CN100999895A - 一种大跨度桥梁架设装置及其架设方法 - Google Patents

Abstract

一种大跨度桥梁架设装置及其架设方法。属于交通运输领域，尤其适用于军队战时快速构建大跨度桥梁。架设装置由底盘车(1)、折臂吊(2)、架设平台(3)、导梁单元(4)、导梁套(5)、移动架(6)、起落架(7)、桥节(33)组成。该装置降低了架设装置的高度，方便运输。机构紧凑、简单、功能单一，所需要的液压系统执行元器件相对比较少，可靠性也相对比较好。架设完后不需要撤收导梁，缩短了所需要的架设和撤收时间。导梁连接时候的作业平面较低，作业手在平台上就能完成的任务，作业比较安全；作业难度相对比较低，规避了人为因素对架设时间的不确定性影响。

Description

一种大跨度桥梁架设装置及其架设方法

技术领域

本发明属于交通运输领域，特别涉及一种大跨度模块化桥梁的架设装置及其架设方法，尤其适用于军队战时快速构建大跨度桥梁。

背景技术

军用桥梁一般由桥跨、架设机构和底盘车等部分组成，其中桥跨由两个或多个桥节组成，行军状态时桥节叠置于架设作业底盘上或者运输车上，架设作业时桥节通常是通过架设机构在底盘上完成连接后进行架设。底盘车主要是提供桥节的运输，为架设时构建平台并提供架设动力。

美国5915423号专利公开了一种大跨度桥梁架设方法。

该发明给出了架设车，其包括架设装置，架设时架设装置的滑动架由液压控制向后伸出(图1、2)；然后，A型架从装载位置被移动下来，并分别向上和下两个方向伸展开(图3，后视图如图4)。其中导梁、桥跨A型架的运动状态位置关系如图6所示。

首先，架设导梁。

架设装置的导梁套中包括一节导梁单元，在操作手的控制下，由吊车移动第二节导梁单元，直到其紧靠第一节导梁单元，由站在滑动架上的另一名操作手插入导梁销，完成一段导梁段的连接。逐步的添加导梁单元，每个导梁单元添加连接完成以后，由液压控制推送导梁段跨越障碍。当最后一节导梁单元添加并且前推到位后，插入一个用于锁定最后一节导梁单元和架设支架的销子。同时通过液压系统将A型架的支撑架升起(如图5)，给桥跨移出留出足够通过的高度空间。同时放下导梁使对岸导梁支座触地。

然后再架设桥跨。

吊车吊起边桥节放入A型架内，边桥节通过悬索固定在前一个滑车上。滑车通过绞盘钢丝绳拉动可以在导梁上移动。起吊中间桥节。并通过人工操作先插入两个桥节上面的销子，然后降低第一个平行桥节，插入下面的销子。与前面桥段连接后，位于前面的滑车通过绞盘把连接好的桥段向后拉住，直到下一个桥节的连接位置。和上面描述的方法一样，依次连接后面的桥节。当最后一个桥节固定后，也就是第二个边桥节，通过后面滑车的悬索将其固定。

再就是落桥。

通过绞盘提高后面的悬索，即提高第二个边桥节，这样桥跨的后部脱离A型架的滚筒。最后，又通过绞盘拉前面的滑车直到桥跨在障碍上方合适的位置，而后通过操作前后滑车的绞盘放下桥跨。

一旦落地，前后悬索去掉。然后利用液压缸降低A型架。开始回收导梁。

导梁套被缩回到架设车，导梁的拆卸是其拼装的反过程。利用吊车，导梁所有的单元被拆开和移走后，架设装置重新收起。架设车被移走，桥梁可用于通载。

桥跨撤收是其架设的反过程，因为桥跨是对称的，可以在其任意端撤收。

由于其架设方式和结构设计特点带来如下缺点：

1从其功能和运动需求来看，A型架机构太复杂，所需要的液压系统执行元器件比较多，同时由于该机构受力还比较大，因此A型架可靠性比较差、重量也比较大。

2由于该方式决定桥跨必须从A型架的下面出去，因此，桥节本身的高度就受到A型架高度的限制，由于运输限界的限制，A型架不可能设计的太高，因此，该方式限制了桥节的高度，也限制了桥跨以及整个器材的可扩展性。同样是由于运输限界的限制，导梁的高度也受到一定的限制。

