提升以及固定等多个步骤，施工效率低，与模板接触的梁底缺陷不易发现，湿接缝浇筑可能存在漏浆现象。若湿接缝正下方为河流或沟渠时，模板还需横向移动，施工难度大，模板的整个拆除过程和安装过程基本相同，费工费时，经济效益差。第二种方法直接利用薄钢板作为一次性模板，边吊装预制板边安放模板固定，湿接缝后浇筑完成后形成整体，该方法模板的安装更为便捷，也省去了模板的拆除过程，在一定程度上较有优势，但是薄钢板刚度较差，混凝土浇筑过程易发生变形，影响湿接缝的浇筑质量，同时一次性模板不仅造成了材料的浪费，混凝土与钢板间隔的视觉效果在景观上也不相协调。

发明内容

基于此，有必要针对现有的钢板组合梁湿接缝施工效率低，施工质量控制难的问题，提供一种湿接缝施工设备及湿接缝施工方法。

一种湿接缝施工设备，包括：

行走控制***，可移动地安装于桥梁上；

机械手臂，与所述行走控制***连接，所述行走控制***控制所述机械手臂动作，所述机械手臂的末端安装有电磁铁；

模板，能够置于所述电磁铁上，所述机械手臂能够将所述模板输送到相邻两个预制板之间，所述模板与预制板相对的侧壁设有安装槽；及

卡位结构，包括卡块、弹性件及吸引块，所述卡块可滑动地设置于所述安装槽内，所述弹性件的两端分别与所述卡块和所述安装槽的底壁连接，且所述弹性件能够驱动所述卡块伸出所述模板外与预制板的挂钩卡接，所述吸引块通过连接绳与所述卡块连接，所述电磁铁能够吸引所述吸引块移动，以带动所述卡块缩回到所述模板内。

在其中一个实施例中，所述桥梁的桥面设有轨道梁，所述行走控制***可滑动地设置于所述轨道梁上。

在其中一个实施例中，所述模板设有滑槽，且所述滑槽与所述安装槽连通，所述吸引块可滑动地设置于所述滑槽内。

在其中一个实施例中，所述卡块通过滚轮可滑动地设置于所述安装槽内。

在其中一个实施例中，所述卡位结构还包括张紧轮，所述张紧轮安装于所述安装槽内，且所述张紧轮张紧所述连接绳。

在其中一个实施例中，所述电磁铁上设有限位螺杆，多个所述模板依次层叠于所述电磁铁上，且所述限位螺杆供多个所述模板套设。

在其中一个实施例中，所述行走控制***上安装有配重块，且所述配重块和所述机械手臂分别位于所述行走控制***相对的两侧。

在其中一个实施例中，还包括密封垫，所述卡块与预制板的挂钩卡接后，所述预制板和所述模板部分重叠，所述密封垫密封设置于所述预制板和所述模板重叠部分的间隙内。

一种钢板组合梁湿接缝的施工方法，采用上述任意一项所述的湿接缝施工设备，包括以下步骤：

安装行走控制***和机械手臂，电磁铁通电工作，机械手臂将模板输送到相邻两个预制板之间；

电磁铁断电，弹性件驱动卡块伸出模板外与预制板的挂钩卡接；

拆除所述电磁铁，利用所述机械手臂浇筑湿接缝；及

待混凝土凝固后，重新装上电磁铁，电磁铁通电后吸引吸引块移动，带动卡块缩回到模板内，模板被电磁铁收回。

在其中一个实施例中，所述待混凝土凝固后，重新装上电磁铁，电磁铁通电后吸引吸引块移动，带动卡块缩回到模板内，模板被电磁铁收回的步骤之后还包括：

拆除电磁铁，利用机械手臂逐条喷淋或蒸汽养护湿接缝内的混凝土。

上述湿接缝施工设备及湿接缝施工方法至少具有以下优点：

通过机械手臂和电磁铁实现模板的移动和定位，弹性件能够驱动卡块伸出模板外与预制板的挂钩卡接，电磁铁能够吸引吸引块移动，以带动卡块缩回到所述模板内，模板拆装灵活方便，且机械手臂浇筑湿接缝，因此从模板的安装、混凝土浇筑及模板拆除过程实现了自动化，进一步发展了钢板组合梁快速装配化施工的特点，标准化程度提高，施工效率较高，保证了施工质量。并且，模板可根据强度、刚度、稳定性及构造需要进行定制，且可重复利用，质量可以得到保证的同时，经济性也较好。

