预制装配式综合管廊安装机及其施工方法与流程

本发明涉及预制装配式综合管廊安装的技术领域，尤其涉及一种预制装配式综合管廊安装机及其施工方法。

背景技术：

城市市政公用管线需要铺设城市综合管廊，管廊安装是城市公用设施建设的关键性项目。现有的城市市政项目用综合管廊绝大多数采用现浇式混凝土管廊，其优点在于工艺成熟，结构完整性好，缺点是现场作业量大，受地下地理因素、地面天气因素影响较大，施工现场对环境污染大，对城市正常运行影响大。近两年随着施工环境和施工站点面积等越来越重视，预制装配式混凝土管廊日渐兴起，其优势在于预制管廊提前在梁场浇筑混凝土完成，而梁场施工环境好，设计齐全，流水线式的作业流程极大提高了管廊浇筑的效率和管廊的质量。缺点主要在于管廊从梁场运输至施工现场需要运输成本，运输至施工现场后，怎么安装布置管廊需要一定的成本、配套的施工设备和合理的安装工艺。

目前预制综合管廊有简单和复杂的，简单的采用横向单舱组成，复杂点的采用横向两舱、三舱等组成，然后进行碰撞，纵向分节按1.5～2.5m一节方式进行拼装。考虑到管廊安装基坑空间极为有限，现场也不可能特定为了安装机提供空间而改动基坑结构。同时综合预制管廊具有长度短、宽度宽、高度高、运输路线限定、拼装定位要求高等特点。

现有的预制管廊安装设备难以同时在施工空间、安装精度、适应型号等多方面满足施工要求，施工现场若采用多台设备配合作业，存在劳动强度大、施工效率低等不足，极有可能在管廊翻转、对位工序中导致管廊受力不均致使管廊产生裂纹等问题。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种预制装配式综合管廊安装机及其施工方法，以克服上述缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种预制装配式综合管廊安装机及其施工方法，其结构紧凑，操作便捷，解决施工基坑空间受限的问题；安装机设置有管廊翻转、调整、对位全套工序，既满足施工要求节省成本，又避免了多设备对接导致管廊结构受损的风险。

为解决上述问题，本发明公开了一种预制装配式综合管廊安装机，包括轮胎走行系统、主梁支腿结构和管廊提升翻转系统，其特征在于：

所述主梁支腿结构包含主梁、支腿和横梁，四根支腿两两一组分列于两侧，每侧的两支腿通过位于下部的横梁进行连接，主梁为双主梁结构，每主梁分别连接于一侧的两支腿顶端，所述管廊提升翻转系统位于双主梁之间，所述轮胎走行系统包含驱动轮组和转向轮组，所述驱动轮组和转向轮组分别布置在所述支腿的下端，

所述管廊提升安装系统包括小车、管廊对位系统和管廊提升系统，所述小车位于两主梁内侧轨道之间，所述管廊对位系统位于小车中间以实现横向、纵向移动和回转动作，管廊提升系统与管廊对位系统连接。

其中：所述支腿为变截面结构，其下部为截面相同的柱状结构，上部为横向向上逐渐截面增大的柱状结构从而有效减轻支腿结构重量和增加整机结构稳定性。

其中：所述驱动轮组包含驱动车架和驱动轮，所述驱动车架设有减速电机，下端连接有驱动轮，所述减速电机的输出轴连接至驱动轮。

其中：所述转向轮组包含回转支承、液压油缸、转向车架和转向轮，所述转向轮设置于转向车架的下端，所述转向车架与两转向轮通过回转支承进行连接，所述转向车架设有驱动回转支承进行旋转的液压油缸。

其中：所述小车包含走行车架、减速电机和车体，所述走行车架连接于车体的两端，所述走行车架架设于两主梁的内侧轨道上，且两走行车架均设有减速电机和走行轮，所述减速电机连接至走行轮以实现管廊提升安装系统在主梁上的整体走行。

