CN102042021A - 自行步进式移动栈桥 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自行步进式移动栈桥，包括主桥，与主桥连接的前桥、后桥，液压自动平衡系统和电气控制系统，所述主桥前段位置设置有前端自动走行机构和反轨轮轨道，实现栈桥前端的自动行走；所述主桥后段位置设置有后端走行机构，配合前端自动走行机构行走；在所述的主桥上安装有自动升降机构。本发明能自动适应高低不平的隧道开挖地面，不需铺设钢轨，通过自动行走有效解决了栈桥的行走和横移问题，同时节省了大量的时间和成本。

Description

自行步进式移动栈桥

技术领域

本发明涉及一种隧道施工设备，具体是一种自行步进式移动栈桥，可以用于隧道实现仰拱全幅施工作业及仰拱填充。

背景技术

随着科学技术的发展和经济的不断增长，我国现有的铁路干线显得十分紧张，国家为了满足运输需求、促进城市化交通网建设、完善铁路网的布局，在近年大力进行铁路建设。隧道施工是铁路建设的重要内容之一，而如何处理掌子面开挖施工运输通行和仰拱混凝土浇筑施工的相互干扰以及掌子面开挖和仰拱混凝土浇筑施工的速度相匹配又是隧道施工的重点问题。目前国内多用临时搭设简易栈桥解决通行问题，这种简易栈桥只能起到由初期支护面到内衬仰拱过度跳板的作用，无法根本解决施工时的干扰，更无法解决仰拱混凝土浇筑施工的速度远落后于掌子面开挖速度的问题，必然会影响整个工程的周期和质量。同时简易栈桥安装不便、移动困难且耗时多、适应能力差。这种施工效率低的简易机具必然会影响隧道仰拱衬砌的是质量和隧道施工工期。而当前较先进的移动栈桥，如专利申请号200910019619.2的“一种移动栈桥”虽然其较简易栈桥有所进步，增加行走装置，但它不能自动行走，需要动力牵引，且移动栈桥的行走条件很严格，要求初期支护地面相对平整、搭设临时支撑、铺设枕木和钢轨、铲车牵引、铺垫大量钢板或槽钢，这种移动栈桥行动缓慢，需要大量人工和机械设备的配合，操作时需用很长时间，不能完全配合隧道或隧洞爆破开挖的工期，增加了工期。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能有效解决隧道施工干扰和掌子面开挖和仰拱混凝土浇筑施工的速度相匹配问题，保证仰拱施工的小型流水作业工作面，满足隧道仰拱混凝土整幅浇筑一次成型和快速施工需求，实现施工栈桥自动行走的自行式移动栈桥。

本发明的目的是这样实现的：一种自行步进式移动栈桥，包括主桥，与主桥连接的前桥、后桥，液压自动平衡系统和电气控制系统，所述主桥前段位置设置有前端自动走行机构和反轨轮轨道，实现栈桥前端的自动行走；所述主桥后段位置设置有后端走行机构，配合前端自动走行机构行走；在所述的主桥上安装有自动升降机构。

所述的前端自动走行机构包括走行架及安装在走行架上的至少两组纵向行走轮组，所述的纵向行走轮组包括反轨轮和吊挂滚轮，所述反轨轮连接电机，并通过传动机构连接吊挂滚轮；吊挂滚轮用于前端自动走行机构在栈桥上的纵向移动，反轨轮用于栈桥的纵向前移，所述走行架下有构成稳定支撑所需的支撑柱脚。

所述前端自动走行机构还有横向轨道固定在走行架上，有一由横向液压系统控制的横移拉杆两头分别连接纵向行走轮组可以实现该纵向行走轮组沿横向轨道移动，该横移拉杆与走行架连接，通过液压操作实现前端自动走行机构的横移。

所述的自行步进式移动栈桥安装有吊臂装置，包括可旋转的吊臂和吊臂安装架，所述吊臂可绕臂轴旋转，经拉杆与主桥固定，用于提升和降落仰拱模板。

所述的自动升降机构设置有4个，是栈桥的工作支撑，同时可以提升栈桥及附属物整体离开地面，可以提升前后桥、前端自动走行机构的走行架和后端走行机构等。

本发明能自动适应高低不平的隧道开挖地面，不需铺设钢轨，通过自动行走装置有效解决了栈桥的行走和横移问题，同时节省了大量的时间和成本。解决了掌子面开挖施工运输通行和仰拱混凝土浇筑施工之间的干扰，同时使掌子面开挖和仰拱混凝土浇筑施工的速度相匹配，提高隧道施工总体进度，新增吊臂可携带仰拱模板行走增强了栈桥的功能和实用性。本发明操作简单、安全性更高，减少人工和辅助设备的使用，保证施工质量前提下，配合了隧道或隧洞爆破开挖的工期，提高了施工效率、保证了施工工期。

