水泥混凝土路面伸缩缝钢筋置入机 【技术领域】
本发明涉及水泥混凝土路面施工机械。
背景技术
交通的迅速发展，特别是高速重载车辆的大量出现，对道路提出了更高的要求。传统的水泥(混凝土)路面施工方法施工的水泥路面在板块和板块的伸缩缝处经常会出现错台和断板现象，严重影响了水泥路面的使用性能和寿命。经过许多水泥路面专家的长期反复试验论证，得出一致的结论：要避免水泥路面的这种缺陷，需要改进传统的水泥路面施工工艺，即在水泥路面的板块之间增加纵向传力杆(钢筋)和横向传力杆(钢筋)。当相邻的水泥板块出现不同程度的沉降时，由于纵向传力杆和横向传力杆的存在，可以减小它们之间的相对沉降，使路面维持原有状态，从而延长了路面的使用寿命。
横向传力杆的插入设备已经得到了很好的解决，而纵向传力杆的插入一直没有得到很好的解决。现在使用的主要方法是：(一)人工植入，这种方法也是现阶段我国主要采用的方法。这种方法是人工预先编织好钢筋笼子，放置到路面需要安置纵向传力杆的位置，然后再铺筑路面。人工植入的主要缺点是：需要大量的人力、物力和时间，并且还不能保证植入钢筋水平和竖直位置的准确程度；(二)摊铺机自带装置植入，这种方法在国外的CMI和WIRTGEN公司已经采用。这种方法是在摊铺机上装有一套纵向传力杆插入器，该设备在施工幅度6m以下路面时质量较好，但在施工路幅为6m以上的路面时，当插入器工作时，需要消耗大量的功率，摊铺机会出现动力不足的现象，并且影响到摊铺机的正常摊铺，破坏了稳定匀速摊铺的平衡条件，从而导致铺筑路面的平整度下降。并且该种装置的价格昂贵。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，设计水泥混凝土路面伸缩缝钢筋置入机，它可以独立施工，不受摊铺机摊铺速度限制，不影响摊铺机的动力；且工作速度快、对纵向传力杆(钢筋)压入位置和深度准确，可适用较宽路面，压入纵向传力杆后能保持路面和边缘形状完好。
本发明的技术解决方案是，所述水泥混凝土路面伸缩缝钢筋置入机有左端架和右端架，前横梁和后横梁的两端分别同所述左端架和右端架的两端对应连接而构成机架，其结构特点是，所述左端架和右端架两侧分别装有轮柱，所述轮柱的下端经液压油缸同履带行走机构连接，所述各液压油缸与相应左端架、右端架之间设有转向油缸，位于所述前横梁和后横梁之间的压入机构横梁的两端分别经相应的液压油缸同所述左端架和右端架对应连接，该压入机构横梁的底部沿其长度方向装有至少两组并列的压入机构，每组压入机构由装有高频振动器的构架和装在该构架底部且至少为前、后两排和左、右两列的压叉组成，发动机和分别位于其两端与之连接的液压泵站、发电机通过支撑板和连接杆安装在前横梁的外侧，重型挫平梁的顶部通过液压油缸和两根连接杆铰接在后横梁的外侧。
以下做出进一步说明。
如图1至图4所示，本发明有左端架5和右端架26(参见图2)，前横梁27和后横梁2的两端分别同所述左端架5和右端架26的两端对应连接而构成机架，其结构特点是，所述左端架5和右端架26两侧分别装有轮柱29(参见图3)，所述轮柱29的下端经液压油缸30同履带行走机构15连接，所述各液压油缸30与相应左端架5、右端架26之间设有转向油缸3，位于所述前横梁27和后横梁2之间的压入机构横梁7的两端分别经相应的液压油缸1、32同所述左端架5和右端架26对应连接(参见图2)，该压入机构横梁7的底部沿其长度方向装有至少两组并列的压入机构33(参见图1、图4)，每组压入机构33由装有高频振动器6的构架和装在该构架底部且至少为前、后两排和左、右两列的压叉9组成(参见图1)，发动机16和分别位于其两端与之连接的液压泵站8、发电机17通过支撑板36和连接杆35安装在前横梁27的外侧，重型挫平梁4的顶部通过液压油缸28和两根连接杆20、34铰接在后横梁2的外侧(参见图2)。
