一种高架桥路面给排水施工作业装置及施工方法与流程

本发明涉及排水管施工，具体涉及一种高架桥路面给排水施工作业装置及施工方法。

背景技术：

1、高架桥的排水管道安装是其给排水施工的关键环节，首先需要在高架桥的表面开凿沟槽，并在沟槽底部设置若干排水孔，以便安装竖向排水管，排水孔必须贯穿到高架桥的底部，再安装横向排水管，以连接各个竖向排水管，横向排水管则暴露在高架桥的底部，通过竖向排水管，表面的雨水汇集到横向排水管中，从而实现高架桥表面的有效排水。

2、但由于高架桥本身距离地面通常存在一定的距离，而现有技术多采用吊机悬吊的方式安装排水管道，具体的，安装过程中需要操作人员悬吊在高空进行操作，且桥面上需要操作人员配合传递排水管道，不仅需要大量操作人员投入施工，而且操作较为麻烦，此外，上述高空传递管道还存在一定的危险性，如排水管悬吊下方过程中容易对安装人员产生碰撞，且安装工人上方传递水管始终存在砸落的风险。

3、现有技术中提出了一种高架桥路面给排水施工作业方法（公开号为cn116497918b）的中国专利，来解决上述存在的技术问题，该专利文献所公开的技术方案如下：“采用运管小车进行运管和卸管功能，在夹紧机构与旋转顶推机构的协同作用下，相邻水管单元之间在倾斜的承接平台上完成连接，同时可在运管小车前行下配合水管单元的自重力完成卸料操作，且无需施工人员爬至高处进行管道安装，提高了施工的安全性，有利于简化排水管道的安装步骤，有利于进一步提高排水管道的安装效率”。但该方案在实际操作过程中，会相应地带来一些问题：

4、由于需要直接在桥面上开挖用于安装排水管的坑道，且在管道铺设完成后还需要重新回填混凝土，操作工艺复杂，操作量大，且回填后还需要等待新混凝土凝固，使得施工效率较低，施工周期较长；在桥面上开挖沟渠会对高架结构造成损伤，影响高架桥的结构强度；管道被填埋在路面内部，后期清理及维护操作不便；管道所在位置难以长期承受负载。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高架桥路面给排水施工作业装置及施工方法，以解决现有技术安装过程中需要操作人员悬吊在高空进行操作，且桥面上需要操作人员配合传递排水管道操作较为麻烦且存在安全隐患的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种高架桥路面给排水施工作业装置，包括高架桥主体、自走车和排水管，还包括：管道机器人；卡箍，固定安装与高架桥主体的侧壁，用于安装排水管；导索，平行设置有两根，管道机器人的一端固定连接有牵引块；上料部件，安装于自走车的顶部，用于向安装位置投递排水管；上料部件包括固定连接在自走车顶部的安装架，导索为弹性结构，导索的两端分别与牵引块和放料轨固定连接，安装架的两侧均固定连接有滑轨，两个滑轨的外侧均对称滑动连接有两个滑板，滑板相靠近的一侧之间均固定连接有固定件，上料部件还包括放料轨，放料轨的底部固定连接有四个定位板，放料轨通过定位板与滑板配合固定；控制组件，设置在安装架靠近滑轨的一侧，用于控制滑板在滑轨上滑动，位于同一滑轨上的两个滑板对中滑动；纠偏部件，设置在自走车的底部，用于控制自走车的行驶轨迹；对接部件，设置在自走车的顶部，用于调整向安装位置投递的排水管的角度，并推动排水管与已安装的管道对接。

3、采用上述技术方案，设置两组用于固定放料轨的滑板，每一组滑动方式均为对中活动，且两组滑板的活动方向相对相反，即位于下方的滑板向相靠近的一侧活动时，能够从下方固定放料轨，此时位于上方的滑板则处于相对最远的距离，从而能够从上方放入排水管，排水管放入后被下方的滑板（及固定件）限位而不会向下滑落，从而套插在放料轨的外部；进一步地，通过使位于上方的滑板向相靠近的一侧活动直至夹紧放料轨可使得放料轨上端固定，对应的，下方的滑板释放放料轨，从而使排水管能够向下沿着导索滑落，实现送料。

