一种装配式涵洞预制构件吊运一体装置及方法与流程

1.本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种装配式涵洞预制构件吊运一体装置及方法。


背景技术：

2.装配式涵洞在预制场预制构件，再批量将构件运输至现场起吊安装。因其工期短、质量高、外观美观、安全可控等优点已成为首选的涵洞结构。装配式构件的吊装及运输是施工过程中的重要环节，但装配式涵洞构件质量及体积大，吊装一般采用吊车吊装，每次吊装都需要配置一台吊车，设备费用较高。且一般预制场至现场的运输道路等级较低，会经过加减速、上下坡、转弯等不利路段，运输过程中极易发生滑移及倾倒破坏。为保证运输构件的安全，行驶速度极慢，难以保证装配式构件的效率。目前，对于预制构件的运输车大多仅针对桥梁预制构件的运输，鲜有针对装配式涵洞构件的运输车，导致装配式涵洞构件的运输效率及安全很难保证。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种装配式涵洞预制构件吊运一体装置及方法，以克服现有技术的不足。
4.一种装配式涵洞预制构件吊运一体装置，包括移动车体，移动车体上设置有车厢，车厢两侧的厢壁上分别设置有一个纵向导轨架，车厢两侧厢壁上的纵向导轨架上横跨设置有横向导轨架，横向导轨架上设置有横向轨车，横向轨车上设置有起升装置，起升装置用于吊升放置于车厢内的涵洞预制构件，车厢两侧的厢壁内侧设置有用于固定放置于车厢内的涵洞预制构件的限位装置。
5.优选的，车厢的底部设置有竖向伸缩臂。
6.优选的，纵向导轨架包括下层纵向桁架和上层纵向桁架，上层纵向桁架通过滑轨安装于下层纵向桁架上端。
7.优选的，下层纵向桁架端部设置有上层桁架推进装置，上层桁架推进装置的推进输出端与上层纵向桁架连接。
8.优选的，横向导轨架包括竖向伸缩柱，车厢两侧的厢壁上每个纵向导轨架上设置有一个竖向伸缩柱，两个竖向伸缩柱之间通过横向滑轨固定连接，横向滑轨上设置有横向桁架。
9.优选的，竖向伸缩柱的底部设置有纵向轨车，横向导轨架上设置有两组独立的横向轨车，每个横向轨车下设置一个起升装置。
10.优选的，限位装置包括顶板防护限位装置和侧墙防护限位装置。
11.优选的，顶板防护限位装置包括顶板底座，顶板底座固定于车厢内底部，顶板底座能够置于预制顶板的凹槽内；还包括设置于车厢厢壁内侧的侧壁伸缩顶板以及设置于车厢放置预制顶板前后位置的前后伸缩顶板。
12.优选的，侧墙防护限位装置包括钢筋侧限位装置和非钢筋侧限位装置：
13.非钢筋侧限位装置包括侧墙底座非钢筋侧限位钢板，侧墙底座非钢筋侧限位钢板两端通过固定器伸缩臂分别连接有一个固定器，侧墙底座非钢筋侧限位钢板侧壁设置有侧墙底座非钢筋钢板伸缩臂，侧墙底座非钢筋钢板伸缩臂通过底座安装于车厢厢壁内侧；
14.钢筋侧限位装置包括两组结构相同的侧墙底座钢筋侧前部伸缩臂，侧墙底座钢筋侧前部伸缩臂一端固定于车厢厢壁内侧，侧墙底座钢筋侧前部伸缩臂另一端固定有一个固定器。
15.一种装配式涵洞预制构件吊运一体方法，包括以下步骤：
16.s1，将移动车体停至待装预制构件顶板及侧墙处。
17.s2，通过横向导轨架和横向轨车位置，依次将待装预制构件顶板及侧墙吊装至车厢内，采用限位装置分别对车厢内的预制构件顶板及侧墙进行限位固定；
18.s3，运输至待卸位置后，通过横向导轨架和横向轨车位置，将待装侧墙及预制构件顶板从车厢内依次吊装防止卸载位置，完成一次吊装运输。
19.与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
