CN103205935B - 模块化钢桁梁自动顶推系统及其施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块化钢桁梁自动顶推系统及其施工工艺，模块化钢桁梁自动顶推系统，包括搁置系统，在搁置系统和钢桁梁之间设有支撑系统，支撑系统通过行走机构与钢桁梁连接，支撑系统包括一对平行布置的承重梁，承重梁通过设置在其两端的连接梁连接成一体，承重梁的之间设有载荷分配梁，载荷分配梁下端部由自锁千斤顶支撑，承重梁的上端部支撑钢桁梁。本发明在不改变原步履式顶推设备和钢桁梁结构的情况下，实现了钢桁梁的步履式顶推施工，较常规的拖拉式顶推施工方式具有结构简单、墩顶水平力小、钢桁梁受力平稳合理且自动化程度高和无临时墩等优点。

Description

模块化钢桁梁自动顶推系统及其施工工艺

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，尤其涉及一种模块化钢桁梁自动顶推系统及其施工工艺。

背景技术

钢桁梁桥可以看作是将实腹的钢箱梁桥按照一定规则空腹化的结构形式，结构整体上为梁的受力方式，即主要承受弯矩和剪力的结构。与实腹梁相比具有自重结构轻，节省钢材、主梁刚度大及更大的跨越能力等优点。这使得钢桁梁桥型得到越来越广泛的采用。

以往钢桁梁架设采用的顶推施工技术一般是拖拉式施工或多点连续顶推施工，即通过顶升千斤顶拖拉钢桁梁最终完成钢桁梁的架设。目前，钢桁梁顶推系统在施工时存在墩顶水平力过大、钢桁梁结构受力差、自动化程度低、需架设辅助墩和复杂的墩旁支架等缺点，对桥墩和钢桁梁结构强度要求较高，辅助临时结构工程量大。而以往普通步履式顶推和楔进式顶推技术只适用于箱梁架设施工，用于钢桁梁施工时要求顶升受力支点必须在桁架节点位置，常规步履式顶推设备难以满足施工工艺要求。

发明内容

本发明的目的就在于解决上述背景技术的不足，提供一种结构简单、设计合理、自动化程度高的模块化钢桁梁自动顶推系统及其施工工艺。

本发明的技术方案为：一种模块化钢桁梁自动顶推系统，包括搁置系统，在搁置系统和钢桁梁之间设有支撑系统，其特征在于：所述支撑系统通过行走机构与钢桁梁连接，所述的支撑系统包括一对平行布置的承重梁，所述承重梁通过设置在其两端的连接梁连接成一体，承重梁的之间设有载荷分配梁，载荷分配梁下端部由自锁千斤顶支撑，承重梁的上端部支撑钢桁梁。

在上述方案中：

所述搁置系统包括对称设置的搁置墩构成，搁置墩之间设有自锁千斤顶，自锁千斤顶由临时支座支撑，以保证自锁千斤顶的基座平整。

所述载荷分配梁的纵向两端设有墩顶挡块；所述载荷分配梁的宽度小于承重梁之间的宽度，承重梁和钢桁梁之间设有垫梁，所述垫梁放置于承重梁的上端。

所述承重梁的外侧连接有纵向的行走轨道，行走轨道的长度大于钢桁梁的间节距。

在承重梁的外侧横向连接有翼板，在翼板上垂直向连接有腹板，所述行走轨道设置在腹板上端。

在翼板下端和承载梁体之间设有第一筋板，翼板上端、承载梁体和腹板内侧之间设有第二筋板，翼板上端和腹板外侧之间设有第三筋板，以对翼板、腹板和承载梁体之间的连接进行加强。

行走机构包括行走部件，所述行走部件通过螺杆和分配梁的配合悬吊在钢桁梁上，行走部件安装在钢桁梁下端的C型梁内，行走部件包括多个行走滚轮组和行走支座，行走支座安装在C型梁上，行走滚轮组安装在行走支座上，每个行走滚轮组包括至少一对对称设置的行走滚轮，行走滚轮设置在行走轨道下端面，行走滚轮与行走轨道保持距离或接触。

