一种水下无需模板的磁性浆液浇注装置及方法

1.本发明属于水下浆液浇注技术领域，尤其涉及一种水下无需模板的磁性浆液浇注装置及方法。

背景技术：

2.模板结构在工程运用中是用于使混凝土结构成型的临时结构，其主要采用木质模板，少量使用钢、木、混凝土混合模板，但是模板的使用伴随着模板造价高，对起重设备要求高，地形对浇注的限制大，使用木质模板容易发生如模板拼缝不严导致局部漏浆，浆液中的水分被木质模板吸收而失水过多出现麻面等一系列问题；且对于水下浇筑，普通水泥浆液不可避免的和水接触，产生气泡，这样最后会形成一个松散的层次结构的混凝土结构，严重的甚至在承重后导致断裂，在水流湍急的情况下尤为明显。

技术实现要素：

3.针对普通模板容易拼缝不严导致局部漏浆，水下施工容易产生气泡，导致成型强度不高，严重的甚至应力集中发生断裂的缺陷，于是在此设计一种水下无需模板的磁性浆液浇注装置及方法，通过磁感应发生装置对磁性砂浆的引导运用，达到省略常规模板，最大限度无视地形限制，更高效的浇注和更精密的搭接的目的，从而解决之前浇注过程中可能遇到的问题。
4.为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种水下无需模板的磁性浆液浇注装置，它包括用于产生磁场的磁场发生装置；所述磁场发生装置选择性安装在用于对其进行移动的硬臂式机械手或者滑升装置的末端；还包括用于喷射磁性砂浆的浆液喷射器，浆液喷射器的喷浆管上方安装有一个速凝剂喷射口，用于在喷浆的同时喷射速凝剂加快磁性砂浆的凝固；所述磁场发生装置与用于对其产生的磁场大小进行实时监测的实时监控设备相连。
5.所述磁场发生装置包括铁硅合金，铁硅合金的外部缠绕线圈并制成圆饼状电磁铁用于提供电磁力，圆饼状电磁铁整体安装于小型电路板正面，小型电路板的背面安装有用于控制圆饼状电磁铁的电磁铁吸引力大小的霍尔传感器、单片机和开关三极管；所述霍尔传感器用于测量磁场，单片机自带ad进行数模转换，并用单片机程序进行pid计算控制，输出pwm占空比随霍尔元件输出值改变从而控制电磁铁吸引作用的大小，让磁性砂浆保持稳定。
6.所述开关三极管与电源连接，用于放大电压从而达到产生所需要大小的磁场强度，所有小型电路板的电源并联在一起由外接电源统一供电；相邻的小型电路板之间通过合页铰接连接；通过电磁仿真软件用于对磁场仿真，用以调整得到所需要的的磁场强度；所述磁场发生装置的外壳体采用不受磁场影响的材料制成。
7.所述滑升装置包括电机，电机的外部安装有用于防水的密封罩，电机的输出轴通过锥齿轮传动机构与丝杆机构相连并驱动其转动，丝杆机构上通过螺纹传动配合有螺母升降板，螺母升降板的末端支撑安装磁场发生装置；所述滑升装置设置在钢筋笼的两侧并带动磁场发生装置沿着钢筋笼升降移动；所述钢筋笼的中心部位设置有磁棒。
8.所述磁棒采用与小型电路板相同的结构，通过将pcb基板材料做成棒状，使其达到能够伸入钢筋笼内部的需求，并且使其承载排布规律，大小均匀的电磁铁；磁棒内接有霍尔传感器、单片机、电源和开关三极管，用于形成磁场发生装置；磁棒安置在钢筋笼内部并与磁场发生装置共同作用，用于引导磁性砂浆在水下的运动。
9.所述钢筋笼的外部安装有网状吸引结构，网状吸引结构采用带铁元素的材料制成的网状结构，网状吸引结构与充磁机相配合并能够对其进行充磁，使其带上磁性，以增加其对磁性浆液的吸引力。
