一種用于混凝土面層施工的一體化設(shè)備的制作方法

本實(shí)用新型涉及混凝土施工技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用于混凝土面層施工的一體化設(shè)備。

背景技術(shù)：

水利工程、公路工程、市政工程、鐵路工程中混凝土面層施工技術(shù)在國內(nèi)外有很多先進(jìn)的應(yīng)用技術(shù)和機(jī)械設(shè)備，其中根據(jù)現(xiàn)有機(jī)械運(yùn)行情況進(jìn)行分析：目前所見到的混凝土面層施工設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體型較大、加工制作投入成本高，只適用于單一施工工序進(jìn)行使用，無法滿足大面積混凝土面層施工；根據(jù)現(xiàn)場人力資源的投入情況進(jìn)行分析：在傳統(tǒng)大面積混凝土面層施工過程中，為保證混凝土澆筑質(zhì)量及施工進(jìn)度，需投入大量的人工作業(yè)，進(jìn)行混凝土人工澆筑、人工振搗、人工磨光及人工切縫等工作，雖然各個工序都有相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備，但在混凝土面層大面積施工時業(yè)生產(chǎn)率極為低，大大增加了施工成本，同時質(zhì)量安全過程控制無法得到保障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述問題本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠加快施工進(jìn)度、提高生產(chǎn)效率、降低施工成本并大大減少施工人員投入的用于混凝土面層施工的一體化設(shè)備。技術(shù)方案如下：

一種用于混凝土面層施工的一體化設(shè)備，包括矩形的主骨架、攤鋪系統(tǒng)、壓平振搗系統(tǒng)和磨光切縫系統(tǒng)；主骨架四角設(shè)有支腿，支腿下端設(shè)有行走系統(tǒng)；主骨架上從前至后依次設(shè)有第一橫梁、第二橫梁、第三橫梁和第四橫梁；攤鋪系統(tǒng)包括吊裝在第一橫梁上的正向鉸刀和吊裝在第二橫梁上的反向鉸刀；壓平振搗系統(tǒng)包括吊裝在第三橫梁上的整平筒，及設(shè)置在整平筒內(nèi)部的激振器；磨光切縫系統(tǒng)包括吊裝在第四橫梁上的用于替換安裝磨光盤和切縫機(jī)的運(yùn)行軌道。

進(jìn)一步的，所述正向鉸刀、反向鉸刀、整平筒和運(yùn)行軌道均設(shè)置成相互獨(dú)立且交錯重疊的左右兩組。

更進(jìn)一步的，所述正向鉸刀設(shè)置在正向鉸刀轉(zhuǎn)軸上，正向鉸刀轉(zhuǎn)軸通過第一吊桿連接到第一橫梁；所述反向鉸刀設(shè)置在反向鉸刀轉(zhuǎn)軸上，反向鉸刀轉(zhuǎn)軸通過第二吊桿連接到第二橫梁；第一吊桿和第二吊桿上還設(shè)有用于調(diào)節(jié)鉸刀高度和角度的自動控制螺栓。

更進(jìn)一步的，所述整平筒設(shè)置在整平筒轉(zhuǎn)軸上，整平筒轉(zhuǎn)軸通過第三吊桿連接到第三橫梁，第三吊桿上還設(shè)有用于調(diào)節(jié)整平筒高度和角度的自動控制螺栓。

更進(jìn)一步的，所述磨光切縫系統(tǒng)還包括多個在運(yùn)行軌道上運(yùn)行的三角支架，三角支架底部通過卡座安裝磨光盤或切縫機(jī)；所述運(yùn)行軌道通過第四吊桿連接到第四橫梁，第四吊桿上還設(shè)有用于調(diào)節(jié)運(yùn)行軌道高度和角度的自動控制螺栓。

更進(jìn)一步的，所述行走系統(tǒng)為橡膠輪胎或軌鏈?zhǔn)叫凶哐b置。

更進(jìn)一步的，還包括控制系統(tǒng)，所述攤鋪系統(tǒng)、壓平振搗系統(tǒng)、磨光切縫系統(tǒng)和行走系統(tǒng)均連接到控制系統(tǒng)。

