CN103243655A - 一种装配式公路钢桥搬运架设车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配式公路钢桥搬运架设车，它包括货架，踏板，油缸底座，油缸，手柄；货架上固定有立板，立板上固定有顶板，立板通过左右两个A连接片与油缸底座连接；油缸包括大柱塞和小柱塞，大柱塞与顶板相连，小柱塞顶端与手柄底端接触；油缸底座下端设有后轮，货架前端两侧各设有一个万向轮；万向轮与前轮横板连接，前轮横板的前端与前轮前架铰接，前轮前架与设在货架前端底部的前轮支座铰接，前轮横板的后端与前轮后架铰接，前轮后架与货架铰接；踏板的支点与货架后端铰接；踏板通过A弹簧与立板或顶板连接。它能解决单纯人力作业时劳动强度大，耗费在连接和运输构件上的时间长的问题，为我军应急作战以及抢险救灾争取时间。

Description

一种装配式公路钢桥搬运架设车

技术领域

本发明属于公路钢桥搬运设备技术领域，具体涉及一种装配式公路钢桥搬运架设车。

背景技术

装配式公路钢桥作为交通部代国家储备的战备物资之一，已有几十年广泛应用的历史，无论在战时公路桥梁抢修、抢建，克服江河障碍，还是在平时抗震、抗洪抢险救灾、交通保障中都发挥着不可替代的作用。但在装配式公路钢桥的架设与撤收作业中，特别是在运用悬臂推出法架设和撤收时，其零部件种类多，单个构件重量大，架设撤收作业时劳动强度大，耗费在连接和运输构件上的时间比较长，一定程度上影响了后勤保障和部队机动能力。钢桥的桁架与横梁乃是钢制材料，其体积与重量都非常大。且在拼装过程中需要精准的位置调动，然而，目前国内还没有相应先进的辅助架设设备，目前使用的搬运设备也无法完全满足工程的需求。因此，研制一种装配式公路钢桥轻便辅助架设装备，并探索出与之相应的架桥方法以提高作业效率，降低人员工作量，完善装备的操作方法，为我军应急作战以及抢险救灾争取时间，必要而且实用。

发明内容

本发明旨在克服限于技术的不足，提供一种装配式公路钢桥搬运架设车。实现在架桥作业时，运用该新型辅助架设设备能迅速将主梁桁架、桥面系构件、支撑构件以及连接构件等钢桥部件运送到位，并实现桁架上下弦杆销孔的快速对正和横梁的拼装，从而达到简化作业内容和程序，减少人员作业强度，提高架桥速度的目的。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

所述装配式公路钢桥搬运架设车包括货架和踏板、油缸底座、设于油缸底座上的油缸、与油缸顶部铰接的手柄；所述货架上固定有立板，立板上固定有顶板，所述立板通过左右两个A连接片与油缸底座连接；所述油缸包括大柱塞和小柱塞，所述大柱塞与顶板相连，所述小柱塞顶端与手柄底端接触；所述油缸底座下端设有后轮，所述货架前端两侧各设有一个万向轮；所述万向轮与前轮横板连接，前轮横板的前端与前轮前架铰接，前轮前架与设在货架前端底部的前轮支座铰接，所述前轮横板的后端与前轮后架铰接，前轮后架与货架铰接；所述踏板的支点与货架后端铰接；所述踏板通过A弹簧与立板或顶板连接。

其中，所述货架为长方形钢板。所述手柄与油缸的铰接端设有凸轮，所述小柱塞外套有B弹簧，所述B弹簧顶端设有弹簧帽，所述弹簧帽与凸轮接触。所述踏板为钢制框架结构，踏板上安装有两个杠杆臂、连接两个杠杆臂的前端承重杆和后端承重杆，所述杠杆臂的支点与货架后端铰接。所述架设车还包括传动轴；所述油缸底座与A连接片一端铰接，A连接片另一端通过转轴与立板铰接，所述转轴与B连接片一端铰接，B连接片另一端与传动轴后端连接，传动轴前端与前轮后架铰接。所述手柄上部设有控制柄，手柄下端设有制动板。所述货架的前部设有平衡梁。所述后轮和万向轮处均设有刹车。所述后轮和万向轮处均设有固定栓。