10.采用水下无需模板的磁性浆液浇注装置进行水下物体整体浇筑的方法，包括以下步骤：step1.1：在陆地上用充磁机将浇筑磁性砂浆层段的钢筋笼进行充磁，并将其安装好；step1.2：将小型电路板通过合页搭接形成工程需要的形状，搭接在钢筋笼外侧一定距离处，测量好水下作业地点的浮力变化规律，根据规律设定一定的参数再通过电磁仿真软件对磁场进行模拟，得到所需要的磁场大小；step1.3：在陆地上将已经配好的磁性砂浆和速凝剂加入浆液喷射器中；step1.4：运行磁场发生装置，向钢筋笼中喷射磁性砂浆和速凝剂，待磁性砂浆充斥钢筋笼后，改变一定范围内磁场的形状，让磁性砂浆在模内处于运动状态，利用磁场改变产生的磁振捣和磁热效应，减少气泡，加强混凝土结构整体性，从而提高强度，通过实时监控设备监测浇注的情况，若有浇注不完全的部分，通过改变电流从而改变磁场发生装置的磁场力，对该部分进行定向的修补；step1.5：保持磁场发生装置稳定运行工作，保证磁场稳定，对于某些需要承载更大作用力容易破坏的结构部位，通过在磁性砂浆里面加入钢纤维，然后调整磁场走向，使磁性砂浆中钢纤维的走向与承载力作用方向相适应，从而在成型后强度更高，稳定性更强，待磁性砂浆凝固后即完成浇注；若形状需要改变，则通过改变参数改变电流再改变磁场进而改变力的作用即可实现；step1.6：拆解磁场发生装置，进行回收待下次使用。
11.采用所述水下无需模板的磁性浆液浇注装置进行水下物体整体浇筑的方法：考虑到在实际施工中可能所需电源功率较大，成型慢导致耗电大，且需要的磁性砂浆量大，从而使成本升高，采用先成模后注浆的浇注方式施工，并将其运用在水下施工中，具体操作步骤如下：水下先成模后注浆的浇注方式施工具体操作：step2.1：将网状吸引结构进行充磁并安装在钢筋笼外表面，小型电路板通过合页搭接形成需要的形状，搭接在钢筋笼外侧一定距离处，以应对不同的施工条件，同时将磁棒放入钢筋笼当中，测量好水下作业地点的浮力变化规律，根据规律调节电磁仿真软件对磁
场进行仿真，调节各项参数，让磁棒与磁场发生装置共同作用，得到满足施工需要的的磁场；从而达到对磁性砂浆的引导控制作用；step2.2：将已经配好的磁性砂浆加入浆液喷射器中，浆液喷射器喷头处的喷射装置中加入速凝剂；step2.3：运行磁场发生装置，同时向钢筋笼中喷射磁性砂浆和速凝剂，在磁场发生装置和磁棒两者的磁场的磁场力作用，以及钢筋笼外表面网状吸引结构对磁性砂浆的吸附作用下，磁性砂浆在钢筋笼外成形，保持磁场发生装置稳定运行工作，待磁性砂浆凝固，形成浇注所需的磁性砂浆外壳，作为之后浇注的模板；step2.4：使用硬臂式机械手，将磁场发生装置搬运至其它位置，就能够实现对该物件模板的等倍增长；模板凝固后就能够拆磁场发生装置进行回收，待下次使用。
12.step2.5：向已经在电磁场作用下由磁性砂浆形成的模板中注入加有速凝剂的普通浆液，待浆液凝固即可。
13.本发明有以下有益效果：1、通过采用本发明的方法，相较与使用传统施工方法，此方法对环境要求更低，减少了环境对浇注的限制，且本装置都是塑料外壳，相比于木质模板和铁质模板对起重设备的要求更低。
14.2、本发明运用磁场发生装置能够使浆液不像传统模板与浆液一样贴合在一起，实现了与浆液的零接触，可以避免磁性浆液表面与模板粘结形成的麻面，还避免了因使用木制模板发生产生的如模板拼缝不严导致的局部漏浆。