更進(jìn)一步的，所述支腿上還設(shè)有電機(jī)和可調(diào)式液壓油缸；主骨架上還設(shè)有自動補(bǔ)償水平儀；正向鉸刀、反向鉸刀、整平筒和運(yùn)行軌道上均設(shè)有電子角度儀和傳感器，自動補(bǔ)償水平儀、電子角度儀和傳感器都連接到控制系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型構(gòu)造簡單、運(yùn)行安全可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)混凝土的攤鋪、壓平、振搗、磨光、切縫一次性澆筑成型，不僅大大減少了作業(yè)人員、物資及設(shè)備的投入，又提高了生成效率，加快了施工進(jìn)度，降低了施工成本，同時可保證混凝土施工的質(zhì)量要求；且便于施工現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集，有利于信息化管理，方便后期對施工質(zhì)量的檢查及驗(yàn)收。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型用于混凝土面層施工的一體化設(shè)備俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中A-A和B-B處的剖面示意圖。

圖3為圖1中C-C和D-D處的剖面示意圖。

圖4為圖1中E-E和F-F處的剖面示意圖。

圖5為圖1中G-G和H-H處的剖面示意圖。

圖中：1-主骨架；11-第一橫梁；12-第二橫梁；13-第三橫梁；14-第四橫梁；2-支腿；21-電機(jī)；22-可調(diào)式液壓油缸；3-行走系統(tǒng)；41-正向鉸刀；42-反向鉸刀；43-反向鉸刀轉(zhuǎn)軸；44-正向鉸刀轉(zhuǎn)軸；5-壓平振搗系統(tǒng)；51-整平筒；52-激振器；53-整平筒轉(zhuǎn)軸；6-磨光切縫系統(tǒng)；61-運(yùn)行軌道；62-三角支架；63-卡座；64-磨光盤；71-第一吊桿；72-第二吊桿；73-第三吊桿；74-第四吊桿；8-擋料模板；9-混凝土；10-地面。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。如圖1-5所示，一種用于混凝土面層施工的一體化設(shè)備，包括矩形的主骨架1、攤鋪系統(tǒng)、壓平振搗系統(tǒng)5和磨光切縫系統(tǒng)6；主骨架1四角設(shè)有支腿2，支腿2下端設(shè)有行走系統(tǒng)3；主骨架1上從前至后依次設(shè)有第一橫梁11、第二橫梁12、第三橫梁13和第四橫梁14；攤鋪系統(tǒng)包括吊裝在第一橫梁11上的正向鉸刀41和吊裝在第二橫梁12上的反向鉸刀42；壓平振搗系統(tǒng)5包括吊裝在第三橫梁13上的整平筒51，及設(shè)置在整平筒51內(nèi)部的激振器52；磨光切縫系統(tǒng)6包括吊裝在第四橫梁14上的用于替換安裝磨光盤64和切縫機(jī)的運(yùn)行軌道61。

為了適應(yīng)各類工程面層混凝土施工，本實(shí)施例的正向鉸刀41、反向鉸刀42、整平筒51和運(yùn)行軌道61均設(shè)置成相互獨(dú)立且交錯重疊的左右兩組。

上述正向鉸刀41設(shè)置在正向鉸刀轉(zhuǎn)軸44上，正向鉸刀轉(zhuǎn)軸44通過第一吊桿71連接到第一橫梁11；所述反向鉸刀42設(shè)置在反向鉸刀轉(zhuǎn)軸43上，反向鉸刀轉(zhuǎn)軸43通過第二吊桿72連接到第二橫梁12；第一吊桿71和第二吊桿72上還設(shè)有用于調(diào)節(jié)鉸刀高度和角度的自動控制螺栓。為了使設(shè)備適用于各類工程面層混凝土施工，在攤鋪混凝土?xí)r，能攤鋪均勻，故將鉸刀左右單獨(dú)分開設(shè)置。