参见图5，在传力杆轨道46上的贯通槽47一侧设置一个由横置弹簧39顶起且上侧铰接在该贯通槽47侧边上的摆动活门40；当传力杆18未受到压叉9作用时，该摆动活门40不打开，传力杆18不会掉下；而当其受到压叉9向下的压力时，则会克服弹簧39的张力使摆动活门40打开，传力杆18随压叉9的下压而通过所述贯通槽47，并随压叉9继续运动，最后压入水泥混凝土中。
还可在小车轨道19上设置一传力杆放置小车10(参见图5)，其上装有相应数量的传力杆(钢筋)18，该小车10同装在所述机架上的卷扬机的钢索相连接，而可由其牵引在小车轨道19上实现由左向右或由右向左的往复运动。
参见图6，为了使传力杆压入施工中保持水泥混凝土路面及边缘的平整，可在小车轨道19的左、右两侧分别设置边模板收放机构。该机构的组成是，液压油缸13的缸体后端同机架(左端架5或右端架26)相铰接，而其活塞前端经铰接销23同一弯臂连接件25的弯折部相铰接该弯臂连接件25的一个臂前端22同机架相铰接而另一个臂前端24同边模板14的背面相铰接。当液压油缸13的活塞伸出至图6中实线位置时，则边模板14设置为施工状态；而其为该图中虚线位置时，则边模板14为收回状态。
履带行走机构15可采用已有技术结构。
参见图7，履带行走机构15的一种实施例结构是，液压马达42的液压油管路同所述液压泵站8连接构成工作回路，该液压马达42的动力轴同履带行走机构15中的行星轮边减速器43的动力输入轴连接，所述行星轮边减速器43的动力输出轴同履带驱动轮45连接，该履带驱动轮45的轮齿同履带内表面的从动齿相啮合；其工作原理是，液压泵站8来的动力，到达液压马达42，液压马达42驱动行星轮边减速器43，再驱动履带行走机构的驱动轮45，最后，驱动履带44，实现履带行走机构的行走。该设备行走时通过控制机架两侧的转向油缸3使四条履带行走机构15发生不同的角度偏转，从而实现转向。
本发明的工作原理和过程是：
第一步：通过分别调节四个轮柱的液压油缸的高度，将压入机构的工作装置相对于已铺好的路面平行放平，并调整好整个装置与已铺好的路面的相对高度。
第二步：水泥混凝土路面伸缩缝钢筋置入机由液压泵、马达和减速器提供驱动力。行走时速度约为4.5m/min，而滑模摊铺机的工作速度约为1.5m/min，这样可以保证压入机有足够的工作时间；当压入机行走到需要放置纵向传力杆的位置时，泵和马达停止工作，停止在工作位置处。
第三步：通过分别调节四个轮柱液压油缸的伸缩，将重型挫平梁放到已经成形的路面上，并保证与路面形状的一致。
第四步：启动液压油缸13放下边模板，浮动边模板可以与不同的路边缘的形状适应，确保边模板在压紧的过程中不会损坏已经铺筑好的路边缘，并且可以保证已铺好路边缘形状的完好。
第五步：在机器行走和调试的过程中，可由人工在传力杆放置小车10的钢筋笼子中放入相应数量的钢筋(传力杆)，小车通过卷扬机的带动，作横向行走，在从左边向右边行驶过程中，遇到一个钢筋放置位置时，会自动掉下一根钢筋，直至运动到最右边，刚好每一个放钢筋的位置都有一根钢筋。随后小车又在卷扬机的带动下回到最左端。
第六步：压入机构在液压油缸1、32的带动下向下运动，当其压叉9将钢筋压到混凝土的表面时，其上的高额振动器6开始振动，钢筋(传力杆)在振动器的作用力和液压缸的作用力下被压到已铺好混凝土路面厚度的一半位置(可压入深度由行程开关控制)，然后压入机构的油缸提升，压入机构回到原来位置。
第七步：在压入的过程完成后，整个压入机向前行走，重型挫平梁在路面上拖行大约1.5米的距离，消除传力杆压入位置的路面的不平整度。
第八步：工作结束后，各个工作装置回复原位，该设备行驶到下一个工作位置，进行下一个循环的工作。
由以上可知，本发明为一种水泥混凝土路面伸缩缝钢筋置入机，其特点有：
(1)该设备设计为自带动力的结构，克服了传统的传力杆压入设备与摊铺机装在一起，传杆压入工作时，摊铺机动力不足的缺点。该设备可以独立施工，不受摊铺机摊铺速度的限制。
(2)该设备工作速度快，整个过程约需60秒，可以与滑模摊铺机配合作业，能够保证水泥混凝土路面的正常施工。