15.3、本发明方法可以通过改变电流来改变磁场发生装置产生的磁场，通过磁振捣和磁场改变后的磁热效应以此来排出浆液内部的气泡，减少气泡对结构成型带来不利影响。
16.4、本发明施工方法可以运用磁性浆液水下自汇聚的作用，让浆液在磁场的作用下形成工程需要的结构形状。
17.5、本发明对于某些需要承载更大荷载的结构部分，可以在磁性浆液中加入钢纤维，调整磁场方向，使得钢纤维在浆液中的走向与受力方向垂直，从而起到在特定结构处增大承载力的作用。
18.6、本发明模具可以回收，进行多次使用，避免了资源的浪费，同时减少了施工的成本。
19.7、本发明对比水下施工中的沉管法，本方法制作工艺要求更为简单，沉管法在沉放时可能由于水流的影响而导致沉放位置的偏移，但本方法可以直接在水下进行作业，且不需要大型的起重设备，节省了人力物力。
附图说明
20.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
21.图1为小型电路板正面示意图。
22.图2为小型电路板反面示意图。
23.图3 为小型电路板通过合页连接示意图。
24.图4 为磁感应发生装置控制原理图。
25.图5为改变电流大小控制直径的整体浇筑桩基础成型示意图。
26.图6 为水下承台基础与桩基础连接处施工示意图。
27.图7为磁棒结构示意图。
28.图8为网状吸引结构充磁制作方式示意图。
29.图9为使用机械臂的先成模后注浆的桩基础浇注方式示意图。
30.图10 海底隧道的局部施工示意图。
31.图11为使用滑升装置的先成模后注浆的桩基础浇注方式示意图。
32.图中：磁性砂浆1、磁场发生装置2、硬臂式机械手3、浆液喷射器4、线圈5、铁硅合金6、霍尔传感器7、单片机8、电源9、开关三极管10、小型电路板11、电磁仿真软件12、合页13、滑升装置14、磁棒15、实时监控设备16、充磁机17、网状吸引结构18、电机19、丝杆机构20、螺母升降板21、密封罩22。
具体实施方式
33.下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
34.实施例1：参见图1-11，一种水下无需模板的磁性浆液浇注装置，它包括用于产生磁场的磁场发生装置2；所述磁场发生装置2选择性安装在用于对其进行移动的硬臂式机械手3或者滑升装置14的末端；还包括用于喷射磁性砂浆1的浆液喷射器4，浆液喷射器4的喷浆管上方安装有一个速凝剂喷射口，用于在喷浆的同时喷射速凝剂加快磁性砂浆的凝固；所述磁场发生装置2与用于对其产生的磁场大小进行实时监测的实时监控设备16相连。通过采用上述结构的磁性浆液浇注装置，其通过磁感应发生装置对磁性砂浆的引导运用，达到省略常规模板，最大限度无视地形限制，更高效的浇注和更精密的搭接的目的，从而解决之前施工过程中存在的问题，有效避免了普通模板容易拼缝不严导致局部漏浆，水下施工产生气泡，导致成型强度不高，严重的甚至应力集中发生断裂的缺陷。具体使用过程中，通过磁场发生装置2进行磁场的调节，进而对磁性砂浆1进行振捣、引导，保证了浇筑质量。
