CN102199915B - 步履式顶推装置及其用于桥梁顶推施工的方法 - Google Patents

Abstract

一种步履式顶推装置，包括滑箱、滑道、平移千斤顶、顶升千斤顶和纠偏千斤顶组件；滑箱由滑箱主体单元和连接滑箱主体单元的滑箱主体连接体组成，滑箱主体单元之间、滑箱主体单元和滑箱主体连接体之间以及各滑箱主体连接体之间通过螺栓活动连接；滑道由滑道主体单元、滑道主体连接体组成，滑道主体单元之间、滑道主体单元和滑道主体连接体之间、各滑道主体连接体之间通过螺栓活动连接；滑箱整体放置在滑道上，呈上下结构，顶升千斤顶安装在位于滑道上的顶升千斤顶安装筒内、平移千斤顶安装在位于滑道上的平移千斤顶安装板上，纠偏千斤顶组件安装在位于滑道上的纠偏千斤顶安装架上；该装置用于桥梁顶推施工的方法具有通用性强，施工方便，成本低之特点。

Description

步履式顶推装置及其用于桥梁顶推施工的方法

技术领域

本发明涉及一种桥梁施工设备及其桥梁施工方法，特别是一种桥梁主梁施工顶推装置及其用于桥梁顶推施工的方法。

背景技术

钢箱梁由于其结构轻、强度高，在国内外大跨度桥梁建设中得到广泛运用，现有的施工方法一股采用连续顶推或拖曳的办法，其顶推牵引系统属于ZL系列自动连续顶推系统，对于连续顶推或拖曳的办法施工时需要将钢箱梁或混凝土梁用体外索进行临时加固，而成桥后需将体外索解除，施工工序繁琐，建桥成本增加；同时临时设置的牛腿对梁产生应力集中，需对梁进行局部加强；反复起动的水平推力或拉力对柔性桥墩的受力工况不利；另外采用钢绞线牵引的形式，每顶推一段，钢绞线需重新安装，施工不便。

为克服上述已有技术存在的问题，授权公告号为CN100503980C发明名称为《多点顶推钢箱梁施工工法》公开的施工方法中运用的顶推装置是，在钢箱梁和导梁腹板设置带齿槽的齿板，利用顶推千斤顶提供顶推力，其中顶推千斤顶的活塞杆设置有滑块，滑块上设有带斜面的棘块及其控制弹簧，其斜面位于顶推千斤顶侧，利用顶推千斤顶推程对钢箱梁和导梁施加顶推力，回程则棘块退出齿槽，进入下一推程。但仍存在以下不足：需要加工带齿槽的齿板和顶推千斤顶活塞杆端部的滑块，顶推结束后要拆除齿板，成本增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种步履式顶推装置及其用于桥梁顶推施工的方法，在架设桥梁主梁采用该步履式顶推装置进行顶推施工时，主梁不需额外加固，也不需在主梁上安装其它临时的被受力构件，被顶推的钢箱梁或混凝土梁不受损伤，同时顶推装置所施加的顶推力仅为装置本身的内力，桥墩不受水平推力，它只要通过控制系统协调控制千斤顶，就能准确、有效地将梁顶推就位，以解决已有技术存在的上述问题。