3该方式导梁可以撤收，因此同一架设装置可以架设多座桥梁，但由于需要撤收导梁，因此增加了架设所需要的时间，并且采取此种方式架设的桥梁越长，对架设速度的影响越大。战争时期，时间就是生命，因此为了能架设多座桥梁而牺牲架设时间，不值得。

4从图可以分析，导梁连接时候的作业平面较高，达到3.5米到4米高；桥跨连接时候，上部接头的高度3米左右；因此该方式的作业平面比较高，加大了作业难度，作业时也比较危险；同时由于连接好的导梁前面导梁支座支撑着，也比较高，整个系统作业时候的稳定性比较差。

5桥跨由绞盘拉出，由于绞盘是单向的，即只能拉出，不能拉回，因此对作业过程不能很好的控制，尤其是在斜坡架设时，由于桥跨本身的惯性，更不好控制，同时也造成了对架设时间的不容易控制。此外绞盘所需要的钢丝绳比较长，容易出现乱绳、卡绳等现象，绞盘工作速度又相对比较慢，增加了作业难度，也增加了作业时间。

发明内容

本发明目的是要提供解决上述专利结构复杂、高度受限、运输不便、作业危险等问题，提供一种机械化程度高且结构简单、架设快捷、运输方便、作业安全的大跨度模块化桥梁的架设装置。

一种大跨度模块化桥梁的架设装置，主要由底盘车1、折臂吊2、架设平台3、导梁单元4、导梁套5、移动架6、起落架7和桥节33等结构组成。其特征在于架设平台3包括小滑道9、主滑道8和副车架10。导梁单元4包括箱形梁结构42、接头41、销子43。导梁套5包括导梁套滚轮组26、导梁套体27、推桥油缸28、推桥机构29和推桥马达30、推导梁上滚轮组31、推导梁下滚轮组32。移动架6包括前滑轮组13、后滑轮组15、横穿销21、移动架体16和平衡支腿18。起落架7包括两片三角桁架结构23、滚轮24、连接支耳一22和连接支耳二25。

架设平台3的小滑道9和主滑道8分为左右两滑道，都是由槽形钢组成；小滑道9与导梁套滚轮组26连接，控制导梁套的运动轨迹和方向；主滑道8通过移动架上前滚轮组13和后滚轮组15与移动架6连接，通过安装在架设平台3上的马达可使移动架从滑道中滑出，增加架设平台3的长度。主滑道8侧面前后两位置有两对横穿销孔，分别为横穿销前孔11穿销后孔12，横穿销前孔11供移动架横穿销21在底盘行驶时穿销连接，横穿销后孔12供移动架横穿销21在底盘车架设作业时穿销连接。

导梁单元4第一节的侧壁有一段小滑道44，在小滑道44端部有与导梁支撑45连接的孔。

导梁套滚轮组26用于与架设平台3的小滑道9连接，控制导梁套运动轨迹；导梁套体27是一矩形框架结构，导梁可从其中间移动；推桥机构29安装在导梁套纵梁的两侧，由一三角架组成，垂直方向可以伸缩，在推桥油缸28的作用下，可以在导梁套纵梁上移动；当三角架垂直方向伸出，与桥节横梁相碰，再在推桥油缸28的水平推动下，桥节就可以在导梁上移动了；推导梁马达30通过拨动导梁中间的销子43推出或者收回导梁；导梁套的一端通过滚轮组26连接在架设平台3的小滑道9上，另一端铰接在移动架平衡支腿18的中间位置。上滚轮组31用于推导梁时压住导梁单元，下滚轮组32用于推导梁时托住导梁单元，两滚轮组形成一支反架。

移动架6两滚轮组(13和15)的作用是方便移动架从主滑道中移动出来，同时传递架设导梁时候的支反力；前滚轮组13的下部有一由油缸控制的横穿销21，移动架6到达固定位置后通过横穿销21与架设平台3锁定；移动架体16主要是由两根纵梁和五根横梁组成网格框架结构；移动架体中间可放汽车备胎14，倒数第二根横梁上有起落架油缸连接支耳17，最后一根横梁上有起落架连接支耳20和导梁套连接支耳19。移动架尾部的平衡支腿18中间位置上通过导梁套连接支耳19铰接着导梁套5，移动架后下部通过起落架连接支耳20铰接着一起落架7。