35.进一步的，所述磁场发生装置2包括铁硅合金6，铁硅合金6的外部缠绕线圈5并制成圆饼状电磁铁用于提供电磁力，圆饼状电磁铁整体安装于小型电路板11正面，小型电路板11的背面安装有用于控制圆饼状电磁铁的电磁铁吸引力大小的霍尔传感器7、单片机8和开关三极管10；所述霍尔传感器7用于测量磁场，单片机8自带ad进行数模转换，并用单片机程序进行pid计算控制，输出pwm占空比随霍尔元件输出值改变从而控制电磁铁吸引作用的大小，让磁性砂浆1保持稳定。通过采用上述的磁场发生装置2能够用于产生电磁场，进而用于在对磁性砂浆1浇筑过程中，通过电磁场来控制浇筑过程，保证浇筑质量。
36.优选的，所述单片机8采用stm32单片机，通过上述的单片机作为控制器，保证了最佳的控制效果。
37.进一步的，所述开关三极管10与电源9连接，用于放大电压从而达到产生所需要大小的磁场强度，所有小型电路板11的电源9并联在一起由外接电源统一供电；相邻的小型电路板11之间通过合页13铰接连接；通过电磁仿真软件12用于对磁场仿真，用以调整得到所需要的的磁场强度；所述磁场发生装置2的外壳体采用不受磁场影响的材料制成。
38.优选的，所述电磁仿真软件12采用ansoft maxwell电磁仿真软件，其能够用于显
示并控制磁场发生装置2所产生的电磁场大小，以达到最佳的浇筑效果。
39.进一步的，所述滑升装置14包括电机19，电机19的外部安装有用于防水的密封罩22，电机19的输出轴通过锥齿轮传动机构与丝杆机构20相连并驱动其转动，丝杆机构20上通过螺纹传动配合有螺母升降板21，螺母升降板21的末端支撑安装磁场发生装置2；所述滑升装置14设置在钢筋笼的两侧并带动磁场发生装置2沿着钢筋笼升降移动；所述钢筋笼的中心部位设置有磁棒15。通过上述的滑升装置14能够用于在浇筑过程中，实现磁场发生装置2的升降动作，工作过程中，通过电机19驱动锥齿轮传动机构，通过锥齿轮传动机构驱动丝杆机构20，进而通过丝杆机构20驱动螺母升降板21，通过螺母升降板21驱动磁场发生装置2沿着磁棒15和钢筋笼升降。
40.进一步的，所述磁棒15采用与小型电路板11相同的结构，通过将pcb基板材料做成棒状，使其达到能够伸入钢筋笼内部的需求，并且使其承载排布规律，大小均匀的电磁铁；磁棒15内接有霍尔传感器7、单片机8、电源9和开关三极管10，用于形成磁场发生装置；磁棒15安置在钢筋笼内部并与磁场发生装置2共同作用，用于引导磁性砂浆1在水下的运动。通过采用磁棒15，设置在钢筋笼的内部，进而能够配合外部的磁场发生装置2共同作用下，实现磁性砂浆1的浇筑。
41.进一步的，所述钢筋笼的外部安装有网状吸引结构18，网状吸引结构18采用带铁元素的材料制成的网状结构，网状吸引结构18与充磁机17相配合并能够对其进行充磁，使其带上磁性，以增加其对磁性浆液的吸引力。通过采用上述的网状吸引结构18能够用于对磁性砂浆1进行一定的吸引，并配合磁场发生装置2保证了磁性砂浆1浇筑质量。
42.实施例2：采用水下无需模板的磁性浆液浇注装置进行水下物体整体浇筑的方法，包括以下步骤：step1.1：在陆地上用充磁机17将浇筑磁性砂浆1层段的钢筋笼进行充磁，并将其安装好；step1.2：将小型电路板11通过合页13搭接形成工程需要的形状，搭接在钢筋笼外侧一定距离处，测量好水下作业地点的浮力变化规律，根据规律设定一定的参数再通过电磁仿真软件12对磁场进行模拟，得到所需要的磁场大小；step1.3：在陆地上将已经配好的磁性砂浆1和速凝剂加入浆液喷射器4中；step1.4：运行磁场发生装置2，向钢筋笼中喷射磁性砂浆1和速凝剂，待磁性砂浆1充斥