解决上述问题的技术方案是：一种步履式顶推装置，包括滑箱、滑道、平移千斤顶、顶升千斤顶和纠偏千斤顶组件；所述滑箱是一个四边形的承载体，由位于边框角的滑箱主体单元和连接滑箱主体单元的滑箱主体连接体组成，所述每个滑箱主体单元包括滑箱主体钢结构、不锈钢板、顶推耳和平移导向板，滑箱主体单元的主体钢结构与滑箱主体连接体上分别开有螺栓孔，滑箱主体单元之间、滑箱主体单元和滑箱主体连接体之间或各个滑箱主体连接体之间通过螺栓活动连接；所述滑道是由滑道主体单元、滑道主体连接体组成，滑道主体单元包括有纠偏千斤顶安装架、四氟滑板组件、顶升千斤顶安装筒、平移千斤顶安装板和滑道主体钢结构，滑道主体钢结构的突出部分和滑道主体连接体上分别开有螺栓孔，滑道主体单元之间、滑道主体单元和滑道主体连接体之间或各个滑道主体连接体之间通过螺栓活动连接；滑箱整体放置在滑道上，呈上下结构，顶升千斤顶安装在位于滑道上的顶升千斤顶安装筒内、平移千斤顶安装在位于滑道上的平移千斤顶安装板上，纠偏千斤顶组件安装在位于滑道上的纠偏千斤顶安装架上；所述滑箱主体连接体包括2m个横向滑箱主体连接体和2n个纵向滑箱主体连接体，所述滑道主体连接体包括2P个横向滑道主体连接体和2Q个纵向滑道主体连接体；m、n、p、q的取值范围是：m、n、P、q分别为0～100之间的任意整数。

其进一步技术方案是：所述滑箱主体单元的滑箱主体钢结构是由4个空心框架拼装成的一个空心的钢架，包括由1个梯形或四边形与1个长方形空心框架构成的承载部分以及由两个长方型空心框架构成的连接部分，连接部分的突出部分上有螺栓孔，滑箱主体单元借助该连接部分与滑箱主体单元或滑箱主体连接体之间通过螺栓活动连接，不锈钢板位于滑箱主体钢结构的承载部分底部，作为传力构件的顶推耳分别固定在滑箱主体单元的两连接部分上，平移导向板固定在每一个滑箱主体钢结构的外侧、位于滑箱的左右侧。

所述滑道主体单元是以顶升千斤顶安装筒为中心，在其四个方向上对称地安装有由工字形钢板构成的滑道主体钢结构，在顶升千斤顶安装筒的一边的滑道主体钢结构上安装有纠偏千斤顶安装架，与之对称的顶升千斤顶安装筒的另一边的滑道主体钢结构上安装有平移千斤顶安装板，四氟滑板组件安装在顶升千斤顶安装筒的顶部。

所述安装在纠偏千斤顶安装架上的纠偏千斤顶组件包括四方形框架、依次安装在四方形框架一侧的纠偏千斤顶、防转导向杆、滚轮架和滚轮，滚轮安装在滚轮架内，滚轮架与纠偏千斤顶的活塞连接、并能随活塞伸缩而移动，防转导向杆一头与滚轮架连接，另一头在四方形框架的槽内滑动，以防止滚轮架发生旋转。本发明的另一技术方案是：一种桥梁顶推施工的方法，它是利用上述的步履式顶推装置，对桥梁主梁段进行节段拼装并整体顶推到位的方法，它包括以下步骤：A、安装顶推装置：将顶推装置和垫梁拼装在桥墩的顶推装置安装平台上；B、顶升主梁：顶升千斤顶通过控制系统伸缸到设定的行程，将整个顶推装置和主梁顶起，离开垫梁一段距离；C、主梁被顶推前移：通过控制系统同步控制平移千斤顶伸缸，推动滑箱带动主梁在滑道上向前移动至设定好的行程位置，主梁前移；D、下放主梁，主梁与垫梁进行力系转换：当主梁移动到系统设定的位移量后，顶升千斤顶活塞缩缸回程，使主梁落在垫梁上；然后平移千斤顶活塞缩缸回程，带动滑箱原来的位置；E、主梁被前移一段距离，顶推装置回到初始位置：经过一个循环，主梁被前移了一段距离；反复此循环，就能实现主梁的顶推平移就位；所述的主梁包括钢箱梁和混凝土梁。

