本發(fā)明涉及一種用于隧道二襯施做混凝土的自動振搗系統(tǒng)及振搗方法。

背景技術(shù)：

隨著西部大開發(fā)的進(jìn)行和一帶一路戰(zhàn)略的實(shí)施，我國的隧道建設(shè)得到了前所未有的發(fā)展。其中二襯混凝土施工質(zhì)量是影響隧道整體施工質(zhì)量和美觀的關(guān)鍵因素之一。二襯出現(xiàn)的壁后脫空，不密實(shí)等問題，常常是由于混凝土澆筑時(shí)振搗不適當(dāng)?shù)仍蛟斐?。混凝土澆筑過程振搗質(zhì)量是影響混凝土強(qiáng)度的關(guān)鍵因素。振搗的目的是減少混凝土內(nèi)部的孔隙，并使混凝土與鋼筋及預(yù)埋件緊密結(jié)合，從而保證混凝土的最大密實(shí)度，提高混凝土質(zhì)量。因此隧道二次襯砌混凝土質(zhì)量的提高也應(yīng)以振搗質(zhì)量為主。目前二襯混凝土施工搗固方式基本采用插入式振搗棒結(jié)合普通附著式振動器的方式進(jìn)行，而且由于現(xiàn)場工人對于附著式振動器時(shí)間不易控制，容易造成振搗不足或者過振，出現(xiàn)“空隙”或者“砂線”，很多時(shí)候附著式振搗器成為擺設(shè)。而完全依靠傳統(tǒng)的插入式振搗棒振搗有以下弊端，二襯厚度較小，一般只有35cm～55cm厚，臺車混凝土窗口間距較大，插入式振搗棒無法全面覆蓋，容易造成漏振；而且在有鋼筋襯砌中搗固更是不易，即使搗固也是窗口左右50～80cm范圍，兩窗口間的混凝土搗固不到位。因此脫模后二襯表觀質(zhì)量較差，邊墻容易出現(xiàn)蜂窩麻面、露骨的情況，拱頂則經(jīng)常會出現(xiàn)脫空現(xiàn)象，混凝土強(qiáng)度難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種用于隧道二襯施做混凝土的自動振搗系統(tǒng)及振搗方法，該系統(tǒng)可以搭載在二襯施做臺車上，實(shí)現(xiàn)振搗全面覆蓋，精細(xì)化、自動化程度高。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本設(shè)計(jì)采用如下技術(shù)方案：

一種用于隧道二襯施做混凝土自動振搗系統(tǒng)，其特征在于，包括：

二襯模板，其上預(yù)留有以設(shè)定間距規(guī)則排列的振搗孔；

振搗裝置，具有若干可沿軸向伸縮的振搗棒和設(shè)于所述振搗棒一側(cè)用以連接所述振搗棒的水平設(shè)置的縱向行走桿，所述振搗棒之間的間距與所述預(yù)留振搗孔的設(shè)定間距相應(yīng)；

水平支桿，用以固定所述振搗裝置并為其提供縱向行走路徑，其中所述振搗裝置的縱向行走桿以可沿所述水平支桿軸向運(yùn)動的方式套裝在所述水平支桿上；

具有設(shè)定弧度的設(shè)于所述水平支桿兩端并支撐于地面的兩個(gè)環(huán)向支桿，所述水平支桿的兩端以可沿所述環(huán)向支桿運(yùn)動的方式固定在所述環(huán)向支桿上。

所述縱向行走桿通過縱向行走機(jī)構(gòu)以可自動行走的方式套裝在所述水平支桿上。

所述縱向行走機(jī)構(gòu)包括縱向行走軌道、第二馬達(dá)、齒輪和滑動套管；所述縱向行走軌道由圓柱鋼縱向剖切制成，剖切面設(shè)有凹槽，凹槽可以與所述齒輪咬合；所述齒輪由馬達(dá)提供轉(zhuǎn)動力轉(zhuǎn)動，通過連接件與所述滑動套管連接為一體；所述滑動套管上固定有振搗裝置；通過齒輪的轉(zhuǎn)動帶動滑動套管水平移動，實(shí)現(xiàn)振搗裝置的水平移動。

