一种曲面桥面桥梁混凝土激光提浆整平机的制作方法

本发明涉及混凝土桥梁桥面整平设备技术领域，尤其涉及一种曲面桥面桥梁混凝土激光提浆整平机。

背景技术：

随着火车速度的大幅提升，对铁路桥梁尤其高铁桥梁对力学性能、桥面精度的要求越来越高，混凝土浇筑工艺也有了极大改进；目前常用的一种工艺是，在模具的钢纤维网内部沿桥梁的长度方向上设置多根胀拉钢筋，在混凝土浇筑完成初始，桥面沿长度方向上的截线常设计成口朝上的二次函数抛物线，且不同长度的桥梁抛物线的深度不同，因此桥面是二次抛物曲面；混凝土浇筑结束并凝固后，使用胀拉液压顶拉紧胀拉钢筋，桥面在胀拉钢筋的作用下向上抬起成为一个平面，从而使桥梁在获得良好的力学性能的基础具有一个平面桥面；浇筑使用的混凝土主材料是“速干水泥”，而截面宽度达到10米左右的桥面整平必须在一台整平机的一个行程内完成；使用上述工艺的难点是：大宽度、二次抛物曲面桥面的一次高精度成型。

各种工程上所使用比较先进的整平机是激光整平机，激光整平机是一种以发射器发射的激光为基准平面，通过整平机上的激光接收器控制整平头，进而实现混凝土高精度、快速整平的设备；但这些整平机所形成的表面均是平面，且由于设备体积要求的限制，部分整平机的整平宽度受限，需要多个行程才能完成大平面的整平，不能满足上述工艺的要求；目前这种工艺的实施，以人工操作实现曲面桥面成型，桥面精度难以保证；目前还未见到曲面桥面桥梁混凝土激光提浆整平机的公开应用及相关公开文献。

因此，有必要提供一种曲面桥面桥梁混凝土激光提浆整平机解决上述技术问题。

技术实现要素：

本发明提供一种曲面桥面桥梁混凝土激光提浆整平机，解决了整平机所形成的表面均是平面，且由于设备体积要求的限制，部分整平机的整平宽度受限，需要多个行程才能完成大平面的整平的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的曲面桥面桥梁混凝土激光提浆整平机，包括：

移动桁架、悬架、连接支座、减振支架；

两个高度控制液压缸，两个所述高度控制液压缸的缸体分别安装于移动桁架上；

角度控制液压缸，所述角度控制液压缸的缸体通过一个关节销轴与安装于移动桁架上的关节支座相联接，两个所述高度控制液压缸的下活塞杆的下端和所述角度控制液压缸活塞杆的下端分别装有关节轴承，三个关节轴承分别通过三个关节销轴与安装于悬架上的三个关节支座相连接；

整平辊a，所述整平辊a外侧的一端装有带座轴承b，内侧一端装有与带座轴承b同轴线的带座轴承a，所述带座轴承a安装于连接支座的一侧上；

液压马达，所述液压马达安装于连接支座的另一侧，且所述液压马达与整平辊a同轴线固联，所述连接支座与带座轴承b均安装于悬架上；

三个液压伺服阀，三个所述液压伺服阀分别安装于两个高度控制液压缸和角度控制液压缸的缸体上，所述移动桁架的中部均分别安装有液压泵站和控制器；

所述液压泵站通过十根液压软管分别与三个液压伺服阀、两个液压马达连接；

激光扫平仪，所述激光扫平仪通过扫平仪支架固定于模具上；

两个激光接收位移传感器，两个所述激光接收位移传感器分别安装于高度控制液压缸的活塞杆的上端；

激光测距仪，所述激光测距仪安装于移动桁架上，与其所发射激光对应的模具位置上，并且通过反射板支架安装有激光反射板；

倾角传感器，所述倾角传感器安装于悬架的中部任一位置；

两个减速电机，两个所述减速电机分别安装于移动桁架的两端，两个所述减速电机的输出轴均固联有双排链轮；

四个导向驱动轮，四个所述导向驱动轮分为两组，每组两个，分别设置于移动桁架的两端，四个所述导向驱动轮均通过两个带座轴承c安装于移动桁架上，每个导向驱动轮的输入端上均固联有双排链轮；

