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首页 / 专利分类库 / 道路、铁路或桥梁的建筑 / 自动化支护总成及采用该自动化支护总成的地连墙钢箱施工方法

自动化支护总成及采用该自动化支护总成的地连墙箱施工方法

申请号 CN202311808052.7 申请日 2023-12-26 公开(公告)号 CN117802888A 公开(公告)日 2024-04-02
申请人 中交二航局第四工程有限公司; 中交第二航务工程局有限公司; 发明人 钟永新; 董奇峰; 朱其敏; 周宴平; 王通; 夏欢; 付金磊; 栾寿福; 屈成; 鲁信旺; 范金祝; 汪碧清; 徐滔; 李靖; 江船; 郭龙; 张洋; 饶为胜; 纪晓宇; 韦吉祥; 刘汉卿; 田炯; 庄佳俊;
摘要 本 发明 涉及地连墙智能施工装备领域,具体来说是一种自动化支护总成及采用该自动化支护总成的地连墙 钢 箱施工方法,包括支护设备;所述支护设备包括多功能底盘,所述多功能底盘上设有 支撑 架机构;所述支撑架机构包括多个支撑架体;相邻所述支撑架体依次堆叠布置;每个所述支撑架体侧面均设有 挤压 限位结构;本发明公开的自动化支护总成可以对钢箱进行刚性支撑,提高钢箱在对接施工过程中的 稳定性 和安全性,使钢箱施工即使在 风 力 较大的天气环境下依然可以安全进行,从而能够保障施工进度,节省项目施工成本。
权利要求

1.一种自动化支护总成,其特征在于,包括支护设备;
所述支护设备包括多功能底盘,所述多功能底盘上设有支撑架机构;
所述支撑架机构包括多个支撑架体;相邻所述支撑架体依次堆叠布置;
每个所述支撑架体侧面均设有挤压限位结构。
2.根据权利要求1所述的一种自动化支护总成,其特征在于,所述挤压限位机构包括第一限位机构以及第二限位机构;所述第一限位机构与第二限位机构分布在对应支撑架体的两侧。
3.根据权利要求2所述的一种自动化支护总成,其特征在于,所述第一限位机构包括侧向支撑架,所述侧向支撑架上设有前向限位机构以及侧向限位机构;所述前向限位机构包括设置在侧向支撑架上的前向伸缩臂,所述前向伸缩臂连接有前向驱动部;所述侧向限位机构包括设置在侧向支撑架上的侧向伸缩臂,所述侧向伸缩臂连接有侧向驱动部。
4.根据权利要求2所述的一种自动化支护总成,其特征在于,所述第二限位机构包括设置在支撑架体上的后向支撑板,所述后续支撑板上设有后向伸缩臂,所述后向伸缩臂连接有后向驱动部。
5.根据权利要求1所述的一种自动化支护总成,其特征在于,所述支撑架体包括四个所述支撑立柱,四个所述支撑立柱呈间隔对称分布;所述支撑立柱上设有平台;每个所述支撑立柱端部设有法兰板。
6.根据权利要求1所述的一种自动化支护总成,其特征在于,每个所述支撑架体端部设有外伸连接机构;所述外伸连接机构包括外伸连接架,所述外伸连接架上设有移动连接,所述外伸连接架端部设有挡板,所述挡板与移动连接块相对布置。
7.根据权利要求1所述的一种自动化支护总成,其特征在于,所述多功能底盘包括底盘架体,所述底盘架体上设有行走组件,所述行走组件通过回转驱动与底盘架体相连接;所述底盘架体上设有锚固伸缩支腿;所述行走组件包括轮胎、行走驱动达、悬挂油缸、行走组件架以及行走组件摇臂;所述行走驱动马达一端固定于行走组件摇臂上,另一端与轮胎相连接,所述行走组件摇臂与行走组件架铰接,悬挂油缸设有位移传感器,所述悬挂油缸两端分别与行走组件架和行走组件摇臂铰接。
