用于预制构件现场快速拼装的成套集成系统及施工方法
【专利摘要】本发明提供了用于预制构件现场快速拼装的成套集成系统，其包括运输设备，和并列安装于所述运输设备上的拌浆单元、发电机、起重单元、空气压缩机、储水箱、压浆机及设备原料存放架，其中，所述发电机用于拌浆单元、起重单元、空气压缩机和/或压浆机的现场供电，所述空气压缩机用于为气体和/或水的喷射加压，以进行清孔和/或清洗操作。本发明适用于钢筋灌浆套筒连接工艺的现场施工作业，能够克服现有技术中困扰已久的诸多问题，为钢筋套筒灌浆连接工艺的实现提供了现场一体化的解决方案。本发明还提供了预制构件现场快速拼装的施工方法。
【专利说明】
用于预制构件现场快速拼装的成套集成系统及施工方法
技术领域
[0001]本发明涉及桥梁下部结构施工领域，具体涉及用于预制构件现场快速拼装的成套集成系统及施工方法。
【背景技术】
[0002]随着预制装配式混凝土结构的逐渐推广，其现场快速拼装的关键技术之一，钢筋连接技术，特别是钢筋套筒灌浆连接技术，也引起相关技术人员的关注。例如，随着国内城市桥梁施工中预制拼装施工工艺的推广普及，钢筋套筒灌浆连接技术逐渐被应用于预制立柱、预制盖梁等预制混凝土构件的竖向连接中。钢筋套筒灌浆连接技术具有抗震性能可靠、施工便利等特点，其在理论及实验过程中都表现出卓越的性能，然而在预制立柱、预制盖梁等的连接中的应用却并不广泛。
[0003]产生这种现状的主要原因在于，在实际灌浆施工过程中，存在以下不易克服的缺陷:
[0004]1.灌浆材料采用高强无收缩水泥基灌浆料，拌制用水需为纯净度较高的净水，干料与净水拌制成浆料后至初凝的有效工作时间较短，例如最短为15?20分钟，不能像成品混凝土一样在搅拌站拌制完成后运输至现场，而只能在现场按使用量逐批进行拌制。
[0005]2.单根预制立柱例如包含16根灌浆套筒，所需的灌浆料干料约为200?250kg，所需的净水约为36?45kg，灌浆料干料和净水等原材料需求量较大，且人工搬运成本高效率低，原材料现场运输及存放存在问题。
[0006]3.套筒灌浆连接工艺中，浆料需要在现场用拌机进行拌制，在拌制完一批浆料后需及时对拌机进行清洗;同时现场灌浆前需对套筒、注浆孔及出浆孔进行清孔处理。以上工序要求现场同时配备多台拌机、空压机、高压清洗机、净水储蓄罐、起重机械等设备。
[0007]4.高架桥梁由于其施工场地较长的特性，对现场拌浆设备的便携性及机动性有较高的要求。
[0008]因此，欲实现套筒灌浆工艺的普及应用，亟需解决灌浆料的现场拌制、原材料输运及存放、拌浆设备及配套设施的随行等一系列问题。
【发明内容】
[0009]鉴于现有技术的以上现状，本发明的主要目的在于提供一种用于预制构件现场快速拼装的成套集成系统及施工方法，其能够解决灌浆料存储运输、机械设备存储运输、浆料拌制、套管清孔、设备清洗、套管压浆及现场供电等一系列问题，从而为钢筋套筒灌浆连接工艺的实现提供现场一体化的解决方案。
[0010]为实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下:
[0011]用于预制构件现场快速拼装的成套集成系统，其包括运输设备，和并列安装于所述运输设备上的拌浆单元、发电机、起重单元、空气压缩机、储水箱、压浆机及设备原料存放架，其中，所述发电机用于拌浆单元、起重单元、空气压缩机和/或压浆机的现场供电，所述空气压缩机用于为气体和/或水的喷射加压，以进行清孔和/或清洗操作。
[0012]优选地，所述拌浆单元包括容量不同的两台以上拌浆设备。
[0013]优选地，所述拌浆单元、发电机、起重单元、空气压缩机、储水箱、压浆机及设备原料存放架在所述运输设备上布置成并排的两列。
[0014]优选地，所述起重单元包括起重臂，所述起重臂安装在所述运输设备的前部。