其中：所述减速电机设置在走行车架内侧以避免两侧车架出现走行不一致，所述走行车架与车体采用三点式销轴连接以避免出现车体因受力不均导致的扭曲问题。

其中：所述管廊对位系统包括扭力臂、回转支承、回转油缸、纵移油缸、横移油缸、纵移平台、横移平台，所述回转支撑可旋转的支承于纵移平台，所述纵移平台可纵向滑动的设置于横移平台上，所述横移平台可横向滑动的设置于车体上，所述横移油缸连接至横移平台以进行横向滑移，所述纵移油缸连接至纵移平台以进行纵向滑移，所述扭力臂连接至回转支承，所述回转油缸连接至扭力臂以实现90±10°旋转动作。

其中：所述管廊提升系统包括提升油缸、起升滑轮、钢丝绳、管廊吊具和筒体结构，所述筒体结构的上端与管廊对位系统连接，所述提升油缸为两个且分别横向设置在筒体结构的下端两侧，两钢丝绳的上端分别通过一起升滑轮过渡后连接至提升油缸，且两钢丝绳的下端连接至管廊吊具。

其中：所述管廊吊具为コ型结构，其上面板的中部设有压紧油缸，下面板的上表面设有橡胶垫。

还公开了一种预制装配式综合管廊安装机的施工工法，通过如上所述的预制装配式综合管廊安装机进行其特征在于该施工工法包含如下具体步骤：

步骤一，将管廊运输至基坑指定位置，预制装配式综合管廊安装机通过轮胎走行系统走行到位，管廊提升翻转系统进行走行、旋转等对位后抓取运输车上的管廊；

步骤二，预制装配式综合管廊安装机将管廊提升至合适高度后将管廊旋转90°；

步骤三，通过预制装配式综合管廊安装机进行走行，将管廊移动至拼装区域，通过管廊提升翻转系统的回转、纵移、横移精准对位，控制与横向、纵向管廊的拼装缝隙。

通过上述结构可知，本发明的预制装配式综合管廊安装机及其施工方法具有如下效果：

1、安装机将大车走行、小车走行、管廊旋转、纵横移、吊具提升压紧动作功能集成到一起，既可以提高施工效率，降低成本，又可以保证管廊安装移动的平稳性和基坑空间限定的问题。

2、管廊旋转、纵横移、提升均采用液压油缸驱动比例阀控制，保证了管廊对位的精准性。

3、安装机多种机构集成到一起，设计布局紧凑，适应于狭小的基坑作业空间。在整体施工方案不变的情况下，可以针对不同工况进行适当的局部调整，可以适应其它工况的施工要求。

本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。

附图说明

图1显示了本发明的预制装配式综合管廊安装机的结构示意图。

图2显示了本发明的预制装配式综合管廊安装机的左视图。

图3显示了本发明的管廊提升翻转系统的主视图。

图4显示了本发明的管廊提升翻转系统的左视图。

图5显示了本发明的管廊提升翻转系统的俯视图。

图6显示了本发明中管廊提升翻转系统的轴视图。

图7a至图7c显示了本发明的施工方法示意图。

具体实施方式

参见图1和2，显示了本发明的预制装配式综合管廊安装机。

所述预制装配式综合管廊安装机包括轮胎走行系统1、主梁支腿结构2和管廊提升翻转系统3，所述走行系统1设置于主梁支腿结构2的底部，有效减小了安装机走行所需空间，所述主梁支腿结构2结构简洁，在满足结构强度、刚度的提前下尽可能地减小截面尺寸以达到减重，所述管廊提升翻转系统3采用下沉式安装在主梁支腿2，以降低安装机高度尺寸。

其中，参见图1和图2，所述主梁支腿结构2主要包含主梁2-1、支腿2-2和横梁2-3，四根支腿2-2两两一组分列于两侧，每侧的两支腿2-2通过位于下部的横梁2-3进行连接，主梁2-1为双主梁结构，每主梁2-1分别连接于一侧的两支腿2-2顶端，所述管廊提升翻转系统位于双主梁2-1之间，且为下沉式布置，参见图2，所述支腿2-2为变截面结构，其下部为截面相同的柱状结构，上部为横向向上逐渐截面增大的柱状结构，从而在截面最大的顶端与主梁2-1进行连接，能有效减轻支腿结构重量，增加整机结构稳定性。

