先张法预应力混凝土轨道板生产线浇筑振捣系统及其应用技术方案

本发明专利技术属于混凝土浇筑振捣装置，特别是指先张法预应力混凝土轨道板生产线浇筑振捣系统及其应用。浇筑振捣系统包括布料机构、顶升机构、振捣机构、控制机构。本发明专利技术有效解决了现有技术存在的工效低、无法满足自动化控制及流水线生产等技术难题，具有较好满足了现行标准要求，系统结构布局紧凑、易于实现自动化控制及流水线生产等优点。

Pouring vibration system of pretensioned prestressed concrete track slab production line and its application

The invention belongs to a concrete pouring vibration device, in particular to a pre tensioned prestressed concrete track plate production line casting vibrating system and its application. The vibrating system includes distributing mechanism, jacking mechanism, vibrating mechanism and control mechanism. The invention effectively solves the technical problems of low efficiency in the existing technology, can not meet the technical problems of automatic control and production line production, and has the advantages of satisfying the requirements of the current standard, the compact layout of the system structure, and easy realization of automatic control and production line production.

【技术实现步骤摘要】
先张法预应力混凝土轨道板生产线浇筑振捣系统及其应用
本专利技术属于混凝土浇筑振捣装置，特别是指先张法预应力混凝土轨道板生产线浇筑振捣系统及其应用。
技术介绍
随着中国高速铁路建设的快速发展，板式无砟轨道混凝土轨道板的生产制造历经了CRTS-Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型等多种形式。为了避免轨道板的变形开裂，在其生产过程中通常需向轨道板预施加应力形成预应力钢筋混凝土，从而提高轨道板的承载力、抗裂度和刚度，增加耐久性。现有生产中主要采用后张法、先张法两种施工方法制造预应力混凝土轨道板。传统的后张法预应力混凝土轨道板的生产工艺方法是先浇筑振捣，达到预定强度后再张拉的模式，由于是以单模具进行生产制造，过程中浇筑振捣工序存在诸多缺陷：一是单模具进行生产，须以一定间距均匀安装到车间内，占地面积大，布料工序无法借助地面实施，只能采用上方桁车吊运料斗的模式，由于模具占地面积大，数量多，导致桁车频繁运行，输运时间长，输运麻烦等，同时一旦有一个环节出现故障便无法继续，导致搅拌站或料斗内的混凝土温湿度、坍落度的指标不达标甚至出现凝固，造成更大的损失。二是单个模具布料麻烦，整个车间内的交叉作业频繁，导致布料时间长，整个生产循环被大大加长，工作效率极其低下；同时消耗了大量的人力物力。三是使用桁车吊运布料过程中，布料的均匀度很难保证，需要反复几次布料，需要后期人工使用工具手动进行平整，工序操作麻烦，费时费工，成本大大提高。四是振捣通过安装在模具底板或固定支座上直接振动模具实现振捣混凝土，长期使用对模具的尺寸变化影响巨大，需要定期进行测量并调整；甚至振动大大缩短了模具的使用寿命。五是每台模具需要6到8台电机进行振捣，由于模具直接安装在混凝土地面上，导致电机导线错杂交织，形成极大的安全隐患。六是直接安装在模具上的振捣电机外漏在室内空间中，工作过程中形成很大的噪声污染。七是整个浇筑振捣工序的过程中需要大量的人力物力，基本完全依靠人工进行操作，智能化程度不高，同时质量很难得到保障，存在很大的人为干扰因素。目前较常见是我国具有完全自主知识产权的板式无砟轨道CRTSⅢ型先张法轨道板。其生产工艺是先张拉后浇筑振捣，保证了预应力钢筋与混凝土之间的粘接力，大大提高了轨道板的质量和安全性；生产方式是以8台模具为一组为台座式生产法。其浇筑振捣工序同样存在着一定的缺陷：一是布料机虽然可以沿地面预设轨道行走，但8个模具为一组，一次性使用混凝土数量较多，仍需要布料机反复接料，或外加料斗借助桁车运输反复送料。