[0015]优选地，所述运输设备为车辆，所述起重臂与所述车辆形成随车起重机。
[0016]优选地，所述设备原料存放架包括相互独立的小设备存放架和原材料存放架。
[0017]优选地，所述空气压缩机、储水箱和压浆机从前到后依次布置在所述运输设备的同一侧。
[0018]优选地，所述拌浆单元包括位于所述运输设备后端的立轴行星式搅拌机和位于所述立轴行星式搅拌机前方的拌浆机。
[0019]本发明的另一方面目的在于提供一种预制构件现场快速拼装的施工方法，其采用前面所述的成套集成系统。
[0020]优选地，所述施工方法包括步骤:
[0021]S1:通过运输设备将原材料及灌浆设备运输至现场，利用起重单元将灌浆设备及原材料的至少一部分卸载；
[0022]S2:利用拌浆单元对灌浆料进行现场拌制；
[0023]S3:利用空气压缩机提供的压缩空气对灌浆套筒进行清孔；
[0024]S4:利用压浆机进行套筒压浆；
[0025]S5:使用空气压缩机提供的压缩空气压缩净水，对拌浆单元进行清洗；
[0026]S6:利用起重单元将灌浆设备及剩余的原材料装载至运输设备上，通过运输设备移动至下一工作面的现场。
[0027]本发明的用于预制构件现场快速拼装的成套集成系统尤其适用于钢筋灌浆套筒连接工艺的现场施工作业，能够克服现有技术中困扰已久的诸多问题，例如包括:灌浆料拌制后有效工作时间较短，灌浆料必须在现场拌制，灌浆料的现场运输、存放，设备运输以及设备的清洗等，从而可推动钢筋灌浆套筒连接工艺的大范围推广应用，进而推动桥梁预制构件现场快速拼装技术的发展。
【附图说明】
[0028]以下将参照附图对根据本发明的用于预制构件现场快速拼装的成套集成系统及施工方法进行描述。图中:
[0029]图1是本发明优选实施例的成套集成系统的平面布置示意图；
[0030]图2是利用本发明优选实施例的成套集成系统进行施工的施工工序示意图。
【具体实施方式】
[0031]针对预制构件现场快速拼装的实际需求，特别是套筒灌浆连接技术的各种制约因素，本发明的第一方面提供了一种用于预制构件现场快速拼装的成套集成系统，其能够确保套筒灌浆连接工艺在预制立柱、预制盖梁等的连接中顺利进行。
[0032]示例性地，如图1所示，本方面的用于预制构件现场快速拼装的成套集成系统包括运输设备I，还包括并列安装于所述运输设备I上的拌浆单元(示例地包括拌浆机5和立轴行星式搅拌机6)、发电机3、起重单元2、空气压缩机10、储水箱9、压浆机8及设备原料存放架(示例地包括小设备存放架7和原材料存放架4)，其中，所述发电机用于拌浆单元、起重单元、空气压缩机和/或压浆机的现场供电，所述空气压缩机用于为气体和/或水的喷射加压，以进行清孔和/或清洗操作。
[0033]容易想到的是，所述运输设备I是该成套集成系统的移动工具，用于原材料的运输和各种必要设施的随行，以满足现场拌制灌浆料、现场施工的需要。
[0034]所述起重单元2例如用于设备及原材料的装卸及现场调运。
[0035]所述储水箱9例如用于净水的存储。
[0036]所述压浆机8例如用于套筒灌浆作业。
[0037]所述拌浆单元则用于具体执行灌浆料的现场拌制。
[0038]所述设备原料存放架例如用于小型设备工具及原材料(例如灌浆料干料等)的存储。
[0039]可见，在预制构件(如高架桥梁)现场拼装施工过程中，本发明的上述成套集成系统能较好地解决灌浆料存储运输、机械设备存储运输、浆料拌制、套管清孔、设备清洗、套管压浆及现场供电等一系列问题，为钢筋套筒灌浆连接工艺的实现提供了现场一体化的解决方案。
[0040]具体工作时，例如可以:通过起重单元将灌浆设备及灌浆料进行装卸和运输;通过拌浆单元对灌浆料进行现场拌制;通过空气压缩机对空气进行加压，进行灌浆前的清孔准备工作;通过空气压缩机及净水在灌浆后对设备进行清洗;设备材料装车，整体移动至下一工作面进行灌浆工作。
