為滿足生產(chǎn)工藝要求，考慮原有生產(chǎn)車間特點，研發(fā)了可擴(kuò)展組合式長線臺座法預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)線，并重點闡述了振搗和側(cè)翻一體化設(shè)備、移動式裝備擺渡設(shè)備、自行移動式邊模、鋼筋運(yùn)輸安裝一體化設(shè)備等可移動式裝備的構(gòu)造要求，以期為預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)線及裝備的研發(fā)與應(yīng)用提供參考和借鑒。

0 前言

預(yù)制構(gòu)件的工廠化生產(chǎn)作為工業(yè)化建造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對提高工程建造效率、提升建造品質(zhì)、降低能耗起到了至關(guān)重要的作用。隨著建筑工業(yè)化的蓬勃發(fā)展，預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)線及生產(chǎn)裝備也正在逐步向自動化、智能化、數(shù)字化方向靠攏，預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)設(shè)備不斷改進(jìn)，一些傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式正逐步被智能化生產(chǎn)線所替代，如可擴(kuò)展式模臺數(shù)字化生產(chǎn)線、移動式模臺數(shù)字化生產(chǎn)線、長線模臺數(shù)字化生產(chǎn)線，智能化生產(chǎn)線使預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)更加可靠、高效。預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)線的改造應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝要求，充分利用現(xiàn)有車間及設(shè)施，結(jié)合車間特點，明確功能分區(qū)、合理布局，并符合相關(guān)環(huán)保和安全等方面要求。此外，需保證構(gòu)件運(yùn)輸線路暢通，并減少構(gòu)件吊運(yùn)作業(yè)。

本文在原有生產(chǎn)車間內(nèi)，通過引進(jìn)、消化、吸收國外生產(chǎn)線技術(shù)，研發(fā)可擴(kuò)展組合式長線臺座法預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)線，以期通過固定模臺、移動設(shè)備的生產(chǎn)方式，實現(xiàn)設(shè)備的靈活組合和雙向可擴(kuò)展，從而實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件的高效生產(chǎn)。

1 生產(chǎn)線布局設(shè)計

運(yùn)用自動化布料技術(shù)，對固定模臺布料系統(tǒng)進(jìn)行改造，采用提升運(yùn)料系統(tǒng)和螺旋布料系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的提升料斗，從而提高預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)的布料效率。生產(chǎn)線布設(shè)3.7 m×9 m固定模臺30個，縱向兩條生產(chǎn)線分3組布設(shè)，每組5個模臺，每條生產(chǎn)線布設(shè)15個模臺，兩條生產(chǎn)線之間可通過橫向擺渡軌道運(yùn)輸關(guān)鍵裝備完成連接。每條生產(chǎn)線模臺底部和兩側(cè)布設(shè)有兩條縱向軌道，待模臺混凝土澆筑完畢后，振動裝備于模臺底部可沿縱向移動至指定模臺完成構(gòu)件的振動密實；模臺左右兩側(cè)軌道可用于生產(chǎn)裝備的移動；兩條縱向生產(chǎn)線外側(cè)軌道用于橋式混凝土運(yùn)料罐車的移動。圖1為生產(chǎn)線設(shè)備的平面布局示意圖。

2 生產(chǎn)線裝備研發(fā)

本文采用工業(yè)優(yōu)化設(shè)計理論和模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計方法，主要設(shè)計研發(fā)了以下生產(chǎn)線設(shè)備：振搗側(cè)翻一體化設(shè)備、低能耗原位養(yǎng)護(hù)設(shè)備、清洗脫模劃線一體化設(shè)備、移動式裝備擺渡設(shè)備和自行移動式邊模及鋼筋運(yùn)輸安裝一體化設(shè)備等。

2.1 振搗側(cè)翻一體化設(shè)備

可縱橫向自行移動的模臺振搗側(cè)翻設(shè)備主要包括：框架、翻轉(zhuǎn)架、液壓裝置、振動裝置等部分，如圖2所示。針對壓實過程，需要垂直提升翻轉(zhuǎn)架，以便讓振動器將力直接作用于托盤上。該設(shè)備平臺允許載荷4 500 kg，單臺振動電機(jī)頻率50 Hz，最/大行走速度10 m/min，單臺電機(jī)功率0.75 kW，最/大運(yùn)行總重量10 000 kg。