抹平刮板，所述抹平刮板安装于悬架的下表面和整平辊b的后面之间；

提浆振动板，所述提浆振动板通过八个橡胶减振器联接于四个减振支架上，所述减振支架通过十二个橡胶减振器安装于悬架上；

三个振动电机，三个所述振动电机均安装于提浆振动板的上表面；

可以满足大宽度、二次抛物曲面桥面的一次高精度成型，成型过程自动化控制，有效提高施工质量和效率、节省人力资源；

两个高度控制液压缸和角度控制液压缸能够分别相对悬架绕关节销轴的轴线往复转动，进而使得悬架相对移动桁架上下往复移动或往复转动；

在液压马达的驱动下，整平辊a能够绕其轴线自转；整平辊b及其安装与整平辊a完全相同，整平辊a与整平辊b一前一后交错布置在悬架的下方；

三个液压伺服阀分别安装在个高度控制液压缸和角度控制液压缸的缸体上，控制活塞的位移量和运动速度；

接收激光扫平仪发出的激光并分别检测个高度控制液压缸的活塞位移量；

两个减速电机通过两个链条a、两个链条b、六个双排链轮将动力传给两组导向驱动轮，使两组导向驱动轮能够沿着固定在模具上的两根导轨向前或向后移动。

优选的，所述悬架及其上安装的整平辊a、整平辊b、抹平刮板、提浆振动板，通过高度控制液压缸、角度控制液压缸，相对移动桁架上下往复移动或往复转动，所述移动桁架由减速电机通过双排链轮、链条a、链条b驱动导向驱动轮在直线型的导轨上向前或向后行走。

优选的，所述激光接收位移传感器接收所述激光扫平仪发射的激光，并能够检测到各高度控制液压缸的活塞位移量，以及所述整平辊a、整平辊b、抹平刮板、提浆振动板沿高度方向的位移量，所述激光接收位移传感器将检测到的高度方向位移数据反馈给控制器。

优选的，所述激光测距仪发出的激光射到激光反射板并接收被激光反射板反射回的激光，检测到整平机的行走位移量，并将检测到的行走位移数据反馈给控制器。

优选的，所述倾角传感器检测所述悬架的倾角数据，并且反馈给控制器。

优选的，所述控制器预先输入二次抛物线控制程序，通过激光接收位移传感器反馈的高度方向位移数据、激光测距仪反馈的行走位移数据、倾角传感器反馈的倾角数据，并且控制三个液压伺服阀，进而通过高度控制液压缸、角度控制液压缸，使悬架及其上安装的整平辊a、整平辊b、抹平刮板、提浆振动板保持水平状态并沿着控制程序的理论二次抛物线轨迹行走，形成闭环自动控制。

优选的，所述抹平刮板的底面由一个斜面a和一个水平面b组成，两个面的夹角为20-40°。

优选的，所述提浆振动板由半圆管和槽体焊接而成，所述浆振动板的底面由一个斜面c和一个水平面d组成，两个面的夹角为2°，所述提浆振动板由其上安装的振动电机驱动，高频振动实现混凝土提浆、终整平。

优选的，所述整平辊a与所述整平辊b等高，其外圆最下端母线高于抹平刮板底部水平面，二者距离a为2.5mm，并且所述抹平刮板底部水平面高于提浆振动板底部水平面，二者距离b为5mm，切浇灌的混凝土高度高于整平辊a与整平辊b外圆最下端母线10mm。

优选的，所述整平辊a的角速度ω1与所述整平辊b的角速度ω2相等、方向相同，其在外圆最下端母线处的角速度方向与整机行走方向v同向。

与相关技术相比较，本发明提供的曲面桥面桥梁混凝土激光提浆整平机具有如下有益效果：

本发明提供一种曲面桥面桥梁混凝土激光提浆整平机，通过悬架及其上安装的整平辊a、整平辊b、抹平刮板、提浆振动板保持水平状态并沿着控制程序的理论二次抛物线轨迹行走，形成闭环自动控制，实现桥面初整平，并且通过提浆振动板由其上安装的振动电机驱动，高频振动实现混凝土提浆、终整平，通过使用曲面桥面桥梁混凝土激光提浆整平机，集曲面成型，整平，提浆为一体，成型过程自动化控制，解决了大宽度，二次抛物曲面桥面的一次高精度成型，有效提高施工质量和效率，节省人力资源。