效率和费用上还需进一步提高。二是布料机覆盖面积较大，从而导致设备体积较大，占地面积大，成本台高，使用过程中出现不易安装，不易放置的情况。三是混凝土振捣依然是通过安装在模具底板或固定支座上直接振动模具实现，长期使用对模具的尺寸变化影响巨大，需要定期进行测量并调整；甚至振动大大缩短了模具的使用寿命。四是直接安装在模具上的振捣电机外漏在室内空间中，工作过程中形成很大的噪声污染。五是浇筑振捣工序实际是两种不同的设备按照工序依次进行，无法实现成一体化操作，智能化程度不高，无法实现视频、数据等的追溯。信息化程度相对较低。为了满足目前国际间高速铁路建设的激烈竞争的需要，就必须研发一种更为先进的、智能化无人化的、工序简洁科学的CRTSⅢ型先张轨道板流水线式生产工艺。若要实现轨道板智能化流水线式生产方式，应对现有的生产模式进行根本性的改造，设计并研发能够适应智能化生产线作业的浇筑振捣系统势在必行。中国铁路总公司现行的《高速铁路CRTSIII型板式无砟轨道先张法预应力混凝土轨道板》(Q/CR567-2017)及《高速铁路CRTSIII型板式无砟轨道先张法预应力混凝土轨道板暂行技术要求(流水机组法)》(TK/GW156-2016)的中的相关章节，对轨道板生产中混凝土浇筑振捣工序提出了明确的技术要求。申请人通过对轨道板浇筑振捣工艺相关的专利检索，并未发现能将浇筑、振捣合成为一套的系统，全是各自独立的单一设备，依据应用的自动化生产线的环境仍存在着缺陷：一是之前的布料机和振捣设备为各自独立设备，无法实现工序的统一连贯性，均需要使用人工操作来完成，效率低下且投入成本较高。二是无法实现此项工序的智能化及流水化作业模式。三是在布料振捣的合理化、高效率、施工稳定性上尚需进一步提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种先张法预应力混凝土轨道板生产线浇筑振捣系统及其应用，采用本专利技术中的浇筑振捣系统完成轨道板生产中的混凝土浇筑振捣操作能够满足现有标准的施工要求。本专利技术的整体技术构思是：先张法预应力混凝土轨道板生产线浇筑振捣系统，包括设置于沿行走轨道行进的轨道板模具上方的布料机构，设置于轨道板模具下方且与其适配的顶升机构及振捣机构，布料机构、顶升机构以及振捣机构分别与控制机构相连，其中：A、布料机构包括固定于轨道板模具上方且与行走轨道同向设置的行走桁架、吊挂于行走桁架上且由驱动装置驱动沿行走桁架往复运动的布料仓，布料仓内设有搅拌装置，布料仓底部设有由拨料电机驱动转动的拨料轴，在与拨料轴的物料输出端对应的布料仓侧壁上开设有布料仓门；B、顶升机构包括表面安装有行走轨道的固定台架，设置于固定台架内侧的顶升台架，顶升台架上表面设有与轨道板模具下部适配的顶升支柱，顶升台架由均布于其底部的顶升气囊驱动实现其垂直往复移动，当顶升气囊内部压力达到设定值时顶升支柱的顶端高于行走轨道，顶升台架或顶升支柱上设有可与轨道板模具实现锁紧与松脱的锁紧装置；C、振捣机构包括设置于顶升台架或顶升支柱上且沿模具中心线均匀两侧布置的振捣电机。先张法预应力混凝土轨道板生产线浇筑振捣系统在轨道板制作的混凝土浇筑振捣工序的应用。可以显而易见的是，布料仓门可以采用多种方式的驱动机构实现其以平动、滑动或转动方式下的自动开启或关闭，因其属于现有技术，申请人在此不再赘述。本专利技术的具体技术构思还有：布料机构中的驱动装置的主要作用是驱动布料仓沿行走桁架表面做往复直线运动运动，可以采用多种方式实现，其中包括但不局限于电机驱动行走轮、齿轮齿条机构、丝杠机构、连杆机构等多种直线及旋转驱动方式，为便于实现控制同时满足简化结构设计的需要，优选的技术实现方式是，所述的布料机构中驱动装置包括位于布料仓两侧且与行走桁架表面工作轨道适配的行走轮，行走电机驱动行走轮沿工作轨道的往复运动。更为优选的技术方案是，行走电机优选采用与控制机构相连的变频电机。为便于实现对布料仓内部的清洗，优选的技术方案是，所述的布料机构中的布料仓底部开设有清洗仓门。申请人需要说明的是，各布料仓门及清洗仓门的通过传动机构驱动其开闭，以实现其关闭状态下密实，不漏浆。优选采用由由液压系统驱动液压拉杆实现其开关。为便于实现对轨道板模具型腔内局部及整体布料的需要，优选的技术方案是，所述的布料机构中的拨料轴在布料仓底部间隔平行分布且与轨道板模具的型腔适配，布料仓门按模具型腔大小均布于拨料轴对应的布料仓上，可以根据布料的需要开启相应的拨料轴及布料仓门进行局部或整体布料。为实现对轨道板模具型腔内的均匀布料，同时避免因布料仓行程超出轨道板模具型腔长度，优选的技术实现方式是，所述的布料机构中的布料仓侧部以及行走桁架上设有与轨道板模具的型腔适配的第一限位装置。更为优选的技术方案是，所述的第一限位装置包括设于布料仓外侧以及行走本文档来自技高网...

