CN105908637A - 步履顶推系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了步履顶推系统，一种动力装置包括多台液压泵站单体，每个液压泵站单体具有多口多压输出的单元径向柱塞泵，每个液压泵站分别控制至少两个顶推单元；总控中心分别向每个液压泵站单体发送指令，控制每个液压泵站工作；顶推单元包括升降装置、顶推装置，升降装置固定有顶升千斤顶，顶升千斤顶上部与球形板连接成球面凹凸槽连接或者弧面凹凸槽连接的结构。其优点是实现用一个总控系统对多个顶推单元进行三维控制实现连续同步工作，控制精度高，降低劳动强度，减少人力成本；结构紧凑、简单，拆装容易，成本低，工作空间小；设备一次安装后即可直到完工，克服常规牵引方式只能前进不能后退的缺点；具有动态纠偏功能，可及时在行进过程中进行纠偏。

Description

步履顶推系统

技术领域

本发明涉及工程用施工机械技术领域，特别涉及一种针对大型构件整体平移用的步履顶推系统。

背景技术

连续顶推技术已越来越广泛地应用于大型构件的平移施工中。对于大跨度的结构如桥梁钢箱梁顶推施工中，现有的施工方法一般采用连续顶推或拖移的办法，需要将钢箱梁或混凝土梁用体外索进行临时加固，而成桥解除；采用钢绞线牵引的形式，每顶推一段，钢绞线需重新安装。该方法施工工序繁琐，成本高，且只能前进不能后退，同时反复起动的水平推力或拉力对柔性桥墩的受力工况不利。授权公告号为CN 201678949 U的发明公开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，该装置通过平移千斤顶、顶升千斤顶的交替工作实现步履式顶推，不需要将钢箱梁或混凝土梁用体外索进行临时加固，也不需使用钢绞线。但其存在如下缺陷：１、滑道、滑箱的结构复杂且体积大、重量重，加工难度大，成本高，所需工作空间大。２、每个顶推单元需４台顶升千斤顶和４台顶推千斤顶，不但设备成本高，而且所需工作及安置空间大，不能对实现工字梁及螺栓拼接结构的构件顶推。

发明内容

本发明的目的就是提供一种系统结构简单，工作空间小，成本低，施工简便、速度快的步履顶推系统。

本发明的解决方案是这样的：

本发明的思路是：采用包括总控中心、液压泵站、升降装置、顶推装置、纠偏装置等五部分组成的系统，各部分通过高压油管、数据传输线缆及控制元件有机地结合在一起。通过总控中心发出指令，液压泵站驱动升降装置、顶推装置、纠偏装置按设定程序实现步履式顶推工作。

上述方案中：

所述总控中心是整套系统的指挥中枢，负责整套系统工作的指挥和控制，其可以是独立主机，也可以集成在所述液压泵站上。所述总控中心设有电控箱、操作中心或操作平台、PLC控制单元、变频器、模拟采集模块等。

所述动力装置为系统的动力机构，其包括n台液压泵站，所述液压泵站包括油箱、变频电机、多口多压输出的单元径向柱塞泵和控制阀组、PLC控制单元、变频器、模拟采集模块、压力传感器、位移传感器及压力继电器等。所述控制阀组包括与单元径向柱塞泵柱塞相配套的电磁换向阀、溢流阀。

所述升降装置负责构件的上升和下降，其包括n×m台顶升千斤顶、安装在顶升千斤顶活塞上的球形板、放置于球形板上的梳齿板、放置于梳齿板上的垫板、安装在顶升千斤顶油缸上的位移传感器。

所述顶升千斤顶活塞顶端为凹球面，所述球形板底端为凸球面，与活塞凹球面相配，所述球形板和所述顶升千斤顶活塞通过设在圆心的螺栓保持对中。采取此结构的好处是千斤顶自动对中及千斤顶承载面自动调平。

所述梳齿板置于球形板上面，其采用梳齿结构，采用梳齿结构的好处是在顶推过程遇到构件连接板时可避开连接螺栓，确保通过。底端设一凸面，与设在球形板顶端设凹槽相嵌，采用此结构的好处是保证安装对中并可防止滑动。所述垫板放置于梳齿板之上。在正常顶推时，垫板直接承载构件；当顶推遇到构件连接处或其它情况下需避开连接螺栓等凸出物时，取下垫板，梳齿板直接承载构件。

