新型土工格栅水上铺设设备简介

摘 要：介绍一种新型的土工格栅水上铺设设备。该设备通常装设于平板驳甲板一侧，能够有效的提高土工格栅的水上铺设质量和铺设效率。对设备的结构组成和工作原理进行简单的介绍，对系统的特点和优越性进行阐述。该装置主要由支架、滚筒、驱动机构、提升机构等部分组成。

关键词：土工格栅铺设；格栅铺设设备；水上铺设

引言

土工格栅主要应用于软土地基的处理，增强基层的永久承载力和稳定性，有效的防止基体的侧向位移。长期以来土工格栅的敷设通常以人工作业为主，尤其是土工格栅的水上敷设，更是作业难度大，劳动强度高、机械化作业程度低。土工格栅水上铺设装置可广泛的应用于港口工程、水上工程的基础处理。该设备能够有效的实现格栅铺设的机械化作业水平，实现铺设质量与效率的统一。

1 结构和工作原理

图1为土工格栅铺水上铺设装置结构原理图。由图1可知，土工格栅水上铺设装置主要有支架、卷栅机构、驱动机构、提升机构。支架主要由两座对称布置的臂架1和支座7组成，臂架为滚筒和提升机构起支撑作用，支座的作用为滚筒的滚轴提供支撑。提升机构主要由上滑轮组2和下滑轮组3组成，提升卷扬机提供的动力通过上、下滑轮组传递到滚筒。卷栅机构由格栅滚筒4和滚筒轴5组成。驱动装置由链轮6和后方提供动力的减速机、电机等组成，主要为设备提供卷栅动力。

1.1 格栅绑扎与卷栅作业

格栅绑扎由人工在甲板上完成，绑扎宽度由滚筒的长度决定。绑扎长度通常由驱动机构的驱动力和最佳铺设长度有关。人工将格栅在平板驳甲板处摊平绑扎在一起，格栅端部与滚筒之间的挂鼻连接。开动驱动电机，通过减速机、链传动机构，驱动滚筒旋转将格栅卷入滚筒，做好格栅入水前的准备工作。

1.2 格栅入水与滚筒就位

格栅卷筒完成后，在尾部安装拖锚，拖锚和格栅尾部通过丙纶绳联接。开动卷扬机，使上、下滑轮组受力格栅滚筒上升从而使滚筒主轴从支座处脱离，由于受到重力作用滚筒将回到竖直状态。主轴脱离前应将链传动机构的链条拆除以免造成对滚筒的运动干涉，并且滚筒的脱离最好设置约束，以免脱离和摆正的过程过于迅速激烈不易控制。卷扬机上拉使滚筒摆正后恰好使卷好后的格栅外沿能够脱离船体以免对船体边侧造成干涉，这与臂架的设计倾角也非常相关。滚筒摆正后平板驳定位到铺设位置，卷扬机下放滚筒到基床面，完成滚筒的入水就位。

1.3 布放拖锚与移船铺设

滚筒就位后布放拖锚，拖锚是一种类似于船锚的小型锚具，通过绳索与格栅尾部相连。拖锚的作用主要是定位格栅，并在船舶移位后用提供对滚筒的旋转后拉力，从而使格栅从滚筒上展开，完成格栅的逐步铺设。在铺设的过程中后方铺设完成的格栅应逐步用石块压实，以免长距离的铺设拉力不够造成的格栅漂浮。当一次石块压实后拖锚的作用也将由后方的石块取代，脱锚可以通过预先设置的锚漂进行回收并重复利用。船舶的移船铺设过程应该缓慢持续，从而形成良好的铺设质量。当铺设过程滚筒遇到基底大块石时，可通过提升装置将滚筒适当提起，从而越过块石继续铺设。

1.4 格栅脱滚与滚筒归位

格栅全部展开后，受到船舶前移和格栅反拉力的作用，格栅头部与滚筒之间的联接会受力脱落，从而完成格栅的脱滚。通过铺设距离测定格栅脱滚位置，格栅脱滚后通过提升装置将滚筒提升的适当位置。通过约束装置对滚筒施加一个向内侧的拉力，并适当的通过提升装置调节滚筒的高度。使滚筒的滚筒主轴重新回到支座上。从而完成了一次完整的格栅铺设作业。

2 装置的改进和优化

该格栅水上铺设装置虽然较当前较为常用的人工铺设较为先进，但仍然存在一些需要后期改进的地方。格栅的绑扎与排列仍需通过人工作业的方式来完成，并没有实现绑扎过程的全部机械化。提升机构两座卷扬提升装置的测量同步应该进一步优化，避免出现较大程度的步差。格栅的压实必须通过后方的抛石船辅助作业，无疑增加了作业成本，需进行同船作业的进一步优化。卷格栅作业必须由专人进行近格栅幅度和速度的调节，控制系统还要进行细致的调整。

参考文献

[1]闻邦椿.机械设计手册.北京：机械工业出版社.2010.

[2]杨可桢，机械设计基础（第五版），北京：高等教师出版社，2006.

[3]安琦，机械设计，上海：华东理工大学出版社，2009.

[4]吴宗泽，机械设计师手册，北京：机械工业出版社，2002.

作者简介：渠开可（1985，9-），男，汉族，山东滕州人，本科，助理工程师，现任职务：科员，研究方向：机电工程设备管理。