(3)该设备进行的纵向传力杆压入过程是在摊铺路面之后，可以保证纵向拉力杆压入位置和深度的准确性，偏差不大于5mm，相对于在摊铺路面之前预放置纵向拉力杆机械的放置位置和深度精确度要高很多。
(4)该设备左右两侧行走履带的宽度和距离与水泥混凝土滑模式摊铺机两侧履带的宽度和距离一致，在运行过程中不需要另外铺设模板或为行走机构铺设道路，就能保证该设备的正常运行。
(5)该设备自带发动机，通过发电机和液压泵站驱动各工作装置的工作。
(6)该设备带重型挫平梁，可消除传力杆压入路面以后对路面平整度和粗糙度的影响。
(7)该设备装有浮动边模板，可以与不同的路边缘的形状适应，确保边模板在压紧的过程中不会损坏已经铺筑好的路边缘，并且可以保证已铺好路边缘形状的完好。
(8)可采用反变形梁结构，消除了梁的挠度变形对整个工作装置平行度的影响。
【附图说明】
图1是一种实施例正视结构示意图(带局部剖视)；
图2是图1所示装置的俯视结构图；
图3是图1所示装置的左视结构图；
图4是图1中A-A向视图；
图5是传力杆放置小车的一种实施例结构；
图6是边模板收放装置的一种实施例结构。
图7是履带行走机构的一种实施例结构示意图。
在图中：
1、32-液压油缸， 2-后横梁，
3-转向油缸， 4-挫平梁，
5-左端架， 6-高频振动器，
7-压入机构横梁， 8-液压泵站，
9-压叉， 10-传力杆放置小车，
13-液压油缸， 14-边模板，
15-履带行走机构， 16-发动机，
17-发电机， 18-传力杆(钢筋)，
19-小车轨道， 20-连杆，
21-水泥混凝土路面， 22-臂前端，
23-铰接销， 24-臂前端，
25-弯臂连接件， 26-右端架，
27-前横梁， 28-液压油缸
29-轮柱， 30-液压油缸，
33-压入机构， 34-连杆，
35-连接杆， 36-支撑板，
39-弹簧， 40-摆动活门，
42-液压马达， 43-行星轮边减速器，
44-履带， 45-履带驱动轮，
46-传力杆轨道， 47-贯通槽。
【具体实施方式】
按照附图及上述结构的本发明装置，前横梁27和后横梁2两端分别同左端架5和右端架26连接构成机架，左端架5和右端架26上分别装有轮柱29，轮柱29的下端经液压油缸30同履带行走机构15连接，位于前、后横梁27、2之间的压入机构横梁7的两端分别经一只液压油缸1或32同左端架5和右端架26相连接，该横梁7上装有五组并列的压入机构33，每组压入机构33由装有高频振动器6的构架和装在该构架底部且为前、后两排和左、右两列的压叉9组成，贯通槽47一侧设有一个由横置弹簧39顶起且上侧铰接在槽侧边上的摆动活门40。重型挫平梁4的顶部通过液压油缸28和两根连接杆20、34铰接在后横梁2的外侧。左、右两侧各设有边模板收放机构，其结构是，两只液压油缸13的缸体后端同机架相铰接而其活塞前端经铰接销23同一弯臂连接25的弯折部相铰接，该弯臂连接件25的一个臂前端22同机架相铰接而另一个臂前端24同边模板14的背面相铰接。履带行走机构15的结构是，液压马达42的液压油管路同装在机架上的液压泵站41连接构成工作回路，该液压马达42的动力轴同履带行走机构15中的行星轮边减速器43的动力输入轴连接，所述行星轮边减速器43的动力输出轴同履带驱动轮45连接，该履带驱动轮45的轮齿同履带内表面的从动齿相啮合；驱动履带44，实现履带行走机构的行走。
设备的主要评价指标
(1)插入传力杆后的路面和传力杆的评价指标： 评价指标 数值 插入纵向传力杆后路面的平整度 5mm 传力杆的插入深度误差 ±10mm 传力杆插入后水平面内倾斜误差 ±0.5° 传力杆插入后垂直面内倾斜误差 ±1° 两组传力杆之间的间隔距离误差 (可根据具体施工的要求调整) ±100mm 一组传力杆中相邻两根之间的距离误差 ±5mm 最边缘一根传力杆距路面边缘距离误差 ±10mm
(2)传力杆插入装置的考核指标： 传力杆装置就位和调整时间 ≤1min 整个传力杆装置的工作时间 ≤1min