本发明的步履式顶推装置及其用于桥梁顶推施工的方法具有如下有益效果：1、本发明步履式顶推装置采用滑动摩擦形式，使整体结构变得更为紧凑，同时确保了运行过程中整个结构的稳定性和安全性；因而，在架设桥梁时采用本发明之步履式顶推装置进行顶推施工，被顶推的钢箱梁或混凝土梁不需临时加固，顶推时主梁不受损伤，桥墩不受水平推力，顶推力仅为装置本身内力；它只要通过控制系统协调控制千斤顶，就能准确、有效地将梁顶推就位，不需采用牛腿、齿板，也不需采用钢绞线，顶推装置可在不同的工程中反复使用，通用性强，施工方便，可大大降低建桥造价。

2、顶升千斤顶置于滑道下，便于监测和控制千斤顶的压力和高度，以满足工程的实际需要；而平移千斤顶内置，不仅整体结构受力更为合理，而且只要将滑道上的平移千斤顶安装板(用螺栓连接)拆下，就可以很方便拆换平移千斤顶。

3、整个顶推装置采用模块化结构设计，具有一定的通用性，通过更换部分滑箱主体连接体或滑道主体连接件，可适合不同大小的主梁顶推；并可进行拆卸组装，施工完一处，拆卸后再转移到新工地，重复组装使用，既节约成本，又方便运输。

下面结合附图和实施例对本发明之步履式顶推装置及其用于桥梁顶推施工的方法的技术特征作进一步说明。

附图说明

图1-1～图1-4是步履式顶推装置总体结构示意图：图1-1：主视图，图1-2：俯视图，图1-3：左视图，图1-4：立体图；图2-1～图2-4是步履式顶推装置的滑箱结构示意图：图2-1：主视图，图2-2：俯视图，图2-3：左视图，图2-4：立体图；图3-1～图3-4是步履式顶推装置的滑箱主体单元结构示意图：图3-1：主视图，图3-2：俯视图，图3-3：左视图，图3-4：立体图；图4-1～图4-4是步履式顶推装置的滑道结构示意图：图4-1：主视图，图4-2：俯视图，图4-3：左视图，图4-4：立体图；图5-1～图5-5是步履式顶推装置的滑道主体单元结构示意图：图5-1：主视图，图5-2：俯视图，图5-3：左视图，图5-4：立体图，图5-5：去掉平移千斤顶安装板后的立体图；图6-1～图6-3是纠偏千斤顶组件结构示意图：图6-1：主视图，图6-2：俯视图，图6-3：立体图；图7-1～图7-4是具有纵向滑箱主体连接体的步履式顶推装置总体结构示意图：图7-1：主视图，图7-2：俯视图，图7-3：左视图，图7-4：立体图；图8-1～图8-4是具有纵向滑箱主体连接体的滑箱结构示意图：图8-1：主视图，图8-2：俯视图，图8-3：左视图，图8-4：立体图；图9-1～图9-5是步履式顶推装置用于顶推桥梁主梁段步骤示意图：图9-1：安装顶推装置，图9-2：顶升桥梁主梁段，图9-3：桥梁主梁段被顶推前移，图9-4：下放桥梁主梁段，桥梁主梁段与垫梁进行力系转换，图9-5：桥梁主梁段被前移一段距离，顶推装置回到初始位置。

图1-1～图8-4中：1-滑箱、11-滑箱主体单元、111-滑箱主体钢结构、112-不锈钢板、113-顶推耳、114-平移导向板，121-横向滑箱主体连接体、122-纵向滑箱主体连接体；2-滑道、21-滑道主体单元、211-纠偏千斤顶安装架，212-四氟滑板组件，213-顶升千斤顶安装筒，214-平移千斤顶安装板、215-滑道主体钢结构，221-横向滑道主体连接体、222-纵向滑道主体连接体，螺孔23；3-平移千斤顶，4-顶升千斤顶，5-纠偏千斤顶组件、51-四方形的框架、52-纠偏千斤顶、53-防转导向杆、54-滚轮架、55滚轮；图中其余标号意义参见说明书实施例中描述。

