一体式桥梁地下管廊的盖梁与立柱的整体式筑造设备的制作方法

2021-01-18 19:01:17|

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本发明涉及建筑施工技术领域，具体是涉及一体式桥梁地下管廊的盖梁与立柱的整体式筑造设备。

背景技术：

国内的大中型城市正在大规模兴建城市快速路系统，用于疏解交通及提高行车效率，而这些快速路多以高架桥为主。至今，国内已有大量已建成的城市快速路高架桥。

近年来，随着国内市政设施综合利用意识的增强，各地正在大力发展地下管廊，力求减少市政管线敷设时对城市环境的破坏、实现资源利用集约化。

但从目前国内城市在市政建设的经验上来看，城市快速路高架桥及地下管廊工程多为相对独立地进行，未按系统工程考虑，通常需在城市地面道路上进行二次开挖、甚至多次开挖，造成工程占道时间长、临时围挡占道宽度大，严重地影响了城市交通及沿线生态环境，易引起大量的社会反响。一旦遇到高架桥、地下管廊及地铁在同一城市道路范围内平行相设且不同时施工时，问题尤为突出。

从社会发展的层面来看，现阶段应探索上述问题的解决方案。在有条件的情况下，例如地质条件适宜、施工技术有保障等，有必要设计一种新型结构、采用快速化施工法减少地面道路多次开挖的问题。

中国专利cn201610442658.7公开了一种桥梁与地下管廊的整体式构造及其施工方法，包括t梁、盖梁、立柱，立柱直接与地下管廊结构连接形成整体式结构，地下管廊结构包括地下管廊加强段和地下管廊标准段，地下管廊加强段与所述地下管廊标准段连接，地下管廊加强段与所述立柱连接，地下管廊加强段与地下管廊标准段下部设置有素混凝土垫层。该发明的整体式构造融合了桥梁与地下管廊的特点，并采用预制装配式施工法，可提高混凝土构件的质量，避免在城市道路上实施二次开挖，大幅缩短施工占据地面道路的时间及宽度，大幅减少现场浇注混凝土的数量，保证预制构件在运输及吊装时的可行性，有效地降低施工期间的噪音及风尘污染，具有良好的工程经济效益及社会环境效益。

该方案需要将盖梁和立柱组装后进行无收缩灌浆料灌注制成一体结构，目前缺少可以实现盖梁和立柱精准定位装配的设备。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，提供一体式桥梁地下管廊的盖梁与立柱的整体式筑造设备，本技术方案解决了上述问题，定位准确，拆装方便，容错率高。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

一体式桥梁地下管廊的盖梁与立柱的整体式筑造设备，用以利用盖梁的内侧弧面、外侧弧面对盖梁和立柱进行定位，使盖梁的对接端口处的预设套筒与立柱顶端的钢筋插头精准对接，其特征在于，包括有盖梁定位机构、立柱定位机构、红外定位机构和插接机构；

盖梁定位机构，可拆卸地安装在盖梁的中央位置，对接状态下与一对立柱上端的立柱定位机构相向设置，用以配合立柱定位机构实现盖梁和立柱的定位；

立柱定位机构，可拆卸地安装在立柱的顶端，对接状态下与盖梁定位机构相向设置，用以对盖梁和立柱的对接进行定位；

红外定位机构，两端分别安装在盖梁定位机构和立柱定位机构上且相向设置，用以对盖梁定位机构和立柱定位机构进行初步的定位；

插接机构，安装在立柱定位机构上，工作端朝上设置，工作状态下与盖梁定位机构间隙配合，用以通过引导盖梁定位机构竖直下落来引导盖梁和立柱的精确对接。

优选的，盖梁定位机构包括有第一分体夹紧块、第二分体夹紧块、吊钩和抵接部；

第一分体夹紧块，可拆卸地安装在盖梁的一侧，上下两端与第二分体夹紧块上下两端可拆卸连接，包裹于盖梁的中央位置处的外壁上，用以对盖梁和立柱的对接进行定位；

第二分体夹紧块，结构域第一分体夹紧块相同，与第一分体夹紧块关于盖梁对称设置，可拆卸地安装在盖梁远离第一分体夹紧块的一侧，与第一分体夹紧块相互可拆卸连接，包裹于盖梁的中央位置处的外壁上用以对盖梁和立柱的对接进行定位；

