抛石整平装置的制作方法

本实用新型涉及抛石整平设备技术领域，尤其是涉及抛石整平装置。

背景技术：

海上沉管隧道基础的铺设整平施工中，沉管安装前需要在开挖好的基槽内进行抛石整平，然后将预制好的沉管浮云至基床上部并进行沉放安装。抛石基床用以置换原有软弱土层，以提高地基的承载能力，使得上部结构传来的荷载均匀地传至地基，以满足变形和稳定的要求，并充分利用器透水性，减少建筑物前后的水位差，避免渗流，以保护地基免受波浪和水流的淘刷。基床需要整平夯实，并保证其为一平面，要求为水平面或斜面。抛石整平船是水底碎石基床铺设整平的专用船舶。

目前的抛石整平床多采用漂浮在海面或河面上的整平船，此整平船高程控制方法为：在岸上设置一个激光发射器，在抛石管上设置一个激光传感器用于接收激光信号，通过激光发射器的位置、激光传感器的位置、抛石管上激光传感器的安装位置、下料管的长度和抛石管底部液压缸进行碎石基床的标高控制，以控制基床的平面度，此整平船由于漂浮在海面或河面上受波浪影响以及受激光精度随距离的增大而降低的影响，使得基床的平面度降低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供抛石整平装置，该抛石整平装置能够提高基床的平面度。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

根据本实用新型的一方面，提供抛石整平装置，包括船体、月池、整平导向机构、抛石整平机构、第一GPS定位系统以及用于向所述抛石整平机构输送石料的石料输送机构；其中，所述船体包括桩腿以及桩腿锁紧机构；

所述月池设于所述船体中央；所述整平导向机构横跨所述月池以实现抛石整平过程中的纵向和横向位移；所述抛石整平机构设于所述整平导向机构上以用于基床的抛石以及整平；所述第一GPS定位系统安装在所述船体以用于船体的定位；

所述桩腿与所述船体啮合连接以用于支撑所述船体，所述桩腿锁紧机构设于所述桩腿以用于将所述桩腿与所述桩腿锁紧机构固定。

进一步地，所述抛石整平机构包括抛石管，其中，所述抛石管的顶部设有用于确认所述抛石管的平面位置以及底标高的第二GPS定位系统，所述抛石管的底部设有用于基床刮平的整平头；

所述抛石管设于所述整平导向机构上。

进一步地，所述抛石管包括主管以及可伸缩的平衡管；

所述主管与所述平衡管连接，所述主管与所述第二GPS定位系统连接，所述平衡管与所述整平头连接。

进一步地，所述整平头上设有用于检测海底槽床以及基床的标高的声纳系统。

进一步地，所述整平导向机构包括行走大车以及行走小车；

所述行走大车横跨所述月池以用于实现抛石整平过程中的纵向位移，所述抛石整平机构设于所述行走小车、且所述行走小车可移动地安装在所述行走大车上以用于实现抛石整平过程中的横向位移。

进一步地，所述行走小车上分别设有夹持机构、固定架以及升降机构以分别用于实现对抛石整平机构的夹持、安装固定以及升降驱动。

进一步地，所述抛石整平装置还包括安装在所述船体的齿轮箱以及电机，所述桩腿的两侧分别设有齿条，所述船体上设有与所述齿条对应的齿轮；

所述齿条与所述齿轮啮合连接，所述齿轮与所述齿轮箱连接，所述齿轮箱与所述电机连接。

进一步地，所述桩腿锁紧机构包括包括齿形块、楔形块、涡轮蜗杆顶升器以及驱动马达，所述桩腿的围阱结构上开设有滑槽；

所述齿形块设于所述桩腿的外侧，且与所述齿条的齿形相匹配，所述齿形块的上、下端面分别与所述楔形块以及涡轮蜗杆顶升器构成运动副连接，所述齿形块可相对所述楔形块滑动，所述楔形块在所述滑槽内滑动，所述涡轮蜗杆顶升器与所述驱动马达连接，所述涡轮蜗杆顶升器设于所述桩腿的围阱结构上。