图9-1～图9-5中：I-垫梁，II-主梁，IV-顶升千斤顶，III-平移千斤顶，V-顶升千斤顶，VI-顶推装置，VII-顶推装置安装平台。

具体实施方式

实施例一：一种步履式顶推装置，如图1-1～图1-4所示，所述步履式顶推装置包括滑箱1、滑道2、平移千斤顶3、顶升千斤顶4和纠偏千斤顶组件5五部分。

所述滑箱1是一个四边形的承载体，由位于边框4角的4个相同的滑箱主体单元11和连接滑箱主体单元11的2个横向滑箱主体连接体121组成(参见图2-1～图2-4)；所述每个滑箱主体单元11包括滑箱主体钢结构111、不锈钢板112、顶推耳113和平移导向板114，滑箱主体单元11的滑箱主体钢结构111是由4个空心框架拼装成的一个空心的钢架，包括1个横截面为直角梯形和1个横截面为长方形的空心框架构成的承载部分111a，由两个长方型空心框架构成连接部分111b，连接部分111b的突出部分上分别开有螺栓孔13，滑箱主体单元11借助于该连接部分111b与横向滑箱主体连接体121之间通过螺栓活动连接(参见图3-1～图3-4)；作为等同变换，所述构横截面为直角梯形的空心框架也可以是横截面为矩形或长方形的空心框架。

不锈钢板112是一块光洁度极高的平滑钢板，位于滑箱主体钢结构111的承载部分111a底部，其作用是与滑道2接触，以减少摩擦。

顶推耳113是一个传力构件，分别固定在滑箱主体单元11的两连接部分111b上，平移千斤顶3所施加的力通过顶推耳113传递到滑箱1上，滑箱1再托着主梁在滑道上滑动，顶推耳113的个数根据需要而定，本实施例中，每个滑箱主体单元11上有2个顶推耳113。

平移导向板114固定在每一个滑箱主体钢结构111的外侧、位于滑箱的左右侧，其作用是为纠偏千斤顶滚轮提供轨道，在步履式顶推装置顶推钢梁移动过程中，如滑箱有偏移，则利用纠偏千斤顶进行纠偏。

所述滑道2是由4个滑道主体单元21、2个横向滑道主体连接体221以及2个纵向滑道主体连接体222组成(参见图4-1～图4-4)，滑道主体单元21包括纠偏千斤顶安装架211、四氟滑板组件212、顶升千斤顶安装筒213、平移千斤顶安装板214和滑道主体钢结构215，所述滑道主体单元21是以顶升千斤顶安装筒213为中心，在其四个方向上对称地安装有由工字形钢板构成的滑道主体钢结构215，位于顶升千斤顶安装筒213一边的滑道主体钢结构215a为纠偏千斤顶安装架211，与之对称的顶升千斤顶安装筒213的另一边的滑道主体钢结构215b上安装有平移千斤顶安装板214，四氟滑板组件212安装在顶升千斤顶安装筒213的顶部(参见图5-1～图5-5)；各个方向上的工字形钢板构成的滑道主体钢结构的顶端有带螺孔23的安装连接板216，滑道主体单元21借助于该安装连接板216与2个横向滑道主体连接体221以及2个纵向滑道主体连接体222通过螺栓活动连接(参见图4-1～图4-4)；四氟滑板组件212为滑箱的滑动提供支承面。

滑箱1整体放置在滑道2上，呈上下结构，顶升千斤顶4安装在位于滑道上的顶升千斤顶安装筒213内、平移千斤顶3安装在位于滑道2上的平移千斤顶安装板214上，纠偏千斤顶组件5安装在位于滑道2上的纠偏千斤顶安装架211上(参见图1-1～图1-4)。