8.根据权利要求1所述的一种自动化支护总成,其特征在于,所述自动化支护总成包括两个支护设备,两个支护设备间通过连接机构相连接;所述连接机构包括连接梁,每个连接梁两端分别连接有一个支护设备;所述连接梁连接在支护设备中的外伸连接机构上。
9.根据权利要求1‑8任一项所述的一种自动化支护总成,其特征在于,所述自动化支护总成包括控制系统,所述控制系统包括检测模块,所述检测模块连接有控制模块,所述控制模块连接有执行模块。
10.一种采用权利要求1‑9任一项所述自动化支护总成的地连墙箱施工方法,其特征在于;
所述施工方法包括如下步骤:
步骤一:使用履带起重机将钢箱吊装至施工位,并把2台支护装备根据钢箱位置自动行驶至预备位置;
2台自动化支护装备均以正面朝向钢箱;
步骤二:控制行走组件,控制2台自动化支护装备从预备位置自动行驶至工作位置;
步骤三:通过悬挂油缸将2台自动化支护装备姿态自动调整至平状态,然后,锚固伸缩支腿伸长,实现支护装备的支撑放置;
步骤四:在2台支护装备之间布置连接梁,通过连接梁将2台自动化支护装备进行整体连接和固定;
步骤五:控制挤压限位机构启动,使得挤压限位机构中对应伸缩臂抵在钢箱上,对其进行支护;
步骤六:待支护工作结束后,各处伸缩臂缩回,拆除各处的连接梁;至此,一个地连墙钢箱的支护施工完成;如果需要重复实现其他区域地连墙钢箱的支护施工,重复步骤1‑5即可。

说明书全文

自动化支护总成及采用该自动化支护总成的地连墙箱施工

方法

技术领域

[0001] 本发明涉及地连墙智能施工装备领域,具体来说是一种自动化支护总成及采用该自动化支护总成的地连墙钢箱施工方法。

背景技术

[0002] 地连墙具有工效高、墙体刚度大、承载大等优点,因此常作为悬索桥重力式锚碇的支护结构。
[0003] 目前,国内较为先进的地连墙施工槽段采用一期钢箱、二期钢筋笼分期下放的顺序。
[0004] 其中,钢箱结构为分段匹配制造,需要在放入槽段的过程中进行焊接接长,同时由于钢箱重量较大,钢箱对接焊接时间较长,因此在钢箱连接的过程中需要履带起重机全程对钢箱进行吊装作业。
[0005] 由于桥梁施工常处于气候条件变化较快的地理位置,在钢箱吊装作业中经常会面临刮、下雨等天气变化,而履带式起重机吊装属于柔性吊装形式,因此在天气有变时需要对钢箱进行临时固定,以保障施工安全。
[0006] 在现有技术方案中,钢箱在使用履带式起重机进行吊装和对位后,采用缆风绳连接钢箱中部和地锚对其进行临时拉拽固定。
[0007] 由于缆风绳为柔性结构,对钢箱没有刚性支撑作用,因此该方法仅能在微风或者小风天使用,具有一定的局限性。
[0008] 由于在风力较大的天气中,钢箱缺少较好的支护方法,从施工安全性、可靠性度出发往往会停止施工,从而会对施工作业造成一定的工期浪费,影响施工进度。
[0009] 换言之,就是地连墙钢箱结构在对接过程中缺乏较好的支护装备和方法,对天气变化的适应性较差,同时对施工的安全性冗余量较小。
[0010] 因此,为了解决或改善上述至少一个问题,就需要一种支护设备或装置对钢箱的施工进行支护。

发明内容

[0011] 本发明的目的是提供一种可以实现钢箱在风力较大的天气环境下依然可以施工的自动化支护总成。
[0012] 为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
[0013] 一种自动化支护总成,包括支护设备;
[0014] 所述支护设备包括多功能底盘,所述多功能底盘上设有支撑架机构;
[0015] 所述支撑架机构包括多个支撑架体;相邻所述支撑架体依次堆叠布置;