钢筋笼后，改变一定范围内磁场的形状，让磁性砂浆1在模内处于运动状态，利用磁场改变产生的磁振捣和磁热效应，减少气泡，加强混凝土结构整体性，从而提高强度，通过实时监控设备16监测浇注的情况，若有浇注不完全的部分，通过改变电流从而改变磁场发生装置2的磁场力，对该部分进行定向的修补；step1.5：保持磁场发生装置2稳定运行工作，保证磁场稳定，对于某些需要承载更大作用力容易破坏的结构部位，通过在磁性砂浆1里面加入钢纤维，然后调整磁场走向，使磁性砂浆1中钢纤维的走向与承载力作用方向相适应，从而在成型后强度更高，稳定性更强，待磁性砂浆1凝固后即完成浇注；若形状需要改变，则通过改变参数改变电流再改变磁场进而改变力的作用即可实现；step1.6：拆解磁场发生装置2，进行回收待下次使用。
43.实施例3：以水下承台基础与桩基础连接处施工为例：step1：在陆地上用充磁机17对钢筋笼进行充磁，用起重设备将承台基础的钢筋笼放置到指定位置搭接好；将已经配好的磁性砂浆1加入浆液喷射器4中，向浆液喷射器4喷头处的喷射装置中加入速凝剂；step2：将磁场发生装置2搭接在钢筋笼外侧一定距离处，测量好水下作业地点的浮力变化规律，根据规律和承台的尺寸调节各项参数设定一定的参数再通过电磁仿真软12对磁场进行模拟，从而达到对磁性砂浆的引导控制作用；step3：运行磁场发生装置2，向钢筋笼中喷射磁性砂浆1，同时喷射出速凝剂，在磁场发生装置2和磁棒15两者的磁场的磁场力作用，以及充磁后钢筋笼对磁性浆液的吸附作用下，磁性砂浆1充满钢筋笼内部，改变一定范围内磁场的形状，让磁性砂浆1在模内处于运动状态，利用磁场改变产生的磁振捣和磁热效应，减少气泡，加强混凝土结构整体性，从而提高强度；通过实时监控设备16监测浇注的情况，若有浇注不完全的部分，通过改变电流从而改变磁场发生装置2的磁场力，对该部分进行定向的修补；step4：保持磁场发生装置2稳定运行工作，使承台基础下部与桩基础的连接部分完全成形，待浆液凝固，即完成桩基础和承台基础的连接；step5：拆解磁场发生装置，进行回收待下次使用。
44.实施例4：采用所述水下无需模板的磁性浆液浇注装置进行水下物体整体浇筑的方法：考虑到在实际施工中可能所需电源功率较大，成型慢导致耗电大，且需要的磁性砂浆量大，从而使成本升高，采用先成模后注浆的浇注方式施工，并将其运用在水下施工中，具体操作步骤如下：水下先成模后注浆的浇注方式施工具体操作：step2.1：将网状吸引结构18进行充磁并安装在钢筋笼外表面，小型电路板11通过合页13搭接形成需要的形状，搭接在钢筋笼外侧一定距离处，以应对不同的施工条件，同时将磁棒15放入钢筋笼当中，测量好水下作业地点的浮力变化规律，根据规律调节电磁仿真软件12对磁场进行仿真，调节各项参数，让磁棒15与磁场发生装置2共同作用，得到满足施工需要的的磁场；从而达到对磁性砂浆1的引导控制作用；step2.2：将已经配好的磁性砂浆1加入浆液喷射器4中，浆液喷射器4喷头处的喷射装置中加入速凝剂；step2.3：运行磁场发生装置2，同时向钢筋笼中喷射磁性砂浆1和速凝剂，在磁场发生装置2和磁棒15两者的磁场的磁场力作用，以及钢筋笼外表面网状吸引结构18对磁性砂浆1的吸附作用下，磁性砂浆1在钢筋笼外成形，保持磁场发生装置2稳定运行工作，待磁性砂浆1凝固，形成浇注所需的磁性砂浆1外壳，作为之后浇注的模板；step2.4：使用硬臂式机械手3，将磁场发生装置2搬运至其它位置，就能够实现对该物件模板的等倍增长；模板凝固后就能够拆磁场发生装置2进行回收，待下次使用。
