一种预制装配桥梁盖梁定位装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，具体为一种预制装配桥梁盖梁定位装置及其使用方法。

背景技术

盖梁指的是为支承、分布和传递上部结构的荷载，在排架桩墩顶部设置的横梁，又称帽梁。在桥墩或在排桩上设置钢筋混凝土或少筋混凝土的横梁，主要作用是支撑桥梁上部结构，并将全部荷载传到下部结构。有桥桩直接连接盖梁的，也有桥桩接立柱后再连接盖梁的。桥梁设计中，柱式桥墩是普遍采用的结构型式。对于简支桥梁，盖梁是一个承上启下的重要构件，上部结构的荷载通过盖梁传递给下部结构和基础，盖梁是主要的受力结构。

但是，现有盖梁施工时，需要搭设大量支架和模板，人力消耗大，且施工效率低；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种预制装配桥梁盖梁定位装置及其使用方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预制装配桥梁盖梁定位装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的现有盖梁施工时，需要搭设大量支架和模板，人力消耗大，且施工效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种预制装配桥梁盖梁定位装置，包括方墩，所述方墩设置有两个，且两个方墩的下方均安装有底座，两个所述方墩之间安装有系梁，两个所述方墩的四周安装有施工平台，所述施工平台的下表面安装有若干个工字型钢架，两个所述方墩的一侧均设置有钢筋托台，两个所述方墩的上方安装有盖梁模壳，所述盖梁模壳的上方安装有定位装置主体，所述定位装置主体上设置有两个电动导轨，且两个电动导轨分别设置在盖梁模壳的两侧，两个所述电动导轨的两端均安装有支板，所述支板之间安装有定位杆，所述定位杆的中间位置处安装有红外温度传感器，所述红外温度传感器的两侧安装有颜色传感器，所述盖梁模壳下表面的两侧均设置有定位孔，所述方墩上端的中间位置处设置有中心定位柱，且中心定位柱与方墩为一体结构，两个所述电动导轨外壁的两端通过托架固定连接。

优选的，两个所述电动导轨的滑块之间安装有滑台，所述滑台上安装有法兰盘，所述电动导轨一端的外壁上安装有步进电机，两个所述电动导轨之间通过联动杆传动连接。

优选的，一端所述支板的外壁上安装有控制柜，所述控制柜的两侧和电动导轨的下端均安装有双爪吸盘机构，且双爪吸盘机构设置有十个，所述双爪吸盘机构包括吸盘支架、金属吸盘和吸附压板，所述金属吸盘安装在吸盘支架的两端，所述吸附压板安装在金属吸盘的外壁上，所述支板的上端安装有吊耳。

优选的，所述控制柜的内部安装有单片机、无线传输模块、配电器、锂电池、充电保护模块和电机驱动模块，所述充电保护模块的输出端与锂电池的输入端电性连接，所述锂电池的输出端与配电器的输入端电性连接，所述配电器的输出端与单片机的输入端电性连接，所述单片机的输出端与电机驱动模块的输入端电性连接，所述单片机通过无线传输模块与移动终端双向连接。

优选的，所述单片机的输入端与红外温度传感器和颜色传感器的输出端电性连接。

优选的，所述盖梁模壳前端面和后端面的两侧均安装有吊装钢筋，所述盖梁模壳的内部设置有浇筑腔，所述浇筑腔的内部安装有钢筋架。

优选的，所述中心定位柱底部的外壁上安装有磁吸环，且磁吸环嵌入方墩的内部，所述定位孔的外壁上设置有铁环，且铁环嵌入盖梁模壳的内部。

优选的，所述中心定位柱的四周均设置有钢筋柱且多个钢筋柱的一端均贯穿并延伸至方墩的内部，所述定位孔的四周设置有与所述钢筋柱相匹配且一一对应的多个钢筋通孔，且多个钢筋通孔与盖梁模壳为一体结构。