下面结合设计及工作原理对本发明作进一步说明：

本发明的搬运架设车主要由液压系统、货架、手柄、车轮、传动系统、踏板等六部分组成，全长2200mm，总宽600mm，整车重量为200kg。

1. 液压系统的设计

架设车的液压系统采用千斤顶的原理，整个液压系统安装在车体尾部的锻造缸套中，油缸采用整体锻造，外形美观，坚固耐用，采用优质钢板打造，镀铬活塞杆，内部溢流阀提供过载保护，大活塞与货架衔接，小活塞通过弹簧和弹簧帽与手柄的凸轮接触，截止阀通过链条与控制手柄和制动装置连接，可以方便地控制货架的下降，阀芯采用整体元件，可提高液压装置寿命，减少维修。手柄向下做杠杆运动时推动能源装置运动，机械能转换成液压能，当手柄向上做杠杆运动时弹簧推动小活塞恢复原位，在运动过程中，液压行程范围约为120mm-230mm，能量完成机械能到液压能再到机械能的转换。

2.手柄的设计

手柄采用AC手柄，通过螺栓与液压锻造缸铰接，与旋转导向台固结，用于推送、牵引小车和货架抬升。头部的舵柄包有橡胶护套，舵柄中间装有控制柄，控制柄有三个工作状态，分别是上、中、下三个位置，上位用于控制货架降低速度，中位有限位作用，下位用于货架的抬升，其中，行驶状态时控制柄位于中位，抬升货架时控制柄位于下位。手柄支柱中有连接控制柄与截止阀的链条，同时，手柄中的链条与手柄底端制动装置相连，通过制动装置也可以完成货架的下降。

3.货架的设计

货架依据主要运送对象主梁桁架的构造设计，长2400mm,宽600mm，采用45号钢锻造成的钢板焊接而成，坚固耐用，承载力可达2.5t，采用载轮上安装锥形托架设计，可保护载轮和驱动轴。货架上面距离尾部500mm处设有平衡梁，直径为45mm，运送过程中，平衡梁在桁架底部约二分之一处使桁架微微抬升，在拼接过程中能实现桁架的水平微调。货架底部与液压系统的大活塞衔接，可以上下升降，其速度可以通过手柄和制动装置控制，货架最低高度为60mm,最高高度为240mm，推进设备平滚高度约为184mm，桁架阴阳接头最高高度可达205mm, 满足桁架阴阳接头对接所需高度,通过调节货架的抬升高度，可以实现桁架的准确对接。同时，货架也用于运送桥梁等其他构件，如平滚、摇滚。

4.车轮的设计

车轮分为主导向轮和前端承重轮，主导向轮由两个车轮组合而成，直径为200mm，直接与旋转导向台固结，通过手柄带动导向台转动，从而改变导向轮朝向，控制搬运车运动方向，其转向角度为±60°。主导向轮同时也是搬运车后端承重轮，并设有刹车，在运送钢桥构件过程中，将刹车踩至ON档，在拼接桁架或横梁时将刹车踩至OFF档，可起固定车轮的作用。前端承重轮采用万向转动型车轮，直径为80mm，可以实现360°转向，通过前端轮毂与传动轴连接，其支架可以随着货架的升高（或降低）而升高（或降低）。主导向轮和前端承重轮都设有固定栓，在运送和拼接钢桥构件时，既可固定主导向轮，又可固定前端承重轮，也可同时固定两轮，实现桁架的准确运送和精确拼接。

5.传动系统的设计

传动系统可分解为四个部分：轮轴、前轮支架、传动杆、后轮支架。在动力机构液压系统的作用下，传动系统经过机械传动使货架抬升。

轮轴主要采用材料为40Cr合金钢，主要承受直接剪应力和弯矩。

前轮支架是确保货架抬升高度的主要构件，主要采用材料为40Cr合金钢，主要承受剪应力、压应力和弯矩。其结构损坏对搬运架设车整体功能破坏较大，因而其承受应力大小对承载极限能力有着决定作用。

与前轮支架类似，后轮支架也是确保货架抬升高度的主要构件，主要采用材料为40Cr合金钢，主要承受剪应力、压应力和弯矩。

传动杆主要采用材料为低碳合金钢，主要承受直接压应力。

6.踏板的设计

踏板由两块钢片、一片角钢和一根45号钢锻造成的钢管焊接而成，整体成梯形，采用杠杆原理，支点在货架上，杠杆短臂（长125mm）一端压在桁架下，长臂(长500mm)一端用弹簧悬吊，可以施加作用力。在桁架拼接过程中通过对长臂一端施加作用力F，便可在短臂一端产生4F的作用力，从而调节桁架连接销的高度，便于准确拼接，实现了桁架拼接时的竖直微调。杠杆前端到弹簧挂钩的距离为130mm，正常情况下，通过弹簧的拉力使踏板始终保持水平，高度为120mm，能够保证手柄正常驱动液压系统。

