CN101550769B - 一种移动栈桥 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种隧道施工设备,特别公开了一种移动栈桥。该移动栈桥,包括主桥、主桥的前后均设引桥、支撑,其特征在于:该移动栈桥还包括液压系统和电气系统,主桥的前后两端均设有行走装置,主桥包括变形贝雷桁架,桥面板和桥面板支撑架。本发明的有益效果是:开展可移动栈桥的研发工作,既可使洞内开挖的渣料顺利运出,又可保证仰拱混凝土衬砌的正常施工作业,极大的提高功效,缩短施工周期。不仅保证了工期要求,也满足文明施工的需要。

Description

ー种移动栈桥
技术领域
[0001] 本发明涉及ー种隧道施工设备,特别涉及ー种移动栈桥。
背景技术
[0002]目前我国主要鉄路干线能力十分紧张,无法满足客货运输的需求,急需建设专门的客运专线,满足经济发达的城市密集群的城际间旅客运输日益增长的需求;加之长期以来,我国铁路网布局一直呈现着不合理态势,特别是在广大西部地区,运网稀疏,运能严重不足,与东中部的联络能力差。因此,为了满足客货分线,以及完善国家铁路网布局,满足交通运输的需要,国家在近年大力进行鉄路建设。新建京沪高速铁路是《国家中长期铁路网规划》中“四纵四横”客运专线的南北向主骨架,是我们第一条具有世界先进水平的高速铁 路。隧道施工作为铁路土建施工的重要内容,其施工エ艺对施工质量及施工エ期起决定性作用。目前同类施工作业中,多数是临时搭设的简易栈桥或跳板,功能単一、适应能力较差、安全性差,安装组拼、周转使用不便,在实际施工作业过程中机械化程度低,安全保证与文明施工水平低。
发明内容
[0003] 本发明为了弥补现有技术的不足,提供了ー种高效实用的移动栈桥。
[0004] 本发明是通过如下技术方案实现的:
[0005] ー种移动栈桥,包括主桥、设置在主桥前后的引桥、设置在主桥前后两端的前支撑和后支撑,其特征在干:该移动栈桥还包括液压系统和电气系统,主桥的前后两端均设有行走装置,主桥包括变形贝雷桁架,桥面板和桥面板支撑架。
[0006] 本发明更优的技术方案是:变型贝雷桁架包括上弦、下弦、斜弦、垂弦及其连接板;桥面板包括面板、纵向钢枕、横向钢枕,桥面板支架包括三根横梁及其扣件等。标准桁架上部采用螺栓联接,下部为铰接;前、后均为轮式行走机构,前轮为钢轮,行走在隧洞初期支护面上,后轮为钢芯包胶车轮,行走在浇筑成型仰拱混凝土上,液压系统主要由液压油箱、油路以及液压油缸组成。液压油箱布置于栈桥尾部,油路沿栈桥桁架布置固定,液压油缸缸体固定在桁架上,活塞杆与行走装置铰接。通过液压油缸的伸縮,实现栈桥的升降动作,满足栈桥工作状态与行走状态的转换以及调整解决洞内施工存在的作业面高度差问题;栈桥电气系统主要由警示灯、油泵电机、行走定位器组成。气系统主要由警示灯、油泵电机、行走定位器组成。
[0007] 本发明的有益效果是:可移动栈桥既可使洞内开挖的渣料顺利运出,又可保证仰拱混凝土衬砌的正常施工作业。从而构成开挖エ序与仰拱混凝土衬砌エ序在一条施工线上的连续不间断施工,极大的提高了工作效率,缩短施工周期。不仅保证了エ期要求,也满足文明施工及安全保障的需要。
[0008] 附图说明
[0009] 下面结合附图对本发明作进ー步的说明。[0010] 附图1为本发明的结构示意图;
[0011] 附图2为主桥的横截面图;
[0012] 附图3为后支撑和后轮的结构示意图;
[0013] 附图4为电气系统组成图;
[0014] 附图5为电控箱的工作流程图。
[0015] 图中,1引桥,2前支撑,3前轮,4主桥,5液压油箱,6后轮,7后支撑,8变形贝雷桁架,9桥面板,10桥面板支撑架。
[0016] 具体实施方式