附图说明

图1为本发明提供的曲面桥面桥梁混凝土激光提浆整平机的第一实施例的结构示意图；

图2为曲面桥面桥梁混凝土激光提浆整平机的后视图；

图3为曲面桥面桥梁混凝土激光提浆整平机的立体图；

图4为导向行走传动原理图；

图5为整平辊安装布置原理图；

图6为振动提浆板安装原理图；

图7为抹平刮板截面图；

图8为抹平刮板外形图；

图9为振动提浆板侧面视图；

图10为振动提浆板外形图；

图11为整平辊、抹平刮板、振动提浆板安装布置原理图；

图12为即将完成整平工作的状态原理图；

图13为本发明提供的曲面桥面桥梁混凝土激光提浆整平机的第一实施例的结构示意图。

图中标号：1、移动桁架，2、高度控制液压缸，3、关节轴承，4、关节销轴，5、关节支座，6、角度控制液压缸，7、悬架，8、整平辊a，9、整平辊b，10、连接支座，11、液压马达，12、带座轴承a，13、带座轴承b，14、液压伺服阀，15、液压泵站，16、液压软管，17、激光扫平仪，18、扫平仪支架，19、激光接收位移传感器，20、激光测距仪，21、激光反射板，22、反射板支架，23、倾角传感器，24、控制器，25、减速电机，26、双排链轮，27、导向驱动轮，28、带座轴承c，29、链条a，30、链条b，31、导轨，32、抹平刮板，33、提浆振动板，34、减振支架，35、橡胶减振器，36、振动电机，37、升降结构，371、套筒，372、螺纹套，373、丝杆，374、滑动板、38安装板、39安装槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

第一实施例

请结合参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12，其中，图1为本发明提供的曲面桥面桥梁混凝土激光提浆整平机的第一实施例的结构示意图；图2为曲面桥面桥梁混凝土激光提浆整平机的后视图；图3为曲面桥面桥梁混凝土激光提浆整平机的立体图；图4为导向行走传动原理图；图5为整平辊安装布置原理图；图6为振动提浆板安装原理图；图7为抹平刮板截面图；图8为抹平刮板外形图；图9为振动提浆板侧面视图；图10为振动提浆板外形图；图11为整平辊、抹平刮板、振动提浆板安装布置原理图；图12为即将完成整平工作的状态原理图。曲面桥面桥梁混凝土激光提浆整平机包括：

移动桁架1、悬架7、连接支座10、减振支架34；

两个高度控制液压缸2，两个所述高度控制液压缸2的缸体分别安装于移动桁架1上；

角度控制液压缸6，所述角度控制液压缸6的缸体通过一个关节销轴4与安装于移动桁架1上的关节支座5相联接，两个所述高度控制液压缸2的下活塞杆的下端和所述角度控制液压缸6活塞杆的下端分别装有关节轴承3，三个关节轴承3分别通过三个关节销轴4与安装于悬架7上的三个关节支座5相连接；

整平辊a8，所述整平辊a8外侧的一端装有带座轴承b13，内侧一端装有与带座轴承b13同轴线的带座轴承a12，所述带座轴承a12安装于连接支座10的一侧上；

液压马达11，所述液压马达11安装于连接支座10的另一侧，且所述液压马达11与整平辊a8同轴线固联，所述连接支座10与带座轴承b13均安装于悬架7上；

三个液压伺服阀14，三个所述液压伺服阀14分别安装于两个高度控制液压缸2和角度控制液压缸6的缸体上，所述移动桁架1的中部均分别安装有液压泵站15和控制器24；

所述液压泵站15通过十根液压软管16分别与三个液压伺服阀14、两个液压马达11连接；

激光扫平仪17，所述激光扫平仪17通过扫平仪支架18固定于模具上；

两个激光接收位移传感器19，两个所述激光接收位移传感器19分别安装于高度控制液压缸2的活塞杆的上端；

激光测距仪20，所述激光测距仪20安装于移动桁架1上，与其所发射激光对应的模具位置上，并且通过反射板支架22安装有激光反射板21；

倾角传感器23，所述倾角传感器23安装于悬架7的中部任一位置；

两个减速电机25，两个所述减速电机25分别安装于移动桁架1的两端，两个所述减速电机25的输出轴均固联有双排链轮26；

四个导向驱动轮27，四个所述导向驱动轮27分为两组，每组两个，分别设置于移动桁架1的两端，四个所述导向驱动轮27均通过两个带座轴承c28安装于移动桁架1上，每个导向驱动轮27的输入端上均固联有双排链轮26；