附图说明

图1为一实施方式中桥梁沿纵断面的结构示意图；

图2为一实施方式中湿接缝施工设备安装支撑梁内模板的示意图；

图3为图2中的多个模板安装到电磁铁上的结构示意图；

图4为图2中的模板通过卡位结构与预制板的挂钩卡接的示意图；

图5为一实施方式中湿接缝施工方法的流程图；

图6为湿接缝施工设备安装支撑梁外模板的示意图；

图7为湿接缝施工设备浇筑湿接缝的示意图；

图8为湿接缝施工设备拆卸模板的示意图；

图9为湿接缝施工设备养护桥梁底部的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1及图2，一实施方式中湿接缝施工设备，主要用于钢板组合梁、混凝土预制小箱梁和混凝土预制T梁等桥梁10湿接缝16的施工。其中，桥梁10包括支撑梁12和预制板14，两个支撑梁12间隔设置，而多个预制板14依次铺设在支撑梁12上形成桥面，相邻两个预制板14之间现浇混凝土形成湿接缝16。

请一并参阅图3，湿接缝施工设备包括行走控制***100、机械手臂200、模板300及卡位结构400。行走控制***100可移动地安装于桥梁10的桥面上。一实施方式中，桥梁10的桥面设有轨道梁110，行走控制***100可滑动地设置于轨道梁110上，从而可以将行走控制***100可移动地安装于桥梁10的桥面上。

机械手臂200与行走控制***100连接，机械手臂200的末端伸入到桥梁10的底部，机械手臂200的末端安装有电磁铁210。行走控制***100的移动可以调整机械手臂200在桥梁10纵向方向上的位置，而机械手臂200本身能够移动，以调整电磁铁210在桥梁10横向方向上的位置。其中，电磁铁210能够拆卸，便于后续采用机械手臂200浇筑混凝土。

一实施方式中，行走控制***100上安装有配重块120，且配重块120和机械手臂200分别位于行走控制***100相对的两侧，配重块120可以保持行走控制***100重心集中到轨道梁110上，避免行走控制***100长期承受应力，导致寿命降低。

请参阅图3和图4，模板300能够置于电磁铁210上，机械手臂200可以将模板300输送到相邻两个预制板14之间，以使模板300承载后续浇筑在湿接缝16中的混凝土。模板300与预制板14相对的侧壁设有安装槽310，安装槽310用于安装卡位结构400。

一实施方式中，模板300为钢模板，能够被电磁铁210吸附。电磁铁210上设有限位螺杆220，多个模板300依次层叠在电磁铁210上，且多个模板300套设于限位螺杆220上，限位螺杆220可以实现多块模板300的安装和拆卸，减少了机械手臂200反复来回调整的工作，工作效率进一步提升。

卡位结构400用于与预制板14上的挂钩142卡接，以将模板300固定在相邻两个预制板14之间。具体地，卡位结构400包括卡块410、弹性件420及吸引块430。卡块410可滑动地设置于安装槽310内。一实施方式中，卡块410通过滚轮450可滑动地设置于安装槽310内。卡块410为梯形结构，且卡块410的下底与挂钩142卡接。

弹性件420的一端与卡块410连接，弹性件420的另一端安装于安装槽310的底壁上，弹性件420提供的弹性力能够驱动卡块410伸出模板300外，从而使卡块410与预制板14的挂钩142卡接。一实施方式中，弹性件420为弹簧。当然，弹性件420为也可以为其他柱状的具有弹性力的结构。

