一种混凝土桥面板自动布料及振捣系统及其控制方法

文档序号:1517277 发布日期:2020-02-11 浏览:1次 >En<

阅读说明:本技术 一种混凝土桥面板自动布料及振捣系统及其控制方法 (Automatic material distribution and vibration system for concrete bridge deck and control method thereof ) 是由 尤琦 夏辉 王耐 章晓明 喻洋洋 王晓斌 于 2019-09-27 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种混凝土桥面板自动布料及振捣系统及其控制方法,包括轨道、布料机、阵列式振捣机、平板振捣整平机、滚平覆膜机和控制系统,所述布料机包括沿所述轨道移动的行走车架和安装在所述行走车架下面的布料斗,所述布料斗沿所述车架横梁运动,所述车架横梁平行于所述模具短边,所述阵列式振捣机包括沿所述轨道移动的行走大车一和安装在所述行走大车一横梁下的排阵装置,所述排阵装置下面沿自身前进方向布置若干排振捣棒,其中第一排振捣棒为根据设计燕尾榫位置间隔布置的燕尾榫专用振捣棒,其他各排振捣棒为全断面布置与钢筋网眼相对应。本发明能满足粗骨料活性粉末混凝土对分布均匀性要求,并减少环境变化对桥面板的影响。(The invention discloses an automatic distributing and vibrating system for a concrete bridge deck and a control method thereof, and the automatic distributing and vibrating system comprises a track, a distributing machine, an array vibrating machine, a flat vibrating and leveling machine, a rolling and leveling film covering machine and a control system, wherein the distributing machine comprises a traveling frame moving along the track and a distributing hopper arranged below the traveling frame, the distributing hopper moves along a frame cross beam, the frame cross beam is parallel to the short side of a mould, the array vibrating machine comprises a traveling cart I moving along the track and an array device arranged below the traveling cart I cross beam, a plurality of rows of vibrating rods are arranged below the array device along the self-advancing direction, the first row of vibrating rods are special dovetail vibrating rods arranged at intervals according to the designed dovetail joint position, and the other rows of vibrating rods are arranged at full sections and correspond to meshes of reinforcing steel bars. The invention can meet the requirement of coarse aggregate reactive powder concrete on distribution uniformity and reduce the influence of environmental change on the bridge deck.)

一种混凝土桥面板自动布料及振捣系统及其控制方法

技术领域

本发明属于桥梁领域,具体涉及一种混凝土桥面板自动布料及振捣系统及其控制方法。

背景技术

目前粗骨料活性粉末混凝土是新一代水泥基材料,以高抗压、高抗拉、高弹性模量、受拉应***化为主要特征,用于桥面板可以有效地减轻结构物的自重,同时具有很高的抗压强度和抗剪强度,提高结构物的耐久性。但是用粗骨料活性粉末混凝土,其技术指标要求高,对钢纤维、骨料分布均匀性要求极高,传统人工振捣或附着式振捣对骨料和钢纤维分布影响较大;混凝土对环境影响较为敏感,要求快速振捣、整平、覆膜养护。现有的常规浇筑技术不能较为可靠地对浇筑材料进行控制容易影响浇筑结果,并且由于桥面板浇筑面积较大,如果按常规方式整体浇筑加工,难以满足粗骨料活性粉末混凝土的需要,受环境变化影响较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混凝土桥面板自动布料及振捣系统,以解决现有技术中浇筑技术不能满足钢纤维、骨料分布均匀性要求,浇筑过程时间长,振捣、整平、覆膜养护不能快速实现,从而令桥面板易受环境变化影响的问题。

