一种混凝土衬砌管片智能化预制设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种混凝土衬砌管片智能化预制方法，涉及建筑工程施工技术领域。本发明专利技术结合管片生产线各种设备的使用功能，对管片智能化预制设备进行自动化、智能化功能设计，通过设备之间的合理布置及配套作业，形成地铁管片自动化、智能化流水生产线，并实现地铁管片的流水生产作业，提高生产效率，保证产品质量；研发了地铁管片生产信息化系统，实现多种产品型号、多条流水线、多个堆场以及终端设备之间数据同步，实现管片预制生产信息数据的可追溯性，提高管理质量。提高管理质量。提高管理质量。

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土衬砌管片智能化预制设备及方法


[0001]本专利技术公开了一种混凝土衬砌管片智能化预制设备及方法，涉及建筑工程施工


技术介绍

[0002]目前，国内外地铁建设绝大多数采用盾构法施工，管片是盾构法施工的隧道结构衬砌主体，对于整个隧道的质量和使用寿命起着关键作用。国内外管片预制技术主要有固定模具法和流水生产线法。虽然预制工艺已经相对成熟，但需要大量的劳动力且劳动强度大，管片生产过程中智能化和信息化水平不高，对管片预制安全、质量、工期、成本有较大影响。
[0003]固定模具法生产：模具位置相对固定；混凝土浇筑采用起重设备配以混凝土料斗进行；混凝土采用震动棒振捣密实；成型后，加养护罩或养护盖进行蒸汽养护；管片出模后直接入池养护或喷淋养护；日生产循环1
‑
2次。
[0004]流水生产线法生产：按照工艺流程，各作业工序位置固定；模具在生产线上有规律地按节拍流动，形成流水生产线；混凝土浇筑采用浇筑系统进行；混凝土采用震动台或震动棒振捣密实；成型后，加养护罩或养护盖或养护窑进行蒸汽养护；管片出模后直接入池养护或喷淋养护；日生产循环2
‑
3次。
[0005]国内建设地铁的城市都建有相配套的管片厂，管片厂有着占地面积广、数量多等特点。又因为盾构线形、地质状况以及工艺技术等影响，管片在设计时就较为繁杂，其品种、数量、规格极其繁多，并且管片厂大部分采用的是人工管理，管理效率较低，人员投入较大。
[0006]很多管片厂已经意识到管片生产人工管理的局限性，主要问题为原材料消耗、库存不明，过程纸质资料种类繁多极容出错，质量问题无法真实追溯，生产计划无法有效控制现场生产，产品库存、发运型号、数量不准确等。
[0007]申请号为CN201110394498.0的专利技术专利申请公开了一种混凝土衬砌管片节能环保生产方法,在混凝土浇筑后进行干湿热养护，所述干湿热养护在封闭养护窑内完成，其养护过程包括：静养、升温、恒温、降温四个阶段，本专利技术各工序之间衔接紧密、顺畅，其中干湿热养护，由于工艺方法的创新，直接造成了养护时间的大大缩短，较传统蒸汽养护恒温4 小时、总养护时间8
‑
10小时大大加快了速度，而静置降温，则让管片混凝土进行二次养护，充分降温，避免内应力引起质量缺陷，提高了产品质量，对保证混凝土管片长期安全使用提供有力支持。该申请公开了管片在养护窑内的干湿热养护方法，但该方法实施中，由于养护温度由通入养护窑管道的蒸气量决定，且常规控制蒸气量的阀门由人工操作控制，存在养护温度控制不精确、温度波动范围大等问题，造成该过程的智能化管控程度偏低。