上述整平筒51設(shè)置在整平筒轉(zhuǎn)軸53上，整平筒轉(zhuǎn)軸53通過第三吊桿73連接到第三橫梁13，第三吊桿73上還設(shè)有用于調(diào)節(jié)整平筒51高度和角度的自動控制螺栓。為了使該設(shè)備在壓平混凝土?xí)r，不留死角，并能適應(yīng)各類工程面層混凝土施工，將整平筒左右分開設(shè)置，用來初步壓平混凝土，并在整平筒內(nèi)部安裝激振器，在整平筒壓平混凝土?xí)r，同時振搗混凝土，達(dá)到提漿、振搗混凝土，使混凝土密實(shí)。

上述磨光切縫系統(tǒng)還包括多個在運(yùn)行軌道61上運(yùn)行的三角支架62，三角支架62底部通過卡座63安裝磨光盤64或切縫機(jī)；所述運(yùn)行軌道61通過第四吊桿74連接到第四橫梁14，第四吊桿74上還設(shè)有用于調(diào)節(jié)運(yùn)行軌道61高度和角度的自動控制螺栓。為了使磨光時，不留死角，磨光系統(tǒng)采用軌道式左右分開設(shè)置。其中磨光盤64和切縫機(jī)可利用卡座63進(jìn)行互換使用。

本實(shí)施例的行走系統(tǒng)采用橡膠輪胎或軌鏈?zhǔn)叫凶哐b置。在平面上，為保證該設(shè)備行走方便，不對原混凝土進(jìn)行破壞，行走系統(tǒng)可采用橡膠輪胎；在斜面上，可采用軌鏈?zhǔn)叫凶哐b置，以保證足夠的摩擦力。動力裝置主要是由柴油發(fā)動機(jī)提供動能，經(jīng)過一系列的動力傳遞，最后傳到行走裝置及整個機(jī)械布置的過程。上述支腿2上還設(shè)有電機(jī)21和可調(diào)式液壓油缸22；主骨架1和吊桿全部由鋼結(jié)構(gòu)拼裝組成，鋼結(jié)構(gòu)收尾采用螺栓連接，主骨架1支腿2上安裝的可調(diào)液壓油缸22用來控制主骨架1的高度。其中，液壓系統(tǒng)是由動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件和液壓油組成，液壓系統(tǒng)分為總液壓油泵、變量泵、分配閥及各個可調(diào)式分液壓油泵組成，通過計(jì)算機(jī)程序控制總液壓油泵、變量泵、分配閥及各個可調(diào)式分液壓油泵進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，通過主骨架支撐架體連接的可調(diào)式分液壓油泵來控制主骨架的高度，并調(diào)整兩端在同一高度等工作任務(wù)。本實(shí)施例采用柴油發(fā)動機(jī)為設(shè)備提供動力，使設(shè)備行走，同時為設(shè)備的總電機(jī)和設(shè)置在支腿2上的電機(jī)21提供電能，通過總電機(jī)來控制電機(jī)21，確保設(shè)備各個裝置進(jìn)行正常運(yùn)行。

本實(shí)施例的設(shè)備還包括控制系統(tǒng)，上述攤鋪系統(tǒng)、壓平振搗系統(tǒng)5、磨光切縫系統(tǒng)6和行走系統(tǒng)均連接到控制系統(tǒng)。通過控制系統(tǒng)控制各系統(tǒng)的施工步驟。

主骨架1上還設(shè)有自動補(bǔ)償水平儀；正向鉸刀41、反向鉸刀42、整平筒51和運(yùn)行軌道61上均設(shè)有電子角度儀和傳感器。自動補(bǔ)償水平儀、電子角度儀和傳感器將采集到的監(jiān)測數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)通訊機(jī)發(fā)送到操作室中的數(shù)據(jù)接收處理器及數(shù)據(jù)輸送機(jī)，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行分析、記錄歸檔。自動補(bǔ)償水平儀、電子角度儀和傳感器都連接到控制系統(tǒng)，為控制系統(tǒng)發(fā)出的控制指令提供數(shù)據(jù)支持。