吊钩，安装在第一分体夹紧块和第二分体夹紧块顶端，用以将盖梁挂载到吊装机构上；

抵接部，安装在第一分体夹紧块和第二分体夹紧块底部两侧，工作状态下与盖梁的内侧弧面抵接。

优选的，第一分体夹紧块设有安装耳、对接翼板和对接导套；

安装耳，具有多个，安装在与第二分体夹紧块贴合的面的边缘，用以通过螺栓对第一分体夹紧块和第二分体夹紧块进行锁紧；

对接翼板，安装在第一分体夹紧块两侧，用以安装对接导套和红外定位机构；

对接导套，具有四个，安装在对接导套上，轴线朝向立柱定位机构设置，与插接机构间隙配合，用以配合插接机构对盖梁定位机构进行导向。

优选的，对接导套底部与插接机构对接端内侧进行倒角处理。

优选的，立柱定位机构包括有第三分体夹紧块、第四分体夹紧快和弹性定位组件；

第三分体夹紧块，可拆卸地安装在立柱外壁上，与第四分体夹紧快相互间可拆卸地连接，用以进行盖梁定位机构和立柱定位机构的位置定位；

第四分体夹紧快，结构与第三分体夹紧块相同，与第三分体夹紧块关于立柱对称设置，可拆卸地安装在立柱外壁上，与第三分体夹紧块相互间可拆卸地连接，用以进行盖梁定位机构和立柱定位机构的位置定位；

弹性定位组件，沿竖直方向设置在第三分体夹紧块和第四分体夹紧快顶端外侧位置，工作状态下与盖梁的外侧弧面抵接，用以对盖梁和立柱的对接进行辅助。

优选的，第三分体夹紧块包括有上部托板、下部托板、竖直连接部、导向槽和导向板；

上部托板，位于第三分体夹紧块最高处，顶端与立柱顶端平齐，用以安装红外定位机构并对插接机构的运动进行引导；

下部托板，安装在第三分体夹紧块底端，与上部托板平行，用以安装插接机构；

竖直连接部，上下两端分别与上部托板、下部托板连接，用以夹紧立柱外壁；

导向槽，开设在竖直连接部上，用以对弹性定位组件的运动提供导向；

导向板，水平安装在导向槽中部，与弹性定位组件间隙配合，用以对弹性定位组件进行导向。

优选的，弹性定位组件包括有弧面抵接块、导向杆和弹簧；

弧面抵接块，位于弹性定位组件的顶端，工作状态下抵接在盖梁的外侧弧面处；

导向杆，安装在弧面抵接块下方，与第三分体夹紧块间隙配合，用以对弧面抵接块的运动方向进行引导；

弹簧，套接在导向杆上，用以使弧面抵接块、导向杆向上复位。

优选的，红外定位机构包括有第一光电传感器和第二光电传感器；

第一光电传感器，安装在对接翼板上，朝向立柱定位机构方向设置；

第二光电传感器，安装在上部托板上，朝向盖梁定位机构方向设置。

优选的，插接机构包括有插接活动架、插接杆和直线驱动器；

插接活动架，可沿竖直方向运动地设置在下部托板的上方，用以安装插接杆；

插接杆，具有一对，对称地安装在插接活动架上端，与上部托板间隙配合，工作状态下与盖梁定位机构的对接导套轴线共线，与对接导套插接配合；

直线驱动器，安装在下部托板上，输出轴与插接活动架底端固定连接，运动方向竖直向上设置。

优选的，插接杆端部进行倒角处理。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

1、定位准确，具体的，通过红外定位机构、立柱定位机构的弹性定位组件以及插接机构共同实现盖梁定位机构和立柱定位机构的定为配合，显著提高了定位效果；

2、拆装方便，具体的，盖梁定位机构和立柱定位机构均采用了分体式结构，可以多次反复利用；

3、定位容错率高，具体的，通过将盖梁定位机构的对接导套和插接机构的插接杆进行倒角处理，使两者更加容易实现对接。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的侧视图；

