CN104631335B - 大吨位架桥机及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大吨位架桥机及其施工方法，大吨位架桥机包括由架桥机主梁、主梁前联系梁、主梁后联系梁组成的主框架结构，所述主框架结构上依次连接设置有中部支撑装置、前辅助支撑装置和后辅助支撑装置；大吨位架桥机的施工方法包括架桥机过孔工序、过孔向架梁转换工序、架桥机架梁工序、架梁向过孔转换工序、正常架梁与末跨转换工序、变跨施工工序、小曲线段施工工序和驮运转场施工工序。本发明解决了大跨度、大吨位、小曲率、跨度和幅度变化多、转场频繁等条件下预制桥梁采用架桥机安装的问题，具有安全、高效、操作维护简单、稳定性能好以及施工荷载分散等优点。

Description

大吨位架桥机及其施工方法

技术领域

本发明属于桥梁施工技术领域，具体涉及一种大吨位架桥机及其施工方法。

背景技术

世界上许多跨越海湾的大型桥梁工程，一般按大跨度、大吨位的整跨预制箱梁设计，位于深水区的预制梁，可以采用大吨位浮吊架设，效率较高。但是浅水区或滩涂区由于浮吊不能到达，需要采用其它工艺以及配套设备解决预制梁架设问题。

采用架桥机架设预制桥梁的施工工法在一般桥梁工程预制梁安装施工中已非常成熟，施工效率较高，所以在预制梁的架设中得到广泛的应用。跨越海湾的大型桥梁采用双幅桥面，其预制梁跨度大、吨位大、桥梁跨度和幅度变化多、曲率半径小，需要双幅桥梁连续施工以及桥上驮运转场等特殊要求，设备要求高、施工难度大，传统架桥机的性能以及设计理念、结构型式等无法解决上述所有问题。这就需要设计一种大吨位架桥机来解决上述技术问题。

由于架桥机的施工效率和安全可靠性高，所以在桥梁工程建设中得到非常广泛的应用，但是对于大跨度、大吨位双幅预制箱梁的架设施工，需要大吨位架桥机并配合轮胎式运梁车喂梁完成，其施工工艺有别于传统的一般架桥机的施工工艺，由于预制梁跨度大、吨位大、桥梁跨度和幅度变化多、曲率半径小，需要双幅桥梁连续施工以及首末跨架设施工等特殊要求，再加上桥梁跨度种类多，不同跨度之间变化频繁，传统架桥机设计理念、结构型式以及施工工艺已经不能满足上述复杂工况下架梁施工要求，需要按照全新设计理念、结合大吨位双幅箱梁施工特点和运梁施工工艺，设计一种新的架桥机施工工艺。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种大吨位架桥机及其施工方法，解决了大跨度、大吨位、小曲率、跨度和幅度变化多、转场频繁等条件下预制桥梁采用架桥机安装的问题，具有安全、高效、操作维护简单、稳定性能好以及施工荷载分散等优点。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：大吨位架桥机，它包括由架桥机主梁、主梁前联系梁、主梁后联系梁组成的主框架结构，所述主框架结构上依次连接设置有中部支撑装置、前辅助支撑装置和后辅助支撑装置；

所述中部支撑装置设置在架桥机主梁的下方，所述中部支撑装置包括前支腿和位于前支腿后方的后支腿，所述前支腿包括前支腿上横梁，前支腿上横梁底面左右两侧分别通过前铰链转动连接有一个支撑件，前支腿上横梁顶面在左右两侧分别设有沿左右方向开设的一条前滑道，前滑道内滑动连接有前托盘，前支腿上横梁上设有用于驱动前托盘沿前滑道滑动的前横移驱动油缸，前托盘上设有前托辊支撑机构；所述后支腿包括后上横梁，后上横梁底面左右两侧分别通过后铰链转动连接有一个水平设置的后均衡梁，后均衡梁两端分别设有后支撑牛腿，每个后支撑牛腿内部同轴向设有后支撑油缸，后支撑油缸下端设有后伸缩柱，后伸缩柱外套设有后支撑抱箍，后上横梁顶面在左右两侧分别设有沿左右方向开设的一条后滑道，后滑道内滑动连接有后托盘，后上横梁上设有用于驱动后托盘沿后滑道滑动的后横移驱动油缸，后托盘上设有后托辊支撑机构；前托辊支撑机构和后托辊支撑机构的构造相同；

所述前辅助支撑装置设置在主梁前联系梁的下方，所述前辅助支撑装置包括在主梁前联系梁左侧和右侧分别通过吊杆螺栓可拆卸设置的一个吊挂组件，每个吊挂组件下部均设有箱型结构的曲臂腿，曲臂腿由上水平段、中竖直段和下水平段组成，上水平段前端和下水平段的前端分别与中竖直段的上端和下端固定连接，曲臂腿的上水平段后端上部通过销轴转动连接在吊挂组件下部，中竖直段上端铰接有拉杆，拉杆上端与主梁前联系梁前侧之间设有推拉油缸，两个曲臂腿的中竖直段之间通过螺栓连接有联系框架，联系框架为多段组合式装配结构，曲臂腿的下水平段上设有顶升油缸，顶升油缸下端设有底部承压板；

所述后辅助支撑装置设置在主梁后联系梁的下方，所述后辅助支撑装置包括一个内支腿和两个外支腿，内支腿支撑在主梁后联系梁中部，两个外支腿分别支撑在架桥机主梁左侧和右侧；外支腿包括锚固座、外立柱、吊挂机构、走行轮箱、分配梁、走行轨道、支撑抱箍和外支撑油缸；吊挂机构左右对称设有两个，两个吊挂机构分别设在外立柱上端左侧和右侧，每个吊挂机构上均设有一个锚固座，走行轮箱铰接在外立柱下端，走行轮箱底部前后侧均设有走行轮，外支撑油缸通过螺栓设在外立柱下端，外支撑油缸垂直设置并位于行走轮箱中间，外支撑油缸下端与分配梁固定连接，走行轨道设在分配梁底部中间并与走行轮上下对应，分配梁底面低于走行轮下边沿，外支撑油缸外套设有支撑抱箍；内支腿包括内立柱、联系框架、活动套、吊挂架、内电动葫芦和内支撑油缸，内立柱沿左右方向设有两根，活动套设有两个，每个活动套均包括设在主梁后联系梁上表面的上平板和设在主梁后联系梁下表面的下平板，上平板和下平板之间通过拉杆螺栓连接，两根内立柱上端分别通过销轴铰接在下平板底部，联系框架水平设在两根内立柱之间，吊挂架设在上平板和下平板后侧，内电动葫芦设在吊挂架上，内电动葫芦与内立柱中部之间通过钢丝绳连接，内支撑油缸垂直设在内立柱下端，内支撑油缸下端设有后支撑盘；

所述架桥机主梁上设置有与其滑动连接的天车。

所述前托辊支撑机构和后托辊支撑机构均包括左托辊支架和右托辊支架，左托辊支架上沿前后方向设有四个左托辊轮，左托辊支架左侧设有左侧向导轮，左托辊支架左侧设有左钩挂吊柱，左钩挂吊柱上端设有左箱体，左箱体上设有左电机减速机，左箱体内设有与左电机减速机传动连接的左吊挂轮，左吊挂轮位于左侧向导轮右侧上方，左托辊支架当中垂直设有位于中间两个左托辊轮之间的左顶升油缸；

右托辊支架上沿前后方向设有四个右托辊轮，右托辊支架右侧设有右侧向导轮，右托辊支架右侧设有右钩挂吊柱，右钩挂吊柱上端设有右箱体，右箱体上设有右电机减速机，右箱体内设有与右电机减速机传动连接的右吊挂轮，右吊挂轮位于右侧向导轮左侧上方，右托辊支架当中垂直设有位于中间两个右托辊轮之间的右顶升油缸；

所述架桥机主梁下部设在左箱体和右箱体之间，左托辊支架上设有与架桥机主梁底面接触支撑的左支撑垫板，右托辊支架上设有与架桥机主梁底面接触支撑的右支撑垫板，架桥机主梁左侧和右侧的最下部沿长度方向水平设有左导轨和右导轨，左侧向导轮与左导轨左侧面接触，右侧向导轮与右导轨右侧面接触，左吊挂轮位于左导轨正上方，右吊挂轮位于右导轨正上方。

所述支撑件为设在桥墩上的立柱和/或设在桥梁上的前均衡梁，立柱底部通过锚固件固定设在桥墩上，立柱侧部与桥墩之间设有长度可调节的斜撑杆；前均衡梁两端分别固定连接有前支撑牛腿，每个前支承牛腿下端同轴向设有前支撑油缸，前支撑油缸下端设有前支撑盘，前支撑油缸外套有位于前支撑盘和前支撑牛腿之间的前支撑抱箍。

所述曲臂腿的上水平段底部设有后电动葫芦，所述曲臂腿的中竖直段包括第一中竖直段、第二中竖直段和第三中竖直段，第二中竖直段的上下端分别与第一中竖直段的下端和第三中竖直段的上端通过法兰固定连接，第一中竖直段与第二中竖直段在其连接部位的一侧设置有连接销，连接销分别与第一中竖直段与第二中竖直段铰接，第一中竖直段的上部前侧设有悬臂梁，悬臂梁前端设有前电动葫芦，第一中竖直段和第二中竖直段上分别设有相配合的第一连接吊耳和第二连接吊耳，第二中竖直段上位于第二连接吊耳的下方设置有与后电动葫芦与前电动葫芦配合使用的下吊耳；所述曲臂腿的顶升油缸下端底部承压板下方设有末跨用分配梁。

