一种梁场用自动拆装端模装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及模壳、工作架结构或模板用的连接件或其他附件技术领域，特别是涉及一种梁场用自动拆装端模装置及其使用方法。


背景技术：

2.空心箱梁是公路道桥中用量很大的梁体，一般在预制场通过专用模具浇筑而成。其模具主要包括侧模板、端模板、以及芯模。
3.出于方便连接的目的，箱梁端部会留有预留钢筋（甩筋），出于方便预应力张拉的目的，箱梁中会沿长度方向设置穿出两端的波纹管和/或预应力筋，这些构件都需要穿透端模板设置，端模板上也因此会开出大大小小的洞，这些洞不可避免地会有一定量混凝土浆渗入，造成粘连，不能像侧模板那样轻松取下，而是需要借助龙门吊等大型器械强行拔出，或者是靠工人暴力拆除。
4.为了方便拆模及养护，目前的箱梁浇筑过程中，不会等到彻底凝固才拆模，而是在凝固到强度达到二兆帕左右就拆模，拆模过程中，箱梁的混凝土的强度尚且不高，稍有磕碰（比如端模板的孔壁碰到外露的钢筋或波纹管）及局部受力过大（局部裂开或粘下一大块混凝土）就会导致崩边或者是锚穴口崩裂。而目前采用龙门吊硬拉或暴力拆除的拆端模方式，难以控制，磕碰及局部受力过大几乎是必然发生的，从而造成箱梁在浇筑完成后，端部不可避免地出现需要修补的缺陷，影响外形及强度。
5.在工期比较充足时，工地上对于这类粘连严重的模板的处理方式是一般先采用各种小工具翘松其边沿，然后再一点点用力取下，但这样耗时较长，对于需求量较大的箱梁而言是不太现实的，此外其还会一定程度上影响箱梁的边缘的外形。


技术实现要素：

6.本发明提供一种梁场用自动拆装端模装置及其使用方法。
7.解决的技术问题是：目前箱梁端模板的拆除依靠龙门吊硬拉或者是人工暴力拆除，不可避免地会造成缺陷。
8.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种梁场用自动拆装端模装置，包括端模板以及锚固在侧模板靠近端模板的位置上的拆模装置；所述拆模装置包括底部锚固在侧模板上、且顶部平行于箱梁长度方向向端模板延伸并超出端模板的拆模千斤顶，以及一端与拆模千斤顶顶部通过竖直的销轴铰接连接且另一端水平向端模板远离拆模千斤顶的边沿延伸的撬动杠杆，所述拆模千斤顶为双作用千斤顶；所述撬动杠杆通过连杆与端模板连接，所述连杆包括一端与撬动杠杆通过竖直的销轴铰接连接、且另一端平行于箱梁长度方向向端模板延伸并锚固在端模板远离拆模千斤顶的边沿的端部连杆，以及一端与撬动杠杆通过竖直的销轴铰接连接、且另一端平行于箱梁长度方向向端模板延伸并锚固在在端模板靠近拆模千斤顶的边沿的后部连杆；
所述拆模千斤顶的顶部侧面锚固有位于拆模千斤顶及撬动杠杆之间的劣角中、用于抑制所在的劣角的角度小于90度的角度限制块。
9.进一步，所述箱梁每端设置两块左右对称并拼合为一体的两块端模板，所述拆模装置与端模板一一对应、并设置在与对应的端模板相邻的侧模板上。
10.进一步，所述端模板左右边沿分别锚固有与所在边沿平行的稳定板条，所述端部连杆以及后部连杆分别通过对应的稳定板条锚固在端模板上。
11.进一步，各连杆侧面分别锚固有位于连杆与撬动杠杆形成的劣角中、用于抑制所在的劣角的角度小于90度的角度限制块，两个连杆上的角度限制块相互靠近设置。