吸引块430通过连接绳440与卡块410连接，电磁铁210通电后，电磁铁210能够吸引吸引块430移动，带动卡块410缩回到模板300内，以使模板300与预制板14相分离。吸引块430为铁块。当然，吸引块430也可以为其他能够与电磁铁相互吸引的结构，例如磁体等。模板300设有滑槽320，且滑槽320与安装槽310相连通，吸引块430可滑动地设置于滑槽320内。一实施方式中，卡位结构400还包括张紧轮460，张紧轮460安装于安装槽310内，张紧轮460张紧连接绳440，避免连接绳440与其他结构发生干涉。

一实施方式中，湿接缝施工设备还包括密封垫500，卡块410与预制板14的挂钩142卡接后，预制板14和模板300部分重叠，密封垫500密封设置于预制板14和模板300重叠部分的间隙内，可以避免混凝土浇筑时漏浆，保证质量。具体地，密封垫500可以为橡胶垫。

请参阅图5，本发明还提供一种湿接缝施工方法，为实现该施工方法，其采用上述湿接缝施工设备。具体地，该施工方法包括如下步骤：

步骤S110：安装行走控制***100和机械手臂200，电磁铁210通电工作，机械手臂200将模板300输送到相邻两个预制板14之间。

请一并参阅图2，具体地，在桥梁10的桥面上安装轨道梁110后，将行走控制***100滑动安装到轨道梁110上，再将机械手臂200和配重块120依次安装到行走控制***100上，机械手臂200的末端伸出到桥梁10的底部。模板300放置于电磁铁210上，多个模板300依次层叠，且限位螺杆220对多个模板300进行限位。

在电磁铁210通电后，电磁铁210吸附吸引块430，吸引块430向下滑动，使卡块410缩回到安装槽310内。行走控制***100在桥梁10的纵向方向移动，可以调整机械手臂200的位置，机械手臂200能够在桥梁10的横向方向上往复移动，从而可以将模板300输入到相邻两个预制板14之间。

一实施方式中，为了避免机械手臂200过长及机械手臂200的行程有限，桥梁10的两侧分别设有行走控制***100、配重块120和机械手臂200，两个机械手臂200分别对桥梁10两侧的区域进行施工。

步骤S120：电磁铁210断电，弹性件420驱动卡块410伸出模板300外与预制板14的挂钩142卡接。

具体地，电磁铁210断电后，电磁铁210对吸引块430的吸附力不再，弹性件420提供的弹性力驱动卡块410伸出模板300外，吸引块430向上运动。卡块410伸出模板300外后，卡块410与挂钩142卡接，从而可以将模板300固定在相邻两个预制板14之间，模板300从而可以承载浇筑的混凝土。

请同时参阅图2及图6，模板300在安装过程中，先安装两个支撑梁12之间的模板300，此时机械手臂200的长度较长，需绕过支撑梁12，然后采用相同的方法安装两个支撑梁12外悬臂上的模板300，此时机械手臂200的长度较短。

步骤S130：拆除电磁铁210，利用机械手臂200浇筑湿接缝16。

请一并参阅图7，具体地，电磁铁210拆除后，机械手臂200的末端位于桥梁10的上部，利用机械手臂200向湿接缝16中浇筑混凝土，可以节约时间，提高效率。其中，浇筑混凝土过程中，湿接缝16边缘设置的密封垫500，可以混凝土浇筑时漏浆，保证质量。

步骤S140：待混凝土凝固后，重新装上电磁铁210，电磁铁210通电后吸引吸引块430移动，带动卡块410缩回到模板300内，模板300被电磁铁210收回。

请一并参阅图8，具体地，待混凝土凝固具有一定的强度后，重新装上电磁铁210，电磁铁210通电后吸引吸引块430，吸引块430向下移动，进而带动卡块410缩回到模板300内，模板300被置于电磁铁210上。

请一并参阅图9，一实施方式中，步骤S140之后还包括：拆除电磁铁210，利用机械手臂200逐条喷淋或者蒸汽养护湿接缝16内的混凝土，从而对桥梁10的底部进行养护，保证桥梁10底部的施工质量。