优选的，所述施工平台上表面的四周均安装有围栏，且围栏前端的一侧设置有爬梯接口。

优选的，所述的一种预制装配桥梁盖梁定位装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：将混凝土倒入盖梁模具内部，待其凝固后，制得空心盖梁模壳，并在其内部架设钢筋架，完成预制件的准备工作；

步骤二：在盖梁模壳上安装定位装置主体，依靠电动导轨间的托架架设于盖梁模壳上，并依靠双爪吸盘机构与盖梁模壳的混凝土外壁吸附固定；

步骤三：在方墩四周架设施工平台以及墩身安全爬梯，并在两组方墩的侧面安装上钢筋托台，用于在定位完成后承托盖梁的两端；

步骤四：平台架设完毕后，将吊机的动力臂与盖梁预制件外壁的吊装钢筋连接，以吊运的方式移动至方墩上方；

步骤五：方墩上端设置有中心定位柱，其表面贴有颜色鲜艳的标贴，当盖梁模壳移动至方墩上端时，定位装置主体上的两组颜色传感器能够透过模壳底部的定位孔，分别对两组中心定位柱上的标贴进行感应，当两组颜色传感器感应到标贴对应颜色时，会将信息反馈至单片机，由单片机通过无线传输模块将信息发送至工作人员的移动终端，提醒人员已经完成盖梁与方墩的定位工作，并驱动吊机放下盖梁模壳，实现与方墩的对接；

步骤六：对接完毕后，由工作人员将混凝土泵车上的高压管与定位装置滑台上的法兰盘固定，在电动导轨的驱动作用下，逐层浇筑微膨胀混凝土，同时通过红外温度传感器对表层温度进行检测，若高于室温二十摄氏度时，需及时洒水养护；

步骤七：浇筑完毕后，待盖梁模壳上层的混凝土强度达设计强度的75％时，拆除钢筋托台，并解锁定位装置上的双爪吸盘机构，将吊机与定位装置两端的吊耳连接，依靠吊运的方式使其与盖梁分离；

步骤八：使用超声波仪器检测盖梁的密实度，达到设计需求后，拆除施工平台以及墩身安全爬梯，完成盖梁的施工工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过依靠模版预先制作盖梁模壳，在装配时，依靠双爪吸盘将定位装置主体安装于盖梁模壳上，依靠吊机吊运至方墩上方，定位装置上设置有两组颜色传感器，分别与两个方墩的中心点对应，因方墩上端设置有中心定位柱，且其表面贴有颜色鲜艳的标贴，所以定位装置上能够依靠两组颜色传感器，分别对两个方墩上的中心定位柱标贴产生感应，并将信息反馈至单片机，由单片机通过无线传输模块将信息发送至工作人员的移动终端，提醒人员盖梁与方墩完成定位，此时驱动吊机放下盖梁模壳，即可实现与方墩的对接，装配工作无需架设大量支架以及模板，人力消耗低，效率显著提升。

2、通过采用混凝土作为盖梁模壳的制作材料，在与方墩对接后，工作人员可将混凝土泵车高压管的一端安装在定位装置的滑台上，依靠步进电机带动电动导轨上的滑台往复移动，实现微膨胀混凝土的分层浇筑，采用分层浇筑，能够避免水泥水化热集中、过大，产生温度裂缝的情况发生，有效降低了水化热高峰，便于散热，因浇筑材料为微膨胀混凝土，在凝固后能够与混凝土制成的盖梁模壳贴合，结成一体，节省了常规的拆模措施，进一步提高了施工效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的定位装置与盖梁模壳连接结构示意图；