附图说明

下面结合附图详细描述本发明。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明工作状态示意图；

图3为本发明前行状态示意图A；

图4为本发明前行状态示意图B；

图5为本发明行走一个作业长度后状态示意图；

图6为本发明行走状态左视图；

图7为本发明工作时混凝土输送车位置示意图；

图8为本发明仰拱养护段部分的示意图。

具体实施方式

结合附图：自行步进式移动栈桥包括前桥1、支架2、升降机构3、主桥4、后桥5、前端自动走行机构6、后端走行形机构7、吊臂装置8、横移拉杆9、走行架10、钢轨11、桥面工字钢12、钢桁架13、横梁14、吊臂安装架15、后端纵向走行轮16、横向滚轮17、链条18、吊挂滚轮19、电动反轨轮20、反轨轮轨道21、仰拱模板22，液压自动平衡系统和电气控制系统。

主桥4桥身是由桥面工字钢12、钢桁架13和横梁14通过高强度螺栓组装连接而成，便于运输和拼装；踏板和桥面工字钢12的宽度可适应不同的走行车辆通过，桥面板中间部位开有混凝土浇注的操作空间，方便混凝土浇注车23通行和浇注混凝土；前桥1、后桥5是车辆上桥的踏板，通过销轴与主桥4连接，可根据施工状况适应不同的地面高度的需求；前、后桥通过链条18与主桥桥身上的支架2连接，主桥4移动时可将踏板同时提升离开地面。

吊臂装置8是设置为四个可旋转的吊臂和八个吊臂安装架15，并配备加强螺旋拉杆，其可根据需要在不同的安装位置进行安装。吊臂可绕臂轴旋转，不用时并拢桥身，使用时打开。吊臂可以起落重物，其用拉杆与主桥固定，通过升降机构3实现提升和降落仰拱模板22。栈桥移动时，吊臂可以吊起仰拱模板22同时前进。这样既解决仰拱模板22吊装的问题，又避免仰拱模板吊装时损坏模板，保证仰拱层的质量，同时提高了施工效率。

升降机构3采用机械式电动控制方式或液压方式，机构自锁，起到栈桥升降作用，同时也是栈桥的工作支撑；四个升降机构3分别安装在主桥4两端两侧，升降机构可同时升降，也可以单独升降，升降量可以根据施工需求定制；升降机构3可以提升栈桥及附属物整体离开地面以方便栈桥移动，它可以提升前后桥、前端自动走行机构6的走行架10和后端走行机构7等；这样的升降方式既操作灵活，又适应地面支撑位置高低不同的工况。

主桥4前段设置有前端自动走行机构6和反轨轮轨道21，反轨轮轨道21用于栈桥的行走；前端自动走行机构6是可吊挂在主桥前段位置的临时支撑机构，具体包括走行架10、吊挂滚轮19，电动反轨轮20，主桥横移机构和液压自动平衡支撑系统；走行架10下有构成稳定支撑所需的支撑柱脚，该支撑柱脚内装配有液压系统，可以实现支撑柱脚的高度调节；走行架10上的安装有两组纵向行走轮组，该纵向行走轮组包括反轨轮20和吊挂滚轮19，其中反轨轮20连接电机，并通过传动机构连接吊挂滚轮19；吊挂滚轮19用于前端自动走行机构6在栈桥上的纵向移动，反轨轮20用于栈桥的纵向前移；有横向轨道固定在走行架10上，由横向液压系统控制的横移拉杆9两头分别连接纵向行走轮组，实现该纵向行走轮组沿横向轨道移动，该横移拉杆9与走行架10连接，通过液压操作实现前端自动走行机构的横移。当升降机构3顶升，前端走行机构6脱离地面后吊挂滚轮19受力，可带动其在主桥4前端往复行走。当前端走行机构6作为栈桥移动时的临时支撑时，反轨轮承重，和后端纵向走行轮16同时驱动栈桥纵移，实现纵向步进。操作液压横向控制系统，栈桥前端可在走行架10上左右横移。走行架10设置三点平衡四点支撑，液压自动平衡支撑系统能自动保持和调节四点的受力平衡，能适应地面局部不平产生的高差，有效避免初期开挖面不平整的影响。通过这种走行方式，实现了栈桥的自动式移动，同时减少了栈桥移动前需平整初期开挖地面的繁琐工作，进一步缩短工期。

后端走行机构7是安装在主桥4后端的走行装置，包括纵向移动装置和横向滚轮17，可根据需要配置成钢制滚轮或橡胶滚轮，在仰拱回填层24上直接行走或在轨道上行走。后端纵向移动装置是通过电动控制系统控制驱动，和前端走行架反轨轮20同时同步驱动栈桥纵移。横移装置为机械式的横向滚轮17，也可预装电动控制系统进行驱动。当其为机械式滚轮时，需要用吊臂加强螺旋拉杆或链条葫芦或直接人工推动来实现。后端走行机构配置是钢制滚轮时，其需要在轨道上行走，行走前临时布放两根钢短轨即可。后端走行机构配置是橡胶滚轮时，则可直接在仰拱回填层上行走，不需铺设轨道。