12.进一步，所述拆模千斤顶底部通过竖直的销轴与自侧模板向外延伸的千斤顶底座铰接连接，所述拆模千斤顶的套筒与相邻的侧模板之间设置有移模千斤顶，所述移模千斤顶底部锚固在侧模板上，顶部通过竖直的销轴与拆模千斤顶的套筒侧面铰接连接。
13.进一步，所述拆模千斤顶带有用于检测其顶升力的压力传感器、以及用于检测其拉力的拉力传感器。
14.进一步，所述拆模千斤顶以及移模千斤顶均为电动千斤顶，所述拆模千斤顶以及移模千斤顶带有用于测量千斤顶行程的长度传感器。
15.进一步，所述端模系统还包括pid控制器，各拆模装置中的各所述拆模千斤顶、移模千斤顶、压力传感器、拉力传感器、以及长度传感器分别与pid控制器电连接。
16.进一步，所述撬动杠杆分别与各连杆可拆卸连接，所述侧模板上设置有用于收纳拆模千斤顶以及撬动杠杆的固定装置。
17.一种梁场用自动拆装端模装置的使用方法，采用上述的一种梁场用自动拆装端模装置来完成端模板拆模，并包括以下步骤：步骤一：编制pid控制器的拆模程序，具体如下：1.1：收缩拆模千斤顶，以后部连杆为支点，撬动端部连杆所在的端模板边沿；当拉力传感器检测到的拉力突然降低时，证明端部连杆所在的端模板边沿被撬松，此时停止收缩拆模千斤顶；1.2：顶升拆模千斤顶，以端部连杆为支点，撬动后部连杆所在的端模板边沿；当压力传感器检测到的压力突然降低时，证明后部连杆所在的端模板边沿被撬松，记录此时的压力f，并继续顶升拆模千斤顶；1.3：根据箱梁甩筋长度及波纹管外露长度设定拆模千斤顶最大顶升行程l，当拆模千斤顶顶升行程达到l时，端模板完全脱离甩筋及波纹管，此时停止顶升拆模千斤顶，开始顶升移模千斤顶，使端模板移动到模具侧面；若在拆模千斤顶顶升过程中压力传感器检测到的压力超过f，证明顶升过程中端模板出现倾斜，此时立即停止顶升；步骤二：解开固定装置，连接撬动杠杆与连杆；步骤三：用pid控制器控制拆模装置，完成端模板的拆模。
18.本发明一种梁场用自动拆装端模装置及其使用方法与现有技术相比，具有如下有益效果：本发明中，通过双作用千斤顶（能推能拉）和杠杆系统，模拟了采用人力小心拆模的过程，先以后部连杆为支点撬松一侧边沿，然后调转千斤顶施力方向以端部连杆为支点
撬松另一侧边沿，在整个端模板撬松后，将端模板平移推出，不会局部受力过大也不会磕碰，从而避免箱梁端部出现崩边、锚穴崩坏等缺陷，使浇筑出的箱梁端部完整；本发明中，角度限制块的设置位置，避免了端模板在撬松及平移过程中变形及倾斜过大而发生磕碰，而撬动杠杆及连杆均为硬杆，相较于龙门吊的拉索，传递力能够更加精确，进一步避免磕碰的发生；本发明中，采用pid控制器操纵电动千斤顶全自动完成拆模过程，工人只需将撬动杠杆连在连杆上即可，降低了劳动强度，提升了生产效率；本发明中，通过传感器精密监控拆模过程，进一步避免拆模时因模板倾斜而与甩筋及波纹管磕碰。
附图说明
19.图1是本发明一种梁场用自动拆装端模装置的结构示意图；图2是稳定板条的排布示意图；图3为移模千斤顶的设置示意图；其中，11
‑
端模板，12
‑
侧模板，21
‑
拆模千斤顶，22
‑
千斤顶底座，31
‑
撬动杠杆，32
‑
角度限制块，41
‑
端部连杆，42
‑
后部连杆，43
‑
稳定板条，5
‑
移模千斤顶。
具体实施方式
20.如图1
‑
