[發明專利]管涵預制構件自動化裝配系統及施工方法

在審

• 申請號: 202010250716.2
• 申請日: 2020-04-01
• 公開（公告）號: CN111335356A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 卞正濤;游大江;王利民;帥玉兵;王浩;任海波;謝京剛;龐天舒;李健;李冬冬;汪慧琴;覃旭;朱濤
• 申請（專利權）人: 北京建工土木工程有限公司;北京市建筑工程研究院有限責任公司;上海米度測量技術有限公司
• 主分類號: E02D29/045
• 分類號: E02D29/045;E03F3/06;E01F5/00;G05B19/05
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 黃曉軍

本發明提供一種管涵類預制構件自動化裝配系統及施工方法，屬于裝配式管涵類工程建設技術領域，安裝狀態測量裝置測量待安裝預制構件的實際安裝狀態，并連接后臺控制模塊，后臺控制模塊內預設有待安裝預制構件的符合安裝要求的預設安裝狀態，用于根據實際安裝狀態，結合預設安裝狀態，給出待安裝預制構件拼裝設備運行狀態的控制參數，根據控制參數輸出控制待安裝預制構件拼裝設備運行狀態的控制指令，實現待安裝預制構件的狀態調整。本發明實現了待安裝預制構件狀態的實時測量，自動獲取預制構件的位置及姿態的數據，實現對構件進行六自由度的高精度位置及姿態的調整功能，實現預制構件對位安裝過程的減人增效、安全可靠、精確控制、綠色環保。

技術領域

本發明涉及裝配式管涵類工程建設技術領域，具體涉及一種實現管涵類預制構件裝配過程的自動化無人化作業的裝配系統及施工方法。

背景技術

裝配式管涵類工程適用于多種市政基礎設施工程，包括城市綜合管廊、城市地下隧道、城市地下人行通道、電力管溝、排水涵、地下調蓄設施、橋涵等市政類線性工程。

上述各類工程的施工方法主要包括明挖預制法和盾構(頂管)法。相比盾構(頂管)法，明挖預制法的機械自動化水平不高，普遍采用的方法是起重吊裝法，即使用吊車吊裝預制構件進行裝配施工，需要人工配合進行裝配施工的測量、對位、調整、校準等工作。用工數量較多、施工效率不高、對位精度不高。

常規采用的裝配構件的方法是起重吊裝法，其裝配精度有限。原因如下：預制構件在被吊裝的過程中，其處于底部懸空狀態，易發生微小的晃動、偏轉，因此，整個構件處于一種位置和姿態不斷發生動態變化的狀態。在這種不可定量分析的過程態下，無論是將預制構件吊運就位，還是對其進行位置或姿態的調整，在實施過程中都不能做到精確的量化控制，只能在吊裝過程中通過目測標記物、憑借感覺和經驗等進行非精確量化的對位裝配。在吊裝工序結束后，預制構件最終被放置于穩定的位置上，構件的位置和姿態才能處于穩定狀態，才能對其進行測量并獲取其準確的位置和姿態數據。將測量數據與要求的數據進行比對后，如果裝配誤差超過限值，則需要再次吊起構件，再次進行非精確量化的調整，如此反復，耗時耗力，降低了施工效率，各個構件的裝配精度也存在較大的離散性。

此外，由于起重吊裝法主要使用大型起重機進行預制構件的吊裝，因此，起重機需要隨著構件的裝配過程不斷的移動其自身的位置，這就意味著在基坑側面需要預留大量的場地，供給起重機站位使用，有的時候還要對起重機站位的地基做加強處理，施工成本高。同時，起重機吊臂較高，意味著其上部空間不能受障礙物阻礙。而在諸如老舊城區、橋下、高壓線下等情況下，起重機不一定有足夠的場地和條件開展作業。此外，起重機頻繁的轉移，也加大了的安全風險。

現有的裝配式綜合管廊的機械化裝配施工技術及裝備，一方面設備系統體量較大，不能靈活適用于不同類型、尺寸的工程，功能擴展性低，另一方面，裝備周轉使用能力也比較差。此外，該設備系統雖然在一定程度上實現了機械化裝配、提高了裝配精度，但仍需要人工測量、校核，同時需要人工操作該設備進行對位裝配，未能實現自動化裝配。

發明內容

本發明的目的在于提供一種降低了人工成本、提高了裝配效率和精度、降低了裝配風險的管涵類預制構件的自動化裝配系統及施工方法，以解決上述背景技術中存在的至少一項技術問題。

為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案：

一方面，本發明提供一種管涵預制構件自動化裝配系統，包括：

待安裝預制構件安裝狀態測量裝置，用于測量待安裝預制構件的實際安裝狀態；

所述待安裝預制構件安裝狀態測量裝置的控制器連接后臺控制模塊，所述后臺控制模塊內預設有待安裝預制構件的符合安裝要求的預設安裝狀態；

所述后臺控制模塊，用于根據待安裝預制構件的實際安裝狀態，結合預設安裝狀態，給出待安裝預制構件拼裝設備運行狀態的控制參數，根據控制參數輸出控制待安裝預制構件拼裝設備運行狀態的控制指令；