混凝土布料机在建筑施工及高铁的应用1

混凝土布料机在建筑施工以及高铁建设中的应用

摘要：随着大型高层钢筋混凝土结构建筑的发展，在泵输送混凝土时，采用布料机布料已成为建筑施工以及道路铺设施工中的必然趋势。文中对常用的混凝土布料机进行了简要分析，并指出了混凝土布料机在高等级水泥混凝土路面施工，大型水利水电工程，以及高铁建设领域中的应用前景及趋势。

关键词：混凝土布料机高铁建筑施工

近年来，混凝土布料机以其显著的优点，已经应用于高层及超高层建筑施工，大型水利水电工程，以及高铁和客运专线铁路建设等多个领域。混凝土的垂直与水平输送一直是现代高层和超高层建筑施工中出现的突出问题。在过去的工地，混凝土主要是依靠塔机用混凝土罐输送，效率低，且浇铸质量不高。而泵送混凝土技术的出现，较好地解决了混凝土垂直输送的问题，使得混凝土可以实现连续输送，大大缩短了工期，提高了施工质量，降低了劳动强度，使得这种技术越来越得到普遍的应用。混凝土布料机作为一种与混凝土输送泵配套的新型施工机械，就象一只机械手，能将到了施工面的混凝土快速，准确地送抵作业面的任一浇注部位并进行连续浇往，较好地解决了混凝土水平输送的布料问题。混凝土布料机与垂直输送的泵送混凝土技术配套，充分发挥了两个技术的优势，真正实现了混凝土的连续输送，极大地降低了劳动强度，提高了施工的进度和质量。

1混凝土布料机结构

混凝土布料机[1]一般与混凝土泵配套使用，是泵送混凝土的末端设备，其作用是将泵压来的混凝土通过管道送到要浇筑构建的模板内。它由上部的布料杆、中部的回转体、下部的塔身和电液控制四大部分组成。上部布料杆与下部不同的塔身可组合成多种型式的混凝土布料机。具体结构:插销⒁、立架⑵、构成的底座是固定部分,其上通过回转支承⑶与上部回转部分相连,上主梁架⑼、平衡臂⑸、平衡臂架拉杆⑹、上横杆⑽组成后回转部分。立管⑻上有回转卡篐接头。通过人力拉动，可使整个回转部分回转360度。上梁主架⑼前端连接有一个回转支座⒂与前横杆⑿、前拉杆⑾组成前回转部分，在人力拉动下可绕回转支座⒂旋转300度。由两部分回转架组成的合成运动就能覆盖所有布料半径范围的布料点。

图1 手动式混凝土布料机

混凝土布料机具有结构简单，重量轻、拆装简单、运输方便、操作简单，使用灵活，容易维护等特点。

2混凝土布料机的优点

（1）减轻劳动强度，提高工作效率

布料范围大，操作灵活方便，大大减轻了工人的劳动强度，缩短了工期。

（2）提高混凝土的施工质量

在大面积混凝土浇注过程中，可以减少施工冷缝。以往施工时，由于泵管接、拆劳动强度大，工人劳动强度过大，由此人为造成施工冷缝。布料机操作灵活方便，在先浇注的混凝土初凝前接着浇注第二层，从而避免了施工冷缝的形成，做到了一次浇注成型。

（3）有效避免了结构的暗伤。布料机由于不与模板接触，避免了由于震动，在混凝土初凝后至终凝前给结构留下难以治愈的暗伤。

（4）减少爆模，有利于保证结构尺寸准确。

（5）减少对筋板的破坏。

3混凝土布料机的分类

混凝土布料机可分为液压布料机和手动布料机。但是根据混凝土施工不同的浇注环境和不同需求，先后又出现了满足不同施工现场要求的内爬式，行走式，船载式等多种机型。（1）手动布料杆完全由人工操作，具有结构简单、机动灵活、操作方便、价格低廉的特点，适合于混凝土平面浇注施工，目前市场较大。

（2）塔式布料机布料半径大，布料臂2~5节，一般采用液压式，也有少量机械式，根据施工场所的不同，可选用固定式、内爬式、行走式。塔式布料机以管柱内爬式为主。

起重布料两用机也是一种塔式布料机。两用机具有起重和混凝土布料双重功能，但起重与布料不能同时进行，施工不很方便，市场不太接受。

（3）船用布料机工作环境湿度大，海风含有盐分，腐蚀性大，电气系统易出故障。要求在七级海风、船舶倾斜度%6、船体振动的条件下正常工作。船体倾斜和摆动使整机产生附加载荷，影响布料机的动态特性。船用布料机广泛应用于港口、桥梁的建设，特别在跨海大桥的建设中发挥了巨大作用。

4混凝土布料机的应用

目前，布料机主要应用于建筑施工领域，水利水电工程领域和高铁建设领域等。

(1)建筑施工领域中的应用

在修筑高等级水泥混凝土路面的施工中，水泥混凝土滑模摊铺[2]以其高速、优良的施工质量得到广泛推广。在滑模摊铺施工中，为了提高混合料的运输能力加快运料速度，施工单位常采用载重较大的自卸车，单凭摊铺机粉料推料是非常困难的，传统方式多采用瓦聚集或装载机进行辅助布料，以减轻摊铺机负担。而拥有一对强大动力和宽大刀片的螺旋分料器的混凝土布料机，完全能够将混合料进行摊铺平整。经过混凝土布料机布料之后，分散的料堆就被铺成了一条平整均匀的料带。这对后面摊铺机的滑模摊铺有着非常重要的作用，大大减少了摊铺机的摊铺阻力，提高了滑模摊铺的速度，防止机械打滑，大大提高铺设路面的平整度；对混凝土具有再均匀搅拌混合料的作用，防止混合料的离析；对摊铺机前置式打传力杆机构的顺利工作提供保障，减少摊铺机的机械损耗，延长摊铺机的使用寿命。

