CN106351077B - 一种地铁轨道板基座施工装备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地铁轨道板基座施工装备，它包括全站仪小车（1）、精密整平机（2）和粗振捣机（3），此三部分组成一个整体；全站仪小车（1）与精密整平机（2）、粗振捣机（3）采用无线电连接，全站仪（1‑1）与精密整平机控制计算机（2‑5）、粗振捣机控制计算机（3‑4）采用无线电连接，精密整平机控制计算机（2‑5）、粗振捣机控制计算机（3‑4）分别与精密整平机液压油泵（2‑7）、粗振捣机液压油泵（3‑10）和精密整平机数字油缸（2‑2）、粗振捣机数字油缸（3‑2）以及精密整平机伺服电机（2‑3）、粗振捣机伺服电机（3‑3）采用控制线路连接。

Description

一种地铁轨道板基座施工装备

技术领域

本发明涉及一种地铁轨道板基座混凝土施工设备，属于地铁轨道工程施工技术领域。

背景技术

随着地铁建设在各个城市逐步发展，地铁施工工艺也随之改变，现在地铁轨道工程整体道床施工为现浇混凝土工艺。随着技术的发展，要求的提高，地铁轨道工程整体道床开始往预制板的方向发展，即工厂把整体道床按技术要求生产出来，再运送到施工现场进行安装即可，此工艺要求轨道板基座平面连续高差≤3mm。现在市场上已有的混凝土摊铺车一般用于厂房、机场等场地宽广的场所施工，体积较大，且行走方式为轮胎式，由人工控制方向。而地铁施工绝大部分为隧道内施工，施工面长而狭窄，现有摊铺车体积过大不能进入隧道，且隧道大部分为圆形隧道，现有摊铺车不能在隧道内行走，另外施工过程中还存在坡道、曲线，现有摊铺车不能达到精度要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种地铁轨道板基座施工装备，以克服现有技术存在的由于体积过大不能进入隧道、不能达到精度要求等不足。

本发明采取的技术方案是：它包括全站仪小车、精密整平机和粗振捣机，此三部分组成一个整体；全站仪小车与精密整平机、粗振捣机采用无线连接，全站仪与精密整平机控制计算机、粗振捣机控制计算机采用无线电连接，精密整平机控制计算机、粗振捣机控制计算机分别与精密整平机液压油泵、粗振捣机液压油泵和精密整平机数字油缸、粗振捣机数字油缸以及精密整平机伺服电机、粗振捣机伺服电机采用控制线路连接；精密整平机由精密整平机棱镜、精密整平机数字油缸、精密整平机伺服电机、精密整平机液压顶伸系统、精密整平机控制计算机、精密整平机骨架、精密整平机液压马达、精密整平机走行轮和精密整平机振捣板组成；粗振捣机由粗振捣机棱镜、粗振捣机数字油缸、粗振捣机伺服电机、粗振捣机控制计算机、粗振捣机骨架、粗振捣机混凝土铁铲、粗振捣机混凝土铁铲支撑系统、混凝土振动棒、粗振捣机液压顶伸系统、粗振捣机液压马达、粗振捣机走行轮和粗振捣机振捣板组成。