20.本发明一种装配式涵洞预制构件吊运一体装置，通过在车厢两侧的厢壁上分别设置有一个纵向导轨架，车厢两侧厢壁上的纵向导轨架上横跨设置有横向导轨架，横向导轨架上设置有横向轨车，横向轨车上设置有起升装置，起升装置用于吊升放置于车厢内的涵洞预制构件，为装配式预制构件加上了限位装置，使得预制构件在车体内可以保持位置不变，可在顶板及侧墙尺寸发生变化时仍可正常使用，具有一定普适性。同时，限位装置一方面避免了预制构件在车辆行驶过程中颠簸、滑移、倾倒等破坏，另一方面限位装置作用下，在保证预制构件运输安全的同时，使得运输预制构件时车辆在高速公路亦可正常行驶，且加减速过程的加速度亦可提高。
21.优选的，采用横向桁架进行分担荷载，保证滑轨的正常使用，与实体相比桁架重量较轻，降低了车体承担的荷载，提高车体的车载能力。
22.优选的，纵向轨车上设有竖向伸缩柱，可根据吊点位置的高低升高、降低横向滑轨的高度，保证足够的高度可吊装预制构件，同时又可在形式过程中降低至最低高度，减少车体的高度，保证其可顺利通过限高装置。
23.优选的，横向桁架采用中间高，两边低的梯形设置，保证了中部提升时安全，与吊装过程中横向滑轨的受力形式相符合，外观优美，受力合理。
24.优选的，横向滑轨配备两个横向单轨车，每个单轨车下配备一个吊钩，两个起升装置独立操作，可保证避免调转过程中因单个吊钩的吊装不平衡影响的构件正常使用。
25.本发明一种装配式涵洞预制构件吊运一体方法，通过横向导轨架和横向轨车位置，依次将待装预制构件顶板及侧墙吊装至车厢内，采用限位装置分别对车厢内的预制构件顶板及侧墙进行限位固定，从而全方位保证顶板在运输过程中位置不变，即使在高速运输过程中也能保证顶板安全。
附图说明
26.图1为本发明实施例中吊运一体装置整体示意图；
27.图2为本发明实施例中吊运一体装置俯视示意图；
28.图3为本发明实施例中吊运一体装置前视示意图；
29.图4为本发明实施例中吊运一体装置吊装前示意图；
30.图5为本发明实施例中吊运一体装置吊装顶板示意图；
31.图6为本发明实施例中吊运一体装置吊装侧墙示意图；
32.图7为本发明实施例中横向导轨架示意图；
33.图8为本发明实施例中纵向导轨架示意图；
34.图9为本发明实施例中横向导轨架示意图；
35.图10为本发明实施例中牵引车头示意图；
36.图11为本发明实施例中厢示意图；
37.图12为本发明实施例中钢筋侧限位装置示意图；
38.图13为本实施例中侧墙防护限位装置示意图；
39.图14为本发明实施例中侧墙前后侧限位装置示意图；
40.图15为本发明实施例中操作室及其内部示意图；
41.图16为本发明实施例中顶板及侧墙具体示意图。
42.图中：1-牵引车头；11-驾驶室；12-牵引车头车门；13-牵引车牵引销；14-牵引车头车轮；2-车厢操作室；21-显示屏；22-操作系统；23-操作室座椅；24-压力仪表盘；3-车厢；31-竖向伸缩臂；32-车厢车门；33-车厢牵引装置；34-车厢车轮；41-下层纵向桁架；42-上层纵向桁架；43-纵向工字钢滑轨；44-上层桁架推进装置；51-纵向轨车；52-竖向伸缩柱；53-横向滑轨；54-横向轨车；55-横向桁架；61-起升装置；62-吊钩；63-吊绳；7-预制顶板；71-顶板预留吊位；72-左侧伸缩顶板；73-右侧伸缩顶板；74-前侧伸缩顶板；75-后侧伸缩顶板；76-顶板底座；8-侧墙；81-侧墙底座钢筋侧前部伸缩臂；82-侧墙底座钢筋侧后部伸缩臂；83-固定器；84-侧墙左侧伸缩臂；85-侧墙底座非钢筋侧限位钢板；86-固定器伸缩臂；87-侧墙底座非钢筋钢板伸缩臂；88-侧墙右侧伸缩臂；89-侧墙底座预留钢筋；810-侧墙限位钢板；811-侧墙限预留吊位；812-橡胶层。
具体实施方式
43.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
44.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
45.如图1、图2所示，一种装配式涵洞预制构件吊运一体装置，包括移动车体，移动车