所述的种混凝土桥面板自动布料及振捣系统,包括轨道、布料机、阵列式振捣机、平板振捣整平机、滚平覆膜机和控制系统,控制系统分别控制所述布料机、所述阵列式振捣机、所述平板振捣整平机和滚平覆膜机,所述轨道沿模具的长边方向设置,位于所述模具的两侧,所述布料机包括沿所述轨道移动的行走车架和安装在所述行走车架下面的布料斗,所述布料斗沿所述车架横梁运动,所述车架横梁平行于所述模具短边,所述阵列式振捣机包括沿所述轨道移动的行走大车一和安装在所述行走大车一横梁下的排阵装置,所述排阵装置下面沿自身前进方向布置若干排振捣棒,每排振捣棒沿预制板短边方向满布,其中第一排振捣棒为根据设计燕尾榫位置间隔布置的燕尾榫专用振捣棒,其他各排振捣棒为全断面布置与钢筋网眼相对应,第一排振捣棒与其他各排振捣棒分别安装在不同的升降振捣模块下面,所述布料机在所述模具上分料带布料,所述布料机、阵列式振捣机、平板振捣整平机和滚平覆膜机从前向后顺序布置并分别对应料带的位置。

优选的,所述阵列式振捣机还设有补位振捣棒和补振模块,所述补位振捣棒的排列方式与所述振捣棒相同,所述补振模块包括设于阵列式振捣机上的安装板和一一对应于各个补位振捣棒的升降补振机构,所述安装板位于振捣机布置振捣棒区域的后方对应于前一个料带的位置,所述补位振捣棒安装到对应的升降振捣机构下面。

优选的,所述布料斗设有受料斗驱动电机驱动的料斗行走齿轮,所述车架横梁同向设有与所述料斗行走齿轮啮合的机械齿条,所述布料斗下端的布料口设有布料调速区,所述布料控制区设有六叶星轮、调速区壳体和星轮驱动电机,所述调速区壳体的上下侧开口且侧壁为圆弧形,所述六叶星轮水平转动安装于控制区壳体中且六叶星轮的伸出叶片与所述圆弧形壳体的滑动接触,所述伸出叶片将所述圆弧形壳体分别若干分料腔,所述星轮驱动电机安装于圆弧形壳体且驱动轴连接到所述六叶星轮的轮轴。

优选的,所述布料机在所述布料机移动方向靠前一侧安装有液压升降式挡料板,所述液压升降式挡料板包括升降装置和挡板,所述升降装置包括上下升降的挡板连杆,所述挡板固定安装在挡板连杆下端并在布料时下降至钢筋网上表面,所述挡板为形成所述料带的临时模板。

优选的,所述平板振捣整平机包括行走大车二、平板振捣器和升降机构,所述行走大车二沿所述轨道移动,所述升降机构安装在所述行走大车二的横梁下,所述平板振捣器安装在所述升降机构的升降端,所述平板振捣器的板面沿所述模具短边方向设置,所述板面位于所述平板振捣整平机移动方向前侧具有弧形倒角面。

优选的,所述布料斗中设有称重检测传感器和布料速度传感器,所述称重检测传感器检测所述布料斗中混凝土的重量,所述布料速度传感器通过检测所述六叶星轮的转速测定布料速度,所述料斗驱动电机和所述星轮驱动电机受所述控制系统控制。

优选的,所述控制系统包括控制中心和数据服务器,所述数据服务器储存有实现设置的不同类型桥面板的振捣位布置图和对应的振捣技术参数,所述控制中心用于设置输入振捣位布置图和振捣技术参数,以及根据振捣位布置图和振捣技术参数编辑对应不同类型桥面板的布料振捣程序,通过程序控制桥面板的布料振捣过程。

本发明还提供了上述混凝土桥面板自动布料及振捣系统的控制方法,以具体解决前述的技术问题。该控制方法包括下列步骤:

步骤一、对数据服务器中输入对应不同类型桥面板的振捣位布置图和振捣技术参数;

步骤二、在进行布料振捣前根据桥面板的类型选择对应振捣位布置图和振捣技术参数,并据此编辑布料振捣程序;

步骤三、开始进行布料振捣,控制系统控制布料机、阵列式振捣机、平板振捣整平机和滚平覆膜机同步前进,直至到达模具相应料带位置时停止,控制系统发出信号启动布料机、阵列式振捣机、平板振捣整平机和滚平覆膜机运行对相应料带进行施工;

对各个设备施工的具体控制方法为:

控制系统令液压升降式挡料板下降,与模具形成料带,然后所述布料机对相应料带进行布料,布料完成后布料机向控制系统发出信号;