所述螺杆依次穿过分配梁、钢桁梁和C型梁，所述螺杆均通过螺母与分配梁和C型梁紧固连接。

在钢桁梁和C型梁之间设有可拆卸的垫块。

一种采用上述的模块化钢桁梁自动顶推系统的施工工艺，其特征在于，包含以下步骤：

1)、通过步履式顶推设备将支撑系统顶升至脱离搁置系统，并将支撑系统和钢桁梁平移一个行程后下放置搁置系统上；

2)、回缩步履式顶推设备的输出机构，使荷载重新转移到搁置系统上；

3)、重复步骤1和步骤2，将支撑系统和钢桁梁纵向向前顶推一个节间距；

4)、初始时，行走滚轮与行走轨道之间保持距离，通过自锁千斤顶将载荷分配梁举升至钢桁梁由载荷分配梁支撑；继续通过自锁千斤顶将载荷分配梁和钢桁梁同步举升，至行走滚轮与行走轨道接触；继续通过自锁千斤顶将载荷分配梁和钢桁梁同步举升，支撑系统和行走机构同步上升并脱离搁置系统；

5)、利用辅助动力设备将支撑系统纵向后移一个节间距，即平移到初始位置；

6)、回缩自锁千斤顶，将荷载重新转移至支撑系统；

7)、重复循环进行上述施工步骤，使钢桁梁移至需要位置。

本发明采用支撑系统和载荷分配梁交替承受钢桁梁的重力，实现顶推施工中钢桁梁始终受力支撑。支撑系统将钢桁梁受力位置重新分配，使钢桁梁的重力通过支撑系统传递到步履式顶推设备上。其中，搁置系统中的每个搁置墩组可作为顶推工作站进行独立工作，也可以集成系统的单个模块同步工作，可实现大跨距顶推施工。

本发明在不改变原步履式顶推设备和钢桁梁结构的情况下，实现了钢桁梁的步履式顶推施工，较常规的拖拉式顶推施工方式具有结构简单、墩顶水平力小、钢桁梁受力平稳合理且自动化程度高和无临时墩等优点。

附图说明

图1为本发明在支撑系统处的剖面图；

图2为本发明在步履式顶推设备处的剖面图；

图3为本发明的侧视结构示意图；

图4为本发明中支撑系统结构正视示意图；

图5是本发明中支撑系统结构俯视示意图；

图6为本发明中行走机构结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明，便于清楚地了解本实用新型，但它们不对本实用新型构成限定。

图中所示的一种模块化钢桁梁自动顶推系统，它包括设置在基础1上的搁置系统2，在搁置系统2和钢桁梁5之间设有支撑系统3，支撑系统3通过行走机构4与钢桁梁5连接，支撑系统3包括一对平行布置的承重梁3.1，承重梁3.1通过设置在其两端的连接梁3.8连接成一体，承重梁3.1的之间设有载荷分配梁7，载荷分配梁7下端部由自锁千斤顶8支撑，承重梁3.1的上端部支撑钢桁梁5。

在上述方案中：

搁置系统2包括对称设置的搁置墩2.1构成，搁置墩2.1之间设有自锁千斤顶8，自锁千斤顶8由临时支座9支撑，临时支座9也放置在基础1上，可以保证自锁千斤顶8的基座平整。

载荷分配梁7的纵向两端设有墩顶挡块7.1来进行限位；载荷分配梁7的宽度小于承重梁3.1之间的宽度，在初始时，载荷分配梁7相对于基础1和承重梁3.1相对于基础1具有高度差50mm，承重梁3.1和钢桁梁5之间设有垫梁10，垫梁10放置于承重梁3.1的上端，垫梁10可以进行拆卸，可以选择不同高度的垫梁10进行施工，也可以使支撑系统3或荷载分配梁7的受力均匀。

如图4、图5所示，承重梁3.1的外侧连接有纵向行走轨道3.2，行走轨道3.2的长度大于钢桁梁5的间节距。此间距可以为钢桁梁5的最大间节距，以达到通用化的功效。行走轨道3.2的连接方式为：在承重梁3.1的外侧横向连接有翼板3.3，在翼板3.3上垂直向连接有腹板3.4，行走轨道3.2设置在腹板3.4上端。另外在翼板3.3下端和承载梁体3.1之间设有第一筋板3.5，翼板3.3上端、承载梁体3.1和腹板3.4内侧之间设有第二筋板3.6，翼板3.3上端和腹板3.4外侧之间设有第三筋板3.7，以对翼板3.3、腹板3.4和承载梁体3.1之间的连接进行加强。