45.step2.5：向已经在电磁场作用下由磁性砂浆形成的模板中注入加有速凝剂的普
通浆液，待浆液凝固即可。
46.实施例5：以海底隧道局部施工为例，具体操作步骤如下：step1：首先进行海底清淤，再用海底挖掘机在海底浅挖出沟槽，根据海底基础情况打入挤密砂桩，抛石:手段，使基础密实；根据水下作业地点的浮力变化规律设定一定的参数，再通过电磁仿真软件12对磁场进行模拟，得所需要的磁场；step2：将经过充磁机充磁的网状吸引结构18安装在钢筋笼上，并通过起重设备放入海底，放到预置的位置；运用磁场发生装置同时进行浇注，如图所示安装小型磁板与磁棒15，在陆地上向已经配好的磁性砂浆1加入浆液喷射器4中，向浆液喷射器4喷头处的浆液喷射器4中加入速凝剂；step3：把小型电路板11通过合页搭接形成需要的形状，应对不同的施工条件，同时将磁棒15放入钢筋笼当中，将磁场发生装置2运行，向钢筋笼中喷射磁性砂浆1，同时喷射速凝剂，在磁场的吸引力、水的浮力等的相互作用下，以及网状吸引结构18对磁性砂浆的吸附作用，使一个磁性砂浆形成的磁性浆液模板自动成型，通过实时监控设备16监测浇注的情况，若有浇注不完全的部分，通过改变电流从而改变磁场发生装置2的磁场力，对该部分进行定向的修补；保持磁场发生装置2稳定运行工作，待浆液凝固即可；step4：根据工程需求使用硬臂式机械手3，将磁场发生装置2搬运至指定位置，然后，再次构建磁场，对隧道管道进行等倍增长；待四周被浇筑完成之后，改变磁场形状，用磁性砂浆1封堵住钢筋笼两端；磁性砂浆1形成的模板凝固后即可拆解磁场发生装置，进行回收待下次使用；step5：在前一阶段的施工完成后，向已经由磁性砂浆1形成的模板中注入普通的浆液和速凝剂，并等待其凝固成形。
47.实施6：以桩基施工为例：step1：在陆地上将浇筑磁性浆液层段的钢筋笼全部安装完毕，将网状吸引结构18进行充磁并安装在钢筋笼外表面，用起重设备将钢筋笼吊装至指定位置；将已经配好的磁性砂浆1加入浆液喷射器4中，向浆液喷射器4喷头处的浆液喷射器4中加入速凝剂；step2：将滑升装置14安装在钢筋笼两侧；step3：测量好水下作业地点的浮力变化规律，根据规律设定一定的参数再通过电磁仿真软件12对磁场进行模拟，得到所需要的磁场；step4：将磁场发生装置2运行，向钢筋笼中喷射磁性砂浆1和速凝剂，并通过实时监控设备16监测浇注的情况，若有浇注不完全的部分，通过改变电流从而改变磁场发生装置2的磁场力，对该部分进行定向的修补；一段时间后，保持磁场发生装置2稳定运行工作，待浆液凝固即可；step5：在前一阶段的施工完成后，可以根据工程需求使用滑升装置14，将磁场发生装置2运至指定位置，然后，再次构建磁场，即可实现对该物件的等倍增长；step6：在前一阶段的施工完成后，向已经由磁性砂浆1形成的模板中注入普通的浆液和速凝剂，并等待其凝固成形即可。

技术特征：