精密整平机振捣板、粗振捣机振捣板分别由布料螺旋杆和振捣面板组成。

混凝土振动棒采用插入式振动棒。

行走采用工具轨。

本发明是在圆形隧道作业面内架设工具轨，地铁轨道板基座施工装备在工具轨上可以来回行走，本装备由三部分组成，第一部分为全站仪小车，第二部分为精密整平机，第三部分为粗振捣机。全站仪小车上的全站仪带ATR自动照准系统和超级搜索系统，以便支持连续动态跟踪与测量，全站仪与粗振捣机和精密整平机上的测量与控制计算机通过无线进行数据通讯，数据加握手协议及校验、标定CPⅢ点，将作业区段线路的交桩点、直缓、缓圆、圆缓、缓直、曲中等点以及线路曲线半径等数据存入控制系统，全站仪小车和粗振捣机的油缸上安装的信号接收棱镜静态标定好起始位置，然后将全站仪测量得到的该标段纵坡、横坡等路面参数输入控制器，由粗振捣机在作业面空载来回行走一次，实测出因工具轨上走形而产生的路面参数误差，再把实测误差输入控制器，粗振捣机就开始工作，粗振捣机上的油缸动作位移量由数字液压油缸自带的位移传感器反馈给控制器形成闭环控制，根据线路超高变化控制铲平装置、振捣板的倾斜角度和布料螺旋液压马达旋转方向，然后粗振捣机往施工方向行走，将混凝土骨料铲平，同时操作混凝土振动棒下降，使混凝土振动棒插入混凝土骨料中充分振动，使混凝土骨料能够均匀充填至隧道道基的钢筋网中，此项作业完成后混凝土面预留正误差，比设计基座面高度高3毫米，粗振捣机行走至下一工位停止等待下一个循环作业，然后精密整平机行驶至作业起始位置，控制原理同粗振捣机一样，利用数字油缸上棱镜的实时测量位置与理论位置进行比对，提取理论数据库中对应位置参数进行比较，并控制液压油缸调整偏心振捣板的高度和倾角，对混凝土进行精密整平，由伺服电机自带的数码盘测得作业车走形位移反馈给控制器，控制器控制整平油缸进行单独或同时动作，以控制道基路面的纵、横坡度与全站仪测量数据的一致性，调平精度达到每3m长度高差小于等于2mm，作业完成后行驶至下一工位停止等待下一个循环作业。以上所述为本技术方案的一个循环作业，在圆形隧道内循环上述技术方案，便可按要求完成地铁轨道板基座施工作业。

本发明的设备很好地解决了在地铁隧道内按要求行走的技术问题，并能在直线、曲线、坡道上对轨道板基座混凝土进行均匀振捣、精密整平，使轨道板基座平面连续高差≤3mm，大大提高了施工精度。

附图说明

图1为本发明的整体示意图；

图2为本发明的全站仪小车示意图；

图3为本发明的精密整平机的立体示意图；

图4为本发明的精密整平机的另一视角立体示意图；

图5为本发明的粗振捣机的立体示意图；

图6为本发明的粗振捣机的另一视角立体示意图；

图7为本发明的振捣板底部视角的立体示意图。

以上附图中：1、全站仪小车；2、精密整平机；3、粗振捣机；4、工具轨；1-1、全站仪TS50；1-2、全站仪小车走行轮；1-3全站仪小车骨架；2-1、精密整平机棱镜；2-2精密整平机数字油缸；2-3、精密整平机伺服电机；2-4、精密整平机液压顶伸系统；2-5、精密整平机控制计算机；2-6、精密整平机骨架；2-7、精密整平机液压油泵；2-8、精密整平机走行轮；2-9、精密整平机振捣板；3-1、粗振捣机棱镜；3-2、粗振捣机数字油缸；3-3、粗振捣机伺服电机；3-4、粗振捣机控制计算机；3-5、粗振捣机骨架；3-6、粗振捣机混凝土铁铲；3-7、混凝土铁铲支撑系统；3-8、混凝土振动棒；3-9、粗振捣机液压顶伸系统；3-10、粗振捣机液压油泵；3-11、粗振捣机走行轮；3-12、粗振捣机振捣板；5-1、振捣板面板；5-2、布料螺旋杆。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

首先，对照附图1-7，对本发明的各个组成部分及功能说明如下：

全站仪1-1型号为TS15或TS50，CPⅢ点属于CPⅢ轨道基础控制网，此网络是利用隧道内业主提供的精密导线点，在隧道内管壁上建立的一个基准网络；开始作业前，将全站仪小车1固定在作业起始位置，在整个循环作业中保持不动。