栈桥在工作状态下，升降机构3顶升，承担栈桥自重及桥面行走设备的支撑工作，此时前端走行机构6悬挂在主桥4前端，前桥1支撑于开挖面上，后桥5支撑于浇筑面上，此时混凝土输送车23可直接在栈桥上进行混凝土浇注。当栈桥下混凝土浇注完成并且混凝土达到一定强度后，栈桥便需要前移一个作业长度，进行下一段的施工，此时栈桥便进入行走状态。

从图3至图6中看到自行式移动栈桥行走的不同工作状态。首先提升栈桥和栈桥上携带的仰拱模板22，使前端走行架10和后端纵向走行轮16离开地面一定高度后，将钢轨11铺放在后端纵向走行轮16下。收起栈桥的升降机构3的支撑柱脚，将其脱离地面，此时前、后端走行机构作为临时支撑，支撑于开挖面上，主桥后端纵向走行轮落在钢轨上。启动走行电机，前端走行机构6的反轨轮和后端纵向走形轮16同时驱动栈桥纵向前步进，栈桥携带仰拱模板22完成步进。然后升降机构3顶升，其支撑柱脚撑地，栈桥提升，将前端走行机构6运行到主桥最前端。再次落下栈桥，重复一次步进操作，栈桥携带仰拱模板22纵向前进一个施工作业长度，对装好仰拱模板22，栈桥再次进入浇注工作状态，此时栈桥下面前半部是混凝土浇注段，后半部是仰拱养护段。通过预装遥控装置，可实现无线遥控栈桥纵移。

自行式移动栈桥可以根据需要进行横向移动。前端横移装置是液压横向移动机构，预装遥控装置，可实现主桥前端无线遥控横向移动。后端横移装置是横向滚轮17，为机械式横向移动。升降机构3前端支撑柱脚收起且脱离地面，主桥前端落在支撑架上，操作液压控制系统，液压油缸推动主桥前部在前端走行架10上左右横移，完成一次主桥前端横移。需要较大横移量时，升级机构3支起桥身，前端走行架10离开地面，横移到移动端的极限位置，再进行一次横移操作，完成一次整体横移。重复整体横移的操作可实现不同需求的横移量。主桥后端需要横移时，提升栈桥至一定高度后，将临时移动钢轨11铺放在后端横向滚轮17下，落下栈桥，收起升降机构3的后端支撑柱脚且脱离地面。当后端横移装置为机械式时，用吊臂加强螺旋拉杆或链条葫芦拉动或推动后桥横向移动所需距离；当后端横移装置为电动控制装置时，直接驱动电动控制装置进行横向移动。

后端走行机构预装成橡胶滚轮时，栈桥横移和纵移，其后端走行操作减少了铺设临时轨道11的步骤，其余操作与钢制滚轮步骤完全相同。

综上所述，本发明既有效减少掌子面开挖施工运输和仰拱施工之间的干扰，合理配合了隧道或隧洞爆破开挖的工期，又实现了栈桥的自行式纵移和横移，保证了施工的质量和安全，同时大大提高了施工效率，缩短了工期。

Claims (6)

1.一种自行步进式移动栈桥，包括主桥，与主桥连接的前桥、后桥，液压自动平衡系统和电气控制系统，其特征在于：所述主桥前段位置设置有前端自动走行机构和反轨轮轨道，实现栈桥前端的自动行走；所述主桥后段位置设置有后端走行机构，配合前端自动走行机构行走；在所述的主桥上安装有自动升降机构。

2.根据权利要求1所述的自行步进式移动栈桥，其特征在于：所述的前端自动走行机构包括走行架及安装在走行架上的至少两组纵向行走轮组，所述的纵向行走轮组包括反轨轮和吊挂滚轮，所述反轨轮连接电机，并通过传动机构连接吊挂滚轮；所述走行架下有构成稳定支撑所需的支撑柱脚。

3.根据权利要求2所述的自行步进式移动栈桥，其特征在于：所述前端自动走行机构还有横向轨道固定在走行架上，有一由横向液压系统控制的横移拉杆两头分别连接纵向行走轮组可以实现该纵向行走轮组沿横向轨道移动，该横移拉杆与走行架连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的自行步进式移动栈桥，其特征在于：所述的自行步进式移动栈桥安装有吊臂装置，包括可旋转的吊臂和吊臂安装架，所述吊臂可绕臂轴旋转，经拉杆与主桥固定。

5.根据权利要求1或2或3所述的自行步进式移动栈桥，其特征在于：所述的自动升降机构是栈桥的工作支撑架，同时可以提升栈桥及附属物整体离开地面。

6.根据权利要求4所述的自行步进式移动栈桥，其特征在于：所述的自动升降机构是栈桥的工作支撑架，同时可以提升栈桥及附属物整体离开地面。

Images