一种用于公路改扩建挡墙路基的新型拼接工装 |
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| 申请号 | CN202410015231.3 | 申请日 | 2024-01-05 | 公开(公告)号 | CN117888412A | 公开(公告)日 | 2024-04-16 |
| 申请人 | 河北省交通规划设计研究院有限公司; | 发明人 | 王晓东; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种用于公路改扩建 挡墙 路基的新型拼接工装，拼接工装包括主体行进机构、钻孔加筋机构和搅拌注浆机构，主体行进机构和钻孔加筋机构连接，主体行进机构和搅拌注浆机构连接，主体行进机构包括滚轮、车体、驱动 电机 、 支撑 柱和摄像头，滚轮数量不少于四个，滚轮和车体通过 轴承 连接， 驱动电机 和车体紧固连接，驱动电机驱动车体转动，支撑柱和车体紧固连接，支撑柱数量不少于两个，支撑柱设置在车体下方，支撑柱为可伸缩结构，摄像头和车体紧固连接，车体和钻孔加筋机构连接，车体和搅拌注浆机构连接。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于公路改扩建挡墙路基的新型拼接工装，其特征在于：所述拼接工装包括主体行进机构(1)、钻孔加筋机构(2)和搅拌注浆机构(3)，所述主体行进机构(1)和钻孔加筋机构(2)连接，所述主体行进机构(1)和搅拌注浆机构(3)连接。 |
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| 说明书全文 | 一种用于公路改扩建挡墙路基的新型拼接工装技术领域[0001] 本发明涉及公路工程技术领域，具体为一种用于公路改扩建挡墙路基的新型拼接工装。 背景技术[0002] 公路改扩建中，因路基拓宽导致的新老路基差异变形一直都是突出的问题，产生差异变形的原因主要是拼宽段引起新的地基沉降、拼宽路基自身压缩沉降，以及新老路基结合不良导致的滑动变形，具体到挡墙路基段拼接，尤其是高挡墙段，由于原有路基挡墙为近直立坡面，新建路基难以通过超挖台阶方式与之进行有效衔接，同时老路挡墙为刚性材料，变形模量相对较大，而拼宽路基基本为柔性材料，二者的相对变形性质存在较大差异，因此在挡墙段的新旧路基衔接处，更容易因整体性不良而产生大的不均匀沉降和变形，甚至因衔接不良而发生路基的变形破坏。 [0003] 由于既有挡墙开挖会导致原路基失稳破坏，传统的拓宽路基所采用的开挖台阶进行拼接的方式已无法实现，而直接填筑拓宽段路基，无法解决新旧路基的衔接问题，易出现拓宽路基失稳，同时还存在新旧路基衔接处的变形差异问题，本发明提供了一种自行式注浆加筋工装，并通过该工装对既有挡墙和拓宽路基进行有效加固，保证拼接路基的整体性和稳定性。 发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种用于公路改扩建挡墙路基的新型拼接工装，以解决上述背景技术中提出的问题。 [0005] 为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案： [0006] 一种用于公路改扩建挡墙路基的新型拼接工装，所述拼接工装包括主体行进机构、钻孔加筋机构和搅拌注浆机构，所述主体行进机构和钻孔加筋机构连接，所述主体行进机构和搅拌注浆机构连接。 [0007] 在该拼接工装中，主体行进机构作为主要的安装基础，用于固定钻孔加筋机构和搅拌注浆机构，车体通过滚轮设置在老路基上，钻孔装置、加筋装置通过和车体紧固连接来固定，钻孔装置通过路基钻头对既有老路挡墙进行水平向钻孔和加筋，通过钻孔装置对老路挡墙进行水平向钻孔，再利用加筋装置进行加筋操作，对新建路基进行竖向钻孔和加筋，通过加筋装置将筋体放置到钻出的竖向孔洞中，搅拌注浆机构和车体紧固连接进行固定，通过输送泵将混合桶中搅拌均匀的浆体通过注浆管道和注浆喷嘴喷出到钻孔中。 [0008] 进一步，所述主体行进机构包括滚轮、车体、驱动电机、支撑柱和摄像头，所述滚轮数量不少于四个，所述滚轮和车体通过轴承连接，所述驱动电机和车体紧固连接，所述驱动电机驱动滚轮转动，所述支撑柱和车体紧固连接，所述支撑柱数量不少于两个，所述支撑柱设置在车体下方，所述支撑柱为可伸缩结构，所述摄像头和车体紧固连接，所述车体和钻孔加筋机构连接，所述车体和搅拌注浆机构连接。 [0009] 在主体行进机构中，摄像头在整体行进的过程中进行实时的监测，通过驱动电机驱动滚轮转动，从而使整个拼接工装前进，车体用于支撑固定钻孔加筋机构和搅拌注浆机构，使两个机构可以稳固的进行工作，支撑柱为可收缩结构，在整个拼接装置行进的过程中，支撑柱处于收缩状态，其底面和地面不接触，在拼接装置行进停止，钻孔加筋机构和搅拌注浆机构工作时，支撑柱放下，其底面和地面接触，起到对拼接工装的固定作用，防止在钻孔加筋机构和搅拌注浆机构工作过程中出现不稳的现象 [0010] 进一步，所述钻孔加筋机构包括钻孔装置和加筋装置，所述钻孔装置和车体连接，所述加筋装置和车体连接，所述钻孔装置包括路基钻杆、路基液压缸、旋转电机、路基钻头、气缸、活塞杆和支承基座，所述支承基座和车体紧固连接，所述路基钻杆和路基液压缸连接，所述旋转电机和路基钻杆连接，所述路基钻头和旋转电机输出端紧固连接，所述活塞杆和气缸连接，所述气缸通过活塞杆和旋转电机传动连接，所述路基钻杆包括第一钻杆和第二钻杆，所述第一钻杆和第二钻杆通过销钉连接，所述路基液压缸包括第一液压缸和第二液压缸，所述第一液压缸一端和第一钻杆中部铰接，所述第一液压缸远离第一钻杆的一端和支承基座铰接，所述第二液压缸一端和第二钻杆中部铰接，所述第二液压缸远离第二钻杆的一端和第一钻杆中部靠近第二钻杆处铰接，所述第一钻杆远离第二钻杆的一端和支承基座伸出处通过销钉连接，所述第二钻杆上设有滑槽，所述旋转电机和第二钻杆通过滑槽滑动连接，所述路基钻头方向与第二钻杆方向一致，所述气缸和第二钻杆紧固连接，所述气缸和第二液压缸紧固连接，所述路基钻头为圆柱形带有旋转刀片的钻头，所述第一液压缸和第二液压缸长度通过液压驱动可调，所述加筋装置包括加筋杆和加筋夹环，所述加筋杆和车体铰接，所述加筋杆远离车体的一端和加筋夹环通过轴承连接，所述加筋夹环通过电机驱动旋转。 [0011] 在钻孔加筋机构中，首先在既有挡墙外侧填筑拼宽路基，填筑完后进行钻孔加筋操作，钻孔装置负责对填筑的一侧进行钻孔，通过第一液压缸和第二液压缸的伸缩来控制第一钻杆和第二钻杆，移动到合适位置后，气缸驱动活塞杆前进，活塞杆远离气缸的一端和旋转电机连接，旋转电机和第二钻杆通过滑槽连接，因此在气缸驱动活塞杆前进时旋转电机沿着滑槽方向前进，带动路基钻头向新路基靠近老路基一侧进行钻孔操作，完成后，气缸驱动活塞杆后退，带动旋转电机和路基钻头后退远离路基，此时钻孔完成，加筋装置用于将筋体放置到钻孔装置钻好的孔洞中，由于加筋杆和车体铰接，因此可以通过加筋杆改变角度和方向，加筋夹环初始位置为左右开口的圆环，和地面接触，人工将筋体放置到加筋夹环中后，加筋杆将其抬升，移动到合适位置，电机驱动加筋夹环旋转，使得其位置为圆环上下开口，筋体为竖直方向，便于插入到钻孔装置钻好的孔洞中。 [0012] 进一步，所述搅拌注浆机构包括搅拌叶轮、搅拌轴杆、混合桶、搅拌电机、输送泵、注浆管道和注浆喷嘴，所述混合桶和车体紧固连接，所述搅拌电机和车体紧固连接，所述搅拌电机输出端和混合桶底部连接，所述搅拌叶轮设有若干个，同一层高的两个所述搅拌叶轮为一组，多个所述搅拌叶轮和搅拌轴杆紧固连接，所述搅拌轴杆置于混合桶内，所述搅拌轴杆一端和混合桶底部转动连接，所述搅拌轴杆和搅拌电机连接，所述输送泵和车体紧固连接，所述输送泵和混合桶通过管道连通，所述输送泵和注浆管道连接，所述注浆管道远离输送泵的一端和注浆喷嘴连接，同一层高的两个所述搅拌叶轮的角度相差180°，同一层高的两个所述搅拌叶轮连线和相邻的两个搅拌叶轮连线呈空间垂直状态，所述混合桶入料口直径从上到下依次减小。 [0013] 在搅拌注浆机构中，搅拌电机置于混合桶底部，搅拌轴杆置于混合桶内，搅拌轴杆一端和混合桶内部底面连接，搅拌电机通过驱动搅拌轴杆带动两对搅拌叶轮转动来使得水和水泥可以更好的融合形成浆体，混合桶为敞口结构，其入料口处的挡板为截断的圆锥体形状，该形状可以更加便于倒入原料，输送泵和车体紧固连接，设置在混合桶一侧，和混合桶通过管道连接，在混合桶中的浆体混合完成后通过管道输送到输送泵中，输送泵再通过注浆管道将浆体从注浆喷嘴喷出，将喷出的浆体浇在筋体和路基填料的交接处，使其二者可以固定。 [0014] 与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：首先在既有挡墙外侧填筑拼宽路基，填筑完后进行钻孔加筋操作，通过驱动电机驱动拼接工装行进，到达新旧路基衔接面附近处时停下，同时和车体底部紧固连接的支撑柱放下，支撑柱底面和地面接触，用于固定拼接工装，在拼接工装启动后，搅拌注浆机构也启动，混合桶内的搅拌轴杆通过搅拌电机驱动，带动两队搅拌叶轮开始旋转，对水和水泥进行搅拌混合，钻孔加筋机构开始钻孔加筋操作，先是钻孔装置进行钻孔，通过第一液压缸和第二液压缸的伸缩来控制第一钻杆和第二钻杆的方向和角度，移动到预定位置后，气缸驱动活塞杆前进，活塞杆远离气缸的一端和旋转电机连接，旋转电机和第二钻杆通过滑槽连接，因此在气缸驱动活塞杆前进时旋转电机沿着滑槽方向前进，带动路基钻头向新路基靠近老路基的一侧进行钻孔操作，完成后，气缸驱动活塞杆后退，带动旋转电机和路基钻头后退远离路基，加筋装置用于将筋体放置到钻孔装置钻好的孔洞中，人工将筋体放置到加筋夹环中后，加筋杆改变角度和方向，加筋夹环通过电机驱动旋转，使得其位置为上下开口的圆环，筋体为竖直方向，便于插入到钻孔装置钻好的孔洞中，放置完成后，输送泵将混合桶中搅拌好的浆体通过注浆管道从注浆喷嘴处喷出，浇在筋体和新路基的交接处。附图说明 [0016] 图1是本发明的总体结构示意图； [0017] 图2是图1视图的局部A放大视图； [0018] 图3是本发明的图侧视； [0019] 图4是本发明的钻孔加筋机构结构示意图； [0020] 图5是本发明的钻孔示意图； [0021] 图6是本发明的加筋示意图； [0022] 图7是本发明的搅拌注浆机构结构示意图； [0023] 图8是本发明的混合桶纵向剖视图； [0024] 图中：1‑主体行进机构、11‑滚轮、12‑车体、13‑驱动电机、14‑支撑柱、15‑摄像头、2‑钻孔加筋机构、21‑钻孔装置、211‑路基钻杆、2111‑第一钻杆、2112‑第二钻杆、212‑路基液压缸、2121‑第一液压缸、2122‑第二液压缸、213‑旋转电机、214‑路基钻头、215‑气缸、 216‑活塞杆、217‑支承基座、22‑加筋装置、221‑加筋杆、222‑加筋夹环、3‑搅拌注浆机构、 31‑搅拌叶轮、32‑搅拌轴杆、33‑混合桶、34‑搅拌电机、35‑输送泵、36‑注浆管道、37‑注浆喷嘴。 具体实施方式[0025] 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。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，都属于本发明保护的范围。 [0026] 本发明提供技术方案： [0027] 如图1～2所示，一种用于公路改扩建挡墙路基的新型拼接工装，拼接工装包括主体行进机构1、钻孔加筋机构2和搅拌注浆机构3，主体行进机构1和钻孔加筋机构2连接，主体行进机构1和搅拌注浆机构3连接。 [0028] 在该拼接工装中，主体行进机构1作为主要的安装基础，用于固定钻孔加筋机构2和搅拌注浆机构3，车体12通过滚轮11设置在老路基上，钻孔装置21、加筋装置22通过和车体12紧固连接来固定，钻孔装置21通过路基钻头214对既有老路挡墙进行水平向钻孔和加筋，通过钻孔装置21对老路挡墙进行水平向钻孔，再利用加筋装置22进行水平向加筋操作，对新建路基进行竖向钻孔和加筋，通过加筋装置22将筋体放置到钻出的孔洞中，搅拌注浆机构3和车体12紧固连接进行固定，通过输送泵35将混合桶33中搅拌均匀的浆体通过注浆管道36和注浆喷嘴37喷出到钻孔中。 [0029] 如图1～3所示，主体行进机构1包括滚轮11、车体12、驱动电机13、支撑柱14和摄像头15，滚轮11数量不少于四个，滚轮11和车体12通过轴承连接，驱动电机13和车体12紧固连接，驱动电机13驱动滚轮11转动，支撑柱14和车体12紧固连接，支撑柱14数量不少于两个，支撑柱14设置在车体12下方，支撑柱14为可伸缩结构，摄像头15和车体12紧固连接，车体12和钻孔加筋机构2连接，车体12和搅拌注浆机构3连接。 [0030] 在主体行进机构1中，摄像头15在整体行进的过程中进行实时的监测，通过驱动电机13驱动滚轮11转动，从而使整个拼接工装前进，车体12用于支撑固定钻孔加筋机构2和搅拌注浆机构3，使两个机构可以稳固的进行工作，支撑柱14为可收缩结构，在整个拼接装置行进的过程中，支撑柱14处于收缩状态，其底面和地面不接触，在拼接装置行进停止，钻孔加筋机构2和搅拌注浆机构3工作时，支撑柱14放下，其底面和地面接触，起到对拼接工装的固定作用，防止在钻孔加筋机构2和搅拌注浆机构3工作过程中出现不稳的现象。 [0031] 如图4～6所示，钻孔加筋机构2包括钻孔装置21和加筋装置22，钻孔装置21和车体12连接，加筋装置22和车体12连接，钻孔装置21包括路基钻杆211、路基液压缸212、旋转电机213、路基钻头214、气缸215、活塞杆216和支承基座217，支承基座217和车体12紧固连接，路基钻杆211和路基液压缸212连接，旋转电机213和路基钻杆211连接，路基钻头214和旋转电机213输出端紧固连接，活塞杆216和气缸215连接，气缸215通过活塞杆216和旋转电机 213传动连接，路基钻杆211包括第一钻杆2111和第二钻杆2112，第一钻杆2111和第二钻杆 2112通过销钉连接，路基液压缸212包括第一液压缸2121和第二液压缸2122，第一液压缸 2121一端和第一钻杆2111中部铰接，第一液压缸2121远离第一钻杆2111的一端和支承基座 217铰接，第二液压缸2122一端和第二钻杆2112中部铰接，第二液压缸2122远离第二钻杆 2112的一端和第一钻杆2111中部靠近第二钻杆2112处铰接，第一钻杆2111远离第二钻杆 2112的一端和支承基座217伸出处通过销钉连接，第二钻杆2112上设有滑槽，旋转电机213和第二钻杆2112通过滑槽滑动连接，路基钻头214方向与第二钻杆2112方向一致，气缸215和第二钻杆2112紧固连接，气缸215和第二液压缸2122紧固连接，路基钻头214为圆柱形带有旋转刀片的钻头，第一液压缸2121和第二液压缸2122长度通过液压驱动可调，加筋装置 22包括加筋杆221和加筋夹环222，加筋杆221和车体12铰接，加筋杆221远离车体12的一端和加筋夹环222通过轴承连接，加筋夹环222通过电机驱动旋转。 [0032] 在钻孔加筋机构2中，首先在既有挡墙外侧填筑拼宽路基，填筑完后进行钻孔加筋操作，钻孔装置21负责对新路基靠近老路基一侧进行钻孔，通过第一液压缸2121和第二液压缸2122的伸缩来控制第一钻杆2111和第二钻杆2112，移动到合适位置后，气缸215驱动活塞杆216前进，活塞杆216远离气缸215的一端和旋转电机213连接，旋转电机213和第二钻杆2112通过滑槽连接，因此在气缸215驱动活塞杆216前进时旋转电机213沿着滑槽方向前进，带动路基钻头214向新路基靠近老路基一侧进行钻孔操作，完成后，气缸215驱动活塞杆216后退，带动旋转电机213和路基钻头214后退远离路基，此时钻孔完成，加筋装置22用于将筋体放置到钻孔装置21钻好的孔洞中，由于加筋杆221和车体12铰接，因此可以通过加筋杆 221改变角度和方向，加筋夹环222初始位置为左右开口的圆环，和地面接触，人工将筋体放置到加筋夹环222中后，加筋杆221将其抬升，移动到合适位置，电机驱动加筋夹环222旋转，使得其位置为圆环上下开口，筋体为竖直方向，便于插入到钻孔装置21钻好的孔洞中。 [0033] 如图7～8所示，搅拌注浆机构3包括搅拌叶轮31、搅拌轴杆32、混合桶33、搅拌电机34、输送泵35、注浆管道36和注浆喷嘴37，混合桶33和车体12紧固连接，搅拌电机34和车体 12紧固连接，搅拌电机34输出端和混合桶33底部连接，搅拌叶轮31设有若干个，同一层高的两个所述搅拌叶轮31为一组，多个所述搅拌叶轮31和搅拌轴杆32紧固连接，搅拌轴杆32置于混合桶33内，搅拌轴杆32一端和混合桶33底部转动连接，搅拌轴杆32和搅拌电机34连接，输送泵35和车体12紧固连接，输送泵35和混合桶33通过管道连通，输送泵35和注浆管道36连接，注浆管道36远离输送泵35的一端和注浆喷嘴37连接，同一层高的两个所述搅拌叶轮 31的角度相差180°，同一层高的两个搅拌叶轮31连线和相邻的两个搅拌叶轮31连线呈空间垂直状态，混合桶33入料口直径从上到下依次减小。 [0034] 在搅拌注浆机构3中，搅拌电机34置于混合桶33底部，搅拌轴杆32置于混合桶33内，搅拌轴杆32一端和混合桶33内部底面连接，搅拌电机34通过驱动搅拌轴杆32带动两对搅拌叶轮31转动来使得水和水泥可以更好的融合形成浆体，混合桶33为敞口结构，其入料口处的挡板为截断的圆锥体形状，该形状可以更加便于倒入原料，输送泵35和车体12紧固连接，设置在混合桶33一侧，和混合桶33通过管道连接，在混合桶33中的浆体混合完成后通过管道输送到输送泵35中，输送泵35再通过注浆管道36将浆体从注浆喷嘴37喷出，先将喷出的浆体浇在筋体和路基填料的交接处，使其二者可以固定。 [0035] 本发明的工作原理：首先在既有挡墙外侧填筑拼宽路基，填筑完后进行钻孔加筋操作，通过驱动电机13驱动拼接工装行进，到达新旧路基衔接面附近处时停下，同时和车体12底部紧固连接的支撑柱14放下，支撑柱14底面和地面接触，用于固定拼接工装，在拼接工装启动后，搅拌注浆机构3也启动，混合桶33内的搅拌轴杆32通过搅拌电机34驱动，带动两队搅拌叶轮31开始旋转，对水和水泥进行搅拌混合，钻孔加筋机构2开始钻孔加筋操作，先是钻孔装置21进行钻孔，通过第一液压缸2121和第二液压缸2122的伸缩来控制第一钻杆 2111和第二钻杆2112的方向和角度，移动到预定位置后，气缸215驱动活塞杆216前进，活塞杆216远离气缸215的一端和旋转电机213连接，旋转电机213和第二钻杆2112通过滑槽连接，因此在气缸215驱动活塞杆216前进时旋转电机213沿着滑槽方向前进，带动路基钻头 214向新路基靠近老路基一侧进行钻孔操作，完成后，气缸215驱动活塞杆216后退，带动旋转电机213和路基钻头214后退远离路基，加筋装置22用于将筋体放置到钻孔装置21钻好的孔洞中，人工将筋体放置到加筋夹环222中后，加筋杆221改变角度和方向，加筋夹环222通过电机驱动旋转，使得其位置为上下开口的圆环，筋体为竖直方向，便于插入到钻孔装置21钻好的孔洞中，放置完成后，输送泵35将混合桶33中搅拌好的浆体通过注浆管道36从注浆喷嘴37处喷出，浇在筋体和新路基的交接处，使其二者固定。 [0036] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。 [0037] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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