精密整平机2由棱镜2-1、数字液压油缸2-2、伺服电机2-3、液压顶伸系统2-4、控制计算机2-5、骨架2-6、液压马达2-7、走行轮2-8、振捣板2-9组成。液压顶伸系统2-4用于精密整平机2施工完毕后，从工具轨4上卸到基座或结构底部时，先将精密整平机2顶伸到走行轮2-8比工具轨4高出10mm位置，精密整平机2旋转90度，再收缩油缸，将精密整平机2落到地面，即可吊装或者移动，反之，也可以将精密整平机2放置到工具轨4上；走行轮2-8带有靠轮装置，可以减小走形时造成的误差，伺服电机2-3用来控制走行轮行走，同时和控制计算机2-5连接传递位移数据；数字液压油缸2-2顶部安装固定棱镜2-1，用于全站仪1-1实时测量数字油缸2-2坐标，数字油缸2-2底部连接振捣板2-9，液压马达2-7与控制计算机2-5连接控制数字油缸2-2伸缩量，全站仪1-1将测量数据发送给控制计算机2-5，由控制计算机2-5比较实际坐标与理论坐标之差，来调节数字油缸2-2的伸缩量，从而控制振捣板2-9的前后、左右高度，来达到精度控制。

粗振捣机3由棱镜3-1、数字液压油缸3-2、伺服电机3-3、控制计算机3-4、骨架3-5、混凝土铁铲3-6、混凝土铁铲支撑系统3-7、混凝土振动棒3-8、液压顶伸系统3-9、液压马达3-10、走行轮3-11、振捣板3-12组成。液压顶伸系统3-9、振捣板3-12、数字液压油缸3-2、棱镜3-1、走行轮3-11、液压马达3-10、伺服电机3-3的工作原理、作用与精密整平机2相同；混凝土铁铲3-6位于粗振捣机3走形方向的前端，用于将混凝土骨料摊散开，混凝土振动棒3-8位于铁铲后方，采用插入式振动棒，使之能充分振捣混凝土，以便振捣板能正常工作。

振捣板2-9、3-12由布料螺旋杆5-2和振捣面板5-1组成，混凝土布料螺旋杆5-2底面要求与振捣板面板5-1保持一定同步，以便在精密整平前赶出多余的混凝土；振捣板2-9、3-12与数字液压油缸2-2、3-2连接，液压油缸2-2、3-2的上下，可以控制振捣板2-9、3-12的前后、左右倾斜角度。

其次，结合施工过程进行说明如下：

所述全站仪小车1中四个走行轮1-2安装于骨架1-3的两个侧边，使全站仪小车1可以在工具轨4上走行，所述骨架1-3的正中心位置放置全站仪1-1，全站仪1-1通过安装于数字液压油缸2-2、3-2上的棱镜2-1、3-1测量精密整平机2和粗振捣机3的实时位置获得数据，再将数据实时传送给位于骨架2-6、3-5左侧的控制计算机2-5、3-4，由控制计算机2-5、3-4计算出实测与理论的误差，并发送控制指令给安装在骨架2-6、3-5后侧两个走行轮2-8、3-11上的伺服电机2-3、3-3和安装在骨架2-6、3-5右侧的液压油泵2-7、3-10，从而控制精密整平机2和粗振捣机3的走行速度和位于骨架2-6、3-5后方的数字液压油缸2-2、3-2动作，通过数字液压油缸2-2、3-2的动作来控制骨架2-6、3-5下面与数字液压油缸2-2、3-2连接的振捣板2-9、3-12来对轨道板基座混凝土面进行整平，所述骨架3-5最前方安装有混凝土铁铲3-6，用来对轨道板基座中间堆积的混凝土进行推散、摊平，所述混凝土铁铲3-6通过支撑系统3-7与骨架3-5连接，所述骨架3-5下方安装有混凝土振动棒3-8，用来对摊平的混凝土进行振捣，所述振捣板2-9、3-12中布料螺旋杆5-2底部应与振捣板面板5-1保持同步，以便整平前赶出多余混凝土，所述骨架2-6、3-5的正中间安装有液压顶伸系统2-4、3-9，便于精密整平机2和粗振捣机3的装卸与吊运。