如图5所示，行走机构4包括行走部件4.1，行走部件4.1通过螺杆4.2和分配梁4.3的配合(螺杆4.2依次穿过分配梁4.3、钢桁梁5和C型梁4.4，螺杆4.2均通过螺母与分配梁4.3和C型梁4.4实现紧固连接。)悬吊在钢桁梁5上，行走部件4.1安装在钢桁梁5下端的C型梁4.4内，行走部件4.1包括多个行走滚轮组和行走支座4.7，行走支座4.7安装在C型梁4.4上，行走滚轮组安装在行走支座4.7上，每个行走滚轮组包括两对对称设置的行走滚轮4.6，行走滚轮4.6设置在行走轨道3.2下端面，行走滚轮4.6与行走轨道3.2保持距离50mm或接触，当行走滚轮4.6与行走轨道3.2接触时，行走滚轮4.6与行走轨道3.2滑动连接。另外在钢桁梁5和C型梁4.4之间设有可拆卸的垫块4.5，可通过选择不同高度的垫块4.5对行走部件4.1进行定位。

一种采用上述的模块化钢桁梁自动顶推系统的施工工艺，其特征在于，包含以下步骤：

1)、通过步履式顶推设备6将支撑系统3顶升至脱离搁置系统2，并将支撑系统3和钢桁梁5平移一个行程后下放置搁置系统2上；

2)、回缩步履式顶推设备6的输出机构，使荷载重新转移到搁置系统2上；

3)、重复步骤1)和步骤2)，将支撑系统3和钢桁梁5纵向向前顶推一个节间距；

4)、初始时，行走滚轮4.6与行走轨道3.2之间保持距离50mm，载荷分配梁7与支撑系统3也具有高度差50mm，然后通过自锁千斤顶8将载荷分配梁7举升，逐步消除载荷分配梁7与支撑系统3之间的高度差50mm，至钢桁梁5下端面的垫梁10与载荷分配梁7接触，即钢桁梁5由原来的支撑系统支撑转化为载荷分配梁7支撑；继续通过自锁千斤顶8将载荷分配梁7和钢桁梁5同步举升，逐步消除行走滚轮4.6与行走轨道3.2之间的距离50mm，至行走滚轮4.6与行走轨道3.2接触，此时支撑系统3与上方的垫梁10脱离；继续通过自锁千斤顶8将载荷分配梁7和钢桁梁5同步举升50mm，此时，支撑系统3被行走机构4带动，支撑系统3和行走机构4同步上升并脱离搁置系统2；

5)、利用辅助动力设备如液压千斤顶等动力装置将支撑系统3纵向后移一个节间距，即平移到初始位置；

6)、回缩自锁千斤顶8，将荷载重新转移至支撑系统3；

7)、重复循环进行上述施工步骤，使钢桁梁(5)移至需要位置。

本发明采用支撑系统3和载荷分配梁7交替受力，实现顶推施工中钢桁梁5始终受力支撑。支撑系统3将钢桁梁5受力位置重新分配，使钢桁梁5的重力通过支撑系统3传递到步履式顶推设备上。其中，搁置系统2中的每个搁置墩组可作为顶推工作站进行独立工作，也可以集成系统的单个模块同步工作，可实现大跨距顶推施工。

本发明在不改变原步履式顶推设备和钢桁梁结构的情况下，实现了钢桁梁的步履式顶推施工，较常规的拖拉式顶推施工方式具有结构简单、墩顶水平力小、钢桁梁受力平稳合理且自动化程度高和无临时墩等优点。

Claims (8)