1.一种水下无需模板的磁性浆液浇注装置，其特征在于，它包括用于产生磁场的磁场发生装置（2）；所述磁场发生装置（2）选择性安装在用于对其进行移动的硬臂式机械手（3）或者滑升装置（14）的末端；还包括用于喷射磁性砂浆（1）的浆液喷射器（4），浆液喷射器（4）的喷浆管上方安装有一个速凝剂喷射口，用于在喷浆的同时喷射速凝剂加快磁性砂浆的凝固；所述磁场发生装置（2）与用于对其产生的磁场大小进行实时监测的实时监控设备（16）相连。2.根据权利要求1所述一种水下无需模板的磁性浆液浇注装置，其特征在于，所述磁场发生装置（2）包括铁硅合金（6），铁硅合金（6）的外部缠绕线圈（5）并制成圆饼状电磁铁用于提供电磁力，圆饼状电磁铁整体安装于小型电路板（11）正面，小型电路板（11）的背面安装有用于控制圆饼状电磁铁的电磁铁吸引力大小的霍尔传感器（7）、单片机（8）和开关三极管（10）；所述霍尔传感器（7）用于测量磁场，单片机（8）自带ad进行数模转换，并用单片机程序进行pid计算控制，输出pwm占空比随霍尔元件输出值改变从而控制电磁铁吸引作用的大小，让磁性砂浆（1）保持稳定。3.根据权利要求2所述一种水下无需模板的磁性浆液浇注装置，其特征在于，所述开关三极管（10）与电源（9）连接，用于放大电压从而达到产生所需要大小的磁场强度，所有小型电路板（11）的电源（9）并联在一起由外接电源统一供电；相邻的小型电路板（11）之间通过合页（13）铰接连接；通过电磁仿真软件（12）用于对磁场仿真，用以调整得到所需要的的磁场强度；所述磁场发生装置（2）的外壳体采用不受磁场影响的材料制成。4.根据权利要求1所述一种水下无需模板的磁性浆液浇注装置，其特征在于，所述滑升装置（14）包括电机（19），电机（19）的外部安装有用于防水的密封罩（22），电机（19）的输出轴通过锥齿轮传动机构与丝杆机构（20）相连并驱动其转动，丝杆机构（20）上通过螺纹传动配合有螺母升降板（21），螺母升降板（21）的末端支撑安装磁场发生装置（2）；所述滑升装置（14）设置在钢筋笼的两侧并带动磁场发生装置（2）沿着钢筋笼升降移动；所述钢筋笼的中心部位设置有磁棒（15）。5.根据权利要求4所述一种水下无需模板的磁性浆液浇注装置，其特征在于，所述磁棒（15）采用与小型电路板（11）相同的结构，通过将pcb基板材料做成棒状，使其达到能够伸入钢筋笼内部的需求，并且使其承载排布规律，大小均匀的电磁铁；磁棒（15）内接有霍尔传感器（7）、单片机（8）、电源（9）和开关三极管（10），用于形成磁场发生装置；磁棒（15）安置在钢筋笼内部并与磁场发生装置（2）共同作用，用于引导磁性砂浆（1）在水下的运动。6.根据权利要求4所述一种水下无需模板的磁性浆液浇注装置，其特征在于，所述钢筋笼的外部安装有网状吸引结构（18），网状吸引结构（18）采用带铁元素的材料制成的网状结构，网状吸引结构（18）与充磁机（17）相配合并能够对其进行充磁，使其带上磁性，以增加其对磁性浆液的吸引力。7.采用权利要求1-6任意一项所述水下无需模板的磁性浆液浇注装置进行水下物体整体浇筑的方法，其特征在于，包括以下步骤：step1.1：在陆地上用充磁机（17）将浇筑磁性砂浆（1）层段的钢筋笼进行充磁，并将其安装好；