技术实现思路

[0008]为了解决上述问题，本专利技术公开了一种混凝土衬砌管片智能化预制设备及方法，结合管片生产线各种设备的使用功能，对管片智能化预制设备进行自动化、智能化功能设
计，通过设备之间的合理布置及配套作业，形成地铁管片自动化、智能化流水生产线，并实现地铁管片的流水生产作业，提高生产效率，保证产品质量；研发了地铁管片生产信息化系统，实现多种产品型号、多条流水线、多个堆场以及终端设备之间数据同步，实现管片预制生产信息数据的可追溯性，提高管理质量。
[0009]本专利技术采用的技术方案如下：
[0010]本专利技术公开了一种混凝土衬砌管片智能化预制设备，包括管片模具，所述混凝土衬砌管片智能化预制设备包括PLC自动控制系统、干湿热养护控制系统、混凝土立体交叉运输系统、变频气动震动台和空中翻转真空吸盘；所述PLC自动控制系统集生产线模型传动自动控制、横移小车自动控制、生产线运行监控以及干湿热养护自动控制于一体，PLC自动控制系统集中生产线模型传动自动控制、横移小车自动控制、生产线运行监控以及干湿热养护自动控制参数，实现自动运行和自动故障诊断；PLC自动控制系统包括上层服务器和底层 PLC，完成管片模具生产温度条件和现场录像监控记录，实现生产的可追溯性；所述干湿热养护控制系统和混凝土立体交叉运输系统集成于PLC自动控制系统内。
[0011]进一步地，干湿热养护控制系统包括程序软件、电磁阀、传感器和翅片管散热器，干湿热养护系统管片养护包括静养、升温、恒温和降温四个阶段，管片养护在养护窑内完成，养护窑在不同阶段划分并分隔为不同的区域，每一个养护区域内设置至少一套独立的养护系统。
[0012]进一步地，所述变频气动震动台包括气压式震动器，气动顶升装置和夹紧装置，所述气动顶升装置将模具与生产线上的轨道脱离，降低震动时模具与顶升架之间的撞击，所述夹紧装置传递震动力，使模具在震动时产生位移。
[0013]进一步地，混凝土立体交叉运输系统包括混凝土运输料斗、支架、轨道和控制系统，混凝土立体交叉运输系统与模具输送、流水线的流水作业相互独立设置，且对位浇筑工位准确。
[0014]本专利技术公开了一种混凝土衬砌管片智能化预制设备的使用方法，包括以下步骤：
[0015]PLC集中控制步骤：模具在生产线上按设定的节拍沿轨道自动运行，按次序进入生产线和养护线的各工位；实行定人定岗的工序细分，操作工人在规定时间内独立完成工作；使用PLC自动温度控制实施蒸汽养护窑的升温、恒温、降温分段控制，并实时对各养护阶段进行温度控制；在上层服务器和底层PLC的协调下，完成管片生产温度条件和现场录像监控记录任务；
[0016]管片养护步骤：通过程序软件、电磁阀、传感器形成的自动温度控制系统实现管片养护的静养、升温、恒温和降温四个阶段；(1)加热电磁阀的启动：由温度传感器将检测的环境温度自动输入PLC自动控制系统，PLC自动分析、对比，然后关闭制冷电磁阀，排空翅片管散热器内的冷水，开启加热电磁阀，注入热水加热升温；(2)制冷电磁阀的启动：由温度传感器将检测的环境温度自动输入PLC自动控制系统，PLC自动分析、对比，然后关闭加热电磁阀，排空翅片管散热器内的热水，开启制冷电磁阀，注入冷水制冷降温；(3)补湿电磁阀的启动：由湿度传感器将检测的环境湿度自动输入PLC自动控制系统，PLC自动分析、对比，然后开启补湿电磁阀，加湿器补湿；
[0017]震动台震动步骤：每座震动台配置若干台气压式震动器，气压式震动器变频功率为 60
‑
75Hz，震动时根据下料的多少，通过变频调整激震力完成震动工序，震动时间为
5min；
[0018]混凝土立体交叉运输步骤：混凝土立体交叉运输系统集成于PLC自动控制系统内，实现视频监控和自动运行，混凝土立体交叉运输系统与模具输送、流水线的流水作业之间相互独立，且对位浇筑工位准确；
[0019]空中翻转真空吸盘出模步骤：管片在真空吸盘真空吸附后，状态指示灯为绿灯时出模、起升、空中自动翻转90度，然后由起重设备直接入水养池立放养护；真空度的识别通过真空泵对吸盘位置抽取真空，真空度满足要求后，指示灯为绿灯，反之则为红灯，同时运行过程中采用警报声提醒。
[0020]进一步地，所述管片养护步骤中，干湿热养护过程参数设置为：静养(环境温度30℃
±...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混凝土衬砌管片智能化预制设备，包括管片模具，其特征在于，所述混凝土衬砌管片智能化预制设备包括PLC自动控制系统、干湿热养护控制系统、混凝土立体交叉运输系统、变频气动震动台和空中翻转真空吸盘；所述PLC自动控制系统集生产线模型传动自动控制、横移小车自动控制、生产线运行监控以及干湿热养护自动控制于一体，PLC自动控制系统集中生产线模型传动自动控制、横移小车自动控制、生产线运行监控以及干湿热养护自动控制参数，实现自动运行和自动故障诊断；PLC自动控制系统包括上层服务器和底层PLC，完成管片模具生产温度条件和现场录像监控记录，实现生产的可追溯性。2.根据权利要求1所述的混凝土衬砌管片智能化预制设备，其特征在于，所述管片智能化预制设备采用干蒸代替湿蒸，建立干湿热养护系统；所述干湿热养护系统包括静养、升温、恒温和降温四个阶段，满足管片养护窑每一个养护区域内至少一套独立的养护系统要求；所述干湿热养护系统采用自动温控装置，通过程序软件、电磁阀、传感器和翅片管散热器，显示实时温度，并与系统中预先设置的标准值温度进行对比调差，实现养护温度的自动调控。3.根据权利要求1所述的混凝土衬砌管片智能化预制设备，其特征在于，所述变频气动震动台包括气压式震动器，气动顶升装置和夹紧装置，每座震动台配置若干台气压式震动器，气压式震动器变频功率为60
‑
75Hz。4.根据权利要求1所述的混凝土衬砌管片智能化预制设备，其特征在于，混凝土立体交叉运输系统基于混凝土搅拌站系统，包括混凝土运输料斗、支架、轨道和控制台，通过高空架设滑动轨道，利用运输料斗及控制台，实现混凝土浇筑工位准确、下料方量适宜，减少灌注工序中混凝土的损耗。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的混凝土衬砌管片智能化预制设备的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：PLC集中控制步骤：模具在生产线上按设定的节拍沿轨道自动运行，按次序进入生产线和养护线的各工位；实行定人定岗的工序细分，操作工人在规定时间内独立完成工作；使用PLC自动温度控制实施蒸汽养护窑的升温、恒温、降温分段控制，并实时对各养护阶段进行温度控制；在上层服...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建申，朱江，刘刃，马伟，邹俊，雷勇，王长勇，赖佳兵，王江，张家均，辛勤兵，龙中祥，曹亮，马妍，何猛，张明威，贺志翔，罗强，钟解，刘思阳，
申请(专利权)人：中铁八局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：