起落架前端两边各有一滚轮24，可以在边导梁的滑道中移动；起落架前端为开口的，导梁可以进入中间；连接支耳一22和连接支耳二25分别连接在油缸和移动架平衡支腿上；起落架由连接在移动架横梁上的油缸控制起落架具体位置，用于起、落桥和导梁。

桥节33的结构既可以采用三角桁架形式也可以采用轴向折叠结构，轴向折叠结构包括车辙34、横梁35、滚轮36、滚轮36供桥节在导梁上移动。桥节横梁35布置应均匀，方便推桥机构推桥。三角桁架形式包括加宽板37、三角桁架38、连接横梁39、滚轮40。滚轮40供桥节在导梁上移动。连接横梁39布置也应均匀，方便推桥机构推桥。

本发明优点在于：

1从整个系统来看，相对而言该架设机构紧凑、简单、功能单一，所需要的液压系统执行元器件相对比较少，可靠性也相对比较好。

2该方式决定桥跨从导梁的上部推出，因此，桥节单元和导梁单元本身的高度就不受到架设机构的限制，可以根据桥节单元和导梁单元结构设计需要和战术技术指标要求选择合适的高度和宽度，也不会影响架设车的运输限界，因此，该方式决定桥跨以及整个器材具有比较好的可扩展性。

3该方式架设完后不需要撤收导梁，因此缩短了所需要的架设和撤收时间，并且采取此种方式架设的桥跨越长，对整个器材越有利。

4导梁连接时候的作业平面较低，作业手在平台上完全能完成所需要完成的任务，作业比较安全；导梁支撑支起导梁的高度也比较低，桥跨移动和连接作业时的稳定性比较好。

5桥跨出去时，由推桥油缸与推桥机构配合推出，因此对作业过程能够很好的控制，架设时间也更加容易掌握。油缸是双向的既可出去也可控制桥跨回来，容易控制桥跨段的状态；人工参与的相对比较少，作业难度相对比较低，规避了人为因素对架设时间的不确定性影响。

6落桥机构设计比较巧妙，省时、省力、省人工。

7从整体来看，相对美国方案，该方案要简单的多，架设过程也要简单，经济性比较好，同时作业手也容易掌握架设过程。

附图说明

图1为美国5915423号专利桥车示意图。

图2为美国5915423号专利桥车架设装置向后移动示意图。

图3为美国5915423号专利桥车架设装置A型架展开示意图。

图4为美国5915423号专利桥车架设装置A型架展开后视图。

图5为美国5915423号专利桥车架设装置A型架升起后视图。

图6为美国5915423号专利桥车桥跨、导梁与A型架位置关系图。

图7为本发明桥车架设装置整体构成图，

1底盘车、2折臂吊、3架设平台、4导梁单元、5导梁套、6移动架、7起落架。

图8为本发明桥车架设装置架设平台3的结构图，

8主滑道、9小滑道、10副车架、11横穿销前孔、12横穿销后孔。

图9为本发明桥车架设装置架设平台3的截面图。

图10为本发明移动架6的结构图，

13前滚轮组、14备胎、15后滚轮组、16移动架体、17油缸支耳、18平衡支腿、19导梁套连接支耳、20起落架连接支耳、21横穿销。

图11为本发明起落架7的结构图，

22连接支耳一、23三角桁架结构、24滚轮、25连接支耳二。

图12为本发明导梁套的结构图，

26滚轮组、27导梁套体、28推桥油缸、29推桥机构、30推导梁马达、31上滚轮组、32下滚轮组。

图13为轴向折叠结构桥节剖面折叠图。

33桥节

图14为轴向折叠结构桥节剖面展开图，

34车辙、35横梁、36滚轮。

图15为三角桁架形式的桥节剖面图，

37加宽板、38三角桁架、39连接横梁、40滚轮。

图16为桥节侧视图。图17为导梁单元主视图。

图18为导梁单元俯视图。

图19为边导梁单元，

44小滑道、45导梁支撑。

图20-图26为本发明具体实施工作原理图。

具体实施方式

工作过程描述

1.桥车就位，放下移动架上的平衡支腿，调节好导梁支撑的高度，通过折臂吊将一中桥节起吊放置于导梁套上，如图20。

2.底盘车空挡，通过油缸退出横向穿销，马达推底盘车向车头方向前进，使移动架从滑道中移出，到位后还是通过油缸横向穿销，锁定移动架与架设平台的相对位置；导梁套一端与平衡支腿横梁铰接，另外一端由两组滚轮组与架设平台小滑道连接，形成两个支反点，即搭建好了整个架设平台。如图21。