所述顶推装置负责构件的水平滑移，其包括n×m台水平千斤顶、安装在水平千斤顶油缸上的位移传感器和滑箱。

所述滑箱一端设有顶推反力架，作为水平顶推支点。

所述反力架与顶推千斤顶之间设一球铰装置，其好处是在顶推时可实现角度和方向的柔性调整。

所述滑箱表面为光洁度极高的不锈钢板或其它满足要求的板材。

每一套升降装置和一套顶推装置组成一个顶推单元；在施工时每个顶推单元的水平千斤顶的活塞和顶升千斤顶油缸之间设一钢垫块，通过螺栓连接使水平千斤顶和顶升千斤顶形成一个整体，施工完成后可拆分，方便装运。

一台泵站根据需要可控制n×m个顶推单元。

所述纠偏装置负责当构件在顶推过程中产生偏离时的纠正工作，其包括n×m台纠偏千斤顶、设置在纠偏千斤活塞顶端的滚轮、设置在纠偏千斤顶油缸上的位移传感器，以及设在纠偏千斤顶和纠偏反力架之间的活动钢垫板。采用滚轮结构的好处是在纠偏时减小摩擦力，增加通过性并防止构件损伤；采用活动钢垫板是为了方便调整纠偏千斤顶的前后位置，以适应不同的钢梁宽度。

基于上述设计思想，本发明的一种步履顶推系统，包括总控中心、动力装置、顶推单元、纠偏装置，所述动力装置包括多台液压泵站单体，每个液压泵站单体具有多口多压输出的单元径向柱塞泵，每个液压泵站分别控制至少两个顶推单元；所述的总控中心分别向每个液压泵站单体发送指令，控制每个液压泵站工作；所述顶推单元包括升降装置、顶推装置，所述的顶推装置包括固定于顶推单元平台的反力架、滑箱、水平顶推千斤顶，其中水平顶推千斤顶是利用于反力架作为反力支点，所述升降装置支承于滑箱，升降装置连接于水平千斤顶，形成由水平千斤顶顶动顶升装置沿滑箱内滑道移动的滑动结构；所述升降装置固定有顶升千斤顶，顶升千斤顶上部与球形板连接成球面凹凸槽连接或者弧面凹凸槽连接的结构，使得球形板得以沿球形面或者弧面摆动，进行自动找平的调整和方向的柔性调整；球形板上部与梳齿板连接，梳齿板顶部通过垫板支承于构件的底部。

更具体的技术方案还包括：所述纠偏装置安装于纠偏装置安装平台，该安装平台位于构件的侧面，安装平台上设有纠偏反力架和纠偏千斤顶，纠偏千斤顶利用纠偏反力架作为反力支点，纠偏千斤顶活动端连接有滚轮机构，该滚轮机构的滚轮的滚动方向与构件移动方向一致，在纠偏作业位置，所述滚轮顶住构件侧面进行纠偏作业。

进一步的：所述球形板与梳齿板采用凹凸槽连接结构，从前、后、左、右四个方向对梳齿板进行限位。

进一步的：所述梳齿板顶部沿构件移动方向设置有凹槽，该凹槽的宽度大于构件底部凸出物的宽度。

进一步的：所述的顶推单元是分布于构件轴线的两侧。

进一步的：所述的顶推单元是对称分布于构件轴线的两侧。

本发明的优点是：

１、实现用一个总控系统对多个顶推单元进行三维控制实现连续同步工作，控制精度高，降低劳动强度，减少人力成本。

２、结构紧凑、简单，拆装容易，成本低，工作空间小。

３、不必对构件进行临时加固，不必采用钢绞线，设备一次安装后即可直到完工，无须因钢绞线长度不够中途拆装设备，可节省建桥费用。

４、设备系统将滑移面由箱梁底部改到顶推设备与滑板之间，同时竖向升降千斤顶安装球头装置，可自动对中避免了对箱梁底部的损伤及千斤顶侧向受力，同时顶推时桥墩不受水平荷载，构件和桥墩都不会损伤，使结构在顶推过程中确保安全。