所述阵列式振捣机到达料带后对其进行***式振捣,并通过故障检测装置检测出发生故障不能运行的振捣棒的位置,并将故障位置信息发送到控制系统,完成振捣后提升振捣棒,所述控制系统控制所述阵列式振捣机移动令补振模块到达之前振捣过的料带上方,控制系统将之前收到的故障位置信息发送到阵列式振捣机,后者根据故障位置信息启动对应位置的升降补振机构,通过补位振捣棒对因故障未进行振捣的部位进行补振;

所述平板振捣整平机行走至边模时,控制系统控制平板振捣器下降至与模具紧贴,所述平板振捣整平机行走至料带位置然后开启振动模式并驱动其缓慢向前推进,行进过程保持振捣器与边模紧贴,将高出模具顶部的混凝土赶平,弧形倒角面将高出的混凝土填充至***式振捣留下的液化环中;

所述滚平覆膜机跟进到达料带,控制系统启动滚平覆膜机运行及时对混凝土表面覆盖薄膜保水。

本发明具有如下优点:

1、本发明将桥面板的浇筑模具分为若干料带,布料机布料时通过挡料板能自行将模具分隔为料带,通过控制系统控制布料机、阵列式振捣机、平板振捣整平机和滚平覆膜机沿轨道逐个料带进行相应的施工,布料机加工后面的料带时,阵列式振捣机、平板振捣整平机和滚平覆膜可以依次对前面的料带进行逐个施工,这样就无需等待整个桥面板前一工序施工后再进行下一工序,大大减少了各工序之间施工等待时间,克服了浇筑过程时间长,振捣、整平、覆膜养护不能快速实现的问题。

2、本系统通过控制中心进行编程,对各个子系统进行自动控制,并且能通过六叶星轮的转速控制浇筑的下料速度,保证布料均匀,振捣棒也可通过控制系统进行控制,对于榫位和非榫位的振捣棒还能分别进行控制,如果部分振捣棒发生故障,本系统还能自动实现补位振捣,保证振捣效果。再通过平板振捣整平机实现复振、整平和复振及桥面板厚度的控制,在进行及时地自动覆膜,加快后期养护,能有效满足粗骨料活性粉末混凝土对浇注料分布均匀和减少浇筑等待时间的要求。

3、通过控制系统,本发明不仅实现了自动浇筑、振捣、整平和覆膜养护,还能通过选择和设置各个施工参数,实现对不同型号桥面板根据要求改变浇注料下料速度,浇筑体积、振捣时间、振捣位置,从而实现了同一系统能应用于多种型号桥面板,适用性广并且改变参数和调节都比较容易,降低了人力成本和另做生产线的成本。大大提高了本发明价值。

附图说明

图1为本发明的结构示意图;

图2为本发明中布料机的结构示意图;

图3为本发明中阵列式振捣机的结构示意图;

图4为本发明中平板振捣整平机的结构示意图;

图5为本发明中滚平覆膜机的结构示意图;

图6为本发明中布料斗的剖面图。

图中的附图标记如下:1、模具,2、轨道,3、布料机,31、行走车架,32、布料斗,321、六叶星轮,33、振动式刮板,34、液压升降式挡料板,4、阵列式振捣机,41、行走大车一,42、排阵装置,5、平板振捣整平机,51、行走大车二,52、升降机构,53、平板振捣器,531、弧形倒角面,6、滚平覆膜机,61、大车行走装置,62、门架结构,63、压紧装置,64、裁剪装置,65、卷膜行走机构。

具体实施方式

下面对照附图,通过对实施例的描述,对本发明具体实施方式作进一步详细的说明,以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1-6所示,本发明提供了一种混凝土桥面板自动布料及振捣系统,包括轨道2、布料机3、阵列式振捣机4、平板振捣整平机5、滚平覆膜机和控制系统,控制系统分别控制所述布料机3、所述阵列式振捣机4、所述平板振捣整平机5和滚平覆膜机,所述轨道2沿模具1的长边方向设置,位于所述模具1的两侧,所述布料机3包括沿所述轨道2移动的行走车架31和安装在所述行走车架31下面的布料斗31,所述布料斗31沿所述车架横梁运动,所述车架横梁平行于所述模具1短边。