所述水平支桿通過環(huán)向行走機(jī)構(gòu)以可自動行走的方式固定在所述環(huán)向支桿上。

所述環(huán)向行走軌道由具有設(shè)定弧度的工字鋼組成，軌道的設(shè)定弧度與所述二襯模板斷面的弧度相應(yīng)；所述第一馬達(dá)提供行走動力，帶動所述滾輪轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)沿所述環(huán)向行走軌道行走；所述滾輪連接件與所述水平支桿連接。

所述振搗孔內(nèi)側(cè)設(shè)有用以封堵所述振搗孔的止?jié){塞，所述止?jié){塞包括位于后端的止塞部和位于前端的連接部，所述止塞部的外徑大于所述振搗孔的外徑，所述連接部為具有內(nèi)螺紋的筒狀結(jié)構(gòu)，并且可以穿過所述振搗孔；所述振搗孔的外側(cè)設(shè)有止?jié){塞鎖卡，所述止?jié){塞鎖卡可拆卸的與所述止?jié){塞連接部的端部固定連接；所述振搗棒可沿軸向旋轉(zhuǎn)，其端部具有與所述止?jié){塞連接部的內(nèi)螺紋配合的外螺紋。

所述止?jié){塞的連接部的端部設(shè)有環(huán)向凹槽，所述止?jié){塞鎖卡為環(huán)形鎖卡，所述環(huán)形鎖卡閉合成環(huán)時(shí)與所述環(huán)向凹槽緊密咬合從而實(shí)現(xiàn)二者的連接。

所述二襯模板在振搗孔的外側(cè)設(shè)有螺紋連接的振搗孔封蓋。

所述振搗孔的設(shè)定間距為20-50cm。

一種用于隧道二襯施做混凝土自動振搗系統(tǒng)的振搗方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：將振搗裝置通過水平支桿移動到環(huán)向支桿的最下端，使振搗棒可自由通過相應(yīng)的振搗孔；

步驟2：灌注混凝土，將振搗棒通過自動伸縮結(jié)構(gòu)迅速插入灌注混凝土，將振搗棒通過自動伸縮結(jié)構(gòu)迅速插入混凝土中，進(jìn)行混凝土振搗，振搗完成后，將振搗棒緩慢抽出，并封堵振搗孔；

步驟3：將振搗裝置通過環(huán)向行走機(jī)構(gòu)向上移動到下一排預(yù)留振搗孔位置處，如果振搗孔是梅花形布置，則振搗裝置還需要通過縱向行走機(jī)構(gòu)沿水平移動；

步驟4：進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)關(guān)注混凝土并振搗。

本發(fā)明的收斂測量工作具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明通過二襯模板上的預(yù)留振搗孔控制振搗的全面覆蓋，克服了傳統(tǒng)振搗工藝漏振的不足，振搗棒的精確定位防止了振搗過程對鋼筋的震動影響；通過自動伸縮機(jī)構(gòu)控制振搗棒的伸縮速到和伸縮距離，實(shí)現(xiàn)了混凝土振搗的精細(xì)化控制；通過環(huán)向行走機(jī)構(gòu)和縱向行走機(jī)構(gòu)，控制振搗裝置的移動，自動化程度高；并通過止?jié){塞防止混凝土溢出，控制了二襯質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖a；

圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖b；

圖3環(huán)向行走機(jī)構(gòu)示意圖

圖4環(huán)向行走機(jī)構(gòu)與縱向行走軌道連接詳圖

圖5環(huán)向行走機(jī)構(gòu)馬達(dá)1#與滾輪詳圖

圖6縱向行走機(jī)構(gòu)分解圖

圖7縱向行走機(jī)構(gòu)馬達(dá)2#與齒輪詳圖

圖8縱向行走機(jī)構(gòu)示意圖

圖9縱向行走軌道凹槽

圖10振搗裝置示意圖

圖11止?jié){塞、止?jié){塞鎖卡與二襯模板關(guān)系圖

圖12止?jié){塞與止?jié){塞鎖卡作用關(guān)系圖

圖13止?jié){塞鎖卡結(jié)構(gòu)示意圖

圖14止?jié){塞結(jié)構(gòu)示意圖

其中包括1振搗裝置；2自行走機(jī)構(gòu)；3二襯模板；4預(yù)留振搗孔；5止?jié){塞；6止?jié){塞鎖卡；7振搗棒；8自動伸縮結(jié)構(gòu)；9縱向行走機(jī)構(gòu)；10環(huán)向行走機(jī)構(gòu)；11環(huán)向行走軌道；12馬達(dá)1#；13滾輪；14滾輪連接件；15縱向行走軌道；16馬達(dá)2#；17齒輪；18滑動套管；19凹槽；20環(huán)向凹槽。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明：