[0016] 每个所述支撑架体侧面均设有挤压限位结构。
[0017] 所述挤压限位机构包括第一限位机构以及第二限位机构;所述第一限位机构与第二限位机构分布在对应支撑架体的两侧。
[0018] 所述第一限位机构包括侧向支撑架,所述侧向支撑架上设有前向限位机构以及侧向限位机构;所述前向限位机构包括设置在侧向支撑架上的前向伸缩臂,所述前向伸缩臂连接有前向驱动部;所述侧向限位机构包括设置在侧向支撑架上的侧向伸缩臂,所述侧向伸缩臂连接有侧向驱动部。
[0019] 所述第二限位机构包括设置在支撑架体上的后向支撑板,所述后续支撑板上设有后向伸缩臂,所述后向伸缩臂连接有后向驱动部。
[0020] 所述支撑架体包括四个所述支撑立柱,四个所述支撑立柱呈间隔对称分布;所述支撑立柱上设有平台;每个所述支撑立柱端部设有法兰板。
[0021] 每个所述支撑架体端部设有外伸连接机构;所述外伸连接机构包括外伸连接架,所述外伸连接架上设有移动连接,所述外伸连接架端部设有挡板,所述挡板与移动连接块相对布置。
[0022] 所述多功能底盘包括底盘架体,所述底盘架体上设有行走组件,所述行走组件通过回转驱动与底盘架体相连接;所述底盘架体上设有锚固伸缩支腿;所述行走组件包括轮胎、行走驱动达、悬挂油缸、行走组件架以及行走组件摇臂;所述行走驱动马达一端固定于行走组件摇臂上,另一端与轮胎相连接,所述行走组件摇臂与行走组件架铰接,悬挂油缸设有位移传感器,所述悬挂油缸两端分别与行走组件架和行走组件摇臂铰接。
[0023] 所述自动化支护总成包括两个支护设备,两个支护设备间通过连接机构相连接;所述连接机构包括连接梁,每个连接梁两端分别连接有一个支护设备;所述连接梁连接在支护设备中的外伸连接机构上。
[0024] 所述自动化支护总成包括控制系统,所述控制系统包括检测模块,所述检测模块连接有控制模块,所述控制模块连接有执行模块。
[0025] 一种地连墙钢箱施工方法;
[0026] 所述施工方法包括如下步骤:
[0027] 步骤一:使用履带式起重机将钢箱吊装至施工位,并把2台支护装备根据钢箱位置自动行驶至预备位置;
[0028] 2台自动化支护装备均以正面朝向钢箱;
[0029] 步骤二:控制行走组件,控制2台自动化支护装备从预备位置自动行驶至工作位置;
[0030] 步骤三:通过悬挂油缸将2台自动化支护装备姿态自动调整至平状态,然后,锚固伸缩支腿伸长,实现支护装备的支撑放置;
[0031] 步骤四:在2台支护装备之间布置连接梁,通过连接梁将2台自动化支护装备进行整体连接和固定;
[0032] 步骤五:控制挤压限位机构启动,使得挤压限位机构中对应伸缩臂抵在钢箱上,对其进行支护;
[0033] 步骤六:待支护工作结束后,各处伸缩臂缩回,拆除各处的连接梁;至此,一个地连墙钢箱的支护施工完成;如果需要重复实现其他区域地连墙钢箱的支护施工,重复步骤1‑5即可。
[0034] 本发明的优点在于:
[0035] 本发明公开了一种自动化支护总成及采用该自动化支护总成的地连墙钢箱施工方法。
[0036] 本发明公开的自动化支护总成可以对钢箱进行刚性支撑,提高钢箱在对接施工过程中的稳定性和安全性,使钢箱施工即使在风力较大的天气环境下依然可以安全进行,从而能够保障施工进度,节省项目施工成本。附图说明
[0037] 下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明:
[0038] 图1为本发明中自动化支护装备前向轴侧图。
[0039] 图2为本发明中自动化支护装备后向轴侧图。
