用于預制構件現場快速拼裝的成套集成系統及施工方法
【專利摘要】本發明提供了用于預制構件現場快速拼裝的成套集成系統，其包括運輸設備，和并列安裝于所述運輸設備上的拌漿單元、發電機、起重單元、空氣壓縮機、儲水箱、壓漿機及設備原料存放架，其中，所述發電機用于拌漿單元、起重單元、空氣壓縮機和/或壓漿機的現場供電，所述空氣壓縮機用于為氣體和/或水的噴射加壓，以進行清孔和/或清洗操作。本發明適用于鋼筋灌漿套筒連接工藝的現場施工作業，能夠克服現有技術中困擾已久的諸多問題，為鋼筋套筒灌漿連接工藝的實現提供了現場一體化的解決方案。本發明還提供了預制構件現場快速拼裝的施工方法。
【專利說明】
用于預制構件現場快速拼裝的成套集成系統及施工方法
技術領域
[0001]本發明涉及橋梁下部結構施工領域，具體涉及用于預制構件現場快速拼裝的成套集成系統及施工方法。
【背景技術】
[0002]隨著預制裝配式混凝土結構的逐漸推廣，其現場快速拼裝的關鍵技術之一，鋼筋連接技術，特別是鋼筋套筒灌漿連接技術，也引起相關技術人員的關注。例如，隨著國內城市橋梁施工中預制拼裝施工工藝的推廣普及，鋼筋套筒灌漿連接技術逐漸被應用于預制立柱、預制蓋梁等預制混凝土構件的豎向連接中。鋼筋套筒灌漿連接技術具有抗震性能可靠、施工便利等特點，其在理論及實驗過程中都表現出卓越的性能，然而在預制立柱、預制蓋梁等的連接中的應用卻并不廣泛。
[0003]產生這種現狀的主要原因在于，在實際灌漿施工過程中，存在以下不易克服的缺陷:
[0004]1.灌漿材料采用高強無收縮水泥基灌漿料，拌制用水需為純凈度較高的凈水，干料與凈水拌制成漿料后至初凝的有效工作時間較短，例如最短為15?20分鐘，不能像成品混凝土一樣在攪拌站拌制完成后運輸至現場，而只能在現場按使用量逐批進行拌制。
[0005]2.單根預制立柱例如包含16根灌漿套筒，所需的灌漿料干料約為200?250kg，所需的凈水約為36?45kg，灌漿料干料和凈水等原材料需求量較大，且人工搬運成本高效率低，原材料現場運輸及存放存在問題。
[0006]3.套筒灌漿連接工藝中，漿料需要在現場用拌機進行拌制，在拌制完一批漿料后需及時對拌機進行清洗;同時現場灌漿前需對套筒、注漿孔及出漿孔進行清孔處理。以上工序要求現場同時配備多臺拌機、空壓機、高壓清洗機、凈水儲蓄罐、起重機械等設備。
[0007]4.高架橋梁由于其施工場地較長的特性，對現場拌漿設備的便攜性及機動性有較高的要求。
[0008]因此，欲實現套筒灌漿工藝的普及應用，亟需解決灌漿料的現場拌制、原材料輸運及存放、拌漿設備及配套設施的隨行等一系列問題。
【發明內容】
[0009]鑒于現有技術的以上現狀，本發明的主要目的在于提供一種用于預制構件現場快速拼裝的成套集成系統及施工方法，其能夠解決灌漿料存儲運輸、機械設備存儲運輸、漿料拌制、套管清孔、設備清洗、套管壓漿及現場供電等一系列問題，從而為鋼筋套筒灌漿連接工藝的實現提供現場一體化的解決方案。
[0010]為實現上述目的，本發明所采取的技術方案如下:
[0011]用于預制構件現場快速拼裝的成套集成系統，其包括運輸設備，和并列安裝于所述運輸設備上的拌漿單元、發電機、起重單元、空氣壓縮機、儲水箱、壓漿機及設備原料存放架，其中，所述發電機用于拌漿單元、起重單元、空氣壓縮機和/或壓漿機的現場供電，所述空氣壓縮機用于為氣體和/或水的噴射加壓，以進行清孔和/或清洗操作。
[0012]優選地，所述拌漿單元包括容量不同的兩臺以上拌漿設備。
[0013]優選地，所述拌漿單元、發電機、起重單元、空氣壓縮機、儲水箱、壓漿機及設備原料存放架在所述運輸設備上布置成并排的兩列。
[0014]優選地，所述起重單元包括起重臂，所述起重臂安裝在所述運輸設備的前部。
[0015]優選地，所述運輸設備為車輛，所述起重臂與所述車輛形成隨車起重機。