step1.2：将小型电路板（11）通过合页（13）搭接形成工程需要的形状，搭接在钢筋笼外侧一定距离处，测量好水下作业地点的浮力变化规律，根据规律设定一定的参数再通过电磁仿真软件（12）对磁场进行模拟，得到所需要的磁场大小；step1.3：在陆地上将已经配好的磁性砂浆（1）和速凝剂加入浆液喷射器（4）中；step1.4：运行磁场发生装置（2），向钢筋笼中喷射磁性砂浆（1）和速凝剂，待磁性砂浆（1）充斥钢筋笼后，改变一定范围内磁场的形状，让磁性砂浆（1）在模内处于运动状态，利用磁场改变产生的磁振捣和磁热效应，减少气泡，加强混凝土结构整体性，从而提高强度，通过实时监控设备（16）监测浇注的情况，若有浇注不完全的部分，通过改变电流从而改变磁场发生装置（2）的磁场力，对该部分进行定向的修补；step1.5：保持磁场发生装置（2）稳定运行工作，保证磁场稳定，对于某些需要承载更大作用力容易破坏的结构部位，通过在磁性砂浆（1）里面加入钢纤维，然后调整磁场走向，使磁性砂浆（1）中钢纤维的走向与承载力作用方向相适应，从而在成型后强度更高，稳定性更强，待磁性砂浆（1）凝固后即完成浇注；若形状需要改变，则通过改变参数改变电流再改变磁场进而改变力的作用即可实现；step1.6：拆解磁场发生装置（2），进行回收待下次使用。8.采用权利要求1-6任意一项所述水下无需模板的磁性浆液浇注装置进行水下物体整体浇筑的方法，其特征在于：考虑到在实际施工中可能所需电源功率较大，成型慢导致耗电大，且需要的磁性砂浆量大，从而使成本升高，采用先成模后注浆的浇注方式施工，并将其运用在水下施工中，具体操作步骤如下：水下先成模后注浆的浇注方式施工具体操作：step2.1：将网状吸引结构（18）进行充磁并安装在钢筋笼外表面，小型电路板（11）通过合页（13）搭接形成需要的形状，搭接在钢筋笼外侧一定距离处，以应对不同的施工条件，同时将磁棒（15）放入钢筋笼当中，测量好水下作业地点的浮力变化规律，根据规律调节电磁仿真软件（12）对磁场进行仿真，调节各项参数，让磁棒（15）与磁场发生装置（2）共同作用，得到满足施工需要的的磁场；从而达到对磁性砂浆（1）的引导控制作用；step2.2：将已经配好的磁性砂浆（1）加入浆液喷射器（4）中，浆液喷射器（4）喷头处的喷射装置中加入速凝剂；step2.3：运行磁场发生装置（2），同时向钢筋笼中喷射磁性砂浆（1）和速凝剂，在磁场发生装置（2）和磁棒（15）两者的磁场的磁场力作用，以及钢筋笼外表面网状吸引结构（18）对磁性砂浆（1）的吸附作用下，磁性砂浆（1）在钢筋笼外成形，保持磁场发生装置（2）稳定运行工作，待磁性砂浆（1）凝固，形成浇注所需的磁性砂浆（1）外壳，作为之后浇注的模板；step2.4：使用硬臂式机械手（3），将磁场发生装置（2）搬运至其它位置，就能够实现对该物件模板的等倍增长；模板凝固后就能够拆磁场发生装置（2）进行回收，待下次使用；step2.5：向已经在电磁场作用下由磁性砂浆形成的模板中注入加有速凝剂的普通浆液，待浆液凝固即可。

技术总结

本发明提供了一种水下无需模板的磁性浆液浇注装置及方法，它包括磁场发生装置；所述磁场发生装置选择性安装在用于对其进行移动的硬臂式机械手或者滑升装置的末端；还包括用于喷射磁性砂浆的浆液喷射器，浆液喷射器的喷浆管上方安装有一个速凝剂喷射口，用于在喷浆的同时喷射速凝剂加快磁性砂浆的凝固；所述磁场发生装置与用于对其产生的磁场大小进行实时监测的实时监控设备相连。其通过磁感应发生装置对磁性砂浆的引导运用，达到省略常规模板，最大限度无视地形限制，更高效的浇注和更精密的搭接的目的，有效避免了普通模板容易拼缝不严导致局部漏浆，水下施工产生气泡，导致成型强度不高，严重的甚至应力集中发生断裂的缺陷。缺陷。缺陷。