进一步地，所述齿形块的上、下端面为斜面；

进一步地，所述桩腿底部设有桩头，所述桩头为中空的直筒体，其中，所述中空的直筒体内设有多块隔板；

多块所述隔板将所述中空的直筒体分成多个相互独立的受力腔，所述隔板的长度方向与所述中空的直筒体的轴心线平行。

根据本实用新型的抛石整平装置，包括船体、月池、整平导向机构、抛石整平机构、第一GPS定位系统以及用于向所述抛石整平机构输送石料的石料输送机构；其中，所述船体包括桩腿以及桩腿锁紧机构；所述月池设于所述船体中央；所述整平导向机构横跨所述月池以实现抛石整平过程中的纵向和横向位移；所述抛石整平机构设于所述整平导向机构上以用于基床的抛石以及整平；所述第一GPS定位系统安装在所述船体以用于船体的定位；所述桩腿与所述船体啮合连接以用于支撑所述船体，所述桩腿锁紧机构设于所述桩腿以用于将所述桩腿与所述桩腿锁紧机构固定；对于该抛石整平装置而言，通过第一GPS定位系统进行船体精确定位，石料输送机构向抛石整平机构输送石料，抛石整平机构在整平导向机构的导向作用下实现基床的碎石铺设和整平，避免受到激光精度随距离的增大而降低的影响，同时，桩腿能够对船体起到支撑的作用，且通过桩腿锁紧机构将桩腿与船体进行锁定，实现桩腿与船体为一个整体，增加了船体在抛石整平过程中的稳定性，使得船体在抛石整平过程中受波浪影响较小，从而能够提高基床的平面度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的抛石整平装置的结构示意图的俯视图；

图2为本实用新型实施例提供的抛石整平装置中桩腿的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的抛石整平装置中桩腿锁紧机构的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的抛石整平装置的结构示意图的左视图；

图5为图4在A处的放大图。

图标：10-船体；101-桩腿；20-月池；30-抛石整平机构；301-抛石管；302-整平头；40-整平导向机构；401-行走大车；402-行走小车；4021-固定架；4022-升降机构；50-石料输送机构；60-桩腿锁紧机构；601-齿形块；602-楔形块；603-涡轮蜗杆顶升器；604-桩头；605-隔板。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

根据本实用新型的一个方面，提供抛石整平装置，如图1、图2以及图3所示，包括船体10、月池20、整平导向机构40、抛石整平机构30、第一GPS定位系统以及用于向抛石整平机构30输送石料的石料输送机构50；其中，船体10包括桩腿101以及桩腿锁紧机构60；

月池20设于船体10中央；整平导向机构40横跨月池20以实现抛石整平过程中的纵向和横向位移；抛石整平机构30设于整平导向机构40上以用于基床的抛石以及整平；第一GPS定位系统安装在船体10以用于船体10的定位；

桩腿与船体10啮合连接以用于支撑船体10，桩腿锁紧机构60设于桩体以用于将桩腿101与桩腿锁紧机构60固定。

根据本实用新型的抛石整平装置，对于该抛石整平装置而言，通过第一GPS定位系统进行船体10精确定位，石料输送机构50向抛石整平机构30输送石料，抛石整平机构30在整平导向机构40的导向作用下实现基床的碎石铺设和整平，避免受到激光精度随距离的增大而降低的影响，同时，桩腿101能够对船体10起到支撑的作用，且通过桩腿锁紧机构60将桩腿101与船体10进行锁定，实现桩腿101与船体10为一个整体，增加了船体10在抛石整平过程中的稳定性，使得船体10在抛石整平过程中受波浪影响较小，从而能够提高基床的平面度；

需要说明的是，整个抛石整平装置是人员通过操控室进性操控的。

根据本实用新型抛石整平装置的一种实施方式，如图4以及图5所示，抛石整平机构30包括抛石管301，其中，抛石管301的顶部设有用于确认抛石管301的平面位置以及底标高的第二GPS定位系统，抛石管301的底部设有用于基床刮平的整平头302；

抛石管301设于整平导向机构40上。

根据本实用新型抛石整平装置的一种实施方式，抛石管301包括主管以及可伸缩的平衡管；

主管与平衡管连接，主管与第二GPS定位系统连接，平衡管与整平头302连接。

根据本实用新型的抛石整平装置，平衡管的可伸缩是由多根液压缸驱动进行收缩的，多根液压缸均匀分布在平衡管上，调节平滑管的长度，以满足抛石整平的精度要求；并在每根液压缸上设有液压缸伸缩传感器，液压缸伸缩传感器用于精确测量液压缸的伸缩行程。

根据本实用新型抛石整平装置的一种实施方式，整平头302上设有用于检测海底槽床以及基床的标高的声纳系统。

根据本实用新型的抛石整平装置，采用第一GPS定位系统使得船体10定位后，要进行声纳校准，声纳系统设置在整平头302上，该声纳系统用于检测海底槽床以及基床的标高；其中，声纳系统包括标准声纳和基床的铺设测量声纳，将校准声纳的声纳音速调至一个合适的值，然后将基床的铺设测量声纳的音速调至与校准声纳相同，由于声纳受水深、水温、盐分浓度等因素的影响使测量值产生误差，因此每次测量时需要进行校准。

根据本实用新型抛石整平装置的一种实施方式，如图1以及图4所示，整平导向机构40包括行走大车401以及行走小车402；

行走大车401横跨月池20以用于实现抛石整平过程中的纵向位移，抛石整平机构30设于行走小车402、且行走小车402可移动地安装在行走大车401上以用于实现抛石整平过程中的横向位移。

