CN105133509A - 一种基于桥梁养护的桁架式简易工作平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于桥梁养护的桁架式简易工作平台，包括桥面桁车、竖向桁架、悬挑架、第一防护结构、第二防护结构和配重块，桥面桁车平放在桥梁表面靠近边缘处；竖向桁架竖向设置在桥梁的一侧，悬挑架横向设置在桥梁的下方；竖向桁架的上端与桥面桁车可拆卸连接，其下端与悬挑架的一端可拆卸连接；悬挑架与竖向桁架之间设有用于稳定悬挑架的连接装置；第一防护结构安装在竖向桁架的外侧，第二防护结构安装在悬挑架的外侧；配重块安装在底座上。本发明能够在桥检车、升降车等传统养护平台使用受限时，提供一种安全高效的养护工作平台，这种平台具有操作简单、安全性高、成本低等优点，具有普遍的推广意义和开发前景。

Description

一种基于桥梁养护的桁架式简易工作平台

技术领域

本发明涉及桥梁养护领域，尤其涉及一种基于桥梁养护的桁架式简易工作平台。

背景技术

随着我国交通事业的迅速发展，桥梁养护工作的重要性逐渐显现，而桥梁养护作业平台作为能够高效、安全进行桥梁检修作业的辅助措施，在桥梁养护及检修作业中扮演着极为重要的角色。

目前，常规的养护工作辅助平台包含桥梁检测车、升降车、移动脚手架等，这些常规工作平台有时会受到人行道宽度过宽、桥梁跨径过小及桥梁之间间距过小等因素的制约，不能顺利地开展工作，本发明能够有效弥补常规养护工作平台的以上弊端，并且具有造价低、可拆卸、运输方便等特点。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种在特殊条件下，解决人行道宽度过宽、桥梁跨径过小、桥间间距过小，常规养护工作平台受限的问题的用于桥梁养护的新型工作平台。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于桥梁养护的桁架式简易工作平台，包括桥面桁车、竖向桁架、悬挑架、第一防护结构、第二防护结构和配重块，

所述桥面桁车平放在桥梁表面靠近边缘处，所述桥面桁车包括悬臂、底座和至少两个车轴，每个所述车轴的两端均安装有车轮，所述悬臂、底座均为桁架结构，所述悬臂为L型结构，所述悬臂的一端固定在所述底座中部上，另一端向着与所述底座相互垂直的方向延伸；

所述竖向桁架竖向设置在所述桥梁的一侧，所述悬挑架横向设置在所述桥梁的下方；

所述竖向桁架的上端与所述桥面桁车可拆卸连接，其下端与所述悬挑架的一端通过可拆卸连接；所述悬挑架与所述竖向桁架之间设有用于稳定悬挑架的连接装置；

所述竖向桁架和所述悬挑架均为桁架结构；

所述第一防护结构安装在所述竖向桁架的外侧，所述第二防护结构安装在所述悬挑架的外侧；

所述配重块安装在所述底座上。

本发明的有益效果是：本发明能够在桥检车、升降车等传统养护平台使用受限时，提供一种安全高效的养护工作平台。这种平台具有操作简单、安全性高、成本低等优点，具有普遍的推广意义和开发前景。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进；