图3为本发明的定位装置主体侧面结构示意图；

图4为本发明的方墩结构示意图；

图5为本发明的盖梁模壳内部结构示意图；

图6为本发明的双爪吸盘机构结构示意图；

图7为本发明的原理图；

图中：1、方墩；2、底座；3、系梁；4、施工平台；5、工字型钢架；6、围栏；7、钢筋托台；8、盖梁模壳；9、吊装钢筋；10、定位装置主体；11、电动导轨；12、滑台；13、法兰盘；14、步进电机；15、联动杆；16、托架；17、支板；18、吊耳；19、定位杆；20、颜色传感器；21、红外温度传感器；22、控制柜；23、双爪吸盘机构；231、吸盘支架；232、金属吸盘；233、吸附压板；24、中心定位柱；25、磁吸环；26、钢筋柱；27、定位孔；28、钢筋通孔；29、浇筑腔；30、钢筋架；31、单片机；32、无线传输模块；33、配电器；34、锂电池；35、充电保护模块；36、电机驱动模块。

具体实施方式

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实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1-7，本发明提供的一种实施例：一种预制装配桥梁盖梁定位装置，包括方墩1，方墩1设置有两个，且两个方墩1的下方均安装有底座2，两个方墩1之间安装有系梁3，两个方墩1的四周安装有施工平台4，施工平台4的下表面安装有若干个工字型钢架5，两个方墩1的一侧均设置有钢筋托台7，两个方墩1的上方安装有盖梁模壳8，盖梁模壳8的上方安装有定位装置主体10，定位装置主体10上设置有两个电动导轨11，且两个电动导轨11分别设置在盖梁模壳8的两侧，两个电动导轨11的两端均安装有支板17，支板17之间安装有定位杆19，定位杆19的中间位置处安装有红外温度传感器21，红外温度传感器21的两侧安装有颜色传感器20，盖梁模壳8下表面的两侧均设置有定位孔27，方墩1上端的中间位置处设置有中心定位柱24，且中心定位柱24与方墩1为一体结构，两个电动导轨11外壁的两端通过托架16固定连接。

进一步，两个电动导轨11的滑块之间安装有滑台12，滑台12上安装有法兰盘13，电动导轨11一端的外壁上安装有步进电机14，两个电动导轨11之间通过联动杆15传动连接，步进电机14的输出端能够带动滑台12沿导轨方向移动，在浇筑时，将混凝土高压管的一端安装在滑台12的法兰盘13上，即可依靠往复作用完成分层浇筑。

进一步，一端支板17的外壁上安装有控制柜22，控制柜22的两侧和电动导轨11的下端均安装有双爪吸盘机构23，且双爪吸盘机构23设置有十个，双爪吸盘机构23包括吸盘支架231、金属吸盘232和吸附压板233，金属吸盘232安装在吸盘支架231的两端，吸附压板233安装在金属吸盘232的外壁上，支板17的上端安装有吊耳18，扣动金属吸盘232外壁的吸附压板233，即可挤出内部空气，使其牢牢吸附于混凝土的外壁上，实现定位装置与盖梁模壳8的固定。

进一步，控制柜22的内部安装有单片机31、无线传输模块32、配电器33、锂电池34、充电保护模块35和电机驱动模块36，充电保护模块35的输出端与锂电池34的输入端电性连接，锂电池34的输出端与配电器33的输入端电性连接，配电器33的输出端与单片机31的输入端电性连接，单片机31的输出端与电机驱动模块36的输入端电性连接，单片机31通过无线传输模块32与移动终端双向连接，充电保护模块35能够为锂电池34起到过充保护的作用，从而依靠配电器33将锂电池34内的电能供应给定位装置上的用电设备使用，在浇筑时，工作人员可通过移动终端与控制柜22内的无线传输模块32连接，利用单片机31向L298N电机驱动模块36发送信号，驱动步进电机14运行，带动电动导轨11上的滑台12往复移动，实现混凝土分层浇筑。