根据本实用新型抛石整平装置，通过第二GPS定位系统确认抛石管301的平面位置以及底标高，并通过行走大车401以及行走小车402将抛石管301定位于施工位置，在抛石管301定位后，平衡管反复伸缩进行行程确认，确保液压缸伸缩长度能够满足一个船位铺设需要，因此，在一个船位的铺设过程中不用再升降抛石管301。

根据本实用新型抛石整平装置的一种实施方式，如图4以及图5所示，行走小车402上分别设有夹持机构、固定架4021以及升降机构4022以分别用于实现对抛石整平机构30的夹持、安装固定以及升降驱动。

根据本实用的新型抛石整平装置，抛石整平机构30包括抛石管301，抛石管301的升降机构4022采用升降绞车，驱动抛石管301的升降。

根据本实用新型抛石整平装置的一种实施方式，抛石整平装置还包括安装在船体10的齿轮箱以及电机，桩腿101的两侧分别设有齿条，船体10上设有与齿条对应的齿轮；

齿条与齿轮啮合连接，齿轮与齿轮箱连接，齿轮箱与电机连接。

根据本实用新型的抛石整平装置，电机驱动齿轮箱、齿轮与桩腿101两侧的齿条，带动船体10做升降运动，其中，电机可为变频电机；该抛石整平装置还包括减速机，用于调节合适的转速。

根据本实用新型抛石整平装置的一种实施方式，如图3所示，桩腿锁紧机构60包括包括齿形块601、楔形块602、涡轮蜗杆顶升器603以及驱动马达，桩腿101的围阱结构上开设有滑槽；

齿形块601设于桩腿101的外侧，且与齿条的齿形相匹配，齿形块601的上、下端面分别与楔形块602以及涡轮蜗杆顶升器603构成运动副连接，齿形块601可相对楔形块602滑动，楔形块602在滑槽内滑动，涡轮蜗杆顶升器603与驱动马达连接，涡轮蜗杆顶升器603设于桩腿101的围阱结构上。

根据本实用新型的抛石整平装置，桩腿锁紧机构60的具体工作过程为：驱动马达的旋转驱动涡轮蜗杆顶升器603顶升，使得楔形块602推压齿形块601向桩腿101方向移动并与桩腿101的齿条相啮合，将桩腿101锁定在船体10上，此时，桩腿101处于锁紧状态，与船体10为一个整体，增加了船体10的稳定性；驱动马达改变旋转方向驱动涡轮蜗杆顶升器603收缩，此时楔形块602与齿形块601之间产生间隙，齿形块601处于自由状态，可与桩腿101分离；

其中，桩腿锁紧机构60还包括复位油缸，复位油缸的一端与齿形块601连接，另一端与船体10连接，驱动马达的活塞缩回带动涡轮蜗杆顶升器603收缩，齿形块601可复位，脱离桩腿101，其中，齿形块601的上、下端面为斜面，且其上、下端面向桩腿101外侧的延伸面可相交。

根据本实用新型抛石整平装置的一种实施方式，如图2所示，桩腿底部设有桩头604，桩头604为中空的直筒体，其中，中空的直筒体内设有多块隔板605；

多块隔板605将中空的直筒体分成多个相互独立的受力腔，隔板605的长度方向与中空的直筒体的轴心线平行。

根据本实用新型的抛石整平装置，隔板605将中空的直筒体分为多个相互独立的受力腔，即多个受力腔不连通，增加了该桩头604的受力能力，使得床体的稳定性好；

其中，隔板605为五块，其中一块设置在中空的直筒体的轴心线上，其两端与中空的直筒体的筒壁相交，另外四块分为两组，每组中的两块隔板605自设于中空的直筒体轴心线上的隔板605上的一点分别延伸至两侧的筒壁上，每组的两块隔板605对称分布在中空的直筒体轴心线的隔板605的两侧；

优选地，每组的两块隔板605呈120°夹角设置，且两组隔板605不连接。

综上所述，该抛石整平装置的施工步骤包括：船体10的定位步骤，将船体10拖至施工现场后，采用第一GPS定位系统实时显示船体10形状以及船体10的位置；船体10插桩压载抬升步骤，整平船定位完成后，下降桩腿101至泥面，通过打入压载水或对角压载法进行超荷载压载，待桩腿101温度不再下沉，气隙不再变化时，将船体10抬升至施工高度；抛石管301定位步骤，通过移动行走大、小车将抛石管301移动至抛石整平起点位置，通过抛石管301顶部的第二GPS定位系统确认抛石管301底标高；供料步骤，石料输送机构50向抛石管301进料；铺设整平步骤，通过移动行走大、小车开始进行碎石基床铺设整平作业，施工过程中通过液压缸驱动平衡管伸缩并结合抛石管301顶部的第二GPS定位系统接到的数据进行基床标高控制。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。