本實(shí)施例設(shè)備的的自動化控制系統(tǒng)須滿足對現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)的檢測、各個裝置的控制及生產(chǎn)過程管理的顯示、數(shù)據(jù)的收集、處理及數(shù)據(jù)通訊，為實(shí)現(xiàn)此目的，自動化控制系統(tǒng)應(yīng)由四部分組成，即計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、顯示監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)，即各系統(tǒng)的控制原理為：

按照設(shè)計(jì)圖紙要求、設(shè)備運(yùn)行及生產(chǎn)過程中達(dá)到各個指標(biāo)等等，通過計(jì)算機(jī)編程專業(yè)人員按此自動化控制系統(tǒng)的目的進(jìn)行編制計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)程序，在施工過程中，通過在計(jì)算機(jī)程序中輸入設(shè)計(jì)圖紙數(shù)據(jù)參數(shù)，可利用計(jì)算機(jī)對設(shè)備及各個裝置的運(yùn)行及施工生產(chǎn)的全過程進(jìn)行實(shí)時控制，并能按照設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行施工現(xiàn)場設(shè)備全自動化控制管理，并將施工過程中檢測的各個數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，并保存，便于后期對面層混凝土質(zhì)量的檢查、驗(yàn)收。

本實(shí)施例設(shè)備的施工工藝采用CRT畫面顯示，主畫面和各分系統(tǒng)畫面能動態(tài)顯示各個設(shè)備施工過程的運(yùn)行情況（運(yùn)行、停止、故障等）和工藝數(shù)據(jù)，有文字顯示操作，并能反映出操作的結(jié)果及顯示發(fā)生故障的部位和時間等功能，重要的數(shù)據(jù)（如鉸刀、整平筒和磨光機(jī)角度，混凝土澆筑的振搗的頻率，主骨架高度及故障發(fā)生的位置和時間等），應(yīng)有專門的數(shù)據(jù)顯示，主要裝置運(yùn)行的情況采用燈光指示，設(shè)置報(bào)警，并在骨架上安裝小型攝像頭，隨時觀察設(shè)備的運(yùn)行情況，可任意調(diào)控觀察各個CRT畫面。

本實(shí)施例設(shè)備的數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)是利用安裝在主骨架的自動補(bǔ)償水平儀和正反鉸刀、整平筒及磨光系統(tǒng)軌道上的電子角度儀及傳感裝置進(jìn)行各施工工藝數(shù)據(jù)檢測收集，將收集的數(shù)據(jù)傳送至計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)利用輸入在計(jì)算機(jī)程序數(shù)據(jù)進(jìn)行判別，并發(fā)出指令。其運(yùn)行按照混凝土面層施工工藝進(jìn)行，當(dāng)進(jìn)入每一道工序時，操作者可通過鍵盤輸入啟停命令，該工序的監(jiān)控裝置和執(zhí)行裝置進(jìn)行單獨(dú)運(yùn)行，單獨(dú)控制，也可同時循環(huán)運(yùn)行，CRT畫面顯示該工序施工的部位和監(jiān)測的數(shù)據(jù)。

利用柴油發(fā)電機(jī)驅(qū)動自動化設(shè)備運(yùn)行至施工現(xiàn)場時，利用安裝在主骨架的自動補(bǔ)償水平儀配合可調(diào)式液壓油缸進(jìn)行控制主骨架兩端保持水平，按照設(shè)計(jì)圖紙尺寸調(diào)整正反鉸刀、整平筒和磨光（切割）軌道的角度及離地面的高度，確?；炷恋臋M坡及混凝土的澆筑厚度。