工作原理：

在配备地，搬运架设车利用手柄起动液压系统的小活塞缸，通过液压传动，驱动大活塞，顶起货架，调整至合适高度（提升过程中手闸位于下位工作状态，液压系统的泄压阀关闭锁紧，到位后液压缸锁紧，处于保压状态，全过程中液压系统实现机械能到液压能再到机械能的转换）。

运送过程中，操作员通过手柄推送、牵引搬运架设车，并利用手柄的转动控制下部主导向轮的朝向，从而控制车体运动方向。桁架既可通过立桁运送，也可通过倒桁运送，搬运架设车需取出前端承重轮（即万向转动轮）的固定栓。搬运架设车也可运送横梁、平滚、桥板等桥梁构件。

在架设地，倒桁运送时，需桁架班将桁架立起，并在平滚上拼接（立桁运送时，可直接拼接），搬运架设车可通过制动装置和手柄实现桁架上下大幅度调节（下降过程中手闸位于上位工作状态，液压系统的泄压阀开启，液压油回流，液压缸泄压，直至货架达预定高度），也可通过踏板，利用杠杆原理实现桁架的上下微调，同时，通过平衡梁实现桁架的水平微调（圆柱形接触面较为光滑，减小了与桁架的摩擦系数，有利于桁架的左右移动）。搬运架设车也是通过手柄实现桁架上下大幅度调节，并通过万向轮的转向实现桁架、横梁的准确拼接。整个拼接过程中，该搬运架设车应启动刹车装置，固定车体。桁架班迅速打入销子。撤出搬运架设车，继续搬运。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明在不提高货架高度的前提下，首次设计并研制了万向转动装置，实现了搬运架设车在任何状态下都可实现任意方向的转动，同时设计了转向轮的定位和制动装置，实现了搬运架设车的定向移动和制动。设备设计的微调装置(平衡梁和踏板)，实现了钢桥架设过程中的精准对接，并提高了架设车对不同地形的适应能力。

该设备的运用可提高架设速度25%以上，作业人员减少约40%，作业强度仅为原来的50%左右，并且大强度作业持续时间短，机动性也随之增强，当所架设桥梁较长时其优越性更加明显。在桁架对接过程中，利用本身精确对接功能，使对接更加快捷、精准、省力，销子的插入、捣出可一步到位，效率显著提高。且通过更换车轮能够适应多种地形下的操作，实用性更强。以架设跨径为21m双排单层的HD200型钢桥为例， 所需兵力为41人，其中一人队长，两个桁架班个八人，两个横梁班各八人，一个连接班八人，总耗时2小时，人员高强度工作不小于1小时，而该新型辅助架设设备的使用可将兵力减至为25人，其中一人队长，一个桁架班八人，一个横梁班八人，一个连接班八人，总耗时1.5小时，人员高强度工作不超过0.5小时。

同时，该架设车具有非常强的搬运能力，一次最多可快速搬运八片桁架，速度为原来的10倍以上，作业人员由8人精简为5人。

该搬运架设车承载力可达2.5t，可以实现桁架、横梁的准确对接，工作过程中，该搬运架设车采用人工作业方式，在配备地，架设人员将钢桥构件抬上设备，并运送到作业现场（路程一般为30—40米），运送过程中只需四人固定，减少了搬运所需兵力。该车正常行进速度为1.0m/s,跑步行进速度可达2.0m/s，在架桥拼接过程中，通过手柄驱动液压系统，从而实现货架的升降，通过踏板可实现桁架的上下微调，平衡梁可以减小桁架左右移动的阻力。从而实现桁架的快速精准对接，提高作业效率。

总之，本发明使器材的装卸载做到简便、高效、安全、快速、准确、平稳，从而显著提升作业效率，节约多种资源。使得在搬运和拼接桁架时实现机械化，解决单纯人力作业时劳动强度大，耗费在连接和运输构件上的时间比较长的问题，为我军应急作战以及抢险救灾争取时间。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为本发明的后视图。

图中：1、货架；2、踏板；3、油缸底座；4、油缸；5、手柄；6、立板；7、顶板；8、大柱塞；9、小柱塞；10、弹簧帽；11、万向轮；12、A弹簧；13、凸轮；14、B弹簧；15、前端承重杆；16、后端承重杆；17、前轮横板；18、前轮前架；19、前轮后架；20、A连接片；21、转轴；22、B连接片；23、传动轴；24、控制柄；25、制动板；26、平衡梁；27、后轮；28、杠杆臂。