3所示，一种梁场用自动拆装端模装置，包括端模板11以及锚固在侧模板12靠近端模板11的位置上的拆模装置。注意这里的侧模板12要顶在端模板11的板面上，撬松端模板11时可避免压到箱梁边沿。
21.本发明中端模板11发生倾斜，均指的是端模板11与浇筑的箱梁的端面不再平行，这种情况下，甩筋以及波纹管就会与端模板11发生磕碰。
22.拆模装置包括底部锚固在侧模板12上、且顶部平行于箱梁长度方向向端模板11延伸并超出端模板11的拆模千斤顶21，以及一端与拆模千斤顶21顶部通过竖直的销轴铰接连接且另一端水平向端模板11远离拆模千斤顶21的边沿延伸的撬动杠杆31，拆模千斤顶21为双作用千斤顶；也就是说这里的拆模千斤顶21需要能推能拉。
23.撬动杠杆31通过连杆与端模板11连接，连杆包括一端与撬动杠杆31通过竖直的销轴铰接连接、且另一端平行于箱梁长度方向向端模板11延伸并锚固在端模板11远离拆模千斤顶21的边沿的端部连杆41，以及一端与撬动杠杆31通过竖直的销轴铰接连接、且另一端平行于箱梁长度方向向端模板11延伸并锚固在在端模板11靠近拆模千斤顶21的边沿的后部连杆42。
24.注意这里的撬动杠杆31以及端模板11，由于自身尺寸很大，实际上是可发生一定形变的，不能看作刚体。这里两个连杆、端模板11、以及撬动杠杆31围合成的平行四边形结构，虽然包括两个刚结节点，也即连杆与端模板11连接的节点，但依然是可以发生一定的形变的，从而使撬松端模板11的过程能够顺利进行。
25.拆模千斤顶21的顶部侧面锚固有位于拆模千斤顶21及撬动杠杆31之间的劣角中、用于抑制所在的劣角的角度小于90度的角度限制块32。这里的角度限制块32的作用主要体现在模板被撬松后带着模板平移，避免模板倾斜而与甩筋及波纹管磕碰，其在拆模千斤顶
21收缩时不起限制作用，以免影响撬松端模板11。本实施例中，所有的角度限制块32都是钢块这样的硬块，当然也可以选用硬橡胶块，那样的话撬松会更顺利，但磕碰的可能性会变大一些。
26.箱梁每端设置两块左右对称并拼合为一体的两块端模板11，拆模装置与端模板11一一对应、并设置在与对应的端模板11相邻的侧模板12上。将段模板一分为二的话，可以很大程度上减小本实施例中的各千斤顶所需要的行程，以及出现磕碰的可能性，同时在撬松端模板11的时候也更加容易。
27.端模板11左右边沿分别锚固有与所在边沿平行的稳定板条43，端部连杆41以及后部连杆42分别通过对应的稳定板条43锚固在端模板11上。稳定板条43的作用是让连杆对端模板11的力分布均匀，并减少晃动及磕碰，必要的时候也可以在连杆与稳定板条43之间设置肋板或斜撑，以进一步强化效果。
28.各连杆侧面分别锚固有位于连杆与撬动杠杆31形成的劣角中、用于抑制所在的劣角的角度小于90度的角度限制块32，两个连杆上的角度限制块32相互靠近设置。这两处的角度限制块32的作用类似，在所在的连杆作为支点的时候不限制角度，而在所在的连杆拉着端模板11时起效，避免模板变形过大而与甩筋及波纹管磕碰。
29.拆模千斤顶21底部通过竖直的销轴与自侧模板12向外延伸的千斤顶底座22铰接连接，拆模千斤顶21的套筒与相邻的侧模板12之间设置有移模千斤顶5，移模千斤顶5底部锚固在侧模板12上，顶部通过竖直的销轴与拆模千斤顶21的套筒侧面铰接连接。这里移模千斤顶5不是必须的，但设置了之后可以自动将模板转移到模具侧面，方便后续芯模的拆除。