[0017] 附图为本发明的ー种具体实施例。该实施例包括主桥4、主桥4的前后均设引桥I、前支撑2、后支撑7,还包括液压系统和电气系统,主桥4的前后两端均设有行走装置,主桥4为变形贝雷桁架8结构,采用9m标准节制作,标准桁架的联接形式为上部采用螺栓联接,下面为铰接;所述的桥面板9包括面板、纵向钢枕、横向钢枕;桥面板支撑架10包括横梁及其扣件。变形贝雷桁架8上部采用螺栓联接,下部为铰接。在主桥前后均设置引桥,便于汽车及其他施工设备通行;栈桥前、后均设置有钢支墩,用以承担栈桥工作载荷,保证栈桥稳定性;根据设计跨度布置栈桥行走装置,前、后均为轮式行走机构,前轮3为钢轮,行走在隧洞初期支护面上,后轮6为钢芯包胶车轮,行走在浇筑成型仰拱混凝土上。通过采用洞内施工机械拖曳,实现栈桥移动转场要求。此外,行走装置还具备独立转向功能,可实现转弯及偏转动作以满足相关施工要求;液压系统主要由液压油箱5、油路以及液压油缸组成。液压油箱5布置于栈桥尾部,避免洞内开挖爆破作业过程中石渣击中造成破坏,油路沿栈桥桁架布置固定,液压油缸缸体固定在桁架上,活塞杆与行走装置铰接。通过液压油缸的伸縮,实现栈桥的升降动作,满足栈桥工作状态与行走状态的转换以及调整解决洞内施工存在的作业面高度差问题;栈桥电气系统主要由警示灯及行走定位器组成,保证栈桥在工作及行走时的安全性。
[0018] 栈桥桥体设计长度为30m,允许使用跨度27m ;全桥宽度5. 7m,桥面允许通行宽度3. 5m ;人行道宽度0. 65m。经过现场荷载试验,栈桥桥体结构稳定,跨中最大挠度值为
3. 1mm,满足承载及稳定性要求。栈桥在工作状态下,液压油缸收缩使四组行走轮系离开地面;前、后钢墩支撑着地,承担栈桥自重及桥面行走车辆及设备载荷;前端引桥搭放在开挖面上,采用临时钢支墩支撑固定,后端引桥平放于仰拱浇筑面上,坡度便于设备通行;警示系统开启形成声光报警,保证通行设备及人员通行安全。当完成栈桥下仰拱混凝土浇筑并达到一定強度后,栈桥需要向前移动ー个作业长度,即栈桥进入行走状态。栈桥在行走状态下,液压油缸伸长,行走系统着地,顶升栈桥桥体及钢支撑离开地面,液压油缸承担栈桥桥体自重;前、后引桥收起,离开地面,并解除栈桥桥身与洞内其他施工部位的临时联接;启动行走定位装置,确保栈桥行走安全性;通过钢丝绳将栈桥前端的牵引点与洞内施工设备例如液压挖掘机或装载机等联接,并根据使用エ况开启或锁闭行走系统转向功能,然后由牵引设备向前牵引移动12m,转换栈桥进入工作状态,进行下一个浇筑使用循环。
[0019] 本栈桥为钢结构单车道移动式栈桥,用于隧道开挖及浇注使用,支座间分3节每节9米拼装,净宽3. 5m。栈桥两头各设液压行走装置。栈桥两侧设栏杆,上部结构采用型钢结构。上部梁板自成一体,以便整体拆卸。
[0020] 仿照双排单层贝雷桥的结构形式,桁架主纵梁选用2 [2(la,腹杆选用Iltl,下横梁采用I283O纵梁选用I12.6 ; 6 10桥面钢板满铺。
[0021] 荷载布置
[0022] (I)上部结构恒重
[0023] (3. 5米宽计算)
[0024] 6 1(| 钢板:3. 5X1X0. 01X 7. 85X10 = 5. 495KN/m
[0025] I12 6 纵向分配梁:0. 142KN/m
[0026]主纵梁:0. 4526KN/m
[0027] I28a 下横梁:0.435KN/m
[0028] 右侧人行道作用每隔6m桁架下弦,每点6KN
[0029] 轮胎每个估算IOKN
[0030] 左侧液压控制装置栈桥两头每个2. 5KN
[0031] ⑵活荷载
[0032] 30t载重车,考虑在栈桥跨中装载时的最不利冲击效应,将最后一铲料重(2t)放大动カ系数2考虑,加到第二组轮胎作用处,为140KN。
[0033] 考虑栈桥实际情况,验算其通行时对栈桥影响。
[0034] (2)エ况最大内力
[0035] 表I结构最大内力及挠度表
[0036]
Figure CN101550769BD00051
[0037] 表2支座反力表
[0038]
Figure CN101550769BD00052
[0039] 依据挠度限值为50mm,满足设计要求。Q235钢材料強度210Mpa、抗剪强度125Mpa、长细比限值120、应カ比0. 95均图示于应カ图中,均未超限。