[0016]優選地，所述設備原料存放架包括相互獨立的小設備存放架和原材料存放架。
[0017]優選地，所述空氣壓縮機、儲水箱和壓漿機從前到后依次布置在所述運輸設備的同一側。
[0018]優選地，所述拌漿單元包括位于所述運輸設備后端的立軸行星式攪拌機和位于所述立軸行星式攪拌機前方的拌漿機。
[0019]本發明的另一方面目的在于提供一種預制構件現場快速拼裝的施工方法，其采用前面所述的成套集成系統。
[0020]優選地，所述施工方法包括步驟:
[0021]S1:通過運輸設備將原材料及灌漿設備運輸至現場，利用起重單元將灌漿設備及原材料的至少一部分卸載；
[0022]S2:利用拌漿單元對灌漿料進行現場拌制；
[0023]S3:利用空氣壓縮機提供的壓縮空氣對灌漿套筒進行清孔；
[0024]S4:利用壓漿機進行套筒壓漿；
[0025]S5:使用空氣壓縮機提供的壓縮空氣壓縮凈水，對拌漿單元進行清洗；
[0026]S6:利用起重單元將灌漿設備及剩余的原材料裝載至運輸設備上，通過運輸設備移動至下一工作面的現場。
[0027]本發明的用于預制構件現場快速拼裝的成套集成系統尤其適用于鋼筋灌漿套筒連接工藝的現場施工作業，能夠克服現有技術中困擾已久的諸多問題，例如包括:灌漿料拌制后有效工作時間較短，灌漿料必須在現場拌制，灌漿料的現場運輸、存放，設備運輸以及設備的清洗等，從而可推動鋼筋灌漿套筒連接工藝的大范圍推廣應用，進而推動橋梁預制構件現場快速拼裝技術的發展。
【附圖說明】
[0028]以下將參照附圖對根據本發明的用于預制構件現場快速拼裝的成套集成系統及施工方法進行描述。圖中:
[0029]圖1是本發明優選實施例的成套集成系統的平面布置示意圖；
[0030]圖2是利用本發明優選實施例的成套集成系統進行施工的施工工序示意圖。
【具體實施方式】
[0031]針對預制構件現場快速拼裝的實際需求，特別是套筒灌漿連接技術的各種制約因素，本發明的第一方面提供了一種用于預制構件現場快速拼裝的成套集成系統，其能夠確保套筒灌漿連接工藝在預制立柱、預制蓋梁等的連接中順利進行。
[0032]示例性地，如圖1所示，本方面的用于預制構件現場快速拼裝的成套集成系統包括運輸設備I，還包括并列安裝于所述運輸設備I上的拌漿單元(示例地包括拌漿機5和立軸行星式攪拌機6)、發電機3、起重單元2、空氣壓縮機10、儲水箱9、壓漿機8及設備原料存放架(示例地包括小設備存放架7和原材料存放架4)，其中，所述發電機用于拌漿單元、起重單元、空氣壓縮機和/或壓漿機的現場供電，所述空氣壓縮機用于為氣體和/或水的噴射加壓，以進行清孔和/或清洗操作。
[0033]容易想到的是，所述運輸設備I是該成套集成系統的移動工具，用于原材料的運輸和各種必要設施的隨行，以滿足現場拌制灌漿料、現場施工的需要。
[0034]所述起重單元2例如用于設備及原材料的裝卸及現場調運。
[0035]所述儲水箱9例如用于凈水的存儲。
[0036]所述壓漿機8例如用于套筒灌漿作業。
[0037]所述拌漿單元則用于具體執行灌漿料的現場拌制。
[0038]所述設備原料存放架例如用于小型設備工具及原材料(例如灌漿料干料等)的存儲。
[0039]可見，在預制構件(如高架橋梁)現場拼裝施工過程中，本發明的上述成套集成系統能較好地解決灌漿料存儲運輸、機械設備存儲運輸、漿料拌制、套管清孔、設備清洗、套管壓漿及現場供電等一系列問題，為鋼筋套筒灌漿連接工藝的實現提供了現場一體化的解決方案。
[0040]具體工作時，例如可以:通過起重單元將灌漿設備及灌漿料進行裝卸和運輸;通過拌漿單元對灌漿料進行現場拌制;通過空氣壓縮機對空氣進行加壓，進行灌漿前的清孔準備工作;通過空氣壓縮機及凈水在灌漿后對設備進行清洗;設備材料裝車，整體移動至下一工作面進行灌漿工作。