所述吊挂机构包括设在外立柱上端外侧的安装架和设在安装架上的电机减速机，电机减速机的动力输出端传动连接有可沿架桥机主梁底部外侧的导轨滚动的吊挂轮，锚固座设在安装架上，锚固座上设有与架桥机主梁外侧固定连接的锚固螺栓。

以主梁后联系梁左右对称中心线为界限，左侧的外支撑油缸和内支撑油缸在高压油路上采用串联的连接方式，右侧的外支撑油缸和内支撑油缸在高压油路上采用串联的连接方式；所述外立柱呈上大下小的锥形箱体结构。

所述天车包括依次设置在架桥机主梁上的前天车和后天车，前天车和后天车上均连接有锁定撑杆，锁定撑杆的末段设置有调节液压油缸。

本发明的另一目的是提供大吨位架桥机的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）按架桥机过孔工序进行过孔作业；

2）按过孔向架梁转换工序进行过孔作业向架梁作业转换；

3）按架桥机架梁工序进行架梁作业；

4）按架梁向过孔转换工序进行架梁作业向过孔作业转换；

5）按架桥机过孔工序进行过孔作业；

6）根据桥梁长度，步骤1至步骤5可进行循环作业，直至进入末垮，按正常架梁与末跨转换工序进行正常架梁作业向末跨架梁作业转换，一个施工段完工；

所述架桥机过孔工序依次按以下步骤进行：

1）前支腿采用纵向锁定机构与已架预制箱梁吊装孔之间锚固，前天车与前支腿通过锁定撑杆连接锁定，后天车与后支腿通过锁定撑杆连接锁定；

2）按先后顺序分别将前支腿和后支腿由左支撑垫板和右支撑垫板支承架桥机主梁转换为由左托辊轮和右托辊轮支承架桥机主梁，然后将外支腿转换为走行轮箱支承状态，使架桥机主梁具备纵移条件；

3）驱动前天车和后天车的纵移驱动机构，架桥机主梁纵移前行至前辅助支撑装置到达前方墩顶并支承站立；

4）解除前天车和后天车与前支腿和后支腿的锁定，脱空后支腿并吊挂在架桥机主梁上前行至前支腿后方；

5）在桥面上支承后支腿并顶升使前支腿从墩顶脱空，前支腿吊挂在架桥机主梁上前行至前方墩顶锚固安装；

6）脱空前辅助支撑装置，再次把前天车与前支腿通过锁定撑杆连接锁定、后天车与后支腿通过锁定撑杆连接锁定，启动前天车和后天车的纵移驱动机构使架桥机主梁二次纵移到位，过孔工序完成；

所述过孔向架梁转换工序依次按以下步骤进行：

架桥机过孔到位后，前支腿和后支腿和外支腿均处于钢制车轮支承状态，首先在不解除后天车与后支腿之间锁定状态下，后支腿通过后托辊支撑机构中间的左顶升油缸和右顶升油缸顶升，在左托辊支架上放置左支撑垫板，右托辊支架上放置右支撑垫板，左顶升油缸和右顶升油缸收回时，使架梁作业时托辊轮处于脱空状态不受力，而让架桥机主梁的荷载通过左支撑垫板和右支撑垫板传递到左托辊支架和右托辊支架上；按照以上方法对前支腿进行同样转换；然后顶升外支腿外支承油缸使走行轮箱脱空，继续顶升外支腿，安装支撑抱箍，油缸卸载，前支腿和后支腿和外支腿转换为机械支承状态，完成了前支腿和后支腿和外支腿由过孔至架梁状态的转换；

所述架桥机架梁工序依次按以下步骤进行：

1）架梁初始状态，架桥机由前支腿、后支腿和外支腿支承，前运梁车和后运梁车运输预制箱梁到架桥机尾部，内支腿旋转开启，让开前运梁车和后运梁车的行驶通道；

2）前运梁车和后运梁车给架桥机喂梁，前天车起吊预制箱梁前端，与后运梁车配合同步纵移，后运梁车与前运梁车接近到一定距离后，内支腿旋转闭合并与外支腿共同支承在桥面上；

3）后天车起吊预制箱梁后端，前天车与后天车同步吊梁纵移至前跨，前天车与后天车同步落梁到一定高度后，同步横移，落梁至墩顶到位，完成该跨一片箱梁架设；

4）按照步骤1）至3），完成该跨另外一片箱梁架设施工；

所述架梁向过孔转换工序依次按以下步骤进行：

架梁作业完成后，内支腿向后上方旋转开启，让开前运梁车和后运梁车的运梁通道；前天车与前支腿通过锁定撑杆连接锁定，后天车与后支腿通过锁定撑杆连接锁定，然后分别按照先后支腿、后前支腿的顺序，前支腿和后支腿在左顶升油缸和右顶升油缸作用下顶升，去除左支撑垫板和右支撑垫板，然后左顶升油缸和右顶升油缸收回，使前支腿和后支腿转换为托辊轮支承状态；然后使外支腿在外支承油缸作用下顶升，解除支撑抱箍，外支承油缸收回，使外支腿的走行轮箱下落并支承在走行轨道上，外支承油缸继续收回使其脱空，外支腿利用走行轮箱沿走行轨道随架桥机主梁纵移，架桥机主梁完成由前支腿和后支腿的托辊轮以及外支腿的走行轮箱支承，即可在前天车和后天车的纵移驱动机构驱动下按架桥机过孔工序实现架桥机主梁纵移过孔；

所述正常架梁与末跨转换工序依次按以下步骤进行：

1）架桥机架设至最后一跨施工，整机过孔时，前辅助支撑装置整体到达对面桥台或桥面时，把曲臂腿第一中竖直段和第二中竖直段之间的上下连接法兰螺栓拆除，保留连接销连接；

2）用后电动葫芦和前电动葫芦配合将第二中竖直段向前翻转并通过第一连接吊耳和第二连接吊耳固定，再将第三中竖直段和下水平段向上提升，使第三中竖直段与第一中竖直段连接并通过法兰螺栓固定；

3）继续纵移使前辅助支撑装置整体到达桥台或桥面上方，在顶升油缸下端底部承压板下方安装末跨用分配梁，支承在桥台、路基或已架桥面上；

4）正常架梁时前支腿底部通过立柱支承并锚固在桥墩上，进入末跨施工时，拆除支腿立柱，并换成前均衡梁，前支腿通过前均衡梁作用在桥台、路基或已架桥面上。

在过孔作业和架梁作业之间穿插变跨作业或小曲线段作业，所述变跨作业按变跨施工工序进行，所述小曲线段作业按小曲线段施工工序进行；

所述变跨施工工序即在所述架桥机架梁工序与所述架桥机过孔工序中，增加了一个外支腿纵向位置调整的步骤，即通过调整外支腿顶部的吊挂机构使外支腿始终处于桥墩上方或附近；外支腿纵向位置调整，在架桥机主梁过孔到位后或架桥机主梁过孔前进行；

所述小曲线段施工工序依次按以下步骤进行：

1）按架桥机过孔工序完成架桥机主梁第一次纵移过孔后，通过推拉前支腿的前横移驱动油缸和后支腿的后横移驱动油缸，使架桥机主梁前端向曲线内侧摆动，并结合前辅助支撑装置自身利用顶部吊挂组件横移，直至前辅助支撑装置接近桥梁中心线；

2）再通过纵向调整前辅助支撑装置底部的顶升油缸和底部承压板，使其满足前辅助支撑装置在墩顶的支承要求，保证前辅助支撑装置曲线外侧支点不脱空、曲线内侧支点不侵占前支腿安装空间，随后支承前辅助支撑装置，然后按架桥机过孔工序完成整机过孔；

3）最后通过前支腿的前横移驱动油缸和后支腿的后横移驱动油缸，再次调整整机轴线与桥梁中心线的相对关系，同时横向通过活动套调整内支腿使其支承在预制箱梁腹板上方，即可完成小曲线段箱梁架设。

所述一个施工段完工后按驮运转场施工工序进行驮运转场作业；

所述驮运转场施工工序依次按以下步骤进行：

1）架桥机完成最后一跨箱梁架设后，内支腿旋转开启，让开前运梁车和后运梁车的行驶通道，后运梁车空载退出并在桥面停靠；

2）将前运梁车及驮运横梁通过前天车和后天车依次起吊越过后支腿的上横梁，在前跨桥面进行重新组装，完成驮运所需要的运梁车；

3）在前运梁车和后运梁车的承载横梁两端安装驮运专用加长节，形成驮运支架，前后两套驮运支架托起架桥机主梁并进行简单固定后，即可进行驮运转；

4）按以上相反步骤恢复架桥机站位，架桥机自行至工作状态站位。

本发明中装置的有益效果：

（1）中部支撑装置中的前支腿在架梁作业和过孔作业时的支撑转换，即过孔作业时支腿上的重力是通过前托辊支撑机构中的托辊轮向下传递的，而在架梁作业时，前支腿以上的重力是通过前托辊支撑机构中的托辊支架向下传递的，托辊轮此时不受力；正常架梁时，前支腿支撑在桥墩上，末跨架梁时，前支腿支撑在桥梁表面上，此时前支腿可以通过立柱与前均衡梁的转换来实现；针对不同中心距的双幅箱梁，在前支腿上横梁与前铰链的连接处预留不同距离的接口。以满足架设双幅箱梁中心距的发生；在架设曲线梁时，通过操控前横移驱动油缸可以驱动前托盘水平移动，实现架桥机的主梁与前支腿间的相对横移来满足架梁的需求；当末跨架梁时为避免前均衡梁中的前支撑油缸承受力，在前支撑油缸与前支撑盘之间加装前支撑抱箍。