[0040] 上部结构内力手工校核
[0041] (1)112. 6纵向分配梁内力
[0042] ①30t载重车
[0043] 计算跨度为I. 4m。
[0044] 单边车轮布置在跨中时弯距最大
[0045] Mmaxl = 1/4X70X1. 4 = 24. 5KN. m
[0046] 单边车轮布置在临近支点时剪カ最大
[0047] Qfflaxl = 70KN[0048] ②恒载
[0049] q = 0. 284+0. 01X0. 35X78. 5 = 0. 56KN/m
[0050] Mmax2 = 1/8 X0. 56 X I. 42 = 0. 14KN. m[0051 ] Qmax2 = 0. 56X 1. 4/2 = 0. 39KN
[0052] ③荷载组合 [0053] Mmax = I. 2X24. 5+1. 4X0. 14 = 29. 6KN. m
[0054] Qmax = I. 2X70+1. 4X0. 39 = 84. 55KN
[0055] o = M/ff = 29. 6X 103/154 = 192MPa < [ o ] = 2 IOMpa
[0056] T = Q/A = 84. 55X 103/36. 2 = 23. 4MPa < [ x ] = 125Mpa
[0057] 满足
[0058] (2)桥面钢板内力
[0059] 取I米宽板条,按单向板计算,当荷载为30t载重车时为最不利。
[0060] Q = 70/0. 35 = 200KN/m
[0061]跨中弯矩 Mop = 200 X (0. 35)2/8 = 3. 1KN. m
[0062] 有效分布宽度a = 0. 35m
[0063] W = bh2/6 = 1X0. 012/6 = I. 67X l(T5m3
[0064] o = M/ff = 3. 1X 103/1. 67X 1(T5 = 185. 6MPa < [ o ] = 2 IOMpa 满足
[0065] (3) 128a下横梁内力
[0066]梁跨度(m) :3. 500
[0067] ①恒载
[0068] 自重作用折算梁上均布线荷(KN/m)P = 2. 12KN/m
[0069] ②梁上各断面内力计算结果
[0070]组合 I :1. 2 恒+1.4 活
[0071]断面号: I 2 3 4 5 6 7
[0072] 弯矩(kN. m) :0. 000 21. 626 43. 033 64. 219 85. 186 95. 316 87. 259
[0073] 剪力(kN) : 74. 525 73. 771 73.017 72. 262 71. 508 -27. 246 -28.000
[0074]断面号: 8 9 10 11 12 13
[0075]弯矩(kN.m) :78.983 70.486 61.769 52.833 37.960 0.000
[0076]剪力(kN) : -28.754 -29.508 -30.262 -31.017 -129.771 -130.525
[0077] ④局部稳定验算
[0078] 翼缘宽厚比B/T = 3. 50 く容许宽厚比[B/T] = 15. 0
[0079] 腹板计算高厚比H0/Tw = 27. 25 <容许高厚比[H0/Tw] = 80. 0
[0080] ⑤简支梁截面强度验算
[0081] 最大正弯矩(kN.m) :95. 316(组合:1 ;断面:6)
[0082]强度计算最大应カ(N/mm2) :178. 625 < f = 215. 000
[0083] 抗弯强度验算满足。
[0084] 最大作用剪力(kN) :-130. 525 (组合:1 ;断面:13)
[0085]抗剪计算应カ(N/mm2) :63. 172 < fv = 125. 000
[0086] 抗剪承载能力满足。[0087] ⑥简支梁整体稳定验算
[0088] 平面外长细比X y : 14. 056
[0089] 梁整体稳定系数:0. 976