所述安装在纠偏千斤顶安装架211上的纠偏千斤顶组件5包括四方形的框架51、安装在框架51一侧的纠偏千斤顶52、防转导向杆53、滚轮架54和滚轮55，滚轮安装在滚轮架内，滚轮架与纠偏千斤顶的活塞连接，需纠偏时可以跟着活塞伸缩移动。防转导向杆一头与滚轮架连接，一头在框架的槽内滑动，防止滚轮架发生旋转(参见图6-1～图6-3)。以上只是本发明的一种实施方式，根据实际工程需要，横向滑箱主体连接体121的个数也可以增加为4个、6个……直至2m个，当然，也可以不要横向滑箱主体连接体121，而将滑箱主体直接横向相连；同样，根据工程实际需要，滑箱主体单元之间也可以有2个、4个、6个……直至2n个纵向滑箱主体连接体；m、n的取值范围是：m、n分别为0～100之间的任意整数(参见图7-1～图8-4)；横向滑箱主体连接体和纵向滑箱主体连接体统称为滑箱主体连接体；滑箱主体单元之间、滑箱主体单元和滑箱主体连接体之间或各个滑箱主体连接体之间通过螺栓活动连接。

根据实际工程需要，横向滑道主体连接体221的个数也可以增加为4个、6个……直至2p个，当然，也可以不要横向滑箱主体连接体221，而将滑道主体在横向直接相连；同样，根据工程实际需要，滑道主体单元之间也可以有4个、6个……直至2q个纵向滑道主体连接体；当然，也可以不要纵向滑箱主体连接体222，而将滑箱主体在纵向直接相连，p、q的取值范围是：p、q分别为0～100之间的任意整数；横向滑道主体连接体和纵向滑道主体连接体统称为滑道主体连接体；滑道主体之间、滑道主体单元和相邻的滑道主体连接体之间、各个滑道主体连接体之间通过螺栓活动连接。

实施例二：一种桥梁顶推施工的方法——安装桥梁主梁段的步履式顶推方法，它是利用本发明实施例一所述步履式顶推装置，对桥梁主梁段(本实施例为钢箱梁)进行节段拼装并整体顶推到位的方法，它包括以下步骤(参见图9-1～图9-5)：A、安装顶推装置VI(参见图9-1)：将顶推装置VI和垫梁I拼装在桥墩的顶推装置安装平台VII上；B、顶升钢箱梁II(参见图9-2)：顶升千斤顶IV通过控制系统伸缸到设定的行程，将整个顶推装置和钢箱梁II顶起，离开垫梁I一段距离；C、钢箱梁II被顶推前移(参见图9-3)；通过控制系统同步控制平移千斤顶III伸缸，推动滑箱1带动钢箱梁II在滑道2上向前移动至设定好的行程位置，钢箱梁II前移；D、下放钢箱梁II，钢箱梁II与垫梁I进行力系转换(参见图9-4)：当钢箱梁移动到系统设定的位移量后，顶升千斤顶V活塞缩缸回程，使钢箱梁II落在垫梁I上；然后平移千斤顶III活塞缩缸回程，带动滑箱1回到原来的位置；E、钢箱梁II被前移一段距离，顶推装置VI回到初始位置(参见图9-5)：经过一个循环，钢箱梁II被前移了一段距离。

以此五步骤动作为一个循环，反复此循环，就可以实现钢箱梁II的顶推平移就位。

作为本发明实施例的一种变换，所述的被顶推的钢箱梁II也可以换成是混凝土梁II，钢箱梁和混凝土梁统称为主梁。

Claims (5)

1.一种步履式顶推装置，其特征在于：所述步履式顶推装置包括滑箱、滑道、平移千斤顶、顶升千斤顶和纠偏千斤顶组件；

所述滑箱是一个四边形的承载体，由位于边框角的滑箱主体单元和连接滑箱主体单元的滑箱主体连接体组成，所述每个滑箱主体单元包括滑箱主体钢结构、不锈钢板、顶推耳和平移导向板，滑箱主体单元的主体钢结构与滑箱主体连接体上分别开有螺栓孔，滑箱主体单元之间、滑箱主体单元和滑箱主体连接体之间或各个滑箱主体连接体之间通过螺栓活动连接；