所述阵列式振捣机4包括沿所述轨道2移动的行走大车一41和安装在所述行走大车一41横梁下的排阵装置42,所述排阵装置42下面沿自身前进方向布置若干排振捣棒,每排振捣棒沿预制板短边方向满布,沿振捣机前进方向布置3排,相邻振捣棒间距为20cm。振捣棒能对准钢筋网眼中心。采用200Hz、振动力为2.1~3.0kN、97根直径40mm高频振捣棒组成排阵系统,模块化设计,独立升降,满足榫位及不同类型预制板的振捣,所有振捣棒的***、拔出、振捣时间以及振捣频率等技术参数均按设计要求设定程序控制。

其中第一排振捣棒为根据设计燕尾榫位置间隔布置的燕尾榫专用振捣棒,其他各排振捣棒为全断面布置与钢筋网眼相对应,第一排振捣棒与其他各排振捣棒分别安装在不同的升降振捣模块下面,所述布料机3在所述模具1上分料带布料,所述布料机3、阵列式振捣机4、平板振捣整平机5和滚平覆膜机从前向后顺序布置并分别对应料带的位置。

所述阵列式振捣机4还设有补位振捣棒和补振模块,所述补位振捣棒的排列方式与所述振捣棒相同,所述补振模块包括设于阵列式振捣机4上的安装板和一一对应于各个补位振捣棒的升降补振机构,所述安装板位于振捣机布置振捣棒区域的后方对应于前一个料带的位置,所述补位振捣棒安装到对应的升降振捣机构下面。

所述布料斗31设有受料斗驱动电机驱动的料斗行走齿轮,所述车架横梁同向设有与所述料斗行走齿轮啮合的机械齿条,所述布料斗31下端的布料口设有布料调速区,所述布料控制区设有六叶星轮321、调速区壳体和星轮驱动电机,所述调速区壳体的上下侧开口且侧壁为圆弧形,所述六叶星轮321水平转动安装于控制区壳体中且六叶星轮321的伸出叶片与所述圆弧形壳体的滑动接触,所述伸出叶片将所述圆弧形壳体分别若干分料腔,所述星轮驱动电机安装于圆弧形壳体且驱动轴连接到所述六叶星轮321的轮轴。

所述布料机3在所述布料机3移动方向靠前一侧安装有液压升降式挡料板34,所述液压升降式挡料板34包括升降装置和挡板,所述升降装置包括上下升降的挡板连杆,所述挡板固定安装在挡板连杆下端并在布料时下降至钢筋网上表面,所述挡板为形成所述料带的临时模板。液压升降式挡料板作用是限制混凝土的流动范围;布料完成后,将挡板提升,使其高于混凝土上表面,并随布料机3顺畅移动。这样既实现了布料宽度的控制,又避免了人工操作。

所述平板振捣整平机5包括行走大车二51、平板振捣器63和升降机构52,所述行走大车二51沿所述轨道2移动,所述升降机构52安装在所述行走大车二51的横梁下,所述平板振捣器63安装在所述升降机构52的升降端,所述平板振捣器63的板面沿所述模具1短边方向设置,所述板面位于所述平板振捣整平机5移动方向前侧具有弧形倒角面。

所述自动滚平覆膜机包括门架结构、大车行走装置、卷膜行走机构65、压紧装置和裁剪装置64,所述大车行走装置沿所述轨道2行走,所述门架结构设于所述大车行走装置上,所述门架结构左右两端均设有所述压紧装置和所述裁剪装置64,所述卷膜行走机构65沿所述门架结构的横梁移动。

所述布料斗31中设有称重检测传感器和布料速度传感器,所述称重检测传感器检测所述布料斗31中混凝土的重量,所述布料速度传感器通过检测所述六叶星轮321的转速测定布料速度,所述料斗驱动电机和所述星轮驱动电机受所述控制系统控制。由此控制系统自动调整布料机3行走速度和布料斗31卸料速度,实现均匀布料。布料机3的已布料重量将通过联络系统反馈至控制系统并由其启动搅拌机,由搅拌机自动搅拌下一盘混凝土。