實(shí)施例1：

一種用于隧道二襯施做混凝土自動振搗系統(tǒng)，其主要包括振搗裝置1；自行走機(jī)構(gòu)2；二襯模板3；預(yù)留振搗孔4；止?jié){塞5；止?jié){塞鎖卡6；振搗棒7；自動伸縮結(jié)構(gòu)8；縱向行走機(jī)構(gòu)9；環(huán)向行走機(jī)構(gòu)10。振搗裝置1包括振搗棒7和自動伸縮結(jié)構(gòu)8；自行走機(jī)構(gòu)2包括縱向行走機(jī)構(gòu)9和環(huán)向行走機(jī)構(gòu)10；二襯模板3包括預(yù)留振搗孔4、止?jié){塞5和止?jié){塞鎖卡6。其中，止?jié){塞5安放在預(yù)留振搗孔4內(nèi)，止?jié){塞鎖卡6可以將止?jié){塞5鎖住在預(yù)留振搗孔4內(nèi)，振搗棒7和伸縮結(jié)構(gòu)8可以沿著縱向行走機(jī)構(gòu)9水平移動，縱向行走機(jī)構(gòu)9可以沿著環(huán)向行走機(jī)構(gòu)10環(huán)向移動，振搗棒7與止?jié){塞5可以通過螺紋連接。

所述振搗裝置1由一系列振搗棒7和自動伸縮結(jié)構(gòu)8組成；振搗棒7可由自動伸縮結(jié)構(gòu)8控制改變插入混凝土的深度，振搗棒7可以旋轉(zhuǎn)，與止?jié){塞5通過螺紋連接；振搗裝置1與所述縱向行走機(jī)構(gòu)9的滑動套管18連接，通過縱向行走結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)水平移動。

所述自行走機(jī)構(gòu)2包括環(huán)向行走機(jī)構(gòu)10和縱向行走機(jī)構(gòu)9；所述縱向行走機(jī)構(gòu)9與振搗裝置1連接，實(shí)現(xiàn)振搗裝置1的水平移動；所述環(huán)向行走機(jī)構(gòu)10帶動縱向行走機(jī)構(gòu)9沿隧道洞周環(huán)向行走，實(shí)現(xiàn)了振搗裝置1的環(huán)向移動。

所述環(huán)向行走機(jī)構(gòu)10包括環(huán)向行走軌道11、馬達(dá)1#12、滾輪13和滾輪連接件14；所述環(huán)向行走軌道11由具有設(shè)定弧度的工字鋼組成，軌道設(shè)定弧度與所述二襯模板3斷面的弧度相應(yīng)；所述馬達(dá)1#12提供行走動力，帶動所述滾輪13轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)沿所述環(huán)向行走軌道11行走；滾輪連接件14與所述縱向行走機(jī)構(gòu)9的行走軌道連接。

所述縱向行走機(jī)構(gòu)9包括縱向行走軌道15、馬達(dá)2#16、齒輪17和滑動套管18；所述縱向行走軌道15由圓柱鋼縱向剖切制成，剖切面設(shè)有凹槽19，凹槽19可以與所述齒輪17咬合；所述齒輪17由馬達(dá)2#16提供轉(zhuǎn)動力轉(zhuǎn)動，通過連接件與所述滑動套管18連接為一體；所述滑動套管18上固定有振搗裝置1；通過齒輪17的轉(zhuǎn)動帶動滑動套管18水平移動，實(shí)現(xiàn)振搗裝置1的水平移動。

所述二襯模板3預(yù)留有設(shè)定間距20～50cm規(guī)則排列的振搗孔4，振搗棒7可以穿過振搗孔4進(jìn)行混凝土振搗施工，振搗完成后止?jié){塞5將振搗孔4封堵，防止混凝土通過振搗孔4溢出。