3.放下折臂吊的前平衡支腿，根据不同的地形，调节好前后支腿的高度；为方便导梁的连接，同一位置的支腿应调平；起吊导梁单元并与导梁套中的导梁单元通过销子连接，同时通过导梁套下部的马达推动导梁段往障碍上移动，直到到达下一个导梁单元连接位置；依次连接和推动导梁。最后通过调节后平衡支腿油缸高度来放下对岸的导梁，使导梁支撑着地。如图22、23

4.收回前平衡支腿，退横穿销，马达拉回底盘车到初始位置，再放下前平衡支腿，通过油缸横向穿销，锁定移动架位置；起吊边桥节并与中桥节在外端通过销子连接。

5.通过导梁套上的推桥油缸和推桥机构，使在滚轮支撑下的桥节在导梁上移动，直到推至下一个连桥位置，再起吊并连接后续桥节，依次连接和推桥。直到最后一个中桥节连接并推到位。图24

6.由起落架油缸控制起落架，将导梁和桥节托起，使导梁前、后段成自由状态，再在折臂吊和人的辅助下断开前、后段导梁，在导梁端部设置导梁支撑，导梁和桥节段在起落架的作用下落地。图25

7.收起前后平衡支腿，通过折臂吊将我岸边桥跨与桥段(我岸指的是底盘车所在的一边；桥跨指的是连接好了的桥节组合体，桥段指的是连接了一些桥节，但还没有完全连接好的)连接，最后通过导梁支撑将全桥跨段放置于地面上，即可通载。撤收过程相反。图26

Claims (9)

1.一种大跨度模块化桥梁的架设装置，由底盘车(1)、折臂吊(2)、架设平台(3)、导梁单元(4)、导梁套(5)、移动架(6)、起落架(7)、桥节(33)组成，其特征在于架设平台(3)包括小滑道(9)、主滑道(8)和副车架(10)；导梁单元(4)包括箱形梁结构(42)、接头(41)、销子(43)；导梁套(5)包括导梁套滚轮组(26)、导梁套体(27)、推桥油缸(28)、推桥机构(29)和推桥马达(30)、推导梁上滚轮组(31)、推导梁下滚轮组(32)；移动架(6)包括前滑轮组(13)、后滑轮组(15)、横穿销(21)、移动架体(16)和平衡支腿(18)；起落架(7)包括两片三角桁架结构(23)、滚轮(24)、连接支耳一(22)和连接支耳二(25)。

2.如权利要求1所述一种大跨度模块化桥梁的架设装置，其特征在于架设平台(3)的小滑道(9)和主滑道(8)分为左右两滑道，都是由槽形钢组成；小滑道(9)与导梁套滚轮组(26)连接，控制导梁套的运动轨迹和方向；主滑道(8)通过移动架上前滚轮组(13)和后滚轮组(15)与移动架(6)连接，通过安装在架设平台(3)上的马达使移动架从滑道中滑出，增加架设平台(3)的长度；主滑道(8)侧面前后两位置有两对横穿销孔，分别为横穿销前孔(11)和横穿销后孔(12)，横穿销前孔(11)供移动架横穿销(21)在底盘行驶时穿销连接，横穿销后孔(12)供移动架横穿销(21)在底盘车架设作业时穿销连接。

3.如权利要求1所述一种大跨度模块化桥梁的架设装置，其特征在于导梁单元(4)第一节的侧壁有一段小滑道(44)，在小滑道(44)端部有与导梁支撑(45)连接的孔。

4.如权利要求3所述一种大跨度模块化桥梁的架设装置，其特征在于导梁套滚轮组(26)用于与架设平台(3)的小滑道(9)连接，控制导梁套运动轨迹；导梁套体(27)是一矩形框架结构，导梁能从其中间移动；推桥机构(29)安装在导梁套纵梁的两侧，由一三角架组成，垂直方向能伸缩，在推桥油缸(28)的作用下，能在导梁套纵梁上移动；当三角架垂直方向伸出，与桥节横梁相碰，再在推桥油缸(28)的水平推动下，桥节就能在导梁上移动了；推导梁马达(30)通过拨动导梁中间的销子(43)推出或者收回导梁；导梁套的一端通过滚轮组(26)连接在架设平台(3)的小滑道(9)上，另一端铰接在移动架平衡支腿(18)的中间位置；上滚轮组(31)用于推导梁时压住导梁单元，下滚轮组(32)用于推导梁时托住导梁单元，两滚轮组形成一支反架。