[0040] 图3为本发明自动化支护装备左视图。
[0041] 图4为本发明自动化支护装备左向俯视图。
[0042] 图5为本发明中自动化支护装备后视图。
[0043] 图6为本发明中自动化支护装备前视图。
[0044] 图7为本发明中多功能底盘轴测图。
[0045] 图8为本发明中多功能底盘侧视图。
[0046] 图9为本发明中自动行走控制系统结构图。
[0047] 图10为本发明中自动调平控制系统结构图。
[0048] 图11为本发明中自动支撑控制系统结构图。
[0049] 图12为本发明中连接杆结构示意图。
[0050] 图13为本发明中十字型钢箱施工现场示意图(1)。
[0051] 图14为本发明中一字型钢箱施工现场示意图(1)。
[0052] 图15为本发明中十字型钢箱施工方法步骤一轴测图。
[0053] 图16为本发明中十字型钢箱施工方法步骤一俯视图。
[0054] 图17为本发明中十字型钢箱施工方法步骤二轴侧图。
[0055] 图18为本发明中十字型钢箱施工方法步骤三轴侧图。
[0056] 图19为本发明中十字型钢箱施工方法步骤四轴侧图。
[0057] 图20为本发明中十字型钢箱施工方法步骤五俯视图。
[0058] 上述图中的标记均为:
[0059] 101、多功能底盘、102、下部架体,103、爬梯、104、平台、105、上部架体、106、护栏、107、外伸连接架、108、移动连接块、109、扶手、110、侧向支撑板、111、侧向伸缩臂、112、侧向伸缩油缸、114、前向距离传感器、115、前向伸缩臂、116、前向支撑板、117、前向伸缩油缸;
118、后向支撑板、119、后向伸缩臂、120、后向伸缩油缸、121、后向距离传感器、122、北斗天线;1011、底盘架体、1012、双轴倾角传感器、10131、轮胎、10132、行走驱动马达、10134、行走组件架、10135、行走组件摇臂、1015、锚固伸缩支腿、10151、锚固伸缩支腿套筒、10152、锚固伸缩支腿活动端;1013、行走组件、10133、悬挂油缸、1014、回转驱动,2、连接杆;3、槽段、4、履带式起重机、5、十字型钢箱,6、地锚,7、一字型钢箱。

具体实施方式

[0060] 下面对照附图,通过对最优实施例的描述,对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
[0061] 一种自动化支护总成,包括支护设备;所述支护设备包括多功能底盘,所述多功能底盘上设有支撑架机构;所述支撑架机构包括多个支撑架体;相邻所述支撑架体依次堆叠布置;每个所述支撑架体侧面均设有挤压限位结构;本发明公开的自动化支护总成可以对钢箱进行刚性支撑,提高钢箱在对接施工过程中的稳定性和安全性,使钢箱施工即使在风力较大的天气环境下依然可以安全进行,从而能够保障施工进度,节省项目施工成本。
[0062] 进一步的,在本发明中所述挤压限位机构包括第一限位机构以及第二限位机构;所述第一限位机构与第二限位机构分布在对应支撑架体的两侧;第一限位机构以及第二限位机构主要分别布置在支撑架体的两侧,起到很好的束缚限位作用;方便根据需要对不同类型的束缚固定;在实际布置时,所述第一限位机构包括侧向支撑架,所述侧向支撑架上设有前向限位机构以及侧向限位机构;所述前向限位机构包括设置在侧向支撑架上的前向伸缩臂,所述前向伸缩臂连接有前向驱动部;所述侧向限位机构包括设置在侧向支撑架上的侧向伸缩臂,所述侧向伸缩臂连接有侧向驱动部;通过前向限位机构以及侧向限位机构的配合使用,可以实现十字型钢箱的限位固定,同时,在本发明中所述第二限位机构包括设置在支撑架体上的后向支撑板,所述后续支撑板上设有后向伸缩臂,所述后向伸缩臂连接有后向驱动部;第二限位机构可以实现对一字型钢箱的支撑限位。