所述轮胎走行系统1包含驱动轮组和转向轮组，所述驱动轮组和转向轮组分别布置在所述支腿2-2的下端，如图1和图2所示，两侧前端(图中右侧)的支腿2-2下端设置转向轮组，后端(图中左侧)的支腿2-2下端设置驱动轮组，所述驱动轮组包含链条1-1-1、减速电机1-1-2、驱动车架1-1-3和驱动轮1-1-4，所述驱动车架1-1-3与支腿2-2通过销轴连接，其两端分别设有减速电机1-1-2，下端两侧分别通过向下延伸的连接杆可旋转的连接有驱动轮1-1-4，所述两减速电机1-1-2的输出轴分别通过链条1-1-1连接至驱动轮1-1-4，从而通过两侧的减速电机1-1-2对两驱动轮1-1-4进行链式驱动，其中，所述减速电机1-1-2的输出轴上设有主动链轮，所述驱动轮1-1-4设有被动链轮，在该实施例中采用了链条式传动，其传动更为准确，驱动效率更高。

所述转向轮组1-2包含回转支承1-2-1、液压油缸1-2-2、转向车架1-2-3和转向轮1-2-4，所述转向车架1-2-3与支腿2-2通过销轴连接，所述转向轮1-2-4为两个且分别设置于转向车架1-2-3的下端两侧，所述转向车架1-2-3与两转向轮1-2-4分别通过回转支承1-2-1进行连接，所述转向车架1-2-3设有两驱动回转支承1-2-1进行旋转的液压油缸1-2-2，从而通过液压油缸1-2-2推动扭力臂驱动回转支承1-2-1进行旋转，实现各转向轮一定角度的走行转向动作。

由此，驱动车架1-1-3和转向车架1-2-3与主梁支腿结构2均采用销轴连接，依靠销轴的转动能力使得走行能通过一定高度的障碍物，所述驱动轮组1-1中驱动车架1-1-3与驱动轮1-1-4直接通过螺栓固定连接，采用链条1-1-1作为传动方式，减速电机1-1-2平行于驱动车架1-1-3布置，使得驱动轮组宽度1-1基本与车架宽度一致，从而保证在基坑极度狭窄的空间内顺畅走行。

其中，参见图3至6，所述管廊提升安装系统3主要包括小车3-1、管廊对位系统3-2和管廊提升系统3-3，所述小车3-1位于两主梁2-1内侧轨道之间，所述主梁2-1的内侧轨道为图2所示的内陷式轨道，从而形成下沉式结构，所述管廊对位系统3-2位于小车3-1中间，可以实现横向、纵向移动和回转90±10°旋转动作，管廊提升系统3-3通过筒体结构3-3-7与管廊对位系统3-2连接，从而实现管廊对位系统3-2驱动管廊提升系统3-3进行横向、纵向移动和回转90±10°旋转动作。

在图示实施例中，所述小车3-1可包含走行车架3-1-1、减速电机3-1-2和车体3-1-3，所述车体3-1-3可为井字形框架结构，所述走行车架3-1-1为两个且分别连接于车体3-1-3的两端，所述两走行车架3-1-1分别架设于两主梁2-1的内侧轨道上，且两走行车架3-1-1均设有减速电机3-1-2和走行轮，所述减速电机3-1-2连接至走行轮以实现管廊提升安装系统3在主梁2-1上的整体走行，其中，所述减速电机3-1-2均布在走行车架3-1-1内侧，以避免两侧车架出现走行不一致，其中，所述走行车架3-1-1与车体3-1-3采用三点式销轴连接，即三个销轴铰点形成一个受力平面，避免出现车体因受力不均导致的扭曲问题。