中部支撑装置中的后支腿在架梁作业和过孔作业时的支撑转换，即过孔作业时后支腿上的重力是通过后托辊支撑机构中的托辊轮向下传递的，而在架梁作业时，后支腿以上的重力是通过后托辊支撑机构中的托辊支架向下传递的，托辊轮此时不受力；针对不同中心距的双幅箱梁，在上横梁与后铰链的连接处预留不同距离的接口。以满足架设双幅箱梁中心距的变化；在架设曲线梁时，通过后横移驱动油缸可以实现架桥机主梁与后支腿间的相对横移来满足架梁的需求；后支腿在架梁作业时是承受力最大的支腿，在后均衡梁的支撑牛腿内部安装后支撑油缸，后支撑油缸下方串联后伸缩柱，架梁时为避免后均衡梁中的后支撑油缸承受压力，在后伸缩柱外面加装后支撑抱箍。

中部支撑装置中的前托辊支撑机构和后托辊支撑机构可以实现前支腿、后支腿在过孔和架梁不同作业模式下的支撑点转换，以满足架桥机的使用要求。前支腿在正常架梁和末跨架梁时实现支撑转换。前支腿和后支腿均可以通过立柱与均衡梁的转换来实现一侧支撑在桥墩上，另一侧支腿支撑在梁面上这种极特殊的施工要求。

在架桥机过孔作业时，前托辊支撑机构和后托辊支撑机构的托辊轮和吊挂轮箱的吊挂轮交替受力，即顶升油缸收缩，左支撑垫板和右支撑垫板取下，左吊挂轮滚动在左导轨上，右吊挂轮滚动在右导轨上，这样整个支撑装置就可以沿主梁移动；当支撑装置底部固定后，把支撑垫板取下后，托辊轮支撑主梁。架梁作业前操控左顶升油缸和右顶升油缸；把架桥机主梁顶升一定的高度，在两个托辊轮之间的托辊支架上加垫一定厚度的支撑垫板，以便在架梁作业时托辊轮不受力，而让托辊支架承受压力。

本发明依据不同的施工工况可以方便的转换前支腿和后支腿的支撑方式，横移机构（横移驱动油缸）的应用，既可以满足曲线梁的架设，也可以满足双幅箱梁中心距变化的特殊工况，又可以满足一侧桥面支撑、一侧桥墩支撑的极特殊工况。极大地拓展了架桥机的使用面，能够更好的满足各种架梁需求；本发明采用支撑抱箍，避免了架桥机在架梁过程中支腿所受的力由支撑油缸来承担，延长了支撑油缸的使用寿命；在前托辊支撑机构和后托辊支撑机构上采用支撑方式的转换，解决了大吨位架桥机中托辊轮的轮压太大，使得作用在架桥机主梁上的应力太大而造成结构体积庞大，减轻了架桥机的整体重量，节约设备的制造和投资成本。

（2）前辅助支撑装置的曲臂腿采用C型箱型结构，可以保证强度和刚度要求，底部承压板通常在施工状态下支撑在前方桥墩上，末跨架梁时在承压板下方加装末跨分配梁支撑在前方路基或桥台、箱梁上面，吊挂组件包括位于主梁前联系梁上下表面的部分，吊挂组件的上部分和下部分之间通过吊杆螺栓固定在架桥机主梁前联系梁上，曲臂腿的中竖直段采用法兰和铰销连接；曲臂腿与主梁前联系梁为转动连接，曲臂腿的中竖直段前凸，正好让开前支腿的立柱，能够方便的让前支腿站立在前方桥墩上，使得前辅助支撑装置与前支腿互不干涉。联系框架为多段组合式装配在一起，可根据架梁施工要求调整前辅助支撑装置的横向变幅；推拉油缸一端固定在主梁前联系梁上，另一端通过拉杆和曲臂腿的上端铰接。当前辅助支撑装置到达前方墩顶时，架桥机主梁悬臂下挠，曲臂腿的重心偏离铰接点，在上桥墩时无法直立，通过推拉油缸来调整曲臂腿的竖直度，使得曲臂腿能够竖直站立在墩台上；曲臂腿的中竖直段包括第一中竖直段、第二中竖直段和第三中竖直段，第二中竖直段的上下端分别与第一中竖直段的下端和第三中竖直段的上端通过法兰固定连接，第一中竖直段与第二中竖直段在其连接部位的一侧设置有连接销，连接销分别与第一中竖直段与第二中竖直段铰接，第一中竖直段的上部前侧设有悬臂梁，悬臂梁前端设有前电动葫芦，第一中竖直段和第二中竖直段上分别设有相配合的第一连接吊耳和第二连接吊耳，第二中竖直段上位于第二连接吊耳的下方设置有与后电动葫芦与前电动葫芦配合使用的下吊耳，前辅助支撑装置整体到达对面桥台或桥面时，把曲臂腿第一中竖直段和第二中竖直段之间的上下连接法兰螺栓拆除，保留连接销连接，用后电动葫芦和前电动葫芦配合将第二中竖直段向前翻转并通过第一连接吊耳和第二连接吊耳固定，再将第三中竖直段和下水平段向上提升，使第三中竖直段与第一中竖直段连接并通过法兰螺栓固定，继续纵移使前辅助支撑装置整体到达桥台或桥面上方，在顶升油缸下端底部承压板下方安装末跨用分配梁，支承在桥台、路基或已架桥面上，实现前辅助支腿的末跨支撑转换；曲臂腿最下面安装顶升油缸的地方是开的长形孔，以满足在架设曲线梁时调整油缸的位置。

前辅助支撑装置采用C型曲臂腿，且为箱型结构，在满足前辅助支腿的强度和刚度要求的前提下，可以避免与前支腿发生干涉。所以曲臂腿具有整体结构紧凑、简洁，功能明确，可以完成架桥机前后支腿机构所有的工作。满足施工要求；在曲臂腿的顶部采用推拉油缸装置，就可以保证此种结构的支腿能够竖直的站立在桥墩或梁面上；前辅助支撑装置能很方便的实现正常架梁向末跨架梁转换，大大的提高了施工效率；采用吊挂组件的安装方式，同时联系框架为多段组合方式来实现前辅助支腿的横向变幅功能。

（3）后辅助支撑装置的外支腿上面与架桥机主梁之间的结合采用可转换结构，当主梁长度定下来后，外支腿的位置也就固定下来，此时将锚固座与架桥机主梁用螺栓固定，并将锚固座与吊挂机构的安装架连接在一起，吊挂机构的安装架固定在外立柱外侧，走行轮箱铰接在外立柱下端，外立柱最下端和外支撑油缸用螺栓固定连接，外支撑油缸下端和分配梁固定连接，走行轨道位于分配梁下方，在外支撑油缸上套设有支撑抱箍来承担支撑力。架梁作业时，外支撑油缸顶升，此时分配梁间隙配合走行轨道，外支腿支撑在桥梁表面上，在外支撑油缸和分配梁之间加支撑抱箍，在外支腿受力时外支撑油缸不受力，而是通过支撑抱箍把力传递到分配梁上。过孔作业时，去掉外支撑油缸和分配梁之间的支撑抱箍，收起外支撑油缸，此时分配梁脱离桥面，走行轮箱上的走行轮接触走行轨道并受力，配合架桥机过孔前行。当需要调整外支腿与架桥机中支腿的距离时，只需松开锚固座的锚固螺栓，收回外支撑油缸，让外支腿处于脱空状态并且使吊挂机构上的吊挂轮吊挂在架桥机主梁底部外侧的导轨上受力，电机减速机驱动吊挂轮沿导轨前后运行，带动外支腿移动，这样就可以调整外支腿与中支腿的距离。外立柱呈上大下小的锥形箱体结构，这样在保证外立柱强度的同时，可充分减轻外立柱的重量，降低生产成本。

内支腿的活动套的上平板和下平板之间通过拉杆螺栓固定在架桥机主梁的后联系梁上，内立柱与下平板的下部通过销轴转动连接，两个内立柱通过螺栓与联系框架两端固定连接，内立柱下端安装有内支撑油缸。吊挂架安装在活动套后方侧面，吊挂架上安装内电动葫芦。当运梁车进入架桥机前，收回内支撑油缸，内电动葫芦通过钢丝绳拉住内立柱，内立柱和联系框架及内支撑油缸一起绕活动套下面的销轴旋转，向后上方翻起，让开运梁车的前行通道，运梁车由两个外立柱之间向前通过；外支腿和内支腿分别在主梁一侧的支撑油缸在液压油路上为串联，这样就能够保证架桥机在吊梁时同侧的内支撑油缸和外支撑油缸的压力是一致的。同时在外支腿和内支腿的支撑力的分配上也按照一定的比例分配。