进一步，所述第一防护结构为第一防护网，所述第一防护网为网状结构，所述第一防护网包覆在所述竖向桁架的外侧。

进一步，所述第二防护结构为第二防护网，所述第二防护网为网状结构，所述第二防护网包覆在所述悬挑架的外侧。

进一步，所述连接装置包括两根第一拉索、两根第二拉索和两个定滑轮，

两根所述第一拉索斜向平行设置，两根所述第一拉索的一端均与所述悬挑架铰接连接，另一端与所述定滑轮缠绕连接；

两根所述第二拉锁斜向平行设置，两根所述第二拉锁一端均与所述竖向桁架铰接连接，另一端与所述定滑轮固定连接；

所述竖向桁架通过螺栓与所述悬臂可拆卸连接；所述竖向桁架通过螺栓与所述悬挑架可拆卸连接。

进一步，所述竖向桁架的高度为4m～5m。

进一步，所述竖向桁架包括至少两段第一桁架节段，所述第一桁架节段之间通过螺栓固定连接，所述第一桁架节段由多个槽钢、多个角钢和多个钢管通过角焊缝连接组成。

进一步，所述悬挑架的长度为6m～8m。

进一步，所述悬挑架包括至少三段第二桁架节段，所述第二桁架节段之间通过螺栓固定连接，所述第二桁架节段由多个等边角钢和多个杆件通过角焊缝连接组成。

进一步，所述桥面桁车的长度为3m～4m。

附图说明

图1为本发明组装结构示意图；

图2为本发明爆炸结构示意图；

图3为本发明组装步骤一安装桥面桁车和配重块示意图；

图4为本发明组装步骤二安装竖向桁架示意图；

图5为本发明组装步骤三安装悬挑架示意图；

图6为本发明工作状态图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、桥面桁车，1-1、悬臂，1-2、底座，1-3、车轮，1-4、车轴，2、竖向桁架，3、悬挑架，4、桥梁，5、第一防护网，6、第二防护网，7、配重块，8、定滑轮，9、第一拉索，10、第二拉索。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1至图2，一种基于桥梁养护的桁架式简易工作平台，，包括桥面桁车1、竖向桁架2、悬挑架3、第一防护结构、第二防护结构和配重块7，

所述桥面桁车1平放在桥梁4表面靠近边缘处，所述桥面桁车1包括悬臂1-1、底座1-2和至少两个车轴1-4，其中，每个所述车轴1-4的两端均安装有车轮1-3，所述悬臂1-1、底座1-2均为桁架结构，所述悬臂1-1为L型结构，所述悬臂1-1的一端固定在所述底座1-2中部上，另一端向着与所述底座1-2相互垂直的方向延伸；