5、具有动态纠偏功能，可及时在行进过程中进行纠偏，最大限度保持构件的直线运动,避免构件运行失稳，从而保证箱梁的坡度、全桥线形。

6、克服常规牵引方式只能前进不能后退的缺点。

7、可扩展性强，通用性高：根据工程实际，通过增加或减少泵站和千斤顶数量来增加或减少顶推单元，从而满足不同跨度、不同吨位的工程施工需要。

8、当顶推遇到构件连接处或其它情况仍然可以进行顶推施工。

附图说明

图1为本发明的步履式顶推系统控制网络图。

图2为本发明的步履式顶推系统安装连接图。

图3为本发明顶推单元示意图

图4为本发明的纠偏装置正视图

图5为本发明的纠偏装置俯视图

图6为本发明的球形板结构示意图

图7是图6的左视图

图8为本发明的梳齿板结构示意图

图9为图8的B方向视图

图10是图8的A方向视图

图11为本发明的过拼接板工作示意图

图12为本发明实施时多个顶推单元布置图

图中附图标记为： A.升降装置，B.顶推装置，C.纠偏装置，D.构件，E.纠偏装置安装平台，Ｆ.顶推单元安装平台，Ｇ. 落梁支架，１.顶升千斤顶，２.球形板，３.梳齿板，４.垫板，5.位移传感器a，6.水平顶推千斤顶，7.位移传感器b，8.滑箱，9.反力架，10.球铰装置，11.钢垫块，12. 滚轮， 13.滚轮安装支架，14.位移传感器c，15.纠偏千斤顶，16.活动钢垫板，17.纠偏反力架， 18.顶升千斤顶活塞，19.螺栓，20.水平千斤顶活塞，21.拼接板，22.拼接板螺栓，23.凹槽。

具体实施方式

本实施例是设有总控中心、n个液压泵站、n×m个顶推单元；所述顶推单元如图2所示，设有升降装置Ａ、顶推装置Ｂ、纠偏装置Ｃ。n×m个顶推单元是对称分布于构件轴线的两侧，如图9所示。

所述升降装置Ａ设有顶升千斤顶１，球形板２、梳齿板３、垫板４、位移传感器5；顶升千斤顶1上部与球形板2连接成球面凹凸槽连接结构，其中所述顶升千斤顶１的活塞18顶端为凹球面，所述球形板2如图6、7所示，其底端为凸球面，与活塞18凹球面相配，所述球形板2和所述顶升千斤顶活塞18通过设在圆心的螺栓19保持对中，使得球形板2得以沿球形面摆动，进行自动找平的调整和方向的柔性调整；所述梳齿板3如图7、8、9所示，所述球形板2与梳齿板3采用凹凸槽连接结构，从前、后、左、右四个方向对梳齿板3进行限位，其中梳齿板3置于球形板2上面，底端设一凸面，与设在球形板顶端的凹槽相嵌，梳齿板3顶部沿构件移动方向设置有两条凹槽，每条凹槽的宽度大于构件底部凸出物的宽度；所述垫板4放置于梳齿板3之上，在正常顶推时，垫板4直接承载构件；当顶推遇到构件连接处或其它情况下需避开连接螺栓等凸出物时，取下垫板4，梳齿板3直接承载构件，连接螺栓等凸出物可以从梳齿板顶面的凹槽通过。

所述顶推装置Ｂ设有水平顶推千斤顶6、位移传感器7、滑箱8、设在滑箱上的反力架9、设在反力架和水平顶推千斤顶之间的球铰装置10，其中水平顶推千斤顶6是利用反力架9作为反力支点。

施工时在水平千斤顶的活塞20和顶升千斤顶油缸之间设一钢垫块11，通过螺栓连接使水平千斤顶6和顶升千斤顶1形成一个整体，施工完成后可拆分，方便装运。

所述纠偏装置Ｃ如图3、4所示，设有纠偏千斤顶15、纠偏反力架17、设在纠偏千斤顶15和纠偏反力架17之间的活动钢垫板16，所述纠偏千斤顶15前端设有滚轮12和滚轮安装支架13，油缸上设有位移传感器14。