4、本发明技术方案的进一步改进在于：控制组件包括固定安装于安装架一侧的气泵，安装架的中部固定连接有阀体，阀体的内壁之间转动连接有阀芯，阀芯上开设有两个l形的阀孔；安装架靠近滑轨的一侧固定连接有四个气筒，四个气筒的内壁之间均滑动连接有活塞板，活塞板的一侧固定连接有推杆，四个推杆远离活塞板的一端分别与四个滑板一一对应且固定连接，阀体的外侧等距环绕设置有四个管道接头，其中一个管道接头与气泵连接，且相对位置上的管道接头上固定连接有进气管，每两个气筒通过管道共同与一个管道接头连接；进气管的管径小于气泵与管道接头之间连通的管径；每个滑轨的外侧且位于滑板之间均套有第一弹簧。

5、采用上述技术方案，通过利用气泵抽气的方式驱动两个滑板进行活动，并设置管径更小的进气管作为复位用的进气通道，在固定点的切换过程中，通过控制阀芯转动至气泵与对应气筒连通，在气泵作用下使两个滑板快速向相靠近的一侧滑动并固定住放料轨，而另一侧，由于进气管的管径小于气泵与阀体之间的管道，因此气体从进气管进入气筒的速度小于另一侧气泵抽气的速度，能够在固定点的固定件松开放料轨前利用另一侧的固定件将放料轨固定住，且该时间差可使放料轨在较少偏斜下完成固定，避免出现卡死或固定不到位的情况。

6、本发明技术方案的进一步改进在于：安装架远离阀体的一侧固定连接有操控柜，操控柜的内壁之间固定连接有固定板，阀芯的中心轴贯穿安装架和固定板且固定连接有摆杆，操控柜的两侧之间滑动连接有滑杆，滑杆的外侧固定连接有连接柱，连接柱与摆杆远离固定板的一端之间固定连接有拉伸弹簧，固定板的一侧对称固定连接有限位扣；滑杆的两端之间固定连接有操作把。

7、采用上述技术方案，通过设置摆杆和拉伸弹簧，通过倾斜推动操作把，使滑杆沿着推动方向活动，从而通过拉伸弹簧带动摆杆摆动，当摆杆翻过固定板中央位置前会受到拉伸弹簧弹力作用而阻碍推动，从而避免误操作发生切换，但当摆杆翻过固定板中央位置后摆杆则会在拉伸弹簧作用下辅助摆杆快速动作，直至摆杆接触到限位扣，此过程会使得切换过程快速进行。

8、本发明技术方案的进一步改进在于：对接部件包括固定连接在自走车顶部的吊装结构，吊装结构的底部固定连接有升降台，吊装结构用于控制升降台活动，升降台的顶部固定连接有电动伸缩杆，电动伸缩杆的活动端固定连接有推板，推板的一侧固定连接有导架，导架的内侧对称转动连接有两个滑轮，两个滑轮相靠近的一侧之间固定连接有导辊，导辊设置为中央半径大于端部半径的辊状结构。

9、采用上述技术方案，通过控制吊装结构工作，使升降台下降，过程会使滑轮向下按压导索，直至将导索下端压至水平状态（依靠导索的可拉伸特性），此时滑落的排水管与安装好的排水管对准，再通过控制电动伸缩杆工作带动推板向排水管方向活动，从而使未固定的排水管的内插管头插入套管头中。

10、本发明技术方案的进一步改进在于：卡箍包括l形板，l形板的一侧固定连接有多个u形扣，u形扣的一侧开设有卡口，l形板上还开设有多个安装孔，l形板通过螺栓和安装孔配合安装在高架桥主体侧面；排水管的两侧对称固定连接有l形卡扣，l形卡扣远离排水管的一端开设有活动缝，l形卡扣外侧靠近活动缝的一端固定连接有两个倒钩，且倒钩的一端设置为弧面。