图3为图2中a-a截面剖视图；

图4为本发明的正视图；

图5为本发明的盖梁定位机构立体分解图；

图6为本发明的立柱定位机构立体图；

图7为本发明的立柱定位机构立体分解图；

图8为本发明的盖梁立体示意图；

图9为本发明的立柱立体示意图；

图10为本发明的盖梁和立柱装配完毕后的立体示意图。

图中标号为：

1-盖梁定位机构；1a-第一分体夹紧块；1a1-安装耳；1a2-对接翼板；1a3-对接导套；1b-第二分体夹紧块；1c-吊钩；1d-抵接部；

2-立柱定位机构；2a-第三分体夹紧块；2a1-上部托板；2a2-下部托板；2a3-竖直连接部；2a4-导向槽；2a5-导向板；2b-第四分体夹紧快；2c-弹性定位组件；2c1-弧面抵接块；2c2-导向杆；2c3-弹簧；

3-红外定位机构；3a-第一光电传感器；3b-第二光电传感器；

4-插接机构；4a-插接活动架；4b-插接杆；4c-直线驱动器；

5-盖梁；5a-内侧弧面；5b-外侧弧面；5c-对接端口；5d-预设套筒；

6-立柱；6a-钢筋插头。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

如图1至图4、图8至图10所示，一体式桥梁地下管廊的盖梁与立柱的整体式筑造设备，用以利用盖梁5的内侧弧面5a、外侧弧面5b对盖梁5和立柱6进行定位，使盖梁5的对接端口5c处的预设套筒5d与立柱6顶端的钢筋插头6a精准对接，包括有盖梁定位机构1、立柱定位机构2、红外定位机构3和插接机构4；

盖梁定位机构1，可拆卸地安装在盖梁5的中央位置，对接状态下与一对立柱6上端的立柱定位机构2相向设置，用以配合立柱定位机构2实现盖梁5和立柱6的定位；

立柱定位机构2，可拆卸地安装在立柱6的顶端，对接状态下与盖梁定位机构1相向设置，用以对盖梁5和立柱6的对接进行定位；

红外定位机构3，两端分别安装在盖梁定位机构1和立柱定位机构2上且相向设置，用以对盖梁定位机构1和立柱定位机构2进行初步的定位；

插接机构4，安装在立柱定位机构2上，工作端朝上设置，工作状态下与盖梁定位机构1间隙配合，用以通过引导盖梁定位机构1竖直下落来引导盖梁5和立柱6的精确对接。

红外定位机构3、插接机构4均与控制器电连接，控制器可通过外接电源供电也可以在盖梁定位机构1和立柱定位机构2上自带蓄电池供电。工作人员先将立柱6的顶端装上立柱定位机构2,立柱6夹紧立柱6上端，并使立柱6顶部钢筋插头6a不被阻挡。工作人员通过吊装设备借助于盖梁定位机构1将盖梁5吊到立柱6上方对接位置。位于盖梁定位机构1和立柱定位机构2上的红外定位机构3相互配合对盖梁5的移动进行初步的定位。当盖梁定位机构1和立柱定位机构2大体上实现了对齐时，控制器发送信号给插接机构4,插接机构4收到信号后其工作端竖直向上运动与盖梁定位机构1插接。然后工作人员再将盖梁定位机构1所固定的盖梁5向下放，盖梁5随着盖梁定位机构1一同沿着插接机构4工作端的轴线方向移动，最终与立柱定位机构2实现精准对接。工作人员在对盖梁5和立柱6的连接处灌注无收缩灌浆料，待其达到预定时间完成固化后拆下盖梁定位机构1和立柱定位机构2即可完成盖梁5和立柱6的对接。

如图3和图5所示，盖梁定位机构1包括有第一分体夹紧块1a、第二分体夹紧块1b、吊钩1c和抵接部1d；

第一分体夹紧块1a，可拆卸地安装在盖梁5的一侧，上下两端与第二分体夹紧块1b上下两端可拆卸连接，包裹于盖梁5的中央位置处的外壁上，用以对盖梁5和立柱6的对接进行定位；