所述竖向桁架2竖向设置在所述桥梁4的一侧，所述悬挑架3横向设置在所述桥梁4的下方；

所述竖向桁架2的上端与所述桥面桁车1可拆卸连接，其下端与所述悬挑架3的一端通过可拆卸连接；所述悬挑架3与所述竖向桁架2之间设有用于稳定悬挑架3的连接装置；

所述竖向桁架2和所述悬挑架3均为桁架结构；

所述第一防护结构安装在所述竖向桁架2的外侧，所述第二防护结构安装在所述悬挑架3的外侧；

所述配重块7安装在所述底座1-2上。

所述第一防护结构为第一防护网5，所述第一防护网5为网状结构，所述第一防护网5包覆在所述竖向桁架2的外侧。

所述第二防护结构为第二防护网6，所述第二防护网6为网状结构，所述第二防护网6包覆在所述悬挑架3的外侧。

所述连接装置包括两根第一拉索9、两根第二拉索10和两个定滑轮8，

两根所述第一拉索9斜向平行设置，两根所述第一拉索9的一端均与所述悬挑架3铰接连接，另一端与所述定滑轮8缠绕连接；

两根所述第二拉锁10斜向平行设置，两根所述第二拉锁10一端均与所述竖向桁架2铰接连接，另一端与所述定滑轮8固定连接；

所述竖向桁架2通过螺栓与所述悬臂1-1可拆卸连接；所述竖向桁架2通过螺栓与所述悬挑架3可拆卸连接。

所述竖向桁架2的高度为4m～5m。

所述竖向桁架2包括至少两段第一桁架节段，所述第一桁架节段之间通过螺栓固定连接，所述第一桁架节段由多个槽钢、多个角钢和多个钢管通过角焊缝连接组成。

所述悬挑架3的长度为6m～8m。

所述悬挑架3包括至少三段第二桁架节段，所述第二桁架节段之间通过螺栓固定连接，所述第二桁架节段由多个等边角钢和多个杆件通过角焊缝连接组成。

所述桥面桁车1的长度为3m～4m。

本发明组装步骤包括：

步骤一：安装桥面桁车1，如图3所示，将桥面桁车1平放在所述桥梁4表面，然后将配重块7安装在所述底座1-2上，调整配重块7位置以得到最大杠杆力；

步骤二：安装竖向桁架2，如图4所示，将第一防护网5覆盖在所述竖向桁架2的外部；在桥面桁车1的悬臂1-1顶端固定好带有滑轮的铰链，在竖向桁架2的顶端缠绕固定好铰链，利用悬臂顶端的滑轮，将竖向桁架上提，并利用螺栓将所述悬臂1-1顶端和所述竖向桁架2的顶端固定在一起；

步骤三:安装悬挑架3，如图5所示，将第二防护网6覆盖在所述悬挑架3的外部，将两根第一拉索9的一端均与所述悬挑架3铰接连接，另一端与所述定滑轮8缠绕连接；

将两根所述第二拉索10对称设置，所述第二拉索10一端均与所述竖向桁架2铰接连接，另一端与所述定滑轮8固定连接；慢慢收起第一拉索9将悬挑架3的一端拉起，当悬挑架3保持水平后，将悬挑架3与所述竖向桁架2通过螺栓固定在一起；最后将第一拉索9远离所述悬挑架3的一端缠绕固定在所述定滑轮8上。

养护平台在桥梁现场组装完成之后，如图6所示，即可进行桥梁养护作业工作，在养护过程中的具体使用流程如下：

(1)工作人员进入悬挑架3平台内，桥面人员通过对桥面桁车1施加水平推力来实现整个工作平台的前后移动；

(2)当需要跨越桥墩进入下一跨进行养护时，工作人员撤离至桥面，通过放松竖向桁架2与悬挑架3之间的第一拉索9，使悬挑架3逐渐下垂，减小悬挑架3横向距离，使其顺利通过桥墩部位；

(3)通过桥墩部位之后，可通过调节竖向桁架与悬挑架之间的第一拉索9，使悬挑架3恢复水平，工作人员再次进入养护平台继续工作；

(4)重复(2)～(3)步骤操作，直至桥梁养护作业完成；

(5)按照平台组装顺序逆向操作，对其进行拆卸。

为更好的解释本发明，下面以一个具体的实施例及其安全分析计算实验数据及结果分析来说明：

一、养护平台详细参数

(1)悬挑架

悬挑架3长度为6m，悬挑架3分成3段拼装而成，均为2m段，均采用等边角钢，节段之间采用螺栓连接，杆件之间通过角焊缝连接，详细参数如下图及表。

悬挑架材料表

材料型号	钢种	规格(mm)	长度(m)/数量	重量(kg)
					热轧等边角钢	Q235	40×4	17.4	42.0
热轧等边角钢	Q235	30×3	110.4	151.6

热轧等边角钢	Q235	50×5	70.4	314.3
					钢板	Q235	150×250×5	/8	11.8

(2)竖向桁架

竖向桁架2长度为5m，共计2段，由槽钢、角钢和钢管组成，杆件之间通过角焊缝连接，详图如下：

竖向桁架材料表

(3)桥面桁车

桥面桁车1主要材料为槽钢，所述桥面桁车1平放在桥梁4表面靠近边缘处，所述桥面桁车1包括悬臂1-1、底座1-2和四个车轴1-4，其中，每个所述车轴1-4的两端均安装有车轮1-3，所述悬臂1-1、底座1-2均为桁架结构，所述悬臂1-1为L型结构，所述悬臂1-1的一端固定在所述底座1-2中部上，另一端向着与所述底座1-2相互垂直的方向延伸；