30.拆模千斤顶21带有用于检测其顶升力的压力传感器、以及用于检测其拉力的拉力传感器。
31.拆模千斤顶21以及移模千斤顶5均为电动千斤顶，拆模千斤顶21以及移模千斤顶5带有用于测量千斤顶行程的长度传感器。
32.端模系统还包括pid控制器，各拆模装置中的各拆模千斤顶21、移模千斤顶5、压力传感器、拉力传感器、以及长度传感器分别与pid控制器电连接。这里的各种传感器都是市面上常见的，比如磁栅尺与读数头构成的长度传感器等，根据需求自由购买使用这里不再赘述。
33.撬动杠杆31分别与各连杆可拆卸连接，本实施例中选用带拉环的钢珠插销来作为销轴连接撬动杠杆31与各连杆。侧模板12上设置有用于收纳拆模千斤顶21以及撬动杠杆31的固定装置。
34.一种梁场用自动拆装端模装置的使用方法，采用上述的一种梁场用自动拆装端模装置来完成端模板11拆模，并包括以下步骤：步骤一：编制pid控制器的拆模程序，具体如下：1.1：收缩拆模千斤顶21，以后部连杆42为支点，撬动端部连杆41所在的端模板11边沿；当拉力传感器检测到的拉力突然降低时，证明端部连杆41所在的端模板11边沿被撬松，此时停止收缩拆模千斤顶21；1.2：顶升拆模千斤顶21，以端部连杆41为支点，撬动后部连杆42所在的端模板11边沿；当压力传感器检测到的压力突然降低时，证明后部连杆42所在的端模板11边沿被撬
松，记录此时的压力f，并继续顶升拆模千斤顶21；1.3：根据箱梁甩筋长度及波纹管外露长度设定拆模千斤顶21最大顶升行程l，当拆模千斤顶21顶升行程达到l时，端模板11完全脱离甩筋及波纹管，此时停止顶升拆模千斤顶21，开始顶升移模千斤顶5，使端模板11移动到模具侧面；若在拆模千斤顶21顶升过程中压力传感器检测到的压力超过f，证明顶升过程中端模板11出现倾斜，此时立即停止顶升；对于粘连特别严重的模板，步骤1.1与1.2可以循环往复多次，然后进行步骤1.3；步骤二：解开固定装置，连接撬动杠杆31与连杆；步骤三：用pid控制器控制拆模装置，完成端模板11的拆模。
35.当然，也可以借助上述的拆模装置在来完成端模板11合模，包括以下步骤：注意，为方便合模，移模千斤顶5这里也需要设置拉力传感器；步骤a：编制pid控制器的合模程序，具体如下：步骤a1：设定拆模千斤顶21的收缩极限力，记作fa，同步收缩位于箱梁同一端的两个拆模千斤顶21，当压力传感器检测到的拉力达到fa时，证明端模板11已紧密压在侧模板12上，此时停止收缩拆模千斤顶21；步骤a2：设定移模千斤顶5的收缩极限力，记作fb，同步收缩位于箱梁同一端的两个移模千斤顶5，当压力传感器检测到的拉力达到fb时，证明两个端模板11已紧密拼合，此时停止收缩移模千斤顶5；步骤b：逐根将波纹管从端模上的锚垫板孔中穿出，若有甩筋，则将甩筋从对应的孔穿出；然后在两块端模板11相贴靠的面上设置密封条；步骤c：解开固定装置，连接撬动杠杆31与连杆，并将箱梁同一端的两个撬动杠杆31共轴地连为一体，本实施例中，采用专门设置的合模连接杆进行连接，合模连接杆分别与两个撬动杠杆31通过螺栓固定连接；步骤d：用pid控制器控制拆模装置，完成端模板11的合模；步骤e：完成各模板的连接以及各处孔及缝的密封。
36.以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。