11、采用上述技术方案，排水管安装时，保持排水管处于水平状态，并沿水平方向将后推排水管，使位于排水管两侧的l形卡扣沿u形扣卡入，具体的，卡入过程中l形卡扣带有倒钩的一端在弧面与u形扣的相互挤压作用下向活动缝形变，使l形卡扣能够继续插入，继续插入直至倒钩活动至卡口位置，此时l形卡扣内侧恰与u形扣接触，从而可实现排水管与卡箍的快速安装。

12、本发明技术方案的进一步改进在于：排水管的一端固定连接有内插管头，排水管远离内插管头的一端固定连接有套管头，套管头的内侧开设有卡槽，内插管头的内部固定连接有密封条；内插管头的四周均开设有凹槽，凹槽的内部连接有弹性片，弹性片与卡槽配合使用；内插管头的外端部设置有倒角，套管头内侧的端部设置有倒角。

13、采用上述技术方案，在未固定的排水管的内插管头插入套管头中，过程中各个弹片被挤压形变，从而能够使排水管顺利插入，直至弹片卡入卡槽，完成固定；完成上述卡合的同时排水管与对应卡箍完成卡接，且密封条被挤压，从而完成后续排水管的安装。

14、本发明技术方案的进一步改进在于：管道机器人的一端固定连接有牵引块，导索的一端与牵引块固定连接，导索远离牵引块的一端与放料轨固定连接，牵引块的两侧均开设有滑槽，滑槽的内壁之间滑动连接有垫板，垫板与滑槽的内壁之间固定连接有第二弹簧，垫板远离第二弹簧的一侧固定连接有卡块，卡块一侧带有斜面。

15、采用上述技术方案，在内插管头插入过程中，会推动牵引块和管道机器人活动，并在牵引块活动过程中使卡块向中央活动，直至脱离与卡槽的卡合，从而能够在两节排水管完成对接时管道机器人与已固定的排水管脱离，管道机器人在导索回弹力作用下向前移动，伴随后续自走车移动会使得管道机器人卡入后固定的排水管中。

16、本发明技术方案的进一步改进在于：纠偏部件包括两个侧板，两个侧板均固定连接在自走车底部的一侧，侧板的一侧滑动连接有压杆，压杆的一端固定连接有限位块，压杆远离限位块的一端延伸至侧板的另一侧且转动连接有滚轮，压杆的外侧套有第三弹簧，自走车的底部固定连接有感应片，限位块远离压杆的一侧固定安装有红外传感器，自走车顶部设置有配重块。

17、采用上述技术方案，通过设置纠偏部件，在自走车正常移动过程中，保持护栏对两个滚轮产生相同挤压程度，第三弹簧压缩程度相同，从而红外传感器的反馈相同，该信号由自走车上的控制器进行分析处理，当自走车相对高架桥主体侧翼护栏偏斜，则会使得一侧护栏对的滚轮产生更多的挤压，并推动对应限位块和红外传感器产生更多位移量，两个红外传感器相对感应片距离产生差异，从而判定为自走车相对路径发生偏斜，通过控制器控制调整路径。

18、本发明还提供了一种高架桥路面给排水施工方法：

19、s1、在高架桥主体侧翼等距安装卡箍，在位于首端位置的卡箍上安装排水管，准备自走车和管道机器人，将管道机器人放入安装好的排水管内；

20、具体的，两个平行的导索最远端间距与排水管内壁相对两面的距离相等，使得管道在滑落过程中排水管两个角沿着导索滑动，从而不会发生偏转，以便于进行对位，而导索为带有伸缩性的弹性绳，排水管滑落过程中收到的拉力较小，不会使导索过多拉伸。

21、s2、控制自走车沿高架桥主体的延伸路径行驶，通过纠偏部件控制自走车的行驶轨迹，防止自走车偏移，每次行驶距离为排水管单节长度，完成单次行驶后通过上料部件投放排水管，管道机器人与上料部件之间通过两根平行导索连接，投放的排水管沿导索滑动至与前一节安装好的排水管接触；