桥面桁车材料表

材料型号	钢种	规格(mm)	长度/数量	重量(Kg)
					槽钢	Q235	C 100×48×5.3/8.5	15.1	67.4
槽钢	Q235	C 126×53×5.5/9	8.8	21.3
					矩形钢	Q235	100×100	0.7	1.0
合计				89.7

二、安全分析计算结果

为确保本工作平台的安全性，必须对其承载能力(强度、刚度及稳定性)、焊缝强度、紧固连接构件强度进行验证。

采用分析软件MidasCivil建立养护工作平台的空间梁格模型。

1、承载能力验证结果

(1)强度计算结果

①悬挑架

悬挑桁架强度计算结果

②竖向桁架

竖向桁架强度计算结果

③桥面桁车

桥面桁车强度计算结果

④连接杆件

在三大部件之间存在连接杆件，共计3根，其中2根杆件受拉，1根杆件受压。

连接杆件强度计算结果

(2)变形计算结果

悬挑架荷载组合下最大挠度 $V_T=72.7mm<\frac{l}{400}=32000/400=80mm,$ 说明挠度满足规范要求。

(3)稳定性计算结果

①悬挑架

本次杆件有4种，等边角钢30×3规格、等边角钢40×4规格、等边角钢50×5规格和等边双角钢50×5规格，根据荷载组合最不利的情况进行验算，得到稳定计算结果如下：

悬挑架稳定计算结果

②竖向桁架

本次杆件有槽钢、钢管、等边角钢30×3规格、等边角钢40×4规格和等边角钢50×5规格，承受压应力的构件主要为槽钢、等边角钢40×4规格和等边角钢50×5规格，根据荷载组合最不利验算，得到稳定计算结果如下：

竖向桁架稳定计算结果

③桥面桁车

本次杆件为槽钢，根据荷载组合最不利验算，得到稳定计算结果如下：

桥面桁车稳定计算结果

④连接杆件

本次杆件均为槽钢，根据荷载组合最不利验算，得到稳定计算结果如下：

连接杆件稳定计算结果

2、焊缝强度验算结果

(1)悬挑架

本次角焊缝包括直角角焊缝和斜角角焊缝，焊缝类型有正面角焊缝和侧面角焊缝(下文中的所有角3、角4和角5分别对应等边角钢30×3规格、等边角钢40×4规格和等边角钢50×5规格)，计算结果如下所示：

悬挑桁架焊缝强度计算结果

(2)竖向桁架

本次角焊缝包括直角角焊缝和斜角角焊缝，焊缝类型有正面角焊缝和侧面角焊缝，计算结果如下所示：

竖向桁架焊缝强度计算结果

(3)桥面桁车

本次角焊缝包括直角角焊缝和斜角角焊缝，焊缝类型有正面角焊缝和侧面角焊缝，计算结果如下所示：

焊缝强度计算结果

3、紧固连接构件强度验算结果

本悬挑架节段拼接处采用普通螺栓连接，每个截面16个螺栓，螺栓直径14mm。

(1)悬挑架

选取悬挑架在13号截面处采用螺栓连接，结果如下：

螺栓连接参数

螺栓连接计算结果

(2)桥面桁车

本次螺栓主要承受剪力作用，每个节点布置2个螺栓。

计算结果如下：

螺栓连接参数

螺栓连接计算结果

4、连接点处计算

连接构件节点处采用钢管和钢板实现铰接连接，需要验算钢管抗剪能力。

钢管连接参数

螺栓连接计算结果

5、桥面配重量计算

为保证平衡，需要在桁车布置配重块，计算得到反力如下所示，共计需39kN的配重，考虑到实际配重重心不可能在最边上，在尽量靠护栏侧配重的前提下，根据力矩平衡，在不考虑其他手段帮助的情况下，配重量应为52kN，即5.2吨。