施工时，通过主控中心的触摸屏输入施工参数后，启动设备，设备即自动按如下步骤工作：

１、顶升构件：顶升千斤顶１伸缸，将构件Ｄ顶离落梁支架Ｇ，同时安装在顶升千斤顶1油缸上的位移传感器5实时测量位移值并将数据传输至总控中心，顶升过程球形板2可自动调整找平。当顶升达到设定行程时，总控中心发出指令，顶升千斤顶１停止，此时构件构件载荷由落梁支架转移到顶升千斤顶１；

２、顶推构件：总控中心发出指令，水平顶推千斤顶６自动伸缸，推动顶升千斤顶１连同球形板２、梳齿板３、垫板４和构件Ｄ沿滑板８向前滑移，同时安装在水平顶推千斤顶6油缸上的位移传感器7实时测量位移值并将数据传输至总控中心，当达到设定行程时，总控中心发出指令，水平顶推千斤顶６停止伸缸；

３、落梁：顶升千斤顶1自动缩缸，构件重新降落在落梁支架Ｇ上，此时构件载荷由顶升千斤顶1转移回落梁支架Ｇ；

4、水平顶推千斤顶回程：水平顶推千斤顶6自动缩缸，带动顶升千斤顶１连同球形板２、梳齿板３、垫板４回到初始位置。

5、纠偏：如在水平顶推过程中出现偏离并达到设定值，纠编千斤顶15自动启动，伸缸，通过滚轮12对构件Ｄ施加与构件偏离方向相反的力进行纠偏，同时安装在纠偏千斤顶15油缸上的位移传感器14实时测量位移值并将数据传输至总控中心，当达到纠偏行程时，总控中心发出指令，纠偏千斤顶15停止。

６、过拼接板：当顶推遇到拼接板21或其它情况下需避开连接螺栓等凸出物时，取下垫板４，梳齿板３直接承载构件，如图11所示，拼接板的螺栓22与梳齿板的凹槽23契合，从而保证平顺通过。通过后再将垫板放回梳齿板上。

不断重复上述步骤，即可实现构件的步履式顶推到位。

Claims (6)

1.一种步履顶推系统，包括总控中心、动力装置、顶推单元、纠偏装置，其特征在于：所述动力装置包括多台液压泵站单体，每个液压泵站单体具有多口多压输出的单元径向柱塞泵，每个液压泵站分别控制至少两个顶推单元；所述的总控中心分别向每个液压泵站单体发送指令，控制每个液压泵站工作；所述顶推单元包括升降装置、顶推装置，所述的顶推装置包括固定于顶推单元平台的反力架（9）、滑箱（8）、水平顶推千斤顶（6），其中水平顶推千斤顶（6）是利用反力架（9）作为反力支点，所述升降装置支承于滑箱（8），升降装置连接于水平千斤顶（6），形成由水平千斤顶顶动升降装置沿滑箱内滑道移动的滑动结构；所述升降装置固定有顶升千斤顶（1），顶升千斤顶（1）上部与球形板（2）连接成球面凹凸槽连接或者弧面凹凸槽连接的结构，使得球形板（2）得以沿球形面或者弧面摆动，进行自动找平的调整和方向的柔性调整；球形板（2）上部与梳齿板（3）连接，梳齿板（3）顶部通过垫板（4）支承于构件的底部。

2.根据权利要求1所述的步履顶推系统，其特征在于：所述纠偏装置安装于纠偏装置安装平台，该安装平台位于构件的侧面，安装平台上设有纠偏反力架（17）和纠偏千斤顶（15），纠偏千斤顶（15）利用纠偏反力架（17）作为反力支点，纠偏千斤顶（15）活动端连接有滚轮机构，该滚轮机构的滚轮（12）的滚动方向与构件移动方向一致，在纠偏作业位置，所述滚轮（12）顶住构件侧面进行纠偏作业。

3.根据权利要求1所述的步履顶推系统，其特征在于：所述球形板（2）与梳齿板（3）采用凹凸槽连接结构，从前、后、左、右四个方向对梳齿板（3）进行限位。

4.根据权利要求1或3所述的步履顶推系统，其特征在于：所述梳齿板（3）顶部沿构件移动方向设置有凹槽，该凹槽的宽度大于构件底部凸出物的宽度。

5.根据权利要求1所述的步履顶推系统，其特征在于：所述的顶推单元是分布于构件轴线的两侧。

6.根据权利要求5所述的步履顶推系统，其特征在于：所述的顶推单元是对称分布于构件轴线的两侧。