后辅助支撑装置的整体结构紧凑、简洁，功能明确，可以完成架桥机外支腿机构所有的工作，其最直接的效应是：外支腿机构的整体重量大大的降低。降低了外支腿机构的制造成本；外支腿采用支撑抱箍，避免了架桥机在喂梁和架梁过程中外支腿所受的力由外支撑油缸来承担，保证了油缸的使用寿命；内支腿采用向后翻起的方式，既可以满足架桥机喂梁需求，又能够满足架桥机的架梁需要；外支腿和内支腿的支撑油缸的油路采用串联连接，能够保证在任何情况下两个支撑油缸内的压力相等。这样就能够保证外支腿在最大承载力时也满足架桥机对梁面的要求。

（4）前天车和后天车的设置，便于完成架桥机的过孔和架梁工序，前天车和后天车上均连接有锁定撑杆，锁定撑杆的末段设置有天车液压油缸，可通过天车液压油缸调节锁定撑杆长度，保证顺利安装。

（5）架桥机起重量大、自重大，纵向坡度要求高，运行惯性力大，天车运行采用了电机、减速器、链轮和链条配合的强制驱动方式，链条两端固定在架桥机主梁上，端部设张紧装置。同时，在天车上设置两个锁定撑杆，使该套机构用于整机纵移的驱动，天车驱动机构反向运行可以驱动架桥机纵移过孔；采用多功能的链条强制驱动方式，承载车轮均为从动轮，具有结构紧凑、启停平稳、运行安全等优点，同时该套机构兼有天车纵移驱动和整机纵移驱动两种功能，经济效果也非常明显。

（6）解决了大跨度、大吨位、小曲率、跨度和幅度变化多、转场频繁等条件下整孔预制桥梁采用架桥机安装的问题，该架桥机具有安全、高效、操作维护简单、稳定性能好、施工荷载分散等特点。

（7）架桥机采用多支腿结构，与轮胎式运梁车配合喂梁施工，解决了大吨位双幅箱梁架设施工荷载控制难题。同时为桥梁设计向大跨度、大吨位预制方向发展提供了技术支持与设备保障。

本发明中施工方法的有益效果：

（1）本施工方法为大吨位架桥机架设施工双幅桥梁以及首末跨、小曲线等特殊工况施工而制定的一套完整、科学和实用的施工工艺，它包括架桥机过孔工序、过孔向架梁转换工序、架桥机架梁工序、架梁向过孔转换工序、正常架梁与末跨转换工序、变跨施工工序、小曲线段施工工序和驮运转场施工工序，此工艺规范了大吨位架桥机架梁和过孔及驮运转场全过程的各个步骤，为安全、高效的实施首末跨、小曲线等特殊工况施工要求提供了保障。

（2）解决了大跨度、大吨位、小曲率、跨度和幅度变化多、转场频繁等条件下整孔预制桥梁采用架桥机安装的工艺流程的问题，为运架设备设计提供功能性要求与工艺性保障，使大吨位架桥机功能更加完善，设备适用性更加广泛。

（3）采用以上的架桥机架设工艺，一套设备即可满足多种复杂工况施工要求，与现有其它预制梁安装工艺相比，可显著降低设备制造成本和施工单位的生产成本，提高施工质量，缩短项目建设周期，社会效益明显。

（4）架桥机采用多支腿结构，与轮胎式运梁车配合喂梁施工，通过架桥机各部件之间以及架桥机与运梁车之间协调配合，在各种作业工序中解决了大吨位双幅箱梁架设施工荷载控制难题，为桥梁设计向大跨度、大吨位预制方向发展提供了技术支持与工艺保障。

附图说明

图1是本发明中部支撑装置的结构示意图；

图2是本发明中部支撑装置的前支腿在正常架梁时的结构示意图；

图3是图2的左视图；

图4是本发明中部支撑装置中前支腿一侧支撑在桥墩、另一侧支撑在桥面上的结构示意图；

图5是本发明中部支撑装置中前支腿在末跨架梁时的结构示意图；

图6是本发明中部支撑装置中后支腿支撑在桥梁表面时的结构示意图；

图7是图6的左视图；

图8是本发明中部支撑装置中前托辊支撑机构和后托辊支撑机构的结构示意图；

图9是图8中A-A剖视图；

图10是本发明前辅助支撑装置的结构示意图；

图11是图1的左侧视图；

图12是本发明后辅助支撑装置的结构示意图；

图13是本发明后辅助支撑装置中外支腿的放大图；

图14是图12的右视图；

图15是图14中C-C剖视图；

图16是本发明后辅助支撑装置中内支腿的放大图；

图17是图16的左视图；

图18是本发明的大吨位架桥机的立体结构示意图；

图19是本发明中天车的结构示意图；

图20是本发明的大吨位架桥机的施工状态示意图；

图21是本发明的施工流程图。

具体实施方式

图20中的箭头方向表示大吨位架桥机施工方法的架设方向。

如图1至图21所示，大吨位架桥机，它包括由架桥机主梁4、主梁前联系梁5、主梁后联系梁6组成的主框架结构，其特征在于：所述主框架结构上依次连接设置有中部支撑装置1、前辅助支撑装置2和后辅助支撑装置3。

如图1至图9所示，所述中部支撑装置1设置在架桥机主梁4的下方，所述中部支撑装置1包括前支腿101和位于前支腿101后方的后支腿102，所述前支腿101包括前支腿上横梁103，前支腿上横梁103底面左右两侧分别通过前铰链108转动连接有一个支撑件，前支腿上横梁103顶面在左右两侧分别设有沿左右方向开设的一条前滑道130，前滑道130内滑动连接有前托盘105，前支腿上横梁103上设有用于驱动前托盘105沿前滑道130滑动的前横移驱动油缸107，前托盘105上设有前托辊支撑机构106；所述后支腿102包括后上横梁111，后上横梁111底面左右两侧分别通过后铰链115转动连接有一个水平设置的后均衡梁116，后均衡梁116两端分别设有后支撑牛腿112，每个后支撑牛腿112内部同轴向设有后支撑油缸118，后支撑油缸118下端设有后伸缩柱119，后伸缩柱119外套设有后支撑抱箍117，后上横梁111顶面在左右两侧分别设有沿左右方向开设的一条后滑道131，后滑道131内滑动连接有后托盘114，后上横梁111上设有用于驱动后托盘114沿后滑道131滑动的后横移驱动油缸113，后托盘114上设有后托辊支撑机构132；前托辊支撑机构106和后托辊支撑机构132的构造相同。

所述前托辊支撑机构106和后托辊支撑机构132均包括左托辊支架125和右托辊支架126，左托辊支架125上沿前后方向设有四个左托辊轮120，左托辊支架125左侧设有左侧向导轮122，左托辊支架125左侧设有左钩挂吊柱121，左钩挂吊柱121上端设有左箱体123，左箱体123上设有左电机减速机127，左箱体123内设有与左电机减速机127传动连接的左吊挂轮128，左吊挂轮128位于左侧向导轮122右侧上方，左托辊支架125当中垂直设有位于中间两个左托辊轮120之间的左顶升油缸124。

右托辊支架126上沿前后方向设有四个右托辊轮129，右托辊支架126右侧设有右侧向导轮133，右托辊支架126右侧设有右钩挂吊柱134，右钩挂吊柱134上端设有右箱体135，右箱体135上设有右电机减速机136，右箱体135内设有与右电机减速机136传动连接的右吊挂轮137，右吊挂轮137位于右侧向导轮133左侧上方，右托辊支架126当中垂直设有位于中间两个右托辊轮129之间的右顶升油缸138。

所述架桥机主梁4下部设在左箱体123和右箱体135之间，左托辊支架125上设有与架桥机主梁4底面接触支撑的左支撑垫板140，右托辊支架126上设有与架桥机主梁4底面接触支撑的右支撑垫板141，架桥机主梁4左侧和右侧的最下部沿长度方向水平设有左导轨142和右导轨143，左侧向导轮122与左导轨142左侧面接触，右侧向导轮133与右导轨143右侧面接触，左吊挂轮128位于左导轨142正上方，右吊挂轮137位于右导轨143正上方。

所述支撑件为设在桥墩144上的立柱104和/或设在桥梁145上的前均衡梁109，立柱104底部通过锚固件146固定设在桥墩144上，立柱104侧部与桥墩144之间设有长度可调节的斜撑杆110；前均衡梁109两端分别固定连接有前支撑牛腿147，每个前支承牛腿147下端同轴向设有前支撑油缸148，前支撑油缸148下端设有前支撑盘149，前支撑油缸148外套有位于前支撑盘149和前支撑牛腿147之间的前支撑抱箍150。