体上设置有车厢3，车厢3两侧的厢壁上分别设置有一个纵向导轨架，车厢3两侧厢壁上的纵向导轨架上横跨设置有横向导轨架，横向导轨架上设置有横向轨车54，横向轨车54上设置有起升装置61，起升装置61用于吊升放置于车厢3内的涵洞预制构件，车厢3两侧的厢壁内侧设置有限位装置，用于固定放置于车厢3内的涵洞预制构件，防止运输过程中涵洞预制构件晃动；本发明采用移动车体上设置横向导轨架，配合横向轨车54以及起升装置61，形成一个可自装自卸的一体结构，横向导轨架能够在纵向导轨架上滑动，实现吊位的纵向移动，横向轨车54设置于横向导轨架上，实现吊位的横向移动，横向及纵向运移使得吊点到达指定位置，通过起升装置控制吊钩下移至指定位置，吊好涵洞预制构件后，起升装置吊起预制构件，经过横向及纵向运移到达车厢指定位置。
46.车厢3的底部设置有竖向伸缩臂31，如图3所示，本技术在车厢3的底部四周设置有六个竖向伸缩臂31，停车吊装时可启动竖向伸缩臂伸至地面，一方面可减小吊装过程中车轮所承担的荷载，另一方面可避免吊装过程中的不平衡荷载引起的车厢3倾倒，保障吊装安全；行驶过程中启动竖向伸缩臂缩回伸缩臂，便于行驶。
47.移动车体采用牵引车或者直引车为其提供驱动力，具体包括牵引车头1，牵引车头1与车厢3前端通过牵引车牵引销13连接，牵引车头1与车厢3之间设置有车厢操作室2，车厢操作室2为车厢3上的部件提供控制操作空间，用于控制操作的系统设置于车厢操作室2内；具体如图15所示，车厢操作室2内设置有操作系统22及操作室座椅23，操作系统22连接有显示屏21，显示屏21用于操控过程的显示。如图10、11所示，牵引车头1与车厢3前端通过牵引车牵引销13连接，可任意更换牵引车头；使用者可更换已报废的牵引车头，较为便捷。在已有牵引车头的情况下可以更换车厢连接也可使用，具有一定的普遍适用性。
48.如图6至图8所示，纵向导轨架包括下层纵向桁架41和上层纵向桁架42，上层纵向桁架42通过滑轨安装于下层纵向桁架41上端，上层纵向桁架42能够沿下层纵向桁架41的长度方向滑动，下层纵向桁架41端部设置有上层桁架推进装置44，上层桁架推进装置44的推进输出端与上层纵向桁架42连接，为上层纵向桁架42在下层纵向桁架41上滑动提供动力。上层桁架推进装置44具体可采用电机驱动，电机安装于下层纵向桁架41上，电机的输出端采用丝杠或者齿轮，分别与上层纵向桁架42的螺母或者齿轮实现传动。本技术上层桁架推进装置44用于提供下层纵向桁架41在上层纵向桁架42上滑动的动力。
49.上层纵向桁架42在下层纵向桁架41纵向移动，可伸缩至车厢3外部，能够实现顺利吊装的目的，将涵洞预制构件吊装到车厢内，或者从车厢内吊装移动至外部。使得吊点在纵向上顺利到达吊点位置。同时在行驶过程中收回上层纵向桁架42，使得上层纵向桁架42在车厢纵向距离的内部，避免了因上层纵向桁架42伸出造成车体纵向距离过长而引起的行车不便，保证了行车的安全。
50.如图3至图6所示，横向导轨架包括竖向伸缩柱52，车厢3两侧的厢壁上每个纵向导轨架上设置有一个竖向伸缩柱52，两个竖向伸缩柱52之间通过横向滑轨53固定连接，横向滑轨53上设置有横向桁架55，横向桁架55为中间高、两边低的梯形，可保证在中间吊装时提供足够的强度。
51.横向桁架55与横向滑轨53之间焊接，形成一个整理结构，强度高，安全可靠。
52.竖向伸缩柱52采用液压伸缩装置或者气动装置，气动装置如千斤顶，能够实现调整横向导轨架的高度，保障吊点的竖向高度，使得预制构件顺利吊装，同时行驶过程中降低
高度，避免高度过高造成行车不便。
53.竖向伸缩柱52的底部设置有纵向轨车51，纵向轨车51用于为横向导轨架提供移动动力，横向导轨架能够在纵向导轨架滑动，配合纵向导轨架的二级伸缩结构，能够实现大范围的吊装；竖向伸缩柱可使得横向吊装系统的高度变化，为吊装提供足够的高度，同时又可避免高度过高。
54.如图5、图9所示，横向导轨架上设置有两组独立的横向轨车54，每个横向轨车54下设置一个起升装置61，每个起升装置61通过吊绳63连接有吊钩62，两个吊钩保证吊装时的稳定。