當(dāng)自動化設(shè)備調(diào)整安裝到位，混凝土罐車將混凝土倒入施工區(qū)域后，操作者通過鍵盤輸入啟停命令，在自動化設(shè)備向前勻速運(yùn)行的同時，其他裝置也同時開始運(yùn)行，正反鉸刀在施工過程中，可按照鉸刀設(shè)置角度初步對混凝土進(jìn)行攤鋪，混凝土攤鋪完成后，通過整平筒對混凝土進(jìn)行壓平，并利用安裝在整平筒內(nèi)的激振器進(jìn)行振搗混凝土，達(dá)到對混凝土振搗、提漿的效果，確?；炷翝仓|(zhì)量，壓平、振搗完成后，利用磨光機(jī)安裝軌道來回運(yùn)行再次壓光、磨平，對混凝土表面進(jìn)行收光，自動化設(shè)備將繼續(xù)向前行走，繼續(xù)進(jìn)行混凝土面層施工，當(dāng)前期施工完成的混凝土達(dá)到初凝狀態(tài)時，通過三角卡座將磨光盤換成切割機(jī)，安裝設(shè)計(jì)圖紙要求，設(shè)置固定三角支架的尺寸，進(jìn)行切割混凝土施工橫縱縫。

在上述施工過程中，各個工序施工時，通過利用安裝在正反鉸刀、整平筒、磨光（切縫）裝置的傳感器進(jìn)行收集數(shù)據(jù)，并將顯示在CRT畫面上（如：鉸刀、整平筒和磨光機(jī)角度，混凝土澆筑的振搗的頻率，主骨架高度及故障發(fā)生的位置和時間等），操作者將實(shí)時觀察控制各個裝置的運(yùn)行狀況,并通過計(jì)算機(jī)可將施工過程中收集的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行保存、歸檔，便于在后期混凝土質(zhì)量檢查、驗(yàn)收；若在施工過程中設(shè)備出現(xiàn)故障，CRT畫面上將顯示出現(xiàn)故障的位置，并發(fā)出報(bào)警、指示燈發(fā)亮，操作者可通過對講機(jī)安排作業(yè)人員進(jìn)行及時解決，直到調(diào)整符合計(jì)算機(jī)程序設(shè)置的誤差范圍之內(nèi)，方可繼續(xù)進(jìn)行施工完成混凝土面層施工任務(wù)。

在施工前期，待橋梁梁面、渠道底部及廠平土體施工完成后，首先通過設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行確定施工參數(shù)，待施工參數(shù)確定后，方可采用本實(shí)施例的設(shè)備進(jìn)行大面積施工，具體的施工過程分以下幾個步驟實(shí)施：

第一步：檢查設(shè)備自動化控制系統(tǒng)運(yùn)行程序是否運(yùn)行正常，并將確定的各工序的施工參數(shù)輸入自動化控制計(jì)算機(jī)程序中，確保導(dǎo)入數(shù)據(jù)無誤；

第二步：采用人工或吊車將本設(shè)備鋼構(gòu)骨架及各個子裝置運(yùn)至施工現(xiàn)場，人工開始進(jìn)行拼裝，拼裝完成后，先進(jìn)行初步調(diào)整鋼構(gòu)骨架及各個系統(tǒng)裝置；

第三步：人工將自動化設(shè)備鋼構(gòu)骨架及各個系統(tǒng)裝置進(jìn)行二次精調(diào)，精調(diào)完成后，打開開啟按鈕，啟動柴油發(fā)動機(jī)進(jìn)行發(fā)電，并驅(qū)動動設(shè)備運(yùn)行，開始準(zhǔn)備施工；

第四步：本實(shí)施的施工一體化設(shè)備運(yùn)行至初始施工位置后，操作者根據(jù)CRT畫面顯示的數(shù)據(jù)，通過安裝在主骨架上的自動補(bǔ)償儀配合可調(diào)式液壓油缸進(jìn)行調(diào)整骨架高度，確保左右兩端主骨架保持同一水平位置；