所述止?jié){裝置包括止?jié){塞5、止?jié){塞鎖卡6；所述止?jié){塞5上前端設(shè)有環(huán)向凹槽20，后端半徑大于前端，止?jié){塞5不能通過振搗孔4，止?jié){塞5與振搗棒7通過螺紋連接；所述止?jié){塞鎖卡6為環(huán)形鎖卡，環(huán)形鎖卡閉合成環(huán)時(shí)可以與所述止?jié){塞5上的環(huán)向凹槽20緊密咬合，實(shí)現(xiàn)將止?jié){塞5鎖住在二襯模板3上。

一種用于隧道二襯施做混凝土自動振搗系統(tǒng)，其特征在于，實(shí)現(xiàn)方法包括以下幾步：

1)將振搗裝置1通過自行走機(jī)構(gòu)2移動到最下端，將振搗棒7與止?jié){塞5通過螺紋連接，打開止?jié){塞鎖卡6，使振搗棒7可以自由通過二襯模板3。

2)灌注混凝土，將振搗棒7通過自動伸縮結(jié)構(gòu)8迅速插入混凝土中，進(jìn)行混凝土振搗，振搗完成后，將振搗棒7緩慢抽出，當(dāng)止?jié){塞5恢復(fù)至二襯模板3原位時(shí)，將振搗棒7和止?jié){塞5脫離，此時(shí)止?jié){塞5可以起到防止?jié){液通過預(yù)留振搗孔4溢出。

3)將振搗裝置1通過環(huán)向行走機(jī)構(gòu)10向上移動到下一排預(yù)留振搗孔4位置處，如果振搗孔4是梅花形布置，則振搗裝置1還需要通過縱向行走機(jī)構(gòu)9沿水平移動。

4)進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)關(guān)注混凝土并振搗

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)，未予以詳細(xì)說明的部分，為現(xiàn)有技術(shù)，在此不進(jìn)行贅述。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。

技術(shù)特征：

1.一種用于隧道二襯施做混凝土自動振搗系統(tǒng)，其特征在于，包括：

二襯模板，其上預(yù)留有以設(shè)定間距規(guī)則排列的振搗孔；

振搗裝置，具有若干可沿軸向伸縮的振搗棒和設(shè)于所述振搗棒一側(cè)用以連接所述振搗棒的水平設(shè)置的縱向行走桿，所述振搗棒之間的間距與所述預(yù)留振搗孔的設(shè)定間距相應(yīng)；