具体实施方式

实施例1

所述装配式公路钢桥搬运架设车包括货架1何踏板2、油缸底座3、设于油缸底座3上的油缸4、与油缸4顶部铰接的手柄5；所述货架1上固定有立板6，立板6上固定有顶板7，所述立板6通过左右两个A连接片20与油缸底座3连接；所述油缸4包括大柱塞8和小柱塞9，所述大柱塞8与顶板7相连，所述小柱塞9顶端与手柄5底端接触；所述油缸底座3下端设有后轮27，所述货架1前端两侧各设有一个万向轮11；所述万向轮11与前轮横板17连接，前轮横板17的前端与前轮前架18铰接，前轮前架18与设在货架1前端底部的前轮支座29铰接，所述前轮横板17的后端与前轮后架19铰接，前轮后架19与货架1铰接；所述踏板2的支点与货架1后端铰接；所述踏板2通过A弹簧12与立板6或顶板7连接。

其中，所述货架1为长方形钢板。所述手柄5与油缸4的铰接端设有凸轮13，所述小柱塞9外套有B弹簧14，所述B弹簧14顶端设有弹簧帽10，所述弹簧帽10与凸轮13接触。所述踏板2为钢制框架结构，踏板2上安装有两个杠杆臂28、连接两个杠杆臂28的前端承重杆15和后端承重杆16，所述杠杆臂28的支点与货架1后端铰接。所述架设车还包括传动轴23；所述油缸底座3与A连接片20一端铰接，A连接片20另一端通过转轴21与立板6铰接，所述转轴21与B连接片22一端铰接，B连接片22另一端与传动轴23后端连接，传动轴23前端与前轮后架19铰接。所述手柄5上部设有控制柄24，手柄5下端设有制动板25。所述货架1的前部设有平衡梁26。所述后轮27和万向轮11处均设有刹车。所述后轮27和万向轮11处均设有固定栓。

Claims (9)

1.一种装配式公路钢桥搬运架设车，其特征在于，所述架设车包括货架（1）和踏板（2）、油缸底座（3）、设于油缸底座（3）上的油缸（4）、与油缸（4）顶部铰接的手柄（5）；所述货架（1）上固定有立板（6），立板（6）上固定有顶板（7），所述立板（6）通过左右两个A连接片（20）与油缸底座（3）连接；所述油缸（4）包括大柱塞（8）和小柱塞（9），所述大柱塞（8）与顶板（7）相连，所述小柱塞（9）顶端与手柄（5）底端接触；所述油缸底座（3）下端设有后轮（27），所述货架（1）前端两侧各设有一个万向轮（11）；所述万向轮（11）与前轮横板（17）连接，前轮横板（17）的前端与前轮前架（18）铰接，前轮前架（18）与设在货架（1）前端底部的前轮支座（29）铰接，所述前轮横板（17）的后端与前轮后架（19）铰接，前轮后架（19）与货架（1）铰接；所述踏板（2）的支点与货架（1）后端铰接；所述踏板（2）通过A弹簧（12）与立板（6）或顶板（7）连接。

2.如权利要求1所述的架设车，其特征在于，所述货架（1）为长方形钢板。

3.如权利要求1所述的架设车，其特征在于，所述手柄（5）与油缸（4）的铰接端设有凸轮（13），所述小柱塞（9）外套有B弹簧（14），所述B弹簧（14）顶端设有弹簧帽（10），所述弹簧帽（10）与凸轮（13）接触。

4.如权利要求1所述的架设车，其特征在于，所述踏板（2）为钢制框架结构，踏板（2）上安装有两个杠杆臂（28）、连接两个杠杆臂（28）的前端承重杆（15）和后端承重杆（16），所述杠杆臂（28）的支点与货架（1）后端铰接。

5.如权利要求1所述的架设车，其特征在于，所述架设车还包括传动轴（23）；所述油缸底座（3）与A连接片（20）一端铰接，A连接片（20）另一端通过转轴（21）与立板（6）铰接，所述转轴（21）与B连接片（22）一端铰接，B连接片（22）另一端与传动轴（23）后端连接，传动轴（23）前端与前轮后架（19）铰接。

6.如权利要求1所述的架设车，其特征在于，所述手柄（5）上部设有控制柄（24），手柄（5）下端设有制动板（25）。

7.如权利要求1所述的架设车，其特征在于，所述货架（1）的前部设有平衡梁（26）。

8.如权利要求1所述的架设车，其特征在于，所述后轮（27）和万向轮（11）处均设有刹车。

9.如权利要求1所述的架设车，其特征在于，所述后轮（27）和万向轮（11）处均设有固定栓。

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