所述管廊对位系统3-2负责实现管廊的旋转、纵移、横移动作，旋转、纵移、横移机构通过层叠的方式从上至下分布，主要包括扭力臂3-2-1、回转支承3-2-2、回转油缸3-2-3、纵移油缸3-2-4、横移油缸3-2-5、纵移平台3-2-6、横移平台3-2-7，所述扭力臂3-2-1、回转支承3-2-2、回转油缸3-2-3位于纵移平台3-2-6上，所述纵移平台3-2-6可纵向滑动的设置于横移平台3-2-7上，所述纵移油缸3-2-4设置于横移平台3-2-7上，所述横移油缸3-2-5位于车体3-1-3上，所述横移平台3-2-7可横向滑动的设置于车体3-1-3上，所述横移油缸3-2-5连接至横移平台3-2-7以推动横移油缸在车体3-1-3上横向滑移，所述纵移油缸3-2-4连接至纵移平台3-2-6以推动所述纵移平台3-2-6在横移平台3-2-7上纵向滑移，所述回转支撑3-2-2可旋转的支承于纵移平台3-2-6，所述扭力臂3-2-1连接至回转支承3-2-2且向外延伸，所述回转油缸3-2-3设置于纵移平台3-2-6且连接至扭力臂3-2-1，从而通过回转油缸3-2-3驱动扭力臂3-2-1，推动回转支承3-2-2实现90±10°旋转动作，从而分别实现管廊回转、纵向、横向对位动作，且通过上述的回转、纵移、横移分项上下错开布置，既使得各项对位动作互不干涉，又极大的节省了有限的基坑空间。

其中，所述管廊提升系统3-3负责管廊提升、下降、压紧动作，主要包括提升油缸3-3-1、起升滑轮3-3-2、钢丝绳3-3-3、压紧油缸3-3-4、管廊吊具3-3-5和筒体结构3-3-7，所述筒体结构3-3-7的上端与管廊对位系统3-2连接，优选的与回转支承3-2-2连接，所述提升油缸3-3-1为两个且分别横向设置在筒体结构3-3-7的下端两侧，两钢丝绳3-3-3的上端分别通过一起升滑轮3-3-2过渡后连接至提升油缸3-3-1，且两钢丝绳3-3-3的下端连接至管廊吊具3-3-5，从而当管廊吊具3-3-5抓取管廊后，由提升油缸3-3-1驱动，实现管廊提升、下降动作。所述管廊吊具3-3-5为コ型结构，其上面板的中部设有压紧油缸3-3-4，上面板和下面板通过竖向连接板进行连接，所述下面板的上表面设有橡胶垫3-3-6，从而通过压紧确保管廊在升降、旋转、纵移、横移以及大小车走行动作中，不会出现滑移甚至掉落的问题，橡胶板3-3-6用于避免管廊与吊具的直接接触导致管廊磨损。

本发明同时公开了一种预制装配式综合管廊安装机的施工工法，该工法包括管廊提升、管廊旋转、管廊对位。该施工工法具体步骤如下：

步骤一，如图7a所示，将管廊运输至基坑指定位置，预制装配式综合管廊安装机通过轮胎走行系统1走行到位，管廊提升翻转系统3进行走行、旋转等对位后将管廊吊具下降并抓取运输车上的管廊。

步骤二，如图7b所示，预制装配式综合管廊安装机将管廊提升至合适高度后，运输车开走，控制管廊吊具将管廊旋转90°。

步骤三，如图7c所示，通过预制装配式综合管廊安装机进行走行，将管廊移动至拼装区域，通过管廊提升翻转系统3的回转、纵移、横移精准对位，控制与横向、纵向管廊的拼装缝隙。

通过上述结构可知，本发明的预制装配式综合管廊运输安装机及其施工工法具有如下优点：

1、安装机将大车走行、小车走行、管廊旋转、纵横移、吊具提升压紧动作功能集成到一起，既可以提高施工效率，降低成本，又可以保证管廊安装移动的平稳性和基坑空间限定的问题。

2、管廊旋转、纵横移、提升均采用液压油缸驱动比例阀控制，保证了管廊对位的精准性。

3、安装机多种机构集成到一起，设计布局紧凑，适应于狭小的基坑作业空间。在整体施工方案不变的情况下，可以针对不同工况进行适当的局部调整，可以适应其它工况的施工要求。

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。