[0041]优选地，各部分在运输设备I上的安装方式可以为:起重单元2、空气压缩机10、储水箱9、发电机3由锁定机构固定安装于运输设备I上，其余设备均为放置方式，可随时装卸。
[0042]优选地，如图1所示，所述拌浆单元位于所述运输设备I的后部(图示右侧为后部)，以便于灌浆料拌制完成后的输出。
[0043]考虑到不同的施工任务对于灌浆料的需求量不同，本发明的所述拌浆单元优选包括容量不同的两台以上拌浆设备。此设置大大提高了本发明的成套集成系统的灵活性，可根据需求使用不同的拌浆设备，避免罐浆料不必要的浪费。
[0044]例如，拌浆单元可包括位于所述运输设备I后端的立轴行星式搅拌机6和位于所述立轴行星式搅拌机6前方的拌浆机5。其中，所述立轴行星式搅拌机用于大量灌浆料的现场拌制，而所述拌浆机则用于适量及少量灌浆料的现场拌制。
[0045]优选地，如图1中示例性地示出的，所述拌浆单元、发电机3、起重单元2、空气压缩机10、储水箱9、压浆机8及设备原料存放架在所述运输设备I上布置成并排的两列，从而使总体结构紧凑，空间布置合理。
[0046]优选地，所述起重单元2包括起重臂，所述起重臂安装在所述运输设备I的前部(左侧)，例如在运输设备I的装载区域的最前端，从而其向后方伸展开时可方便地覆盖整个装载区域，而无需进行大角度转向。
[0047]优选地，所述运输设备I为车辆，例如工程车辆，所述起重臂与所述车辆形成随车起重机，例如可以依靠车载液压系统进行工作。当然，运输设备I也可以仅包括拖斗，在需要移动时借助于其它的动力装置进行牵引即可。
[0048]优选地，发电机3可被安装于运输设备I的前段，例如安装在起重单元2的后方。在起重单元2与运输设备I形成随车起重机的情况下，发电机可以不再向起重单元2供电。
[0049]优选地，所述设备原料存放架可以包括相互独立的小设备存放架7和原材料存放架4，从而便于对不同物品进行分类存放，并且有利于灵活规划存放空间。
[0050]优选地，所述空气压缩机10、储水箱9和压浆机8从前到后依次布置在所述运输设备I的同一侧，例如车辆的右侧。例如，空气压缩机1布置在运输设备I的装载区域的最前端，例如与起重单元2并列，储水箱9布置在空气压缩机10的后方，例如与发电机3并列，压浆机8则布置在储水箱9的后方，例如与原材料存放架4并列。
[0051]优选地，小设备存放架7例如布置在压浆机的后方，例如与拌浆机5并列。而尺寸最大的立轴行星式搅拌机6则可以独自布置在运输设备I的后端。
[0052]在对各组成单元进行布置时，本发明主要考虑了使用频率、卸载与否、占用面积等多种因素，从左侧(车头侧，即前端)至右侧(车尾侧，即后端)布置成如图1所示的优选形式。
[0053]例如，优选的布置原则为:由锁定机构固定安装于运输设备I上的起重单元2、空气压缩机10、储水箱9、发电机3均布置靠近车头，即靠内位置，其中起重单元2为运输设备1(随车吊)的前置折叠臂;考虑使用频率及灌浆工艺先后顺序，将立轴行星式搅拌机6、拌浆机5、小设备存放架7布置于随车吊车位部分，即靠外位置，先将拌机5、6及小设备存放架7卸下进行准备工作，后将原材料卸下进行拌制，最后进行压浆工作。
[0054]本发明的前述成套集成系统特别适用于钢筋灌浆套筒连接工艺的现场施工作业，能够克服现有技术中困扰已久的诸多问题，例如包括:灌浆料拌制后有效工作时间较短，灌浆料必须在现场拌制，灌浆料的现场运输、存放，设备运输以及设备的清洗等，从而可推动钢筋灌浆套筒连接工艺的大范围推广应用，进而推动桥梁预制构件现场快速拼装技术的发展。
[0055]在上述工作的基础上，本发明的另一方面还提供了一种预制构件现场快速拼装的施工方法，其优选采用本发明前述的成套集成系统。