[0090] 最大正弯矩(kN.m) :95. 316(组合:1 ;断面:6)
[0091]整体稳定计算最大应カ(N/mm2) :192. 168 < f = 215. 000
[0092] 整体稳定验算满足。
[0093] ⑦简支梁挠度验算
[0094] A标准组合:1. 0恒+1. 0活
[0095]断面号:1 2 3 4 5 6 7
[0096] 弯矩(kN. m) : 0. 000 15. 591 31. 000 46. 224 61. 266 68. 541 62. 799
[0097]剪力(kN) : 53.771 53.142 52.514 51.885 51.257 -19.372 -20.000
[0098]断面号: 8 9 10 11 12 13
[0099]弯矩(kN. m) : 56. 874 50. 766 44. 474 38. 000 27. 258 0. 000
[0100]剪力(kN) : -20.628 -21.257 -21.885 -22.514 -93.142 -93.771
[0101] 简支梁挠度计算结果:
[0102]断面号:1 2 3 4 5 6 7
[0103]挠度值(mm) : 0.000 1.421 2.751 3.901 4.784 5.318 5.467
[0104]断面号: 8 9 10 11 12 13
[0105]挠度值(mm) : 5.252 4.707 3.868 2. 770 1.456 0.000
[0106] 最大挠度所在截面:7
[0107] 计算最大挠度:5. 467 (mm) <容许挠度:8. 750 (mm)
[0108] 简支梁挠度验算满足。
[0109] 综合上述计算结果,其各项功能设计均较好的满足了施工需求。通过采用液压系统实现桥身的升降及转向,控制简便,操作简单,效率高。栈桥具备行走系统,在洞内施工设备的辅助牵引下,转场就位快速便捷,包括准备过程每移动转场一次约40分钟左右。栈桥整体结构紧凑,并配备了警示系统与行走定位装置,保证了栈桥在工作状态及行走时的安全性,提高了现场文明施工水平。隧洞施工可移动式栈桥前端引桥搭设在开挖面上,后端支撑在已浇混凝土面上,栈桥桥下分两个施工区,后半区为待浇筑区域,可进行仰拱混凝土浇筑;前半区为浇筑准备区域,可进行浇筑前的钢筋绑扎等准备工作。当后半区浇筑施工完成并达到一定強度后,可进行栈桥移动作业。栈桥通过洞内施工设备的牵引,向前移动ー个浇筑段长度,即可进行下ー个工作循环。结构选用型式及规格均满足现有规范要求。可移动栈桥既可使洞内开挖的渣料顺利运出,又可保证仰拱混凝土衬砌的正常施工作业,极大的提高功效,缩短施工周期。不仅保证了エ期要求,也满足文明施工的需要。

Claims (5)

1. ー种移动栈桥,包括主桥(4)、设置在主桥(4)前后两端的引桥(I)、设置在主桥(4)前后两端的前支撑(2)和后支撑(7),其特征在于:该移动栈桥还包括液压系统和电气系统,主桥(4)的前后两端均设有行走装置,主桥(4)包括变形贝雷桁架(8)、桥面板(9)和桥面板支撑架(10),液压系统主要由液压油箱(5)、油路以及液压油缸组成,液压油箱(5)置于栈桥尾部,油路沿栈桥桁架固定,液压油缸缸体固定在变形贝雷桁架(8)上,电气系统包括警示灯和行走定位器;所述的行走装置为轮式行走机构,包括前轮(3)和后轮¢),前轮(3)为钢轮,后轮(6)为钢芯包胶车轮。
2.根据权利要求I所述的移动栈桥,其特征在于:所述的变形贝雷桁架(8)包括上弦、下弦、斜弦、垂弦及其连接板。
3.根据权利要求I所述的移动栈桥,其特征在于:所述的桥面板(9)包括面板、纵向钢枕、横向钢枕。
4.根据权利要求I所述的移动栈桥,其特征在于:所述的桥面板支撑架(10)包括横梁及其扣件。
5.根据权利要求I所述的移动栈桥,其特征在于:所述的变形贝雷桁架(8)上部采用螺栓联接,下部为铰接。
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