抹平刮板32，所述抹平刮板32安装于悬架7的下表面和整平辊b9的后面之间；

提浆振动板33，所述提浆振动板33通过八个橡胶减振器35联接于四个减振支架34上，所述减振支架34通过十二个橡胶减振器35安装于悬架7上；

三个振动电机36，三个所述振动电机36均安装于提浆振动板33的上表面；

通过使用曲面桥面桥梁混凝土激光提浆整平机，集曲面成型，整平，提浆为一体，成型过程自动化控制，解决了大宽度，二次抛物曲面桥面的一次高精度成型，有效提高施工质量和效率，节省人力资源；

两个高度控制液压缸2和角度控制液压缸6能够分别相对悬架7绕关节销轴4的轴线往复转动，进而使得悬架7相对移动桁架1上下往复移动或往复转动；

在液压马达11的驱动下，整平辊a8能够绕其轴线自转；整平辊b9及其安装与整平辊a8完全相同，整平辊a8与整平辊b9一前一后交错布置在悬架7的下方；

三个液压伺服阀14分别安装在两个高度控制液压缸2和角度控制液压缸6的缸体上，控制活塞的位移量和运动速度；

接收激光扫平仪17发出的激光并分别检测两个高度控制液压缸2的活塞位移量；

两个减速电机25通过两个链条a29、两个链条b30、六个双排链轮26将动力传给两组导向驱动轮27，使两组导向驱动轮27能够沿着固定在模具上的两根导轨31向前或向后移动。

所述悬架7及其上安装的整平辊a8、整平辊b9、抹平刮板32、提浆振动板33，通过高度控制液压缸2、角度控制液压缸6，相对移动桁架1上下往复移动或往复转动，所述移动桁架1由减速电机25通过双排链轮26、链条a29、链条b30驱动导向驱动轮27在直线型的导轨31上向前或向后行走。

所述激光接收位移传感器19接收所述激光扫平仪17发射的激光，并能够检测到各高度控制液压缸2的活塞位移量，以及所述整平辊a8、整平辊b9、抹平刮板32、提浆振动板33沿高度方向的位移量，所述激光接收位移传感器19将检测到的高度方向位移数据反馈给控制器24。

所述激光测距仪20发出的激光射到激光反射板21并接收被激光反射板21反射回的激光，检测到整平机的行走位移量，并将检测到的行走位移数据反馈给控制器24。

所述倾角传感器23检测所述悬架7的倾角数据，并且反馈给控制器24。

所述控制器24预先输入二次抛物线控制程序，通过激光接收位移传感器19反馈的高度方向位移数据、激光测距仪20反馈的行走位移数据、倾角传感器23反馈的倾角数据，并且控制三个液压伺服阀14，进而通过高度控制液压缸2、角度控制液压缸6，使悬架7及其上安装的整平辊a8、整平辊b9、抹平刮板32、提浆振动板33保持水平状态并沿着控制程序的理论二次抛物线轨迹行走，形成闭环自动控制，实现桥面初整平。

所述抹平刮板32的底面由一个斜面a和一个水平面b组成，两个面的夹角为20-40°起到刮板和抹平作用，为提浆振动板33提供平整的混凝土表面。

所述提浆振动板33由半圆管和槽体焊接而成，所述浆振动板33的底面由一个斜面c和一个水平面d组成，两个面的夹角为2°，所述提浆振动板33由其上安装的振动电机36驱动，高频振动实现混凝土提浆、终整平，橡胶减振器35起到减振作用，减少浆振动板33的高频振动对其余零部件的影响，并且半圆管和槽体分别为半圆管33-1、槽体33-2。

所述整平辊a8与所述整平辊b9等高，其外圆最下端母线高于抹平刮板32底部水平面，二者距离a为2.5mm，并且所述抹平刮板32底部水平面高于提浆振动板33底部水平面，二者距离b为5mm，切浇灌的混凝土高度高于整平辊a8与整平辊b9外圆最下端母线10mm。