[0056]进一步地，如图2所示，本发明的施工方法可包括步骤:
[0057]S1:通过运输设备将原材料及灌浆设备运输至现场，利用起重单元将灌浆设备及原材料的至少一部分卸载，其中，所述原材料包括灌浆料干料；
[0058]S2:利用拌浆单元对灌浆料进行现场拌制；
[0059]S3:利用空气压缩机提供的压缩空气对灌浆套筒进行清孔；
[0060]S4:利用压浆机进行套筒压浆；
[0061]S5:使用空气压缩机提供的压缩空气压缩净水，对拌浆单元进行清洗；
[0062]S6:利用起重单元将灌浆设备及剩余的原材料装载至运输设备上，通过运输设备移动至下一工作面的现场。
[0063]其中，步骤SI中，优选可利用随车起重机将各种材料和设备运输至现场。本步骤中，灌浆设备是对拌浆单元、空气压缩机、压浆机等的统称。
[0064]其中，步骤S2中，根据施工现场对灌浆料的需求量，可以选择容量较小的拌浆机或容量较大的立轴行星式搅拌机。
[0065]其中，步骤S6中，工作面意指进行灌浆工作的场地，在类似桥梁工程中即为单个桥墩。
[0066]本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。
[0067]应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。
【主权项】
1.用于预制构件现场快速拼装的成套集成系统，其特征在于，包括运输设备，和并列安装于所述运输设备上的拌浆单元、发电机、起重单元、空气压缩机、储水箱、压浆机及设备原料存放架，其中，所述发电机用于拌浆单元、起重单元、空气压缩机和/或压浆机的现场供电，所述空气压缩机用于为气体和/或水的喷射加压，以进行清孔和/或清洗操作。2.根据权利要求1所述的成套集成系统，其特征在于，所述拌浆单元包括容量不同的两台以上拌浆设备。3.根据权利要求1或2所述的成套集成系统，其特征在于，所述拌浆单元、发电机、起重单元、空气压缩机、储水箱、压浆机及设备原料存放架在所述运输设备上布置成并排的两列。4.根据权利要求1-3之一所述的成套集成系统，其特征在于，所述起重单元包括起重臂，所述起重臂安装在所述运输设备的前部。5.根据权利要求4所述的成套集成系统，其特征在于，所述运输设备为车辆，所述起重臂与所述车辆形成随车起重机。6.根据权利要求1-5之一所述的成套集成系统，其特征在于，所述设备原料存放架包括相互独立的小设备存放架和原材料存放架。7.根据权利要求1-6之一所述的成套集成系统，其特征在于，所述空气压缩机、储水箱和压浆机从前到后依次布置在所述运输设备的同一侧。8.根据权利要求1-7之一所述的成套集成系统，其特征在于，所述拌浆单元包括位于所述运输设备后端的立轴行星式搅拌机和位于所述立轴行星式搅拌机前方的拌浆机。9.预制构件现场快速拼装的施工方法，其特征在于，其采用权利要求1-8之一所述的成套集成系统。10.根据权利要求9所述的施工方法，其特征在于，包括步骤: S1:通过运输设备将原材料及灌浆设备运输至现场，利用起重单元将灌浆设备及原材料的至少一部分卸载； S2:利用拌浆单元对灌浆料进行现场拌制； S3:利用空气压缩机提供的压缩空气对灌浆套筒进行清孔； 54:利用压浆机进行套筒压浆； 55:使用空气压缩机提供的压缩空气压缩净水，对拌浆单元进行清洗； S6:利用起重单元将灌浆设备及剩余的原材料装载至运输设备上，通过运输设备移动至下一工作面的现场。
【文档编号】E01D21/00GK105951602SQ201610403060
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】姜海西, 查义强, 黄国斌, 李申杰, 吴建兵, 张玉富, 张剑宇
【申请人】上海公路投资建设发展有限公司, 上海建工四建集团有限公司