6、分析结论

通过对养护作业平台的强度、稳定、变形、焊缝强度计算，本桁架式养护作业平台强度、稳定、变形、焊缝强度均满足《钢结构设计规范》(GB50017-2003)的要求。

本发明能够在桥检车、升降车等传统养护平台使用受限时，提供一种安全高效的养护工作平台。这种平台具有操作简单、安全性高、成本低等优点，具有普遍的推广意义和开发前景。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于桥梁养护的桁架式简易工作平台，其特征在于，包括可平放在桥梁(4)表面且靠近其边缘处的桥面桁车(1)、竖向桁架(2)、悬挑架(3)、第一防护结构、第二防护结构和配重块(7)，

所述桥面桁车(1)包括悬臂(1-1)、底座(1-2)和至少两个车轴(1-4)，其中，每个所述车轴(1-4)的两端均安装有车轮(1-3)，所述悬臂(1-1)、底座(1-2)均为桁架结构，所述悬臂(1-1)为L型结构，所述悬臂(1-1)的一端固定在所述底座(1-2)两侧的中部，另一端与所述竖向桁架(2)的上端一侧可拆卸连接；

所述竖向桁架(2)竖直设置在所述桥梁(4)的一侧，所述悬挑架(3)水平设置在所述桥梁(4)的下方，其一端与竖向桁架(2)的下端可拆卸连接；

所述悬挑架(3)与所述竖向桁架(2)之间设有用于稳定悬挑架(3)的连接装置；

所述竖向桁架(2)和所述悬挑架(3)均为桁架结构；

所述第一防护结构安装在所述竖向桁架(2)的外侧，所述第二防护结构安装在所述悬挑架(3)的外侧；

所述配重块(7)安装在所述底座(1-2)上。

2.根据权利要求1所述一种基于桥梁养护的桁架式简易工作平台，其特征在于，所述第一防护结构为第一防护网(5)，所述第一防护网(5)为网状结构，所述第一防护网(5)包覆在所述竖向桁架(2)的外侧。

3.根据权利要求2所述一种基于桥梁养护的桁架式简易工作平台，其特征在于，所述第二防护结构为第二防护网(6)，所述第二防护网(6)为网状结构，所述第二防护网(6)包覆在所述悬挑架(3)的外侧。

4.根据权利要求3所述一种基于桥梁养护的桁架式简易工作平台，其特征在于，所述连接装置包括两根第一拉索(9)、两根第二拉索(10)和两个定滑轮(8)，

两根所述第一拉索(9)斜向平行设置，两根所述第一拉索(9)的一端均与所述悬挑架(3)铰接连接，另一端与所述定滑轮(8)缠绕连接；

两根所述第二拉锁(10)斜向平行设置，两根所述第二拉锁(10)一端均与所述竖向桁架(2)铰接连接，另一端与所述定滑轮(8)固定连接；

所述竖向桁架(2)通过螺栓与所述悬臂(1-1)可拆卸连接；所述竖向桁架(2)通过螺栓与所述悬挑架(3)可拆卸连接。

5.根据权利要求4所述一种基于桥梁养护的桁架式简易工作平台，其特征在于，所述竖向桁架(2)的高度为4m～5m。

6.根据权利要求5所述一种基于桥梁养护的桁架式简易工作平台，其特征在于，所述竖向桁架(2)包括至少两段第一桁架节段，所述第一桁架节段之间通过螺栓固定连接，所述第一桁架节段由多个槽钢、多个角钢和多个钢管通过角焊缝连接组成。

7.根据权利要求4所述一种基于桥梁养护的桁架式简易工作平台，其特征在于，所述悬挑架(3)的长度为6m～8m。

8.根据权利要求7所述一种基于桥梁养护的桁架式简易工作平台，其特征在于，所述悬挑架(3)包括至少三段第二桁架节段，所述第二桁架节段之间通过螺栓固定连接，所述第二桁架节段由多个等边角钢和多个杆件通过角焊缝连接组成。

9.根据权利要求1至8所述一种基于桥梁养护的桁架式简易工作平台，其特征在于，所述桥面桁车(1)的长度为3m～4m。