上述湿接缝施工设备及湿接缝施工方法，通过电磁铁210和机械手臂200，可灵活实现模板300的移动、定位、安装和拆除，充分利用轨道梁110、机械手臂200和行走控制***100，实现了混凝土浇筑和养护的自动化，解决了采用常规方法梁底无法进行养护的问题。模板300可根据强度、刚度、稳定性及构造需要进行定制，且可重复利用，质量可以得到保证的同时，经济性也较好。待浇湿接缝16边缘铺设薄层密封垫500，可避免混凝土浇筑时漏浆，保证质量。通过设置水平弹性件420和梯形卡块410，便于模板300的安装卡位，通过电磁铁210控制吸引块430的竖向移动，实现模板300的灵活拆除。通过设置限位螺杆220，可实现多块模板300依次安装，减少了机械手臂200反复来回调整的工作，效率进一步提升。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种湿接缝施工设备，其特征在于，包括：

行走控制***，可移动地安装于桥梁上；

机械手臂，与所述行走控制***连接，所述行走控制***控制所述机械手臂动作，所述机械手臂的末端安装有电磁铁；

模板，能够置于所述电磁铁上，所述机械手臂能够将所述模板输送到相邻两个预制板之间，所述模板与预制板相对的侧壁设有安装槽；及

卡位结构，包括卡块、弹性件及吸引块，所述卡块可滑动地设置于所述安装槽内，所述弹性件的两端分别与所述卡块和所述安装槽的底壁连接，且所述弹性件能够驱动所述卡块伸出所述模板外与预制板的挂钩卡接，所述吸引块通过连接绳与所述卡块连接，所述电磁铁能够吸引所述吸引块移动，以带动所述卡块缩回到所述模板内。

2.根据权利要求1所述的湿接缝施工设备，其特征在于，所述桥梁的桥面设有轨道梁，所述行走控制***可滑动地设置于所述轨道梁上。

3.根据权利要求1所述的湿接缝施工设备，其特征在于，所述模板设有滑槽，且所述滑槽与所述安装槽连通，所述吸引块可滑动地设置于所述滑槽内。

4.根据权利要求1所述的湿接缝施工设备，其特征在于，所述卡块通过滚轮可滑动地设置于所述安装槽内。

5.根据权利要求1所述的湿接缝施工设备，其特征在于，所述卡位结构还包括张紧轮，所述张紧轮安装于所述安装槽内，且所述张紧轮张紧所述连接绳。

6.根据权利要求1所述的湿接缝施工设备，其特征在于，所述电磁铁上设有限位螺杆，多个所述模板依次层叠于所述电磁铁上，且所述限位螺杆供多个所述模板套设。

7.根据权利要求1所述的湿接缝施工设备，其特征在于，所述行走控制***上安装有配重块，且所述配重块和所述机械手臂分别位于所述行走控制***相对的两侧。

8.根据权利要求1～7任意一项所述的湿接缝施工设备，其特征在于，还包括密封垫，所述卡块与预制板的挂钩卡接后，所述预制板和所述模板部分重叠，所述密封垫密封设置于所述预制板和所述模板重叠部分的间隙内。

9.一种湿接缝施工方法，采用如权利要求1～8任意一项所述的湿接缝施工设备，其特征在于，包括以下步骤：

安装行走控制***和机械手臂，电磁铁通电工作，机械手臂将模板输送到相邻两个预制板之间；

电磁铁断电，弹性件驱动卡块伸出模板外与预制板的挂钩卡接；

拆除所述电磁铁，利用所述机械手臂浇筑湿接缝；及

待混凝土凝固后，重新装上电磁铁，电磁铁通电后吸引吸引块移动，带动卡块缩回到模板内，模板被电磁铁收回。

10.根据权利要求9所述的湿接缝施工方法，其特征在于，所述待混凝土凝固后，重新装上电磁铁，电磁铁通电后吸引吸引块移动，带动卡块缩回到模板内，模板被电磁铁收回的步骤之后还包括：

拆除电磁铁，利用机械手臂逐条喷淋或蒸汽养护湿接缝内的混凝土。

Images