所述整平辊a8的角速度ω1与所述整平辊b9的角速度ω2相等、方向相同，其在外圆最下端母线处的角速度方向与整机行走方向v同向。

本发明提供的曲面桥面桥梁混凝土激光提浆整平机的工作原理如下：

通过激光接收位移传感器19接收激光扫平仪17发射的激光，并能够检测到检测两个高度控制液压缸2的活塞位移量，即整平辊a8、整平辊b9、抹平刮板32、提浆振动板33沿高度方向的位移量；激光接收位移传感器19将检测到的高度方向位移数据反馈给控制器24；

再通过激光测距仪20发出的激光射到激光反射板21并接收被激光反射板21反射回的激光，进而检测到整平机的行走位移量，并将检测到的行走位移数据反馈给控制器24；倾角传感器23检测悬架7的倾角数据并反馈给控制器24。

通过控制器24预先输入二次抛物线控制程序，在工作过程中，通过激光接收位移传感器19反馈的高度方向位移数据、激光测距仪20反馈的行走位移数据、倾角传感器23反馈的倾角数据，控制三个液压伺服阀14，进而通过高度控制液压缸2、角度控制液压缸6，使悬架7及其上安装的整平辊a8、整平辊b9、抹平刮板32、提浆振动板33保持水平状态并沿着控制程序的理论二次抛物线轨迹行走，形成闭环自动控制，实现桥面初整平。

通过整平辊a8的角速度与整平辊b9的角速度大小相等、方向相同，其在外圆最下端母线处的角速度方向与整机行走方向同向，整平辊a8与整平辊b9等高，其外圆最下端母线高于抹平刮板32底部水平面；抹平刮板32底部水平面高于提浆振动板33底部水平面，抹平刮板32的底面由一个斜面a和一个水平面b组成，两个面的夹角为20～40°之间，提浆振动板33由半圆管33-1、槽体33-2焊接而成，浆振动板33的底面一个斜面c和一个水平面d组成，两个面的夹角为2°，提浆振动板33由其上安装的振动电机36驱动，高频振动实现混凝土提浆、终整平。

与相关技术相比较，本发明提供的曲面桥面桥梁混凝土激光提浆整平机具有如下有益效果：

通过悬架7及其上安装的整平辊a8、整平辊b9、抹平刮板32、提浆振动板33保持水平状态并沿着控制程序的理论二次抛物线轨迹行走，形成闭环自动控制，实现桥面初整平，并且通过提浆振动板33由其上安装的振动电机36驱动，高频振动实现混凝土提浆、终整平，通过使用曲面桥面桥梁混凝土激光提浆整平机，集曲面成型，整平，提浆为一体，成型过程自动化控制，解决了大宽度，二次抛物曲面桥面的一次高精度成型，有效提高施工质量和效率，节省人力资源。

第二实施例

请结合参阅图13，基于本申请的第一实施例提供的曲面桥面桥梁混凝土激光提浆整平机，本申请的第二实施例提出另一种曲面桥面桥梁混凝土激光提浆整平机。第二实施例仅仅是第一实施例优选的方式，第二实施例的实施对第一实施例的单独实施不会造成影响。

具体的，本申请的第二实施例提供的曲面桥面桥梁混凝土激光提浆整平机的不同之处在于，所述激光反射板21的底部设置有升降结构37，所述升降结构37包括套筒371，所述套筒371的顶部转动连接有螺纹套372，所述螺纹套372的内部螺纹连接有丝杆373，所述丝杆373的底端贯穿所述套筒371并延伸至所述套筒371的内部，所述丝杆373的顶端固定于所述激光反射板21的底部；

通过手动旋转螺纹套372，可以带动丝杆373上下运动，而丝杆373上下的运动，可以带动激光反射板21上下运动，进行高度的调节，满足了不同高度的使用，提高了激光反射板21的反射效果。

所述套筒371的两侧均滑动连接有滑动板374，两个所述滑动板374的顶部均固定于所述激光反射板21的底部；

通过两个滑动板374上下的滑动，有效的保证了激光反射板21上下运动时的稳定性；

所述套筒371的底部固定连接有安装板38，所述安装板38的顶部的两侧均开设有安装槽39；

安装板38的设置，便于升降结构37的安装，进而便于激光反射板21的安装。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。