[0041]優選地，各部分在運輸設備I上的安裝方式可以為:起重單元2、空氣壓縮機10、儲水箱9、發電機3由鎖定機構固定安裝于運輸設備I上，其余設備均為放置方式，可隨時裝卸。
[0042]優選地，如圖1所示，所述拌漿單元位于所述運輸設備I的后部(圖示右側為后部)，以便于灌漿料拌制完成后的輸出。
[0043]考慮到不同的施工任務對于灌漿料的需求量不同，本發明的所述拌漿單元優選包括容量不同的兩臺以上拌漿設備。此設置大大提高了本發明的成套集成系統的靈活性，可根據需求使用不同的拌漿設備，避免罐漿料不必要的浪費。
[0044]例如，拌漿單元可包括位于所述運輸設備I后端的立軸行星式攪拌機6和位于所述立軸行星式攪拌機6前方的拌漿機5。其中，所述立軸行星式攪拌機用于大量灌漿料的現場拌制，而所述拌漿機則用于適量及少量灌漿料的現場拌制。
[0045]優選地，如圖1中示例性地示出的，所述拌漿單元、發電機3、起重單元2、空氣壓縮機10、儲水箱9、壓漿機8及設備原料存放架在所述運輸設備I上布置成并排的兩列，從而使總體結構緊湊，空間布置合理。
[0046]優選地，所述起重單元2包括起重臂，所述起重臂安裝在所述運輸設備I的前部(左側)，例如在運輸設備I的裝載區域的最前端，從而其向后方伸展開時可方便地覆蓋整個裝載區域，而無需進行大角度轉向。
[0047]優選地，所述運輸設備I為車輛，例如工程車輛，所述起重臂與所述車輛形成隨車起重機，例如可以依靠車載液壓系統進行工作。當然，運輸設備I也可以僅包括拖斗，在需要移動時借助于其它的動力裝置進行牽引即可。
[0048]優選地，發電機3可被安裝于運輸設備I的前段，例如安裝在起重單元2的后方。在起重單元2與運輸設備I形成隨車起重機的情況下，發電機可以不再向起重單元2供電。
[0049]優選地，所述設備原料存放架可以包括相互獨立的小設備存放架7和原材料存放架4，從而便于對不同物品進行分類存放，并且有利于靈活規劃存放空間。
[0050]優選地，所述空氣壓縮機10、儲水箱9和壓漿機8從前到后依次布置在所述運輸設備I的同一側，例如車輛的右側。例如，空氣壓縮機1布置在運輸設備I的裝載區域的最前端，例如與起重單元2并列，儲水箱9布置在空氣壓縮機10的后方，例如與發電機3并列，壓漿機8則布置在儲水箱9的后方，例如與原材料存放架4并列。
[0051]優選地，小設備存放架7例如布置在壓漿機的后方，例如與拌漿機5并列。而尺寸最大的立軸行星式攪拌機6則可以獨自布置在運輸設備I的后端。
[0052]在對各組成單元進行布置時，本發明主要考慮了使用頻率、卸載與否、占用面積等多種因素，從左側(車頭側，即前端)至右側(車尾側，即后端)布置成如圖1所示的優選形式。
[0053]例如，優選的布置原則為:由鎖定機構固定安裝于運輸設備I上的起重單元2、空氣壓縮機10、儲水箱9、發電機3均布置靠近車頭，即靠內位置，其中起重單元2為運輸設備1(隨車吊)的前置折疊臂;考慮使用頻率及灌漿工藝先后順序，將立軸行星式攪拌機6、拌漿機5、小設備存放架7布置于隨車吊車位部分，即靠外位置，先將拌機5、6及小設備存放架7卸下進行準備工作，后將原材料卸下進行拌制，最后進行壓漿工作。
[0054]本發明的前述成套集成系統特別適用于鋼筋灌漿套筒連接工藝的現場施工作業，能夠克服現有技術中困擾已久的諸多問題，例如包括:灌漿料拌制后有效工作時間較短，灌漿料必須在現場拌制，灌漿料的現場運輸、存放，設備運輸以及設備的清洗等，從而可推動鋼筋灌漿套筒連接工藝的大范圍推廣應用，進而推動橋梁預制構件現場快速拼裝技術的發展。
[0055]在上述工作的基礎上，本發明的另一方面還提供了一種預制構件現場快速拼裝的施工方法，其優選采用本發明前述的成套集成系統。
[0056]進一步地，如圖2所示，本發明的施工方法可包括步驟:
[0057]S1:通過運輸設備將原材料及灌漿設備運輸至現場，利用起重單元將灌漿設備及原材料的至少一部分卸載，其中，所述原材料包括灌漿料干料；
[0058]S2:利用拌漿單元對灌漿料進行現場拌制；
[0059]S3:利用空氣壓縮機提供的壓縮空氣對灌漿套筒進行清孔；
[0060]S4:利用壓漿機進行套筒壓漿；
[0061]S5:使用空氣壓縮機提供的壓縮空氣壓縮凈水，對拌漿單元進行清洗；
[0062]S6:利用起重單元將灌漿設備及剩余的原材料裝載至運輸設備上，通過運輸設備移動至下一工作面的現場。
[0063]其中，步驟SI中，優選可利用隨車起重機將各種材料和設備運輸至現場。本步驟中，灌漿設備是對拌漿單元、空氣壓縮機、壓漿機等的統稱。
[0064]其中，步驟S2中，根據施工現場對灌漿料的需求量，可以選擇容量較小的拌漿機或容量較大的立軸行星式攪拌機。
[0065]其中，步驟S6中，工作面意指進行灌漿工作的場地，在類似橋梁工程中即為單個橋墩。
[0066]本領域的技術人員容易理解的是，在不沖突的前提下，上述各優選方案可以自由地組合、疊加。
[0067]應當理解，上述的實施方式僅是示例性的，而非限制性的，在不偏離本發明的基本原理的情況下，本領域的技術人員可以針對上述細節做出的各種明顯的或等同的修改或替換，都將包含于本發明的權利要求范圍內。
【主權項】
1.用于預制構件現場快速拼裝的成套集成系統，其特征在于，包括運輸設備，和并列安裝于所述運輸設備上的拌漿單元、發電機、起重單元、空氣壓縮機、儲水箱、壓漿機及設備原料存放架，其中，所述發電機用于拌漿單元、起重單元、空氣壓縮機和/或壓漿機的現場供電，所述空氣壓縮機用于為氣體和/或水的噴射加壓，以進行清孔和/或清洗操作。2.根據權利要求1所述的成套集成系統，其特征在于，所述拌漿單元包括容量不同的兩臺以上拌漿設備。3.根據權利要求1或2所述的成套集成系統，其特征在于，所述拌漿單元、發電機、起重單元、空氣壓縮機、儲水箱、壓漿機及設備原料存放架在所述運輸設備上布置成并排的兩列。4.根據權利要求1-3之一所述的成套集成系統，其特征在于，所述起重單元包括起重臂，所述起重臂安裝在所述運輸設備的前部。5.根據權利要求4所述的成套集成系統，其特征在于，所述運輸設備為車輛，所述起重臂與所述車輛形成隨車起重機。6.根據權利要求1-5之一所述的成套集成系統，其特征在于，所述設備原料存放架包括相互獨立的小設備存放架和原材料存放架。7.根據權利要求1-6之一所述的成套集成系統，其特征在于，所述空氣壓縮機、儲水箱和壓漿機從前到后依次布置在所述運輸設備的同一側。8.根據權利要求1-7之一所述的成套集成系統，其特征在于，所述拌漿單元包括位于所述運輸設備后端的立軸行星式攪拌機和位于所述立軸行星式攪拌機前方的拌漿機。9.預制構件現場快速拼裝的施工方法，其特征在于，其采用權利要求1-8之一所述的成套集成系統。10.根據權利要求9所述的施工方法，其特征在于，包括步驟: S1:通過運輸設備將原材料及灌漿設備運輸至現場，利用起重單元將灌漿設備及原材料的至少一部分卸載； S2:利用拌漿單元對灌漿料進行現場拌制； S3:利用空氣壓縮機提供的壓縮空氣對灌漿套筒進行清孔； 54:利用壓漿機進行套筒壓漿； 55:使用空氣壓縮機提供的壓縮空氣壓縮凈水，對拌漿單元進行清洗； S6:利用起重單元將灌漿設備及剩余的原材料裝載至運輸設備上，通過運輸設備移動至下一工作面的現場。
【文檔編號】E01D21/00GK105951602SQ201610403060
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月7日
【發明人】姜海西, 查義強, 黃國斌, 李申杰, 吳建兵, 張玉富, 張劍宇
【申請人】上海公路投資建設發展有限公司, 上海建工四建集團有限公司