所述滑道是由滑道主体单元、滑道主体连接体组成，滑道主体单元包括有纠偏千斤顶安装架、四氟滑板组件、顶升千斤顶安装筒、平移千斤顶安装板和滑道主体钢结构，滑道主体钢结构的突出部分和滑道主体连接体上分别开有螺栓孔，滑道主体单元之间、滑道主体单元和滑道主体连接体之间或各个滑道主体连接体之间通过螺栓活动连接；

滑箱整体放置在滑道上，呈上下结构，顶升千斤顶安装在位于滑道上的顶升千斤顶安装筒内、平移千斤顶安装在位于滑道上的平移千斤顶安装板上，纠偏千斤顶组件安装在位于滑道上的纠偏千斤顶安装架上；

所述滑箱主体连接体包括2m个横向滑箱主体连接体和2n个纵向滑箱主体连接体，

所述滑道主体连接体包括2p个横向滑道主体连接体和2q个纵向滑道主体连接体；

m、n、p、q的取值范围是：m、n、p、q分别为0～100之间的任意整数。

2.根据权利要求1所述的步履式顶推装置，其特征在于：所述滑箱主体单元的滑箱主体钢结构是由4个空心框架拼装成的一个空心的钢架，包括由1个四边形与1个长方形空心框架构成的承载部分以及由两个长方型空心框架构成的连接部分, 连接部分的突出部分上有螺栓孔，滑箱主体单元借助该连接部分与滑箱主体单元或滑箱主体连接体之间通过螺栓活动连接，不锈钢板位于滑箱主体钢结构的承载部分底部，作为传力构件的顶推耳分别固定在滑箱主体单元的两连接部分上，平移导向板固定在每一个滑箱主体钢结构的外侧、位于滑箱的左右侧。

3.根据权利要求1所述的步履式顶推装置，其特征在于：所述滑道主体单元是以顶升千斤顶安装筒为中心，在其四个方向上对称地安装有由工字形钢板构成的滑道主体钢结构，在顶升千斤顶安装筒的一边的滑道主体钢结构上安装有纠偏千斤顶安装架，与之对称的顶升千斤顶安装筒的另一边的滑道主体钢结构上安装有平移千斤顶安装板，四氟滑板组件安装在顶升千斤顶安装筒的顶部。

4.根据权利要求3所述的步履式顶推装置，其特征在于：所述安装在纠偏千斤顶安装架上的纠偏千斤顶组件包括四方形框架、依次安装在四方形框架一侧的纠偏千斤顶、防转导向杆、滚轮架和滚轮，滚轮安装在滚轮架内，滚轮架与纠偏千斤顶的活塞连接、并能随活塞伸缩而移动，防转导向杆一头与滚轮架连接，另一头在四方形框架的槽内滑动，以防止滚轮架发生旋转。

5. 一种桥梁顶推施工的方法，其特征在于：它是利用权利要求1所述的步履式顶推装置，对桥梁主梁段进行节段拼装并整体顶推到位的方法，它包括以下步骤：

A 、安装顶推装置:

将顶推装置和垫梁拼装在桥墩的顶推装置安装平台上；

B、顶升主梁:

顶升千斤顶通过控制系统伸缸到设定的行程，将整个顶推装置和主梁顶起，离开垫梁一段距离；

C、主梁被顶推前移:

通过控制系统同步控制平移千斤顶伸缸，推动滑箱带动主梁在滑道上向前移动至设定好的行程位置，主梁前移；

D、下放主梁，主梁与垫梁进行力系转换：

当主梁移动到系统设定的位移量后，顶升千斤顶活塞缩缸回程，使主梁落在垫梁上；然后平移千斤顶活塞缩缸回程，带动滑箱回到原来的位置；

E、主梁被前移一段距离，顶推装置回到初始位置：

经过上述一个循环，主梁被前移了一段距离；反复此循环，就能实现主梁的顶推平移就位；

所述的主梁包括钢箱梁和混凝土梁。

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