【技术保护点】
先张法预应力混凝土轨道板生产线浇筑振捣系统，包括设置于沿行走轨道(29)行进的轨道板模具(21)上方的布料机构，设置于轨道板模具(21)下方且与其适配的顶升机构及振捣机构，布料机构、顶升机构以及振捣机构分别与控制机构相连，其特征在于：A、布料机构包括固定于轨道板模具(21)上方且与行走轨道(29)同向设置的行走桁架(1)，吊挂于行走桁架(1)上且由驱动装置驱动沿行走桁架(1)往复运动的布料仓(9)，布料仓(9)内设有搅拌装置，布料仓(9)底部设有由拨料电机(18)驱动转动的拨料轴(16)，在与拨料轴(16)的物料输出端对应的布料仓(9)侧壁上开设有布料仓门(14)；B、顶升机构包括表面安装有行走轨道(29)的固定台架(27)，设置于固定台架(27)内侧的顶升台架(28)，顶升台架(28)上表面设有与轨道板模具(21)下部适配的顶升支柱(17)，顶升台架(28)由均布于其底部的顶升气囊(31)驱动实现其垂直往复移动，当顶升气囊(31)内部压力达到设定值时顶升支柱(17)的顶端高于行走轨道(29)，顶升台架(28)或顶升支柱(17)上设有可与轨道板模具(21)实现锁紧与松脱的锁紧装置；C、振捣机构包括设置于顶升台架(28)或顶升支柱(17)上且沿模具中心线均匀两侧布置的振捣电机(26)。...

【技术特征摘要】
1.先张法预应力混凝土轨道板生产线浇筑振捣系统，包括设置于沿行走轨道(29)行进的轨道板模具(21)上方的布料机构，设置于轨道板模具(21)下方且与其适配的顶升机构及振捣机构，布料机构、顶升机构以及振捣机构分别与控制机构相连，其特征在于：A、布料机构包括固定于轨道板模具(21)上方且与行走轨道(29)同向设置的行走桁架(1)，吊挂于行走桁架(1)上且由驱动装置驱动沿行走桁架(1)往复运动的布料仓(9)，布料仓(9)内设有搅拌装置，布料仓(9)底部设有由拨料电机(18)驱动转动的拨料轴(16)，在与拨料轴(16)的物料输出端对应的布料仓(9)侧壁上开设有布料仓门(14)；B、顶升机构包括表面安装有行走轨道(29)的固定台架(27)，设置于固定台架(27)内侧的顶升台架(28)，顶升台架(28)上表面设有与轨道板模具(21)下部适配的顶升支柱(17)，顶升台架(28)由均布于其底部的顶升气囊(31)驱动实现其垂直往复移动，当顶升气囊(31)内部压力达到设定值时顶升支柱(17)的顶端高于行走轨道(29)，顶升台架(28)或顶升支柱(17)上设有可与轨道板模具(21)实现锁紧与松脱的锁紧装置；C、振捣机构包括设置于顶升台架(28)或顶升支柱(17)上且沿模具中心线均匀两侧布置的振捣电机(26)。2.根据权利要求1所述的先张法预应力混凝土轨道板生产线浇筑振捣系统，其特征在于所述的布料机构中驱动装置包括位于布料仓(9)两侧且与行走桁架(1)表面工作轨道适配的行走轮(7)，行走电机(8)驱动行走轮(7)沿工作轨道的往复运动。3.根据权利要求1所述的先张法预应力混凝土轨道板生产线浇筑振捣系统，其特征在于所述的布料机构中的布料仓(9)底部开设有清洗仓门(19)。4.根据权利要求1所述的先张法预应力混凝土轨道板生产线浇筑振捣系统，其特征在于所述的布料机构中的拨料轴(16)在布料仓(9)底部间隔平行分布且与轨道板模具(21)的型腔适配。5.根据权利要求1-4中任一项所述的先张法预应力混凝土轨道板生产线浇筑振捣系统，其特征在于所述的布料机构中的布料仓(9)侧部以及行走桁架(1)上设有与轨道板模具(21)的型腔适配的第一限位装置。6.根据权利要求5所述的先张法预应力混凝土轨道板生产线浇筑振捣系统，其特征在于所述的第一限位装置包括设于布料仓(9)外侧以及行走桁架(1)上的限位开关(6)及限位板(4)。7.根据权利要求6所述的先张法预应力混凝土轨道板生产线浇筑振捣系统，其特征在于所述的限位板(4)固定于行走桁架(1)一侧设置的限位底座(3)上。8.根据权利要求6或7中任一项所述的先张法预应力混凝土轨道板生产线浇筑振捣系统，其特征在于布料仓(9)外侧设有与限位板(4)对应的限位胶块(5)。9.根据权利要求1所述的先张法预应力混凝土轨道板生产线浇筑振捣系统，其特征在于所述的行走桁架(1)的底部均布有桁架支撑柱(2)。10.根据权利要求1所述的先张法预应力混凝土轨道板生产线浇筑振捣系统，其特征在于所述的布料机构中的搅拌装置包括设置于布料仓(9)内的搅龙(11)，搅龙(11)由布料仓(9)外部设置的搅龙电机(13)驱动旋转。11.根据权利要求1所述的先张法预应力混凝土轨道板生产线浇筑振捣系统，其特征在于所述的布料机构中的布料仓(9)外侧设有振动电机(10)。12.根据权利要求1所述的先张法...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶剑波，赵前军，王继军，张松琦，王学军，章敏，贾有权，田萌年，王梦，赵勇，曾琦，单琮，施成，王舒毅，萨峰，吴昊，全萍，
申请(专利权)人：河北益铁机电科技有限公司，中铁九局集团有限公司，中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京铁科首钢轨道技术股份有限公司，沈阳东荣机械有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13