22、具体的，排水管的投放和安装均不需要操作人员悬吊安装，从而避免了管道撞伤或砸伤操作人员的情况，提高了施工的安全性。

23、s3、通过对接部件调整导索下端至水平状态，使步骤s2中投放的排水管正对安装好的排水管，再利用对接部件推动排水管插入安装好的排水管直至完成对接，管道机器人脱离所在管道并移动至刚安装好的排水管中，同时排水管与卡箍完成自锁固定；

24、通过下压导索中部靠近下端的位置，使得导索拉伸直至下端处于水平状态，此时处于导索上的排水管会变为水平状态并与安装好的管道对准，从而便于进行承插安装。

25、s4、重复步骤s2和步骤s3，沿高架桥主体依次布设排水管。

26、s5、将布设好的排水管与高架桥主体上预留的排水孔通过进水管对接，在高架桥主体桥墩上安装出水管下引至地面，并将靠近桥墩的排水管与出水管连接。

27、由于采用了上述技术方案，本发明相对现有技术来说，取得的技术进步是：

28、1、本发明提供一种高架桥路面给排水施工作业装置及施工方法，通过设置倾斜的导索进行传递管道，并在管道传递至目标位置时通过在导索中央靠近下端的部位进行折弯，使得导索处于水平状态，从而使未安装的排水管与安装好的排水管对准，使得排水管的投放和安装均不需要操作人员悬吊安装，避免了管道撞伤或砸伤操作人员的情况，提高了施工的安全性。

29、2、本发明设置两组用于固定放料轨的滑板，每一组滑动方式均为对中活动，且两组滑板的活动方向相对相反，即位于下方的滑板向相靠近的一侧活动时，能够从下方固定放料轨，此时位于上方的滑板则处于相对最远的距离，从而能够从上方放入排水管，排水管放入后被下方的滑板限位而不会向下滑落，从而暂时套插在放料轨上；进一步地，通过使位于上方的滑板向相靠近的一侧活动直至夹紧放料轨可使得放料轨上端固定，对应的，下方的滑板释放放料轨，从而使排水管能够向下沿着导索滑落，实现送料。

30、3、本发明通过设置摆杆和拉伸弹簧配合构成防呆结构，具体的，操作过程中通过倾斜推动操作把，使滑杆沿着推动方向活动，从而通过拉伸弹簧带动摆杆摆动，当摆杆翻过固定板中央位置前会受到拉伸弹簧弹力作用而阻碍推动，从而避免误操作发生切换，但当摆杆翻过固定板中央位置后摆杆则会在拉伸弹簧作用下辅助摆杆快速动作，直至摆杆接触到限位扣，此过程会使得切换过程快速进行，从而能够避免误操作，同时在需要操作时实现快速动作。

31、4、本发明通过设置快插式的卡箍和与之配套的排水管，排水管安装时，保持排水管处于水平状态，并沿水平方向将后推排水管，使位于排水管两侧的l形卡扣沿u形扣卡入，具体的，卡入过程中l形卡扣带有倒钩的一端在弧面与u形扣的相互挤压作用下向活动缝形变，使l形卡扣能够继续插入，继续插入直至倒钩活动至卡口位置，此时l形卡扣内侧恰与u形扣接触，从而可实现排水管与卡箍的快速安装。

32、5、本发明通过设置能够伴随管道承插到位后自动脱扣的管道机器人，在实际安装过程中，内插管头插入时会推动牵引块和管道机器人活动，并在牵引块活动过程中使卡块向中央活动，直至脱离与卡槽的卡合，从而能够在两节排水管完成对接时管道机器人与已固定的排水管脱离，管道机器人在导索回弹力作用下向前移动，伴随后续自走车移动会使得管道机器人卡入后固定的排水管中。

33、6、本发明通过设置纠偏部件，在自走车正常移动过程中，保持护栏对两个滚轮产生相同挤压程度，第三弹簧压缩程度相同，从而红外传感器的反馈相同，该信号由自走车上的控制器进行分析处理，当自走车相对高架桥主体侧翼护栏偏斜，则会使得一侧护栏对的滚轮产生更多的挤压，并推动对应限位块和红外传感器产生更多位移量，两个红外传感器相对感应片距离产生差异，从而判定为自走车相对路径发生偏斜，通过控制器控制调整路径。