2.2 低能耗原位養(yǎng)護(hù)設(shè)備

低能耗原位養(yǎng)護(hù)設(shè)備包括固定熱模臺和抹平覆蓋設(shè)備。固定熱模臺包括混凝土底框和用于預(yù)制構(gòu)件邊模安裝固定的模臺。混凝土底框的內(nèi)側(cè)四周貼有保溫板，并設(shè)有兩個空腹洞口，空腹洞口底部布設(shè)定位FRP筋，其頂部設(shè)有彩鋼板，在其上方鋪設(shè)網(wǎng)片，通過澆筑泡沫混凝土，彩鋼板、網(wǎng)片和泡沫混凝土形成隔熱層，隔熱層將每個空腹洞口分別分割為兩個上空腔（3 625 mm×3 100 mm×130 mm）和兩個下空腔（3 625 mm×3 100 mm×40 mm），模臺通過預(yù)埋件焊接安裝在鋼板底框上。面板和空腹洞口之間形成帶空腔保溫層，如圖3所示。

抹平覆蓋設(shè)備基于可擴(kuò)展組合式預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)線，將預(yù)制構(gòu)件表面抹平功能和養(yǎng)護(hù)油布覆蓋功能集成于一臺可移動的智能裝置中，如圖4所示。

2.3 清洗、脫模劑、劃線一體化集成設(shè)備

預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)過程中的模板準(zhǔn)備工作，包括模板的清潔、脫模劑噴涂以及邊模安裝操作。本文研發(fā)的基于可擴(kuò)展預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)線的縱橫向自行移動式清洗、脫模劑噴涂、劃線一體機(jī)裝置，可將模板清潔、脫模劑噴涂及劃線定位等功能集于一臺智能化裝置，該裝置包括框架、刮板、滾刷、盤刷等部件。裝置通過可降落的刮板和刷子進(jìn)行模板面清潔作業(yè)，通過旋轉(zhuǎn)式噴油嘴噴涂脫模劑，并可實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件幾何數(shù)據(jù)以及安裝件等補(bǔ)充性信息的繪圖，如圖5所示。

2.4 自行移動式邊模及鋼筋運(yùn)輸安裝一體化設(shè)備

自行移動式邊模及鋼筋運(yùn)輸安裝一體化設(shè)備主要由基本框架、行走機(jī)構(gòu)、更換用托盤、裝卸用吊車及吊車軌道、回轉(zhuǎn)式吊車等組成，可沿行駛軌道移動，在生產(chǎn)線上方運(yùn)行，通過回轉(zhuǎn)式吊車將邊模、鋼筋、作業(yè)器械以及消耗材料等各種材料部件放置在更換用托盤上，當(dāng)需要某個部件時，裝卸用吊車將其吊起并沿吊車軌道移動到相應(yīng)生產(chǎn)線模臺位置，以進(jìn)行后續(xù)安裝，其結(jié)構(gòu)如圖6所示。

2.5 移動式擺渡設(shè)備

移動式擺渡設(shè)備能將設(shè)備從一個軌道擺渡到另一軌道，該擺渡設(shè)備包括金屬框架、定位鎖定裝置，可實現(xiàn)清掃劃線噴涂脫模劑一體化設(shè)備、振動側(cè)翻一體化設(shè)備、抹平覆蓋一體化設(shè)備、布料機(jī)設(shè)備、邊模及鋼筋運(yùn)輸安裝一體化設(shè)備等的移動，如圖7所示。

針對傳統(tǒng)固定模臺生產(chǎn)線能耗高、平模流水生產(chǎn)線產(chǎn)品適應(yīng)性差等問題，研發(fā)了可擴(kuò)展組合式長線臺座法預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)線及其配套多功能移動式集成化裝備。目前，多功能可移動式集成化裝備已完成產(chǎn)品設(shè)計和安裝，正在進(jìn)行生產(chǎn)線上調(diào)試，如圖8所示。經(jīng)過相關(guān)機(jī)構(gòu)評測分析，預(yù)計該生產(chǎn)線投產(chǎn)后，預(yù)制構(gòu)件全流程效率比傳統(tǒng)平模流水提高60%，養(yǎng)護(hù)節(jié)能50%，生產(chǎn)成本節(jié)約40%左右，具有廣闊的應(yīng)用前景。

3 結(jié)語

本文研發(fā)的可擴(kuò)展組合式長臺座法預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)線及其裝備，可實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件的原位低能耗并行生產(chǎn)，同時具有改造費(fèi)用低、生產(chǎn)效率高等優(yōu)勢，但目前還存在生產(chǎn)線部分裝備利用率不高的問題，后續(xù)仍需進(jìn)行生產(chǎn)線的優(yōu)化，不斷提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本。

來源： 《混凝土與水泥制品》雜志2020年第12期

海天機(jī)電預(yù)應(yīng)力長線臺生產(chǎn)線

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