第五步：當(dāng)主骨架調(diào)整到位，操作者通過鍵盤輸入正反鉸刀、整平筒和磨光（振搗）精調(diào)啟停命令后，CRT畫面將顯示初始的坡度和距離地面的高度，計(jì)算機(jī)將通過自動控制程序中設(shè)置的參數(shù)，進(jìn)行調(diào)整正反鉸刀、整平筒和磨光（振搗）的角度，若出現(xiàn)底部支撐裝置，無法進(jìn)行調(diào)整時，CRT畫面將顯示出現(xiàn)故障的位置，并發(fā)出報(bào)警、指示燈發(fā)亮，操作者可通過對講機(jī)安排作業(yè)人員進(jìn)行處理，直至調(diào)整到計(jì)算機(jī)自動控制程序的誤差范圍內(nèi)，方可進(jìn)行下一工序施工，從而達(dá)到了設(shè)備精調(diào)的效果；

第六步：設(shè)備二次精調(diào)完成前，罐車提前將混凝土運(yùn)至施工現(xiàn)場，待設(shè)備二次精調(diào)完成后，罐車將混凝土卸入施工區(qū)域后，操作者通過鍵盤輸入設(shè)備啟停命令，在自動化設(shè)備向前勻速運(yùn)行的同時，其他裝置也同時開始運(yùn)行，正反鉸刀在施工過程中，可按照鉸刀設(shè)置角度初步對混凝土進(jìn)行攤鋪；

第七步：混凝土攤鋪完成后，通過整平筒對混凝土進(jìn)行初步壓平，并利用安裝在整平筒內(nèi)的激振器進(jìn)行振搗混凝土，達(dá)到對混凝土振搗、提漿的效果，確?；炷翝仓|(zhì)量；

第八步：整平筒初步壓平、振搗完成后，利用磨光機(jī)通過軌道來回運(yùn)行再次壓光、磨平，對混凝土表面進(jìn)行收光，確?；炷帘砻婀饣?、平整；

第九步：自動化設(shè)備將繼續(xù)向前行走，繼續(xù)進(jìn)行混凝土面層施工，當(dāng)前期施工完成的混凝土達(dá)到初凝狀態(tài)時，通過三角卡座將磨光盤換成切割機(jī)，按照設(shè)計(jì)圖紙要求，設(shè)置固定三角支架的尺寸，進(jìn)行切割混凝土施工橫縱縫；

在上述施工過程中，各個工序施工時，通過利用安裝在正反鉸刀、整平筒、磨光（切縫）裝置的傳感器進(jìn)行收集數(shù)據(jù)，并將顯示在CRT畫面上(如鉸刀、整平筒和磨光機(jī)角度，混凝土澆筑的振搗的頻率，主骨架高度及故障發(fā)生的位置和時間等)，操作者將實(shí)時觀察控制各個裝置的運(yùn)行狀況,并通過計(jì)算機(jī)可將施工過程中收集的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行保存、歸檔，便于在后期混凝土質(zhì)量檢查、驗(yàn)收。

該設(shè)備適用于水利工程、公路工程、市政工程、鐵路工程中大面積混凝土面層自動化機(jī)械施工，并能有效的達(dá)到自動化技術(shù)控制面層混凝土澆筑、振搗、壓平、磨光及切縫融為一體的自動化設(shè)備，有效的達(dá)到一次性澆筑成型的效果，通過實(shí)用新型該自動化設(shè)備，不僅解決了傳統(tǒng)施工工藝的弊端及缺點(diǎn)，更加實(shí)現(xiàn)了施工過程信息化管理，既有效的達(dá)到了施工現(xiàn)場收集數(shù)據(jù)與施工過程實(shí)驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)的復(fù)核，又便于在后期對混凝土質(zhì)量的檢查與驗(yàn)收工作；該設(shè)備構(gòu)造簡單、運(yùn)行安全可靠、施工方便，既保證了施工質(zhì)量安全要求，又有效的提高工作效率，加快施工進(jìn)度，降低施工成本。