如图10至图11所示，所述前辅助支撑装置2设置在主梁前联系梁5的下方，所述前辅助支撑装置2包括在主梁前联系梁5左侧和右侧分别通过吊杆螺栓212可拆卸设置的一个吊挂组件202，每个吊挂组件202下部均设有箱型结构的曲臂腿203，曲臂腿203由上水平段214、中竖直段215和下水平段210组成，上水平段214前端和下水平段210的前端分别与中竖直段215的上端和下端固定连接，曲臂腿203的上水平段214后端上部通过销轴213转动连接在吊挂组件202下部，中竖直段215上端铰接有拉杆208，拉杆208上端与主梁前联系梁5前侧之间设有推拉油缸207，两个曲臂腿203的中竖直段215之间通过螺栓连接有联系框架204，联系框架204为多段组合式装配结构，曲臂腿203的下水平段210上设有顶升油缸205，顶升油缸205下端设有底部承压板211；

所述曲臂腿203的上水平段214底部设有后电动葫芦206，所述曲臂腿203的中竖直段215包括第一中竖直段220、第二中竖直段221和第三中竖直段224，第二中竖直段221的上下端分别与第一中竖直段221的下端和第三中竖直段的上端通过法兰固定连接，第一中竖直段220与第二中竖直段221在其连接部位的一侧设置有连接销219，连接销219分别与第一中竖直段220与第二中竖直段221铰接，第一中竖直段220的上部前侧设有悬臂梁216，悬臂梁216前端设有前电动葫芦217，第一中竖直段220和第二中竖直段221上分别设有相配合的第一连接吊耳222和第二连接吊耳223，第二中竖直段221上位于第二连接吊耳223的下方设置有与后电动葫芦206与前电动葫芦217配合使用的下吊耳218；所述曲臂腿203的顶升油缸205下端底部承压板211下方设有末跨用分配梁209。

如图12至图17所示，所述后辅助支撑装置3设置在主梁后联系梁6的下方，所述后辅助支撑装置3包括一个内支腿302和两个外支腿301，内支腿302支撑在主梁后联系梁6中部，两个外支腿301分别支撑在架桥机主梁4左侧和右侧；外支腿301包括锚固座303、外立柱304、吊挂机构305、走行轮箱306、分配梁307、走行轨道308、支撑抱箍309和外支撑油缸310；吊挂机构305左右对称设有两个，两个吊挂机构305分别设在外立柱304上端左侧和右侧，每个吊挂机构305上均设有一个锚固座303，走行轮箱306铰接在外立柱304下端，走行轮箱306底部前后侧均设有走行轮317，外支撑油缸310通过螺栓设在外立柱304下端，外支撑油缸310垂直设置并位于行走轮箱306中间，外支撑油缸310下端与分配梁307固定连接，走行轨道308设在分配梁307底部中间并与走行轮317上下对应，分配梁307底面低于走行轮317下边沿，外支撑油缸310外套设有支撑抱箍309；内支腿302包括内立柱311、联系框架312、活动套313、吊挂架314、内电动葫芦315和内支撑油缸316，内立柱311沿左右方向设有两根，活动套313设有两个，每个活动套313均包括设在主梁后联系梁6上表面的上平板320和设在主梁后联系梁6下表面的下平板321，上平板320和下平板321之间通过拉杆螺栓322连接，两根内立柱311上端分别通过销轴318铰接在下平板321底部，联系框架312水平设在两根内立柱311之间，吊挂架314设在上平板320和下平板321后侧，内电动葫芦315设在吊挂架314上，内电动葫芦315与内立柱311中部之间通过钢丝绳323连接，内支撑油缸316垂直设在内立柱311下端，内支撑油缸316下端设有后支撑盘324。

所述吊挂机构305包括设在外立柱304上端外侧的安装架325和设在安装架325上的电机减速机326，电机减速机326的动力输出端传动连接有可沿架桥机主梁4底部外侧的导轨328滚动的吊挂轮327，锚固座303设在安装架上，锚固座303上设有与架桥机主梁4外侧固定连接的锚固螺栓329。以主梁后联系梁6左右对称中心线为界限，左侧的外支撑油缸310和内支撑油缸316在高压油路上采用串联的连接方式，右侧的外支撑油缸310和内支撑油缸316在高压油路上采用串联的连接方式；所述外立柱304呈上大下小的锥形箱体结构。

如图18和图19所示，所述架桥机主梁4上设置有与其滑动连接的天车7,所述天车7包括依次设置在架桥机主梁4上的前天车703和后天车704，前天车703和后天车704上均连接有锁定撑杆701，锁定撑杆701的末段设置有调节液压油缸702。因架桥机起重量大、自重大，纵向坡度要求高，运行惯性力大，驱动如此重载的轮轨运行机构，天车7运行采用了电机、减速器、链轮和链条配合的强制驱动方式，链条两端固定在架桥机主梁4上，端部设张紧装置（该驱动和连接方式为本领域技术人员的常规技术能力，本实施例不再详述）。同时，在天车7上设置的两个锁定撑杆701，使该套机构用于整机纵移的驱动，天车驱动机构反向运行可以驱动架桥机纵移过孔。

大吨位架桥机解决了大跨度、大吨位、小曲率、跨度和幅度变化多、转场频繁等条件下整孔预制桥梁采用架桥机安装的问题，该架桥机具有安全、高效、操作维护简单、稳定性能好、施工荷载分散等特点。

如图20至图21所示，本发明提供了大吨位架桥机的施工方法，架桥机在路基步履前行到桥台端头，按以下步骤进行施工：

1）按架桥机过孔工序进行过孔作业；

2）按过孔向架梁转换工序进行过孔作业向架梁作业转换；

3）按架桥机架梁工序进行架梁作业；

4）按架梁向过孔转换工序进行架梁作业向过孔作业转换；

5）按架桥机过孔工序进行过孔作业；

6）根据桥梁长度，步骤1至步骤5可进行循环作业，直至进入末垮（一座桥梁的最后一跨或前方预制箱梁已经安装完毕的中间跨），按正常架梁与末跨转换工序进行正常架梁作业向末跨架梁作业转换，一个施工段完工。

所述架桥机过孔工序是采用整机迈步式自行过孔，不需要其它设备辅助完成，它依次按以下步骤进行：

1）前支腿101采用纵向锁定机构与已架预制箱梁吊装孔之间锚固，前天车703与前支腿101通过锁定撑杆701连接锁定，后天车704与后支腿102通过锁定撑杆701连接锁定；

2）按先后顺序分别将前支腿101和后支腿102由左支撑垫板140和右支撑垫板141支承架桥机主梁4转换为由左托辊轮120和右托辊轮129支承架桥机主梁4，然后将外支腿301转换为走行轮箱306支承状态，使架桥机主梁4具备纵移条件；

3）驱动前天车703和后天车704的纵移驱动机构，架桥机主梁4纵移前行至前辅助支撑装置2到达前方墩顶并支承站立；

4）解除前天车703和后天车704与前支腿101和后支腿102的锁定，脱空后支腿102并吊挂在架桥机主梁4上前行至前支腿101后方；

5）在桥面上支承后支腿102并顶升使前支腿101从墩顶脱空，前支腿101吊挂在架桥机主梁4上前行至前方墩顶锚固安装；

6）脱空前辅助支撑装置2，再次把前天车703与前支腿101通过锁定撑杆701连接锁定、后天车704与后支腿102通过锁定撑杆701连接锁定，启动前天车703和后天车704的纵移驱动机构使架桥机主梁4二次纵移到位，过孔工序完成。

所述过孔向架梁转换工序依次按以下步骤进行：架桥机过孔到位后，前支腿101和后支腿102和外支腿301均处于钢制车轮支承状态，首先在不解除后天车704与后支腿102之间锁定状态下，后支腿102通过后托辊支撑机构132中间的左顶升油缸124和右顶升油缸138顶升，在左托辊支架125上放置左支撑垫板140，右托辊支架126上放置右支撑垫板141，左顶升油缸124和右顶升油缸138收回时，使架梁作业时托辊轮处于脱空状态不受力，而让架桥机主梁4的荷载通过左支撑垫板140和右支撑垫板141传递到左托辊支架125和右托辊支架126上；按照以上方法对前支腿101进行同样转换；然后顶升外支腿301外支承油缸310使走行轮箱306脱空，继续顶升外支腿301，安装支撑抱箍309，油缸卸载，前支腿101和后支腿102和外支腿301转换为机械支承状态，完成了前支腿101和后支腿102和外支腿301由过孔至架梁状态的转换。

所述架桥机架梁工序，是按照运架分离的设备配置，由运梁车负责运梁、喂梁，架桥机在架梁工位上，在运梁车的配合下完成预制箱梁安装，当完成一跨两片箱梁架设后，运梁车返回继续运梁，架桥机自行一跨过孔至下一架梁工位，所述架桥机架梁工序依次按以下步骤进行：

1）架梁初始状态，架桥机由前支腿101、后支腿102和外支腿301支承，前运梁车801和后运梁车802运输预制箱梁到架桥机尾部，内支腿302旋转开启，让开前运梁车801和后运梁车802的行驶通道；

2）前运梁车801和后运梁车802给架桥机喂梁，前天车703起吊预制箱梁前端，与后运梁车802配合同步纵移，后运梁车802与前运梁车801接近到一定距离后，内支腿302旋转闭合并与外支腿301共同支承在桥面上；

3）后天车704起吊预制箱梁后端，前天车703与后天车704同步吊梁纵移至前跨，前天车703与后天车704同步落梁到一定高度后，同步横移，落梁至墩顶到位，完成该跨一片箱梁架设；