水平支桿，用以固定所述振搗裝置并為其提供縱向行走路徑，其中所述振搗裝置的縱向行走桿以可沿所述水平支桿軸向運(yùn)動的方式套裝在所述水平支桿上；

具有設(shè)定弧度的設(shè)于所述水平支桿兩端并支撐于地面的兩個(gè)環(huán)向支桿，所述水平支桿的兩端以可沿所述環(huán)向支桿運(yùn)動的方式固定在所述環(huán)向支桿上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于隧道二襯施做混凝土的自動振搗系統(tǒng)，其特征在于：所述縱向行走桿通過縱向行走機(jī)構(gòu)以可自動行走的方式套裝在所述水平支桿上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于隧道二襯施做混凝土的自動振搗系統(tǒng)，其特征在于：所述縱向行走機(jī)構(gòu)包括縱向行走軌道、第二馬達(dá)、齒輪和滑動套管；所述縱向行走軌道由圓柱鋼縱向剖切制成，剖切面設(shè)有凹槽，凹槽可以與所述齒輪咬合；所述齒輪由馬達(dá)提供轉(zhuǎn)動力轉(zhuǎn)動，通過連接件與所述滑動套管連接為一體；所述滑動套管上固定有振搗裝置；通過齒輪的轉(zhuǎn)動帶動滑動套管水平移動，實(shí)現(xiàn)振搗裝置的水平移動。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于隧道二襯施做混凝土的自動振搗系統(tǒng)，其特征在于：所述水平支桿通過環(huán)向行走機(jī)構(gòu)以可自動行走的方式固定在所述環(huán)向支桿上。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于隧道二襯施做混凝土的自動振搗系統(tǒng)，其特征在于：所述環(huán)向行走機(jī)構(gòu)包括環(huán)向行走軌道、第一馬達(dá)、滾輪和滾輪連接件；所述環(huán)向行走軌道由具有設(shè)定弧度的工字鋼組成，軌道的設(shè)定弧度與所述二襯模板斷面的弧度相應(yīng)；所述第一馬達(dá)提供行走動力，帶動所述滾輪轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)沿所述環(huán)向行走軌道行走；所述滾輪連接件與所述水平支桿連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的一種用于隧道二襯施做混凝土的自動振搗系統(tǒng)，其特征在于：所述振搗孔內(nèi)側(cè)設(shè)有用以封堵所述振搗孔的止?jié){塞，所述止?jié){塞包括位于后端的止塞部和位于前端的連接部，所述止塞部的外徑大于所述振搗孔的外徑，所述連接部為具有內(nèi)螺紋的筒狀結(jié)構(gòu)，并且可以穿過所述振搗孔；所述振搗孔的外側(cè)設(shè)有止?jié){塞鎖卡，所述止?jié){塞鎖卡可拆卸的與所述止?jié){塞連接部的端部固定連接；所述振搗棒可沿軸向旋轉(zhuǎn)，其端部具有與所述止?jié){塞連接部的內(nèi)螺紋配合的外螺紋。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于隧道二襯施做混凝土的自動振搗系統(tǒng)，其特征在于：所述止?jié){塞的連接部的端部設(shè)有環(huán)向凹槽，所述止?jié){塞鎖卡為環(huán)形鎖卡，所述環(huán)形鎖卡閉合成環(huán)時(shí)與所述環(huán)向凹槽緊密咬合從而實(shí)現(xiàn)二者的連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的一種用于隧道二襯施做混凝土的自動振搗系統(tǒng)，其特征在于：所述二襯模板在振搗孔的外側(cè)設(shè)有螺紋連接的振搗孔封蓋。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的一種用于隧道二襯施做混凝土的自動振搗系統(tǒng)，其特征在于：所述振搗孔的設(shè)定間距為20-50cm。

10.一種用于隧道二襯施做混凝土自動振搗系統(tǒng)的振搗方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：將振搗裝置通過水平支桿移動到環(huán)向支桿的最下端，使振搗棒可自由通過相應(yīng)的振搗孔；

步驟2：灌注混凝土，將振搗棒通過自動伸縮結(jié)構(gòu)迅速插入灌注混凝土，將振搗棒通過自動伸縮結(jié)構(gòu)迅速插入混凝土中，進(jìn)行混凝土振搗，振搗完成后，將振搗棒緩慢抽出，并封堵振搗孔；

步驟3：將振搗裝置通過環(huán)向行走機(jī)構(gòu)向上移動到下一排預(yù)留振搗孔位置處，如果振搗孔是梅花形布置，則振搗裝置還需要通過縱向行走機(jī)構(gòu)沿水平移動；

步驟4：進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)關(guān)注混凝土并振搗。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明涉及一種用于隧道二襯施做混凝土的自動振搗系統(tǒng)及振搗方法，系統(tǒng)，包括：二襯模板，其上預(yù)留有以設(shè)定間距規(guī)則排列的振搗孔；振搗裝置，具有若干可沿軸向伸縮的振搗棒和設(shè)于所述振搗棒一側(cè)用以連接所述振搗棒的水平設(shè)置的縱向行走桿，所述振搗棒之間的間距與所述預(yù)留振搗孔的設(shè)定間距相應(yīng)；水平支桿，用以固定所述振搗裝置并為其提供縱向行走路徑，其中所述振搗裝置的縱向行走桿以可沿所述水平支桿軸向運(yùn)動的方式套裝在所述水平支桿上；具有設(shè)定弧度的設(shè)于所述水平支桿兩端并支撐于地面的兩個(gè)環(huán)向支桿，所述水平支桿的兩端以可沿所述環(huán)向支桿運(yùn)動的方式固定在所述環(huán)向支桿上。

技術(shù)研發(fā)人員：宋貴杰;許振浩;張文坤;何樹江;王煥;蘇國舉;梁金寶;李興剛

受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鐵十四局集團(tuán)第二工程有限公司;山東大學(xué)

文檔號碼：201611124161

技術(shù)研發(fā)日：2016.12.08

技術(shù)公布日：2017.05.10