55.根据拉装涵洞预制构件的种类，在车厢3内可设置不同类型的限位装置，用于预制顶板7防护定位的顶板防护限位装置，用于侧墙8防护定位的侧墙防护限位装置，如图16所示，侧墙8的侧壁设置有侧墙限预留吊位811，侧墙8底部一侧设置有侧墙底座预留钢筋89。
56.如图4所示，顶板防护限位装置包括顶板底座76，顶板底座76固定于车厢3内底部，顶板底座76能够置于预制顶板7的凹槽内，顶板底座76的长度方向与车厢3宽度方向平行，将预制顶板7吊装放置于车厢3内，使顶板底座76位于预制顶板7槽内，预制顶板7槽内前后各通过一个顶板底座76限位。
57.顶板防护限位装置还包括设置于车厢3厢壁内侧的侧壁伸缩顶板，侧壁伸缩顶板能够伸缩，用于侧向顶紧放置于车厢3内的预制顶板7；顶板防护限位装置还包括设置于车厢3放置预制顶板7前后位置的前后伸缩顶板，前后伸缩顶板能够伸缩，用于从前后两侧顶紧放置于车厢3内的预制顶板7。侧壁伸缩顶板和前后伸缩顶板的端部均设有橡胶层，一方面增大与顶板之间的摩擦力，保证运输的稳定，另一方面橡胶层具有一定耐冲击、耐磨损、抗老化性能，可保护顶板底部的铰接部位不受损坏，保证顶板的性能。侧壁伸缩顶板为嵌入式，镶嵌于车厢3的箱壁内，在吊装过程中嵌入车厢侧壁内部，为吊装提供更多空间。
58.具体如图2所示，侧壁伸缩顶板包括右侧伸缩顶板73和左侧伸缩顶板72，分别固定于车厢3左右两侧的厢壁上，采用液压伸缩形式。预制顶板7上设置有顶板预留吊位71。
59.侧墙防护限位装置包括钢筋侧限位装置和非钢筋侧限位装置。
60.如图12所示，非钢筋侧限位装置包括侧墙底座非钢筋侧限位钢板85，侧墙底座非钢筋侧限位钢板85两端通过固定器伸缩臂86分别连接有一个固定器83，侧墙底座非钢筋侧限位钢板85侧壁设置有侧墙底座非钢筋钢板伸缩臂87，侧墙底座非钢筋钢板伸缩臂87通过底座安装于车厢3厢壁内侧；
61.如图14所示，钢筋侧限位装置包括两组结构相同的侧墙底座钢筋侧前部伸缩臂81，侧墙底座钢筋侧前部伸缩臂81一端固定于车厢3厢壁内侧，侧墙底座钢筋侧前部伸缩臂81另一端固定有一个固定器83；当侧墙吊装至指定位置后，同时启动侧墙8前后两侧的伸缩臂，利用伸缩臂推进固定器至侧墙前、后两侧，保证顶板钢筋测前后位置固定；当侧墙吊装至指定位置后，启动顶板左侧伸缩臂，使得限位装置伸出嵌入箱，同时启动非钢筋测限位装置的前、后伸缩臂，使得固定器前后距离大于顶板前后距离，再次启动伸缩臂使得限位装置与侧墙相接触，并可适当施加一定压力限制顶板移动，同时缩进非钢筋测限位装置的前、后伸缩臂，使得固定器正好与侧墙前后相接，启动固定器限制侧墙前后移动。
62.如图13所示，侧墙防护限位装置还包括侧墙右侧伸缩臂88和侧墙左侧伸缩臂84，侧墙右侧伸缩臂88和侧墙左侧伸缩臂84结构相同，以侧墙右侧伸缩臂88为例，侧墙右侧伸
缩臂88的端部设置有侧墙限位钢板810，侧墙限位钢板810的端部设有橡胶层812。
63.固定器与侧墙相接触一侧粘贴一层橡胶层，避免损坏侧墙，同时固定器为电磁铁装置。当达到指定位置后，打开电磁铁开关，使其与底板牢牢粘贴，限制侧墙前后移动，保证运输安全。
64.顶板防护限位装置从全方位保证预制顶板7在运输过程中位置不变，即使在高速运输过程中也能保证预制顶板7安全。侧墙防护限位装置保证侧墙底座位固定，避免侧墙滑移的发生，墙身限位装置使得墙身中部位置固定，避免侧墙倾倒破坏，两者共同保证侧墙运输安全，使得侧墙即使在高速运输过程中也能保证安全。操作系统包括操作室及可视系统、压力监测系统、对讲系统，在操作室通过观察可视系统的实时图像使得吊钩到达指定地点进行吊装，提供压力监测系统对预制构件施加适当压力，保障运输安全，同时配备对讲系统可保证操作人员与车外人员的联系，避免出错。
65.一种装配式涵洞预制构件吊运方法，包括以下步骤：