4）按照步骤1）至3），完成该跨另外一片箱梁架设施工。

所述架梁向过孔转换工序依次按以下步骤进行：架梁作业完成后，内支腿302向后上方旋转开启，让开前运梁车801和后运梁车802的运梁通道；前天车703与前支腿101通过锁定撑杆701连接锁定，后天车704与后支腿102通过锁定撑杆701连接锁定，然后分别按照先后支腿102、后前支腿101的顺序，前支腿101和后支腿102在左顶升油缸124和右顶升油缸138作用下顶升，去除左支撑垫板140和右支撑垫板141，然后左顶升油缸124和右顶升油缸138收回，使前支腿101和后支腿102转换为托辊轮支承状态；然后使外支腿301在外支承油缸310作用下顶升，解除支撑抱箍309，外支承油缸310收回，使外支腿301的走行轮箱306下落并支承在走行轨道308上，外支承油缸310继续收回使其脱空，外支腿301利用走行轮箱306沿走行轨道308随架桥机主梁4纵移，架桥机主梁4完成由前支腿101和后支腿102的托辊轮以及外支腿301的走行轮箱306支承，即可在前天车703和后天车704的纵移驱动机构驱动下按架桥机过孔工序实现架桥机主梁4纵移过孔。

所述过孔向架梁转换工序和架梁向过孔转换工序主要原则是架梁作业时，钢制车轮不支承架桥机，而过孔作业时，通过各机构液压油缸的顶升与下降动作，转换为钢制车轮支承架桥机。其目的是减小各走行轮箱及托辊轮的荷载，降低各走行轮箱与托辊轮的外形尺寸并降低设备制造成本，同时提高设备抵抗纵向荷载的能力。

所述正常架梁与末跨转换工序是在架桥机架设至一座桥梁的最后一跨，或前方预制箱梁已经安装完毕的中间跨时，架桥机的前辅助支撑装置2和前支腿101需要支承在前方的桥台、路基或已架桥面时所进行的转换工作流程，其主要目的是降低前辅助支撑装置2和前支腿101的整体高度，使之能在桥台、路基或已架桥面正常安装，并在前辅助支撑装置2下端增设横向分配梁，使之满足桥台或已架桥梁结构支承要求。同理，当架桥机在路基上或桥面上自行纵移至首跨，恢复至正常架梁状态站位时，则是以上工序的反过程。所述正常架梁与末跨转换工序依次按以下步骤进行：

1）架桥机架设至最后一跨施工，整机过孔时，前辅助支撑装置2整体到达对面桥台或桥面时，把曲臂腿203第一中竖直段220和第二中竖直段221之间的上下连接法兰螺栓拆除，保留连接销219连接；

2）用后电动葫芦206和前电动葫芦217配合将第二中竖直段221向前翻转并通过第一连接吊耳222和第二连接吊耳223固定，再将第三中竖直段224和下水平段210向上提升，使第三中竖直段224与第一中竖直段连接并通过法兰螺栓固定；

3）继续纵移使前辅助支撑装置2整体到达桥台或桥面上方，在顶升油缸205下端底部承压板211下方安装末跨用分配梁209，支承在桥台、路基或已架桥面上；

4）正常架梁时前支腿101底部通过立柱104支承并锚固在桥墩上，进入末跨施工时，拆除支腿立柱104，并换成前均衡梁109，前支腿101通过前均衡梁109作用在桥台、路基或已架桥面上。

在过孔作业和架梁作业时，根据现场施工需要，如果不需要变跨施工和小曲线段施工时，便重复过孔作业和架梁作业，直至进入末垮（一座桥梁的最后一跨或前方预制箱梁已经安装完毕的中间跨），按正常架梁与末跨转换工序进行正常架梁作业向末跨架梁作业转换，完成一个施工段；如果需要变跨施工或小曲线段施工，在过孔作业和架梁作业过程中穿插进行变跨作业或小曲线段作业，变跨作业或小曲线段作业完成后，继续重复过孔作业和架梁作业，直至进入末垮。所述变跨作业按变跨施工工序进行，所述小曲线段作业按小曲线段施工工序进行。

所述变跨施工工序即在所述架桥机架梁工序与所述架桥机过孔工序中，增加了一个外支腿301纵向位置调整的步骤，即通过调整外支腿301顶部的吊挂机构305使外支腿301始终处于桥墩上方或附近，因外支腿301及天车7与架桥机主梁4相对位置调整均可在过孔工序中完成，故其基本工序与标准架梁及过孔工序大致相同，但为满足桥梁承载能力要求，减小外支腿301对已安装预制箱梁的施工荷载效应，增加了一个外支腿301纵向位置调整的步骤，不论何种跨度变化情况，转换原则是使外支腿301始终处于桥墩上方或附近。外支腿301纵向位置调整，在架桥机主梁4过孔到位后或架桥机主梁4过孔前进行，其位置变换非常方便：外支腿301顶部设有吊挂机构305，当需要外支腿纵向移动位置时，内支腿302在桥面支承并顶升，必要时在后支腿102底部支承油缸帮助下，使外支腿脱空并吊挂在架桥机主梁4上，启动外支腿吊挂机构305自行至指定位置安装即可。

所述小曲线段施工工序主要是在整机过孔阶段将架桥机调整为曲线段架梁姿态，它依次按以下步骤进行：

1）按架桥机过孔工序完成架桥机主梁4第一次纵移过孔后，通过推拉前支腿101的前横移驱动油缸107和后支腿102的后横移驱动油缸113，使架桥机主梁4前端向曲线内侧摆动，并结合前辅助支撑装置2自身利用顶部吊挂组件202横移，直至前辅助支撑装置2接近桥梁中心线；

2）再通过纵向调整前辅助支撑装置2底部的顶升油缸205和底部承压板211，使其满足前辅助支撑装置2在墩顶的支承要求，保证前辅助支撑装置2曲线外侧支点不脱空、曲线内侧支点不侵占前支腿101安装空间，随后支承前辅助支撑装置2，然后按架桥机过孔工序完成整机过孔；

3）最后通过前支腿101的前横移驱动油缸107和后支腿102的后横移驱动油缸113，再次调整整机轴线与桥梁中心线的相对关系，同时横向通过活动套313调整内支腿302使其支承在预制箱梁腹板上方，即可完成小曲线段箱梁架设。

当一个施工段完工后按驮运转场施工工序进行驮运转场作业，所述驮运转场施工工序，是采用运梁车直接驮运架桥机进行不解体或小解体转场至下一个工作面或解体、转运作业点的过程，它依次按以下步骤进行：

1）架桥机完成最后一跨箱梁架设后，内支腿302旋转开启，让开前运梁车801和后运梁车802的行驶通道，后运梁车802空载退出并在桥面停靠；

2）将前运梁车801及驮运横梁通过前天车703和后天车704依次起吊越过后支腿102的上横梁111，在前跨桥面进行重新组装，完成驮运所需要的运梁车；

3）在前运梁车801和后运梁车802的承载横梁两端安装驮运专用加长节，形成驮运支架，前后两套驮运支架托起架桥机主梁4并进行简单固定后，即可进行驮运转；

4）按以上相反步骤恢复架桥机站位，架桥机自行至工作状态站位。

本施工方法为大吨位架桥机架设施工双幅桥梁以及首末跨、小曲线等特殊工况施工而制定的一套完整、科学和实用的施工工艺，此工艺规范了大吨位架桥机架梁和过孔及驮运转场全过程的各个步骤，为安全、高效的实施首末跨、小曲线等特殊工况施工要求提供了保障；解决了大跨度、大吨位、小曲率、跨度和幅度变化多、转场频繁等条件下整孔预制桥梁采用架桥机安装的工艺流程的问题，为运架设备设计提供功能性要求与工艺性保障，使大吨位架桥机功能更加完善，设备适用性更加广泛；采用以上的架桥机架设工艺，一套设备即可满足多种复杂工况施工要求，与现有其它预制梁安装工艺相比，可显著降低设备制造成本和施工单位的生产成本，提高施工质量，缩短项目建设周期，社会效益明显；架桥机采用多支腿结构，与轮胎式运梁车配合喂梁施工，通过架桥机各部件之间以及架桥机与运梁车之间协调配合，在各种作业工序中解决了大吨位双幅箱梁架设施工荷载控制难题，为桥梁设计向大跨度、大吨位预制方向发展提供了技术支持与工艺保障。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.大吨位架桥机，它包括由架桥机主梁（4）、主梁前联系梁（5）、主梁后联系梁（6）组成的主框架结构，其特征在于：所述主框架结构上依次连接设置有中部支撑装置(1)、前辅助支撑装置（2）和后辅助支撑装置（3）；