第二分体夹紧块1b，结构域第一分体夹紧块1a相同，与第一分体夹紧块1a关于盖梁5对称设置，可拆卸地安装在盖梁5远离第一分体夹紧块1a的一侧，与第一分体夹紧块1a相互可拆卸连接，包裹于盖梁5的中央位置处的外壁上用以对盖梁5和立柱6的对接进行定位；

吊钩1c，安装在第一分体夹紧块1a和第二分体夹紧块1b顶端，用以将盖梁5挂载到吊装机构上；

抵接部1d，安装在第一分体夹紧块1a和第二分体夹紧块1b底部两侧，工作状态下与盖梁5的内侧弧面5a抵接。

第一分体夹紧块1a和第二分体夹紧块1b相互锁紧从而将盖梁5夹紧，通过抵接部1d抵接盖梁5的内侧弧面5a，使盖梁5不能沿着第一分体夹紧块1a和第二分体夹紧块1b的长度方向滑动。然后工作人员通过吊钩1c将盖梁5吊起。通过第一分体夹紧块1a和第一分体夹紧块1a与立柱定位机构2相互配合实现盖梁5和立柱6的对接定位。

如图5所示，第一分体夹紧块1a设有安装耳1a1、对接翼板1a2和对接导套1a3；

安装耳1a1，具有多个，安装在与第二分体夹紧块1b贴合的面的边缘，用以通过螺栓对第一分体夹紧块1a和第二分体夹紧块1b进行锁紧；

对接翼板1a2，安装在第一分体夹紧块1a两侧，用以安装对接导套1a3和红外定位机构3；

对接导套1a3，具有四个，安装在对接导套1a3上，轴线朝向立柱定位机构2设置，与插接机构4间隙配合，用以配合插接机构4对盖梁定位机构1进行导向。

工作人员将第一分体夹紧块1a和第二分体夹紧块1b包覆在盖梁5外侧使两者开口侧相互贴合，然后通过螺栓将第一分体夹紧块1a和第二分体夹紧块1b相对应的安装耳1a1固定在一起，由此使第一分体夹紧块1a、第二分体夹紧块1b和盖梁5形成一个整体。当盖梁定位机构1和立柱定位机构2进行对接时，设置在对接翼板1a2上的红外定位机构3的部分检测到位于立柱定位机构2上的红外定位机构3另一部分，由此进行初步的定位。然后通过控制器控制插接机构4向上伸出插入对接导套1a3内，由此对盖梁定位机构1的运动方向进行引导，最终使盖梁5和立柱6实现精准对接。

对接导套1a3底部与插接机构4对接端内侧进行倒角处理。

通过将对接导套1a3底端内侧进行倒角处理，使插接机构4端部可以贴着对接导套1a3的倒角滑动，由此对盖梁定位机构1和立柱定位机构2的配合进行位置修正，从而引导盖梁5和立柱6精准对接。

如图6所示，立柱定位机构2包括有第三分体夹紧块2a、第四分体夹紧快2b和弹性定位组件2c；

第三分体夹紧块2a，可拆卸地安装在立柱6外壁上，与第四分体夹紧快2b相互间可拆卸地连接，用以进行盖梁定位机构1和立柱定位机构2的位置定位；

第四分体夹紧快2b，结构与第三分体夹紧块2a相同，与第三分体夹紧块2a关于立柱6对称设置，可拆卸地安装在立柱6外壁上，与第三分体夹紧块2a相互间可拆卸地连接，用以进行盖梁定位机构1和立柱定位机构2的位置定位；

弹性定位组件2c，沿竖直方向设置在第三分体夹紧块2a和第四分体夹紧快2b顶端外侧位置，工作状态下与盖梁5的外侧弧面5b抵接，用以对盖梁5和立柱6的对接进行辅助。

第三分体夹紧块2a和第四分体夹紧快2b相互配合夹紧立柱6的顶端，并为红外定位机构3和插接机构4提供支撑。当工作人员通过盖梁定位机构1将盖梁5吊装到立柱定位机构2上方时，盖梁5下端首先与弹性定位组件2c顶端发生接触。通过弹性定位组件2c与盖梁5的外侧弧面5b的抵接，对盖梁5长度方向的运动进行限位，使其失去一个方向的自由度，以便后续的定位。当盖梁定位机构1继续带着盖梁5下行使，使弹性定位组件2c发生压缩，继而使盖梁定位机构1和立柱定位机构2发生对接。