1.一种模块化钢桁梁自动顶推系统，包括搁置系统(2)，在搁置系统(2)和钢桁梁(5)之间设有支撑系统(3)，其特征在于：所述支撑系统(3)通过行走机构(4)与钢桁梁(5)连接，所述的支撑系统(3)包括一对平行布置的承重梁(3.1)，所述承重梁(3.1)通过设置在其两端的连接梁(3.8)连接成一体，承重梁(3.1)的之间设有载荷分配梁(7)，载荷分配梁(7)下端部由自锁千斤顶(8)支撑，承重梁(3.1)的上端部支撑钢桁梁(5)；所述搁置系统(2)包括对称设置的搁置墩(2.1)构成，搁置墩(2.1)之间设有自锁千斤顶(8)，自锁千斤顶(8)由临时支座(9)支撑；所述载荷分配梁(7)的纵向两端设有墩顶挡块(7.1)；所述载荷分配梁(7)的宽度小于承重梁(3.1)之间的宽度，承重梁(3.1)和钢桁梁(5)之间设有垫梁(10)，所述垫梁(10)放置于承重梁(3.1)的上端。

2.根据权利要求1所述的模块化钢桁梁自动顶推系统，其特征在于：所述承重梁(3.1)的外侧连接有纵向的行走轨道(3.2)，行走轨道(3.2)的长度大于钢桁梁(5)的间节距。

3.根据权利要求2所述的模块化钢桁梁自动顶推系统，其特征在于：在承重梁(3.1)的外侧横向连接有翼板(3.3)，在翼板(3.3)上垂直向连接有腹板(3.4)，所述行走轨道(3.2)设置在腹板(3.4)上端。

4.根据权利要求3所述的模块化钢桁梁自动顶推系统，其特征在于：在翼板(3.3)下端和承载梁体(3.1)之间设有第一筋板(3.5)，翼板(3.3)上端、承载梁体(3.1)和腹板(3.4)内侧之间设有第二筋板(3.6)，翼板(3.3)上端和腹板(3.4)外侧之间设有第三筋板(3.7)。

5.根据权利要求2所述的模块化钢桁梁自动顶推系统，其特征在于：行走机构(4)包括行走部件(4.1)，所述行走部件(4.1)通过螺杆(4.2)和分配梁(4.3)的配合悬吊在钢桁梁(5)上，行走部件(4.1)安装在钢桁梁(5)下端的C型梁(4.4)内，行走部件(4.1)包括多个行走滚轮组和行走支座(4.7)，行走支座(4.7)安装在C型梁(4.4)上，行走滚轮组安装在行走支座(4.7)上，每个行走滚轮组包括至少一对对称设置的行走滚轮(4.6)，行走滚轮(4.6)设置在行走轨道(3.2)下端面，行走滚轮(4.6)与行走轨道(3.2)保持距离或接触。

6.根据权利要求5所述的模块化钢桁梁自动顶推系统，其特征在于：所述螺杆(4.2)依次穿过分配梁(4.3)、钢桁梁(5)和C型梁(4.4)，所述螺杆(4.2)均通过螺母与分配梁(4.3)和C型梁(4.4)紧固连接。

7.根据权利要求5所述的模块化钢桁梁自动顶推系统，其特征在于：在钢桁梁(5)和C型梁(4.4)之间设有可拆卸的垫块(4.5)。

8.一种采用权利要求1所述的模块化钢桁梁自动顶推系统的施工工艺，其特征在于，包含以下步骤：

1)、通过步履式顶推设备(6)将支撑系统(3)顶升至脱离搁置系统(2)，并将支撑系统(3)和钢桁梁(5)平移一个行程后下放置搁置系统(2)上；

2)、回缩步履式顶推设备(6)的输出机构，使荷载重新转移到搁置系统(2)上；

3)、重复步骤1)和步骤2)，将支撑系统(3)和钢桁梁(5)纵向向前顶推一个节间距；

4)、初始时，行走滚轮(4.6)与行走轨道(3.2)之间保持距离；通过自锁千斤顶(8)将载荷分配梁(7)举升至钢桁梁(5)由载荷分配梁(7)支撑；继续通过自锁千斤顶(8)将载荷分配梁(7)和钢桁梁(5)同步举升，至行走滚轮(4.6)与行走轨道(3.2)接触；继续通过自锁千斤顶(8)将载荷分配梁(7)和钢桁梁(5)同步举升，支撑系统(3)和行走机构(4)同步上升并脱离搁置系统(2)；

5)、利用辅助动力设备将支撑系统(3)纵向后移一个节间距，即平移到初始位置；

6)、回缩自锁千斤顶(8)，将荷载重新转移至支撑系统(3)；

7)、重复循环进行上述施工步骤，使钢桁梁(5)移至需要位置。