所述中部支撑装置(1)设置在架桥机主梁（4）的下方，所述中部支撑装置(1)包括前支腿（101）和位于前支腿（101）后方的后支腿（102），所述前支腿（101）包括前支腿上横梁（103），前支腿上横梁（103）底面左右两侧分别通过前铰链（108）转动连接有一个支撑件，前支腿上横梁（103）顶面在左右两侧分别设有沿左右方向开设的一条前滑道（130），前滑道（130）内滑动连接有前托盘（105），前支腿上横梁（103）上设有用于驱动前托盘（105）沿前滑道（130）滑动的前横移驱动油缸（107），前托盘（105）上设有前托辊支撑机构（106）；所述后支腿（102）包括后上横梁（111），后上横梁（111）底面左右两侧分别通过后铰链（115）转动连接有一个水平设置的后均衡梁（116），后均衡梁（116）两端分别设有后支撑牛腿（112），每个后支撑牛腿（112）内部同轴向设有后支撑油缸（118），后支撑油缸（118）下端设有后伸缩柱（119），后伸缩柱（119）外套设有后支撑抱箍（117），后上横梁（111）顶面在左右两侧分别设有沿左右方向开设的一条后滑道（131），后滑道（131）内滑动连接有后托盘（114），后上横梁（111）上设有用于驱动后托盘（114）沿后滑道（131）滑动的后横移驱动油缸（113），后托盘（114）上设有后托辊支撑机构（132）；前托辊支撑机构（106）和后托辊支撑机构（132）的构造相同；

所述前辅助支撑装置（2）设置在主梁前联系梁（5）的下方，所述前辅助支撑装置（2）包括在主梁前联系梁（5）左侧和右侧分别通过吊杆螺栓（212）可拆卸设置的一个吊挂组件（202），每个吊挂组件（202）下部均设有箱型结构的曲臂腿（203），曲臂腿（203）由上水平段（214）、中竖直段（215）和下水平段（210）组成，上水平段（214）前端和下水平段（210）的前端分别与中竖直段（215）的上端和下端固定连接，曲臂腿（203）的上水平段（214）后端上部通过销轴（213）转动连接在吊挂组件（202）下部，中竖直段（215）上端铰接有拉杆（208），拉杆（208）上端与主梁前联系梁（5）前侧之间设有推拉油缸（207），两个曲臂腿（203）的中竖直段（215）之间通过螺栓连接有联系框架（204），联系框架（204）为多段组合式装配结构，曲臂腿（203）的下水平段（210）上设有顶升油缸（205），顶升油缸（205）下端设有底部承压板（211）；

所述后辅助支撑装置（3）设置在主梁后联系梁（6）的下方，所述后辅助支撑装置（3）包括一个内支腿（302）和两个外支腿（301），内支腿（302）支撑在主梁后联系梁（6）中部，两个外支腿（301）分别支撑在架桥机主梁（4）左侧和右侧；外支腿（301）包括锚固座（303）、外立柱（304）、吊挂机构（305）、走行轮箱（306）、分配梁（307）、走行轨道（308）、支撑抱箍（309）和外支撑油缸（310）；吊挂机构（305）左右对称设有两个，两个吊挂机构（305）分别设在外立柱（304）上端左侧和右侧，每个吊挂机构（305）上均设有一个锚固座（303），走行轮箱（306）铰接在外立柱（304）下端，走行轮箱（306）底部前后侧均设有走行轮（317），外支撑油缸（310）通过螺栓设在外立柱（304）下端，外支撑油缸（310）垂直设置并位于行走轮箱（306）中间，外支撑油缸（310）下端与分配梁（307）固定连接，走行轨道（308）设在分配梁（307）底部中间并与走行轮（317）上下对应，分配梁（307）底面低于走行轮（317）下边沿，外支撑油缸（310）外套设有支撑抱箍（309）；内支腿（302）包括内立柱（311）、联系框架（312）、活动套（313）、吊挂架（314）、内电动葫芦（315）和内支撑油缸（316），内立柱（311）沿左右方向设有两根，活动套（313）设有两个，每个活动套（313）均包括设在主梁后联系梁（6）上表面的上平板（320）和设在主梁后联系梁（6）下表面的下平板（321），上平板（320）和下平板（321）之间通过拉杆螺栓（322）连接，两根内立柱（311）上端分别通过销轴（318）铰接在下平板（321）底部，联系框架（312）水平设在两根内立柱（311）之间，吊挂架（314）设在上平板（320）和下平板（321）后侧，内电动葫芦（315）设在吊挂架（314）上，内电动葫芦（315）与内立柱（311）中部之间通过钢丝绳（323）连接，内支撑油缸（316）垂直设在内立柱（311）下端，内支撑油缸（316）下端设有后支撑盘（324）；

所述架桥机主梁（4）上设置有与其滑动连接的天车（7）。

2.根据权利要求1所述的大吨位架桥机，其特征在于：所述前托辊支撑机构（106）和后托辊支撑机构（132）均包括左托辊支架（125）和右托辊支架（126），左托辊支架（125）上沿前后方向设有四个左托辊轮（120），左托辊支架（125）左侧设有左侧向导轮（122），左托辊支架（125）左侧设有左钩挂吊柱（121），左钩挂吊柱（121）上端设有左箱体（123），左箱体（123）上设有左电机减速机（127），左箱体（123）内设有与左电机减速机（127）传动连接的左吊挂轮（128），左吊挂轮（128）位于左侧向导轮（122）右侧上方，左托辊支架（125）当中垂直设有位于中间两个左托辊轮（120）之间的左顶升油缸（124）；

右托辊支架（126）上沿前后方向设有四个右托辊轮（129），右托辊支架（126）右侧设有右侧向导轮（133），右托辊支架（126）右侧设有右钩挂吊柱（134），右钩挂吊柱（134）上端设有右箱体（135），右箱体（135）上设有右电机减速机（136），右箱体（135）内设有与右电机减速机（136）传动连接的右吊挂轮（137），右吊挂轮（137）位于右侧向导轮（133）左侧上方，右托辊支架（126）当中垂直设有位于中间两个右托辊轮（129）之间的右顶升油缸（138）；

所述架桥机主梁（4）下部设在左箱体（123）和右箱体（135）之间，左托辊支架（125）上设有与架桥机主梁（4）底面接触支撑的左支撑垫板（140），右托辊支架（126）上设有与架桥机主梁（4）底面接触支撑的右支撑垫板（141），架桥机主梁（4）左侧和右侧的最下部沿长度方向水平设有左导轨（142）和右导轨（143），左侧向导轮（122）与左导轨（142）左侧面接触，右侧向导轮（133）与右导轨（143）右侧面接触，左吊挂轮（128）位于左导轨（142）正上方，右吊挂轮（137）位于右导轨（143）正上方。

3.根据权利要求2所述的大吨位架桥机，其特征在于：所述支撑件为设在桥墩（144）上的立柱（104）和/或设在桥梁（145）上的前均衡梁（109），立柱（104）底部通过锚固件（146）固定设在桥墩（144）上，立柱（104）侧部与桥墩（144）之间设有长度可调节的斜撑杆（110）；前均衡梁（109）两端分别固定连接有前支撑牛腿（147），每个前支承牛腿（147）下端同轴向设有前支撑油缸（148），前支撑油缸（148）下端设有前支撑盘（149），前支撑油缸（148）外套有位于前支撑盘（149）和前支撑牛腿（147）之间的前支撑抱箍（150）。

4.根据权利要求3所述的大吨位架桥机，其特征在于：所述曲臂腿（203）的上水平段（214）底部设有后电动葫芦（206），所述曲臂腿（203）的中竖直段（215）包括第一中竖直段（220）、第二中竖直段（221）和第三中竖直段（224），第二中竖直段（221）的上下端分别与第一中竖直段（221）的下端和第三中竖直段的上端通过法兰固定连接，第一中竖直段（220）与第二中竖直段（221）在其连接部位的一侧设置有连接销（219），连接销（219）分别与第一中竖直段（220）与第二中竖直段（221）铰接，第一中竖直段（220）的上部前侧设有悬臂梁（216），悬臂梁（216）前端设有前电动葫芦（217），第一中竖直段（220）和第二中竖直段（221）上分别设有相配合的第一连接吊耳（222）和第二连接吊耳（223），第二中竖直段（221）上位于第二连接吊耳（223）的下方设置有与后电动葫芦（206）与前电动葫芦（217）配合使用的下吊耳（218）；所述曲臂腿（203）的顶升油缸（205）下端底部承压板（211）下方设有末跨用分配梁（209）。

5.根据权利要求4所述的大吨位架桥机，其特征在于：所述吊挂机构（305）包括设在外立柱（304）上端外侧的安装架（325）和设在安装架（325）上的电机减速机（326），电机减速机（326）的动力输出端传动连接有可沿架桥机主梁（4）底部外侧的导轨（328）滚动的吊挂轮（327），锚固座（303）设在安装架上，锚固座（303）上设有与架桥机主梁（4）外侧固定连接的锚固螺栓（329）。

6.根据权利要求5所述的大吨位架桥机，其特征在于：以主梁后联系梁6左右对称中心线为界限，左侧的外支撑油缸（310）和内支撑油缸（316）在高压油路上采用串联的连接方式，右侧的外支撑油缸（310）和内支撑油缸（316）在高压油路上采用串联的连接方式；所述外立柱（304）呈上大下小的锥形箱体结构。

7.根据权利要求6所述的大吨位架桥机，其特征在于：所述天车（7）包括依次设置在架桥机主梁（4）上的前天车（703）和后天车（704），前天车（703）和后天车（704）上均连接有锁定撑杆（701），锁定撑杆（701）的末段设置有调节液压油缸（702）。

8.权利要求7所述的大吨位架桥机的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）按架桥机过孔工序进行过孔作业；