所述控制系统包括控制中心和数据服务器,所述数据服务器储存有实现设置的不同类型桥面板的振捣位布置图和对应的振捣技术参数,所述控制中心用于设置输入振捣位布置图和振捣技术参数,以及根据振捣位布置图和振捣技术参数编辑对应不同类型桥面板的布料振捣程序,通过程序控制桥面板的布料振捣过程。布料振捣系统控制中心的电脑会在生产过程中记录不同类型桥面板的生产时间和生产要素等数据,并传送至数据服务器中保存。

布料振捣系统的布料机子系统具有一键启动全自动布料功能,当布料机子系统完成布料后,采用事件触发阵列式振捣机4、平板振捣整平机5、滚平覆膜机6自动启动,实现布料振捣系统运行的自动化。同时,布料振捣系统也具有手动强制工作模式,各子系统可由遥控器独立控制,分别完成作业。正常情况下,采用自动模式完成作业,手动强制工作模式用于处理异常情况。

所述轨道2上设有同向的机械齿条,布料机3、阵列式振捣机4、平板振捣整平机5和滚平覆膜机各种的行走机构都包括有受行走电机驱动的行走齿轮,行走齿轮与所述机械齿条啮合驱动行走机构沿所述轨道2移动,并通过齿轮齿条机构的啮合精确控制移动距离。布料机3、阵列式振捣机4等设备行走采用伺服驱动并设置激光测距限位控制装置,以测定两侧行进偏差进行自动调节。行走、定位停车后,布料机、排式***振捣机位置与理论偏差≤±5mm。

对于上述的混凝土桥面板自动布料及振捣系统本发明还提供了相应的控制方法,包括下列步骤:

步骤一、对数据服务器中输入对应不同类型桥面板的振捣位布置图和振捣技术参数;

步骤二、在进行布料振捣前根据桥面板的类型选择对应振捣位布置图和振捣技术参数,并据此编辑布料振捣程序;

步骤三、开始进行布料振捣,控制系统控制布料机3、阵列式振捣机4、平板振捣整平机5和滚平覆膜机6同步前进,直至到达模具1相应料带位置时停止,控制系统发出信号启动布料机3、阵列式振捣机4、平板振捣整平机5和滚平覆膜机6运行对相应料带进行施工;

对各个设备施工的具体控制方法为:

控制系统令液压升降式挡料板下降,与模具1形成料带,然后所述布料机3对相应料带进行布料,布料完成后布料机3向控制系统发出信号;

所述阵列式振捣机4到达料带后对其进行***式振捣,并通过故障检测装置检测出发生故障不能运行的振捣棒的位置,并将故障位置信息发送到控制系统,完成振捣后提升振捣棒,所述控制系统控制所述阵列式振捣机4移动令补振模块到达之前振捣过的料带上方,控制系统将之前收到的故障位置信息发送到阵列式振捣机4,后者根据故障位置信息启动对应位置的升降补振机构,通过补位振捣棒对因故障未进行振捣的部位进行补振;

所述平板振捣整平机5行走至边模时,控制系统控制平板振捣器63下降至与模具1紧贴,所述平板振捣整平机5行走至料带位置然后开启振动模式并驱动其缓慢向前推进,行进过程保持振捣器与边模紧贴,将高出模具1顶部的混凝土赶平,弧形倒角面将高出的混凝土填充至***式振捣留下的液化环中;

所述滚平覆膜机6跟进到达料带,控制系统启动滚平覆膜机6运行及时对混凝土表面覆盖薄膜保水。

所述控制系统采用事件触发方式启动,所述布料机3完成一个料带的布料过程后向所述控制系统发出信号,所述控制系统同时发出信号令所述阵列式振捣机4、所述平板振捣整平机5、所述覆膜机自动启动。

该方法还具有下列优点:采用数字化自动平板振捣整平机5,对混凝土进行复振及整平;采用覆膜机对复振、整平后的混凝土及时覆盖保水膜,防止塑性阶段水分散失导致混凝土开裂;采用锥形钢筋支垫替代传统混凝土垫块,保证该处钢纤维、骨料的均匀分布。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的发明构思和技术方案进行的各种非实质性的改进,或未经改进将本发明构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明保护范围之内。

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