66.步骤1、将移动车体停至预制场，并使得车厢后部对准预制构件顶板及侧墙，打开车厢3后端的车门32，并适当向预制构件方向行驶，使得预制构件停在车厢空挡位置处。
67.步骤2、停车就位后，启动竖向伸缩臂31，使其底部与地面相接触。利用固定于下层纵向桁架41上的上层桁架推进装置44推进上层纵向桁架42伸出车外，并使其末端超过预制构件后停止移动；启动横向轨车54运移到吊装的纵向位置固定，启动竖向伸缩柱52，使其高度可保证安全吊装。完成启动横向滑轨53使得吊钩至吊装的横向位置后固定。
68.步骤3、吊点就位后，启动起升装置61下降吊钩，使得吊钩至预制构件挂钩位置，两者相互挂钩后再次启动起升装置提升吊钩，使得预制构件至车底板高度。启动纵向单轨车使得预制构件到达指定位置，启动起升装置使得预制构件平稳放置在车板上，收起吊钩及上层纵向桁架，以此方法吊装顶板及侧墙，吊装完成。
69.步骤4、吊装完成后启动顶板防护限位装置和侧墙防护限位装置，可先启动顶板的左、右的侧壁伸缩顶板，再启动前后伸缩顶板；在启动侧墙防护限位装置，限位装置完成。
70.步骤5、限位装置启动完成后关闭车门，并收起竖向伸缩臂，驾驶牵引车至指定运输场地，运输完成。
71.步骤6、到达运输场地指定位置后，打开车门，启动竖向伸缩臂伸至地面，并启动下层纵向桁架推动器伸出上层桁架，启动横向及纵向单轨车至指定位置，利用起升装置卸下预制构件后关闭车门，收起伸缩臂及上层纵向桁架，完成一次吊装运输。
72.本发明所提供的一种装配式涵洞预制构件吊运一体装置，将吊装、运输系统相结合，减少了大型机械的使用，降低了设备费，构造简单，外形优美。此外为装配式预制构件加上了限位装置，使得预制构件在车体内可以保持位置不变，并对顶板及侧墙皆配备了适合各自外形特征的防护装置，可在顶板及侧墙尺寸发生变化时仍可正常使用，具有一定普适性。同时，限位装置一方面避免了预制构件在车辆行驶过程中颠簸、滑移、倾倒等破坏，另一方面限位装置作用下，在保证预制构件运输安全的同时，使得运输预制构件时车辆在高速公路亦可正常行驶，且加减速过程的加速度亦可提高，也可使得车辆可通过一些不利路段如上、下路段的爬坡角度增大，转弯过程中速度提高等。
73.使用者可更换已报废的牵引车头，较为便捷。在已有牵引车头的情况下可以仅可购入车厢连接也可使用，具有一定的普适性
74.车厢内设有6根竖向伸缩臂，吊装过程中可伸出伸缩臂至地面，一方面提高车体的承载能力，另一方面增加车体的稳定性，避免吊装过程中不均匀荷载导致车体倾倒。
75.采用横向桁架55进行分担荷载，保证滑轨的正常使用，与实体相比桁架重量较轻，降低了车体承担的荷载，提高车体的车载能力。
76.纵向轨车51上设有竖向伸缩柱52，可根据吊点位置的高低升高、降低横向滑轨的高度，保证足够的高度可吊装预制构件，同时又可在形式过程中降低至最低高度，减少车体的高度，保证其可顺利通过限高装置。
77.横向桁架55采用中间高，两边低的梯形设置，保证了中部提升时安全，与吊装过程中横向滑轨的受力形式相符合，外观优美，受力合理。
78.吊装系统的横向滑轨配备两个横向单轨车，每个单轨车下配备一个吊钩，两个起升装置独立操作，可保证避免调转过程中因单个吊钩的吊装不平衡影响的构件正常使用。
79.限位装置的伸缩限位装置皆为嵌入式伸缩装置，在吊装之前皆处于车体的箱体侧壁内部，保证吊装过程中有足够的空间。
80.顶板底部为突出弧形状，在运输过程中易损坏，影响正常使用，故将顶板防护限位装置中顶板底座设置为弧形凹陷状，与顶板底部的突出位置相合，同时粘贴有较厚的橡胶层，减小了顶板底部损坏的可能。
81.侧墙底座前后侧限位装置采用伸缩臂控制，可在吊装过程中收回，减少空间占用。同时伸缩臂端部设有固定器，固定器为电磁铁装置，当到达指定位置后，便于底部牢牢粘贴，更好的限制了侧墙前后侧移动。
82.设有独立的操作室，并配有可视系统、限位装置压力系统、对讲系统，可视化程度高，可充分保证吊装安全。