2）按过孔向架梁转换工序进行过孔作业向架梁作业转换；

3）按架桥机架梁工序进行架梁作业；

4）按架梁向过孔转换工序进行架梁作业向过孔作业转换；

5）按架桥机过孔工序进行过孔作业；

6）根据桥梁长度，步骤1至步骤5可进行循环作业，直至进入末垮，按正常架梁与末跨转换工序进行正常架梁作业向末跨架梁作业转换，一个施工段完工；

所述架桥机过孔工序依次按以下步骤进行：

1）前支腿（101）采用纵向锁定机构与已架预制箱梁吊装孔之间锚固，前天车（703）与前支腿（101）通过锁定撑杆（701）连接锁定，后天车（704）与后支腿（102）通过锁定撑杆（701）连接锁定；

2）按先后顺序分别将前支腿（101）和后支腿（102）由左支撑垫板（140）和右支撑垫板（141）支承架桥机主梁（4）转换为由左托辊轮（120）和右托辊轮（129）支承架桥机主梁（4），然后将外支腿（301）转换为走行轮箱（306）支承状态，使架桥机主梁（4）具备纵移条件；

3）驱动前天车（703）和后天车（704）的纵移驱动机构，架桥机主梁（4）纵移前行至前辅助支撑装置（2）到达前方墩顶并支承站立；

4）解除前天车（703）和后天车（704）与前支腿（101）和后支腿（102）的锁定，脱空后支腿（102）并吊挂在架桥机主梁（4）上前行至前支腿（101）后方；

5）在桥面上支承后支腿（102）并顶升使前支腿（101）从墩顶脱空，前支腿（101）吊挂在架桥机主梁（4）上前行至前方墩顶锚固安装；

6）脱空前辅助支撑装置（2），再次把前天车（703）与前支腿（101）通过锁定撑杆（701）连接锁定、后天车（704）与后支腿（102）通过锁定撑杆（701）连接锁定，启动前天车（703）和后天车（704）的纵移驱动机构使架桥机主梁（4）二次纵移到位，过孔工序完成；

所述过孔向架梁转换工序依次按以下步骤进行：

架桥机过孔到位后，前支腿（101）和后支腿（102）和外支腿（301）均处于钢制车轮支承状态，首先在不解除后天车（704）与后支腿（102）之间锁定状态下，后支腿（102）通过后托辊支撑机构（132）中间的左顶升油缸（124）和右顶升油缸（138）顶升，在左托辊支架（125）上放置左支撑垫板（140），右托辊支架（126）上放置右支撑垫板（141），左顶升油缸（124）和右顶升油缸（138）收回时，使架梁作业时托辊轮处于脱空状态不受力，而让架桥机主梁（4）的荷载通过左支撑垫板（140）和右支撑垫板（141）传递到左托辊支架（125）和右托辊支架（126）上；按照以上方法对前支腿（101）进行同样转换；然后顶升外支腿（301）外支承油缸（310）使走行轮箱（306）脱空，继续顶升外支腿（301），安装支撑抱箍（309），油缸卸载，前支腿（101）和后支腿（102）和外支腿（301）转换为机械支承状态，完成了前支腿（101）和后支腿（102）和外支腿（301）由过孔至架梁状态的转换；

所述架桥机架梁工序依次按以下步骤进行：

1）架梁初始状态，架桥机由前支腿（101）、后支腿（102）和外支腿（301）支承，前运梁车（801）和后运梁车（802）运输预制箱梁到架桥机尾部，内支腿（302）旋转开启，让开前运梁车（801）和后运梁车（802）的行驶通道；

2）前运梁车（801）和后运梁车（802）给架桥机喂梁，前天车（703）起吊预制箱梁前端，与后运梁车（802）配合同步纵移，后运梁车（802）与前运梁车（801）接近到一定距离后，内支腿（302）旋转闭合并与外支腿（301）共同支承在桥面上；

3）后天车（704）起吊预制箱梁后端，前天车（703）与后天车（704）同步吊梁纵移至前跨，前天车（703）与后天车（704）同步落梁到一定高度后，同步横移，落梁至墩顶到位，完成该跨一片箱梁架设；

4）按照步骤1）至3），完成该跨另外一片箱梁架设施工；

所述架梁向过孔转换工序依次按以下步骤进行：

架梁作业完成后，内支腿（302）向后上方旋转开启，让开前运梁车（801）和后运梁车（802）的运梁通道；前天车（703）与前支腿（101）通过锁定撑杆（701）连接锁定，后天车（704）与后支腿（102）通过锁定撑杆（701）连接锁定，然后分别按照先后支腿（102）、后前支腿（101）的顺序，前支腿（101）和后支腿（102）在左顶升油缸（124）和右顶升油缸（138）作用下顶升，去除左支撑垫板（140）和右支撑垫板（141），然后左顶升油缸（124）和右顶升油缸（138）收回，使前支腿（101）和后支腿（102）转换为托辊轮支承状态；然后使外支腿（301）在外支承油缸（310）作用下顶升，解除支撑抱箍（309），外支承油缸（310）收回，使外支腿（301）的走行轮箱（306）下落并支承在走行轨道（308）上，外支承油缸（310）继续收回使其脱空，外支腿（301）利用走行轮箱（306）沿走行轨道（308）随架桥机主梁（4）纵移，架桥机主梁（4）完成由前支腿（101）和后支腿（102）的托辊轮以及外支腿（301）的走行轮箱（306）支承，即可在前天车（703）和后天车（704）的纵移驱动机构驱动下按架桥机过孔工序实现架桥机主梁（4）纵移过孔；

所述正常架梁与末跨转换工序依次按以下步骤进行：

1）架桥机架设至最后一跨施工，整机过孔时，前辅助支撑装置（2）整体到达对面桥台或桥面时，把曲臂腿（203）第一中竖直段（220）和第二中竖直段（221）之间的上下连接法兰螺栓拆除，保留连接销（219）连接；

2）用后电动葫芦（206）和前电动葫芦（217）配合将第二中竖直段（221）向前翻转并通过第一连接吊耳（222）和第二连接吊耳（223）固定，再将第三中竖直段（224）和下水平段（210）向上提升，使第三中竖直段（224）与第一中竖直段连接并通过法兰螺栓固定；

3）继续纵移使前辅助支撑装置（2）整体到达桥台或桥面上方，在顶升油缸（205）下端底部承压板（211）下方安装末跨用分配梁（209），支承在桥台、路基或已架桥面上；

4）正常架梁时前支腿（101）底部通过立柱（104）支承并锚固在桥墩上，进入末跨施工时，拆除支腿立柱（104），并换成前均衡梁（109），前支腿（101）通过前均衡梁（109）作用在桥台、路基或已架桥面上。

9.根据权利要求8所述的大吨位架桥机的施工方法，其特征在于：在过孔作业和架梁作业之间穿插变跨作业或小曲线段作业，所述变跨作业按变跨施工工序进行，所述小曲线段作业按小曲线段施工工序进行；

所述变跨施工工序即在所述架桥机架梁工序与所述架桥机过孔工序中，增加了一个外支腿（301）纵向位置调整的步骤，即通过调整外支腿（301）顶部的吊挂机构（305）使外支腿（301）始终处于桥墩上方或附近；外支腿（301）纵向位置调整，在架桥机主梁（4）过孔到位后或架桥机主梁（4）过孔前进行；

所述小曲线段施工工序依次按以下步骤进行：

1）按架桥机过孔工序完成架桥机主梁（4）第一次纵移过孔后，通过推拉前支腿（101）的前横移驱动油缸（107）和后支腿（102）的后横移驱动油缸（113），使架桥机主梁（4）前端向曲线内侧摆动，并结合前辅助支撑装置（2）自身利用顶部吊挂组件（202）横移，直至前辅助支撑装置（2）接近桥梁中心线；

2）再通过纵向调整前辅助支撑装置（2）底部的顶升油缸（205）和底部承压板（211），使其满足前辅助支撑装置（2）在墩顶的支承要求，保证前辅助支撑装置（2）曲线外侧支点不脱空、曲线内侧支点不侵占前支腿（101）安装空间，随后支承前辅助支撑装置（2），然后按架桥机过孔工序完成整机过孔；

3）最后通过前支腿（101）的前横移驱动油缸（107）和后支腿（102）的后横移驱动油缸（113），再次调整整机轴线与桥梁中心线的相对关系，同时横向通过活动套（313）调整内支腿（302）使其支承在预制箱梁腹板上方，即可完成小曲线段箱梁架设。

10.根据权利要求8或9所述的大吨位架桥机的施工方法，其特征在于：所述一个施工段完工后按驮运转场施工工序进行驮运转场作业；

所述驮运转场施工工序依次按以下步骤进行：

1）架桥机完成最后一跨箱梁架设后，内支腿（302）旋转开启，让开前运梁车（801）和后运梁车（802）的行驶通道，后运梁车（802）空载退出并在桥面停靠；

2）将前运梁车（801）及驮运横梁通过前天车（703）和后天车（704）依次起吊越过后支腿（102）的上横梁（111），在前跨桥面进行重新组装，完成驮运所需要的运梁车；

3）在前运梁车（801）和后运梁车（802）的承载横梁两端安装驮运专用加长节，形成驮运支架，前后两套驮运支架托起架桥机主梁（4）并进行简单固定后，即可进行驮运转；

4）按以上相反步骤恢复架桥机站位，架桥机自行至工作状态站位。