[0063] 进一步的,在本发明中所述支撑架体包括四个所述支撑立柱,四个所述支撑立柱呈间隔对称分布;所述支撑立柱上设有平台;每个所述支撑立柱端部设有法兰板;这样的设置,保证了支撑架体的整体结构强度。
[0064] 进一步的,在本发明中每个所述支撑架体端部设有外伸连接机构;所述外伸连接机构包括外伸连接架,所述外伸连接架上设有移动连接块,所述外伸连接架端部设有挡板,所述挡板与移动连接块相对布置;这样的设置,方便了支撑架体与连接梁之间的连接。
[0065] 进一步的,在本发明中所述自动化支护总成包括两个支护设备,两个支护设备间通过连接机构相连接;所述连接机构包括连接梁,每个连接梁两端分别连接有一个支护设备;所述连接梁连接在支护设备中的外伸连接机构上;本发明通过两个支护设备的配合,可以是对应钢箱两侧的支撑限位,而连接梁起到很好的桥接作用,保证了两个支护设备之间的桥接,继而保证了两个支护设备之间连接的稳定性以及联动性。
[0066] 进一步的,在本发明中所述自动化支护总成包括控制系统,所述控制系统包括检测模块,所述检测模块连接有控制模块,所述控制模块连接有执行模块;检测模块主要是用于采集信号,并向控制模块传递对应的信号信息,而控制模块主要是用于接收检测模块传递过来的信号,并进行识别判断,同时发出指令,控制模块向执行模块发出指令,进而通过执行模块对应的动作,实现支护设备进行对应的操作。
[0067] 一种地连墙钢箱施工方法;
[0068] 所述施工方法包括如下步骤:
[0069] 步骤一:使用履带式起重机将钢箱吊装至施工位,并把2台支护装备根据钢箱位置自动行驶至预备位置;
[0070] 2台自动化支护装备均以正面朝向钢箱;
[0071] 步骤二:控制行走组件,控制2台自动化支护装备从预备位置自动行驶至工作位置;
[0072] 步骤三:通过悬挂油缸将2台自动化支护装备姿态自动调整至水平状态,然后,锚固伸缩支腿伸长,实现支护装备的支撑放置;
[0073] 步骤四:在2台支护装备之间布置连接梁,通过连接梁将2台自动化支护装备进行整体连接和固定;
[0074] 步骤五:控制挤压限位机构启动,使得挤压限位机构中对应伸缩臂抵在钢箱上,对其进行支护;
[0075] 步骤六:待支护工作结束后,各处伸缩臂缩回,拆除各处的连接梁;至此,一个地连墙钢箱的支护施工完成;如果需要重复实现其他区域地连墙钢箱的支护施工,重复步骤1‑5即可。
[0076] 基于上述操作,可以方便实现地连墙钢箱的施工支护工作。
[0077]
[0078] 本发明公开了一种自动化支护总成,主要是用于地连墙钢箱施工时的支护操作。
[0079] 同时方案中上、下、左、右、前、后表示相关方位,无特殊意义,不作为本技术方案的限制条件。
[0080] 本发明公开的支护总成包括两个支护设备,同时本发明公开的支护总成搭配履带式起重机进行使用。
[0081] 两个支护设备之间还通过连接梁进行连接,方便两个支护设备之间的连接使用。
[0082] 同时,在本发明中支护总成可以实现十字型钢箱5以及一字型钢箱7的施工支护。
[0083] 支撑架体因为布置位置的不同,支撑架体可以分为下部架体以及上部架体。