在桥涵面铺装施工[3]中，由于需要架设钢筋网，运输车辆无法行驶，为了摊铺机过桥涵面实现连续滑模摊铺，必须采用侧向布料。而混凝土布料机具有侧面布料的功能，在其前部可以加装一个皮带输送器，皮带输送器的一端伸到布料机的外侧面，从而接受侧面卸下的料。另一端挂布料机的前中间位置，通过操作，启动皮带输送器的液压马达，马达可以实现无级调速，把外伸部分皮带上的水泥混合料输送到摊铺面的中间位置，螺旋分料器再把料摊铺平整，完成布料。

（2）大型水利水电工程领域中的应用

此外，在一些大型水利工程中，由于一些地理因素，需要完成斜坡混凝土布料。在南水北调工程中，应用了斜坡混凝土布料机，其机构主要有行走机构总成、螺旋布料总成、升降系统、设备框架、自动找正及自动控制系统等部分组成。它不仅可以在大型渠道机械化衬砌过程中可实现一次自动完成喂料、输料、布料，而且还可以将混凝土均匀地摊铺到坡脚、坡面和渠肩上。

近年来，国内水利水电资源的开发利用已进入了一个全面发展阶段，随着施工手段的不断创新，许多新的施工方法、工艺的采用，使得水利水电工程建设的速度越来越快。随着混凝土浇筑施工技术的发展，为了更进一步的提高混凝土浇筑速度，适应大型、特大型电站高强度、大仓号浇筑施工需要，在大型的混凝土工程建设施工中，许多传统的采用门机、缆机、塔机及四方吊等常规设备垂直运输混凝土的施工方式，有逐步被诸如顶带机、固定式塔带机等这样速度更快、效率更高的新型施工设备所取代的趋势。但是，不论是大型、特大型水电站，还是中小型水电站；不论是使用常规设备浇筑，还是使用这些新型设备浇筑，都存在着电站边角部位大型设备覆盖盲区浇筑困难的问题。按照以往的解决办法是：另外配置门机、履带吊或吊车等设备进行浇筑。然而，一方面大型设备运输、拆装麻烦，费用高，时间长；另一方面仅仅几百、上千方的浇筑量，配置大型设备的使用时间短，使用效率低，设备重复拉运和拆装，既造成资源浪费，又增加了项目成本，降低了经济效益。

新型的移动式布料机作为一种可替代传统缆索式吊运混凝土进行水利水电工程施工的新型设备，与传统的大型混凝土浇筑机械(门机、缆机、塔机、四方吊等)及普通的带式混凝土输送机械(项带机、塔带机等)相比较，该设备不但能将混凝土等浇筑物灵活、快速、安全、准确地送抵施工现场作业面的任何位置，而且由于具有连续、均匀、快速输送物料的特点，可极大的提高单位时间内输送混凝土等浇筑物的速度，并有效地扩大了一次输送物料的规模，从而可较好地解决混凝土等浇筑物的水平和垂直输送、摊铺问题。这样就不但为解决以往大型施工设备在输送、摊铺混凝土等浇筑物时存在工作盲区的问题提供了新途径，而且也为提高大型工程的施工工效，降低建设成本等创造了新的条件和可能。

（3）高铁建设领域的应用

高速铁路和客运专线铁路在建设方面与传统铁路建设的主要区别，是需要一次建成稳固、可靠的，具有高平顺性的轨道结构。轨道的高平顺性是实现列车高速运行的最基本条件。轨道不平顺将引起列车振动。因此，为保障高速行车的平稳、安全和舒适，必须严格控制轨道的平顺性。要达到高速铁路轨道的平顺性，必须满足的条件之一就是必须满足路基施工后沉降小，不均匀沉降小，在动力作用下变形小、稳定性高等要求。实现和保持高精度的轨道内外部几何状态是客运专线建设的关键技术，是最重要基础技术工作。

混凝土布料机也常作为一种与高铁专用混凝土泵配套使用的新型机械，是保证合理布料的前提和基础。由于高铁的专用混凝土需求强度高，粘度大、流动性差、吸料困难、阻力大、输送距离长，因此在施工过程中需要一种高铁专用混凝土泵。混凝土布料机是为了适用高速铁路混凝土布料，提高泵送施工机械化水平而开发研制的新产品。改变了传统施工中，采用购买的大型混凝土浇筑设备（工效低），而是采用了布料机，走行于模板外侧的凹槽内，将从高泵输入的混凝土通过布料机分顺序布料（先低端后高端），施工人员站立于操作平台上，减少了混凝土下料速度和人员挠动的影响。混凝土布料机的配套使用能够灵活的实现大面积混凝土布料，节省劳力，降低劳动强度，缩短工期，提高功效，减少配管，是高速铁路、预制构件、工业与民用建筑混凝土泵送施工中不可缺少的配套施工机械。