以上所述具体步骤如下，施工步骤一：按图1所示依次将全站仪小车1、精密整平机2、粗振捣机3放置到工具轨4上，将设计的路面参数和控制点输入精密整平机2与粗振捣机3的控制计算机2-5、3-4，再行驶至作业面末端，等待混凝土骨料倒入隧道底面，一次6方料，之后依次将设备行驶至起始位置，固定好全站仪小车1，将粗振捣机3和精密整平机2各空载来回行走一次，全站仪1-1通过设备上面的棱镜3-1、2-1实测出因工具轨4上行走而产生的误差，再发送给控制计算机3-4、2-5，当正式施工的时候，控制计算机2-5、3-4根据误差自动调整参数，使施工精度更准确；施工步骤二：粗振捣机3往施工方向行走，利用混凝土铁铲3-6将基座中间堆积的混凝土往两边推散，同时操作混凝土振动棒3-8将混凝土充分振捣，往前行进的同时，布料螺旋杆5-2将多余的料推出，粗振捣机振捣板3-12将基座混凝土面整平，通过控制计算机3-4控制振捣板3-12，使整平的混凝土面保留正误差，比设计高度高3mm，此步骤完成后粗振捣机3开往下一区域等待下一循环；施工步骤三：精密整平机2往施工方向行走，全站仪1-1通过精密整平机棱镜2-1实时测量数据并反馈给精密整平机控制计算机2-5，控制计算机2-5通过计算实时传输控制指令给精密整平机液压油泵2-7，从而控制精密整平机数字油缸2-2的上下，精密整平机数字油缸2-2与精密整平机振捣板2-9连接，这样就可以实时调整振捣板2-9的倾斜角度，对基座混凝土面进行整平，并达到设计要求，此步骤完成后精密整平机2开往下一区域等待下一循环；再重复步骤二与步骤三，直到本次作业任务完成。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种地铁轨道板基座施工装备，其特征在于：它包括全站仪小车(1)、精密整平机(2)和粗振捣机(3)，此三部分组成一个整体；全站仪小车(1)与精密整平机(2)、粗振捣机(3)采用无线电连接，全站仪(1-1)与精密整平机控制计算机(2-5)、粗振捣机控制计算机(3-4)采用无线电连接，精密整平机控制计算机(2-5)、粗振捣机控制计算机(3-4)分别与精密整平机液压油泵(2-7)、粗振捣机液压油泵(3-10)和精密整平机数字油缸(2-2)、粗振捣机数字油缸(3-2)以及精密整平机伺服电机(2-3)、粗振捣机伺服电机(3-3)采用控制线路连接；精密整平机(2)由精密整平机棱镜(2-1)、精密整平机数字油缸(2-2)、精密整平机伺服电机(2-3)、精密整平机液压顶伸系统(2-4)、精密整平机控制计算机(2-5)、精密整平机骨架(2-6)、精密整平机液压马达(2-7)、精密整平机走行轮(2-8)和精密整平机振捣板(2-9)组成；粗振捣机(3)由粗振捣机棱镜(3-1)、粗振捣机数字油缸(3-2)、粗振捣机伺服电机(3-3)、粗振捣机控制计算机(3-4)、粗振捣机骨架(3-5)、粗振捣机混凝土铁铲(3-6)、粗振捣机混凝土铁铲支撑系统(3-7)、混凝土振动棒(3-8)、粗振捣机液压顶伸系统(3-9)、粗振捣机液压马达(3-10)、粗振捣机走行轮(3-11)和粗振捣机振捣板(3-12)组成；所述全站仪小车(1)、精密整平机(2)和粗振捣机(3)的行走方式采用工具轨(4)结构。

2.根据权利要求1所述的地铁轨道板基座施工装备，其特征在于：精密整平机振捣板(2-9)、粗振捣机振捣板(3-12)分别由布料螺旋杆(5-2)和振捣面板(5-1)组成。

3.根据权利要求1所述的地铁轨道板基座施工装备，其特征在于：混凝土振动棒(3-8)采用插入式振动棒。

4.根据权利要求1所述的地铁轨道板基座施工装备，其特征在于：全站仪小车上的全站仪带ATR自动照准系统和超级搜索系统。