[0084] 自动化支护装备主要包括多功能底盘101、下部架体102、爬梯103、平台104、上部架体105、护栏106、外伸连接架107、移动连接块108、扶手109、侧向支撑板110、侧向伸缩臂111、侧向伸缩油缸112、侧向距离传感器113、前向距离传感器114、前向伸缩臂115、前向支撑板116、前向伸缩油缸117、后向支撑板118、后向伸缩臂119、后向伸缩油缸120、后向距离传感器121、北斗天线122组。
[0085] 其中,考虑到方便运输和安拆,自动化支护装备1的架体分为下部架体102和上部架体105,下部架体102的下端法兰与多功能底盘101相连接、上端法兰与上部架体105的下端法兰相连接,连接方式均为螺栓连接;为保证结构刚度和方便施工,自动化支护装备1共有从下到上4个平台104,每个平台104均有护栏106作为防护措施,各平台104之间通过爬梯103作为通行通道,同时,为方便上下爬梯,在每个爬梯103端口处均设有扶手109;外伸连接架107对称分布在自动化支护装备1的左、右两侧且在下部架体102和上部架体105结构上分别布置了4个,同时,外伸连接架107端部设有挡板,上端面设有螺纹孔;移动连接块108为三角形结构,下端面板与外伸连接架107的上端面接触且设有圆角矩形孔,可沿外伸连接架
107的上端面滑动,同时,可通过螺栓穿过圆角矩形孔拧入外伸连接架107上端面的螺纹孔与外伸连接架107进行螺栓连接,移动连接块108侧端面同样设置有圆角矩形孔,通过移动连接块108的移动调节,配合外伸连接架107端部的挡板,可用于对连接梁2进行连接;北斗天线布置于最上层的平台104两侧,每侧各有1个,用于对自动化支护装备1进行精准定位
[0086] 侧向支撑板110、侧向伸缩臂111、侧向伸缩油缸112、侧向距离传感器113对称分布在自动化支护装备1的前侧且在下部架体102和上部架体105结构上分别布置了2组,组成了自动化支护装备1的自动侧向支撑机构。
[0087] 其中,侧向支撑板110与侧向伸缩臂111铰接,用于对十字型钢箱5的侧面进行接触支撑;侧向伸缩油缸112的活塞杆与侧向伸缩臂111铰接,缸筒与架体铰接,设有位移传感器,主要用于驱动侧向伸缩臂111沿架体进行伸缩位移的闭环控制;侧向距离传感器113安装于架体上,通过激光进行测距,结合侧向伸缩油缸112配套的位移传感器,可用于测量侧向支撑板110距离十字型钢箱5侧面的距离。
[0088] 前向距离传感器114、前向伸缩臂115、前向支撑板116、前向伸缩油缸117对称分布在自动化支护装备1的前侧且在下部架体102和上部架体105结构上分别布置了2组,组成了自动化支护装备1的前向支撑机构。其中,前向支撑板116与前向伸缩臂115铰接,用于对十字型钢箱5的正面进行接触支撑;前向伸缩油缸117的活塞杆与前向伸缩臂115铰接,缸筒与架体铰接,设有位移传感器,主要用于驱动前向伸缩臂115沿架体进行伸缩位移的闭环控制;前向距离传感器114安装于架体上,通过激光进行测距,结合前向伸缩油缸117配套的位移传感器,可用于测量前向支撑板116距离十字型钢箱5正面的距离。
[0089] 后向支撑板118、后向伸缩臂119、后向伸缩油缸120、后向距离传感器121分布在自动化支护装备1的后侧中线上且在下部架体102和上部架体105结构上分别布置了1组,组成了自动化支护装备1的后向支撑机构。其中,后向支撑板118与后向伸缩臂119铰接,用于对一字型钢箱7的正面进行接触支撑;后向伸缩油缸120的活塞杆与后向伸缩臂119铰接,缸筒与架体铰接,设有位移传感器,主要用于驱动后向伸缩臂119沿架体进行伸缩位移的闭环控制;后向距离传感器121安装于架体上,通过激光进行测距,结合后向伸缩臂119配套的位移传感器,可用于测量后向支撑板118距离一字型钢箱7正面的距离。