5.如权利要求4所述一种大跨度模块化桥梁的架设装置，其特征在于移动架(6)前滚轮组(13)和后滚轮组(15)的作用是方便移动架从主滑道中移动出来，同时传递架设导梁时候的支反力；前滚轮组(13)的下部有一由油缸控制的横穿销(21)，移动架(6)到达固定位置后通过横穿销(21)与架设平台(3)锁定；移动架体(16)是由两根纵梁和五根横梁组成网格框架结构；移动架体中间放汽车备胎(14)，倒数第二根横梁上有起落架油缸连接支耳(17)，最后一根横梁上有起落架连接支耳(20)和导梁套连接支耳(19)；移动架尾部的平衡支腿(18)中间位置上通过导梁套连接支耳(19)铰接着导梁套(5)，移动架后下部通过起落架连接支耳(20)铰接着起落架(7)。

6.如权利要求5所述一种大跨度模块化桥梁的架设装置，其特征在于起落架前端两边各有一滚轮(24)，能在边导梁的滑道中移动；起落架前端为开口的，导梁能进入中间；连接支耳一(22)和连接支耳二(25)分别连接在油缸和移动架平衡支腿上；起落架由连接在移动架横梁上的油缸控制起落架具体位置，用于起、落桥节和导梁。

7.如权利要求1或2或3或4或5或6所述一种大跨度模块化桥梁的架设装置，其特征在于桥节结构采用轴向折叠结构，包括车辙(34)、横梁(35)、滚轮(36)、滚轮(36)供桥节在导梁上移动，桥节横梁(35)布置要求布置均匀，方便推桥机构推桥。

8.如权利要求1或2或3或4或5或6所述一种大跨度模块化桥梁的架设装置，其特征在于桥节结构采用三角桁架形式，包括加宽板(37)、三角桁架(38)、连接横梁(39)、滚轮(40)，滚轮(40)供桥节在导梁上移动，连接横梁(39)布置要求均匀，方便推桥机构推桥。

9.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述一种大跨度模块化桥梁的架设装置，其特征在于模块化桥梁架设步骤为：

(1)车就位，放下移动架上的平衡支腿，调节好导梁支撑的高度，通过折臂吊将一中桥节起吊放置于导梁套上；

(2)底盘车空挡，通过油缸退出横向穿销，马达推底盘车向车头方向前进，使移动架从滑道中移出，到位后还是通过油缸横向穿销，锁定移动架与架设平台的相对位置；导梁套一端与平衡支腿横梁铰接，另外一端由两组滚轮组与架设平台小滑道连接，形成两个支反点，搭建好整个架设平台；

(3)放下折臂吊的前平衡支腿，根据不同的地形，调节好前后支腿的高度；为方便导梁的连接，同一位置的支腿要调平；起吊导梁单元并与导梁套中的导梁单元通过销子连接，同时通过导梁套下部的马达推动导梁段往障碍上移动，直到到达下一个导梁单元连接位置；依次连接和推动导梁，最后通过调节后平衡支腿油缸高度来放下对岸的导梁，使导梁支撑着地；

(4)收回前平衡支腿，退横穿销，马达拉回底盘车到初始位置，再放下前平衡支腿，通过油缸横向穿销，锁定移动架位置；起吊边桥节并与中桥节在外端通过销子连接；

(5)通过导梁套上的推桥油缸和推桥机构，使在滚轮支撑下的桥节在导梁上移动，直到推至下一个连桥位置，再起吊并连接后续桥节，依次连接和推桥，直到最后一个中桥节连接并推到位；

(6)由起落架油缸控制起落架，将导梁和桥节托起，使导梁前、后段成自由状态，再在折臂吊和人的辅助下断开前、后段导梁，在导梁端部设置导梁支撑，导梁和桥节段在起落架的作用下落地；

(7)收起前后平衡支腿，通过折臂吊将我岸边桥跨与桥段连接，最后通过导梁支撑将全桥跨段放置于地面上，即可通载。

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