进一步，单片机31的输入端与红外温度传感器21和颜色传感器20的输出端电性连接，红外温度传感器21的型号为TRT-A05，颜色传感器20的型号为CL2-K3A1，在方墩1与盖梁模壳8对接时，因方墩1的上端设置有中心定位柱24，而中心定位柱24表面贴有与颜色传感器20对应的标贴，所以当颜色传感器20与标贴发生感应时，及代表两者完成对位，此时传感器会将信息反馈至单片机31，由单片机31通过无线传输模块32将信息发送至工作人员的移动终端，提醒人员驱动吊机放下盖梁模壳8，实现与方墩1的对接。

进一步，盖梁模壳8前端面和后端面的两侧均安装有吊装钢筋9，盖梁模壳8的内部设置有浇筑腔29，浇筑腔29的内部安装有钢筋架30，盖梁模壳8通过吊装的方式直接与方墩1对接，无需架设额外支架。

进一步，中心定位柱24底部的外壁上安装有磁吸环25，且磁吸环25嵌入方墩1的内部，定位孔27的外壁上设置有铁环，且铁环嵌入盖梁模壳8的内部，当盖梁模壳8与方墩1对接后，可依靠中心定位柱24外壁的磁吸环25与定位孔27外壁的铁环吸附连接，初步保证稳定性，方便后续浇筑施工。

进一步，中心定位柱24的四周均设置有钢筋柱26且多个钢筋柱26的一端均贯穿并延伸至方墩1的内部，定位孔27的四周设置有与钢筋柱26相匹配且一一对应的多个钢筋通孔28，且多个钢筋通孔28与盖梁模壳8为一体结构，在浇筑完毕后，能够提升盖梁与方墩1的连接强度。

进一步，施工平台4上表面的四周均安装有围栏6，且围栏6前端的一侧设置有爬梯接口，工作人员可通过墩身安全爬梯进入施工平台4，完成必要的施工作业。

进一步，一种预制装配桥梁盖梁定位装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：将混凝土倒入盖梁模具内部，待其凝固后，制得空心盖梁模壳8，并在其内部架设钢筋架30，完成预制件的准备工作；

步骤二：在盖梁模壳8上安装定位装置主体10，依靠电动导轨11间的托架16架设于盖梁模壳8上，并依靠双爪吸盘机构23与盖梁模壳8的混凝土外壁吸附固定；

步骤三：在方墩1四周架设施工平台4以及墩身安全爬梯，并在两组方墩1的侧面安装上钢筋托台7，用于在定位完成后承托盖梁的两端；

步骤四：平台架设完毕后，将吊机的动力臂与盖梁预制件外壁的吊装钢筋9连接，以吊运的方式移动至方墩1上方；

步骤五：方墩1上端设置有中心定位柱24，其表面贴有颜色鲜艳的标贴，当盖梁模壳8移动至方墩1上端时，定位装置主体10上的两组颜色传感器20能够透过模壳底部的定位孔27，分别对两组中心定位柱24上的标贴进行感应，当两组颜色传感器20感应到标贴对应颜色时，会将信息反馈至单片机31，由单片机31通过无线传输模块32将信息发送至工作人员的移动终端，提醒人员已经完成盖梁与方墩1的定位工作，并驱动吊机放下盖梁模壳8，实现与方墩1的对接；

步骤六：对接完毕后，由工作人员将混凝土泵车上的高压管与定位装置滑台12上的法兰盘13固定，在电动导轨11的驱动作用下，逐层浇筑微膨胀混凝土，同时通过红外温度传感器21对表层温度进行检测，若高于室温二十摄氏度时，需及时洒水养护；

步骤七：浇筑完毕后，待盖梁模壳8上层的混凝土强度达设计强度的75％时，拆除钢筋托台7，并解锁定位装置上的双爪吸盘机构23，将吊机与定位装置两端的吊耳18连接，依靠吊运的方式使其与盖梁分离；

步骤八：使用超声波仪器检测盖梁的密实度，达到设计需求后，拆除施工平台4以及墩身安全爬梯，完成盖梁的施工工作。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。