[0090] 多功能底盘101结构如图7~8所示,主要由底盘架体1011、双轴倾角传感器1012、行走组件1013、回转驱动1014和锚固伸缩支腿1015组成。其中,双轴倾角传感器1012安装于底盘架体1011上表面中央位置,用于检测底盘的双向倾斜角度;回转驱动1014上端固定于底盘架体1011,下端连接行走组件1013,可控制行走组件1013围绕回转驱动1015轴线进行360°旋转,实现底盘的全向行走,结合北斗天线122,能够实现自动化支护装备1的自行走和定位功能;行走组件1013由轮胎10131、行走驱动马达10132、悬挂油缸10133、行走组件架
10134和行走组件摇臂10135组成。其中,行走驱动马达10132一端固定于行走组件摇臂
10135上,另一端与轮胎10131相连接,用以驱动轮胎10131转动,进而实现自动化支护装备1的行走;行走组件摇臂10135与行走组件架10134铰接,悬挂油缸10133设有位移传感器,两端分别于行走组件架10134和行走组件摇臂10135铰接,用于控制行走组件1013的高度,结合双轴倾角传感器1012的数据反馈,组成了主动悬挂系统,用以对自动化支护装备1进行自动调平;锚固伸缩支腿1015主要用于多功能底盘101与施工地面的锚固,主要由锚固伸缩支腿套筒10151和锚固伸缩支腿活动端10152组成,其中,锚固伸缩支腿套筒10151固接于底盘架体1011下端面,锚固伸缩支腿活动端10152可在锚固伸缩支腿套筒10151内部进行竖向移动,为液压驱动型伸缩形式,且在锚固伸缩支腿活动端10152下部的球铰圆盘设有通孔,用于与地面进行锚固。
[0091] 上面所述内容为自动化支护装备1的结构组成部分以及各部分的功能,即硬件部分,自动化支护装备1还包括三套自动控制系统,具体为自动行走控制系统、自动调平控制系统和自动支撑控制系统。其中,自动行走控制系统以北斗天线122采集的位置信号为检测端,以行走组件1013和回转驱动1014为执行端,通过检测行走路线与目标路线的偏差对自动化支护装备1的位置进行调整,形成自动行走闭环控制系统,实现自动化支护装备1的自动行走功能,如图9所示;自动调平控制系统以双轴倾角传感器1012为大闭环检测端,通过双轴倾角传感器1012检测出自动化支护装备1的倾角,将倾角转换为4个行走组件1013的高度控制量,然后以悬挂油缸10133配套的位移传感器为执行检测端,以悬挂油缸10133为执行端,将行走组件1013自动调整至所需高度,进而实现自动化支护装备1的自动调平功能,如图10所示;自动支撑控制系统主要依托支撑机构进行功能实现,分为前向自动支撑控制系统、后向自动支撑控制系统和侧向自动支撑控制系统,其结构如图11所示,以侧向自动支撑控制系统为例进行说明:侧向距离传感器113检测到检测端口与十字型钢箱5侧面之间的距离,通过扣减折算出侧向支撑板110与十字型钢箱5侧面之间的距离,即侧向伸缩臂111完成支撑所需的位移量,然后以侧向伸缩油缸112配套的位移传感器为检测端,侧向伸缩油缸112为执行端,将侧向伸缩臂111伸长至所需位置,将侧向支撑板110抵在十字型钢箱5侧面,另外,在侧向伸缩臂111伸长过程中,需要实时监测侧向伸缩油缸112的系统压力,在系统压力大于支护力设定值时及时停止,作为支护系统的紧急关闭设置,以防止支护力过大。