如图7所示，第三分体夹紧块2a包括有上部托板2a1、下部托板2a2、竖直连接部2a3、导向槽2a4和导向板2a5；

上部托板2a1，位于第三分体夹紧块2a最高处，顶端与立柱6顶端平齐，用以安装红外定位机构3并对插接机构4的运动进行引导；

下部托板2a2，安装在第三分体夹紧块2a底端，与上部托板2a1平行，用以安装插接机构4；

竖直连接部2a3，上下两端分别与上部托板2a1、下部托板2a2连接，用以夹紧立柱6外壁；

导向槽2a4，开设在竖直连接部2a3上，用以对弹性定位组件2c的运动提供导向；

导向板2a5，水平安装在导向槽2a4中部，与弹性定位组件2c间隙配合，用以对弹性定位组件2c进行导向。

上部托板2a1、下部托板2a2和竖直连接部2a3构成完整的第三分体夹紧块2a主体部分，导向槽2a4和导向板2a5用以对弹性定位组件2c提供支撑和导向。

如图3和图7所示，弹性定位组件2c包括有弧面抵接块2c1、导向杆2c2和弹簧2c3；

弧面抵接块2c1，位于弹性定位组件2c的顶端，工作状态下抵接在盖梁5的外侧弧面5b处；

导向杆2c2，安装在弧面抵接块2c1下方，与第三分体夹紧块2a间隙配合，用以对弧面抵接块2c1的运动方向进行引导；

弹簧2c3，套接在导向杆2c2上，用以使弧面抵接块2c1、导向杆2c2向上复位。

当盖梁5通过盖梁定位机构1吊装到立柱定位机构2上方时，工作人员可以很方便的将盖梁5两侧的外侧弧面5b与一对立柱定位机构2上的弧面抵接块2c1内侧抵接，从而使其失去一个方向的自由度。弧面抵接块2c1竖直下行时使导向杆2c2向下运动，从而压缩弹簧2c3。当压力消失时，弹簧2c3积攒的弹性势能驱使弧面抵接块2c1和导向杆2c2向上复位。

如图4所示，红外定位机构3包括有第一光电传感器3a和第二光电传感器3b；

第一光电传感器3a，安装在对接翼板1a2上，朝向立柱定位机构2方向设置；

第二光电传感器3b，安装在上部托板2a1上，朝向盖梁定位机构1方向设置。

第一光电传感器3a、第二光电传感器3b均为与控制器电连接的对射式红外光电传感器。通过第一光电传感器3a和第二光电传感器3b配对实现盖梁定位机构1和立柱定位机构2的对接翼板1a2、下部托板2a2之间的精确定位，以便插接机构4工作端插入盖梁定位机构1的对接导套1a3。

如图7所示，插接机构4包括有插接活动架4a、插接杆4b和直线驱动器4c；

插接活动架4a，可沿竖直方向运动地设置在下部托板2a2的上方，用以安装插接杆4b；

插接杆4b，具有一对，对称地安装在插接活动架4a上端，与上部托板2a1间隙配合，工作状态下与盖梁定位机构1的对接导套1a3轴线共线，与对接导套1a3插接配合；

直线驱动器4c，安装在下部托板2a2上，输出轴与插接活动架4a底端固定连接，运动方向竖直向上设置。

直线驱动器4c为与控制器电连接的液压缸。控制器发送信号给直线驱动器4c,直线驱动器4c推动插接杆4b竖直向上运动，从而将一对插接杆4b插接到盖梁定位机构1的对接导套1a3内。

如图7所示，插接杆4b端部进行倒角处理。

通过对插接杆4b端部进行倒角处理，进一步提高了对接的容错率，使插接杆4b更容易滑入盖梁定位机构1的对接导套1a3，实现对盖梁定位机构1的运动方向的引导。

本发明的工作原理：

本装置通过以下步骤实现本发明的功能，进而解决了本发明提出的技术问题：

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

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