[0092] 连接杆2结构如图12所示,主体结构为矩形钢管,两端设有通孔,与移动连接块108侧端面的圆角矩形孔相对应。
[0093] 施工现场如图13‑14所示,钢箱分为十字型钢箱5和一字型钢箱7,由履带式起重机4起吊垂直放入对应槽段3内。钢箱分为多节,因此需要进行对接,处于地面之上的钢箱在对接过程中需要一直起吊和支护。
[0094] 以十字型钢箱5为例说明一种地连墙钢箱自动化支护装备施工方法:
[0095] 步骤一:履带式起重机4将十字型钢箱5吊装至施工位,2台自动化支护装备1根据钢箱位置自动行驶至预备位置,如图15~16所示,此时,2台自动化支护装备1均以正面朝向十字型钢箱5,各伸缩臂处于最小行程状态;
[0096] 步骤二:自动行走控制系统工作,根据北斗天线122采集的位置信号,通过行走组件1013和回转驱动1014的执行控制将2台自动化支护装备1从预备位置自动行驶至工作位置,其余系统不工作,如图17所示;
[0097] 步骤三:自动调平控制系统工作,通过双轴倾角传感器1012采集的倾角信号,通过悬挂油缸10133将2台自动化支护装备1姿态自动调整至水平状态,然后,锚固伸缩支腿1015伸长,将预先设置就位的地锚6穿入锚固伸缩支腿活动端10152下部的球铰圆盘通孔内,根据系统压力监测各锚固伸缩支腿1015的受力状态,同时根据双轴倾角传感器1012监测自动化支护装备1姿态,而后使用螺栓将地锚6与锚固伸缩支腿1015固定,如图18所示;
[0098] 步骤四:在2台自动化支护装备1的外伸连接架107之间放入连接杆2,通过移动连接块108对连接杆2进行固定,通过4个连接杆2的安装,将2台自动化支护装备1进行整体连接和固定,如图19所示;
[0099] 步骤五:前向自动支撑控制系统和侧向自动支撑控制系统工作,通过侧向距离传感器113和前向距离传感器114的距离测量,通过侧向伸缩臂111和前向伸缩臂115的位移控制将侧向支撑板110和前向支撑板116分别抵在十字型钢箱5上,对其进行支护,如图20所示;
[0100] 步骤六:待支护工作结束后,各处伸缩臂缩回,拆除各处的连接梁2。
[0101] 一字型钢箱7施工方法步骤与十字型钢箱5相似,区别在于2台自动化支护装备1均以后面朝向一字型钢箱7,以后向距离传感器121距离测量,通过后向伸缩臂119的位移控制将后向支撑板118抵在一字型钢箱75上,对其进行支护。
[0102] 本发明公开的支护总成,自动化支护装备对钢箱进行刚性支撑,提高钢箱在对接施工过程中的稳定性和安全性,使钢箱施工即使在风力较大的天气环境下依然可以安全进行,从而能够保障施工进度,节省项目施工成本。
[0103] 主要涉及内容如下:
[0104] 支护装备采用轮式自驱移动形式,结合北斗导航系统,能够有效适应现场施工的使用要求,实现支护装备的精准定位和自行走,方便支护装备的移动和换位使用。
[0105] 支护装备采用基于主动悬挂的自动调平控制系统,通过倾角传感器反馈对支护装备进行自动调平,有效保证装备的支护姿态。
[0106] 支护装备采用距离传感器对支护臂的伸长位移进行检测,通过拉线传感器反馈对支护臂位移进行自动控制,结合压力传感器对支护压力进行检测,保证支护装备对钢箱的有效支护。
[0107] 支护装备采用地锚固定、双向连接的使用形式,极大增加了支护装备和钢箱的稳定性,有效提高了钢箱的稳定性,进而提高施工的安全性和可靠性。
[0108] 显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进,均在本发明的保护范围之内。