CN107916622A - 一种用于高速铁路隧道口架梁的大吨位架桥机 - Google Patents

Abstract

一种用于高速铁路隧道口架梁的大吨位架桥机，它包括主框架、1号支腿、2号支腿、3号支腿、4号支腿、天车A、B、驮运支架；所述1号支腿位于主框架前端，上部与主梁铰接，下部采用球铰支撑在墩顶垫石之上；所述2号支腿位于主梁中部，支腿与主梁采用法兰高强度螺栓栓接，下方通过轮箱支撑在梁面之上；所述3号支腿位于主梁后跨跨中位置，上部与主梁通过法兰连接；下部通过轮箱作用在梁面之上；4号支腿在架梁时位于主梁尾部，上部与主梁通过螺纹钢筋连接，下端通过螺栓连接在运梁车上；所述天车A为单点起升，天车B为双点起升，A、B天车共同组成4点起升3点平衡机构；所述驮运支架上端用螺栓连接与主梁底部，下端支撑在运梁车轨道上。

Description

一种用于高速铁路隧道口架梁的大吨位架桥机

技术领域

本发明涉及一种用于隧道口架梁的架桥机，特别涉及一种用于高速铁路隧道口架梁的大吨位架桥机。

背景技术

随着我国高速铁路的快速发展，架桥机因其高的施工效率和安全可靠性在铁路桥梁建设中得到了非常广泛的应用，而且目前我国高速铁路建设正趋向西南、西北发展，这些地域的特点是山多、沟壑深、隧道多，桥梁也趋于跨度大，吨位大，这就要求在铁路施工的架桥机必须既能够通过隧道且能够实现隧道口架梁；针对高速铁路建设中出现的大吨位、大跨度的隧道口桥梁的实际情况，研制一种经济、实用、高效的施工装备已经显得非常必要。

发明内容

本发明的目的正是为了解决目高速铁路施工的实际情况，而提供一种用于高速铁路隧道口架梁的大吨位架桥机。

本发明的目的可通过下述技术措施来实现：

本发明用于高速铁路隧道口架梁的大吨位架桥机包括主框架，作为架桥机架梁时的重载支撑腿的1号支腿、2号支腿以及4号支腿，作为架桥机过孔时走行支腿的3号支腿，天车A、B，驮运支架；所述的主框架是由两条主梁以及前、后端的联系梁构成的整体结构；所述1号支腿位于主框架前端，上部与主梁铰接，下部采用球铰支撑在墩顶垫石之上，构成二力杆件；所述2号支腿位于主梁中部，支腿与主梁采用法兰高强度螺栓栓接，下方通过轮箱支撑在梁面之上；所述3号支腿位于主梁后跨跨中位置，上部与主梁通过法兰连接；下部通过轮箱作用在梁面之上；4号支腿在架梁时位于主梁尾部，上部与主梁通过螺纹钢筋连接，下端通过螺栓连接在运梁车上；所述天车A、B通过轮箱支撑在沿主梁纵向设置的轨道上，其中天车A为单点起升，天车B为双点起升，A、B天车共同组成4点起升3点平衡机构（确保各吊具受力均衡，同时避免了混凝土箱梁在起吊过程中受扭）；作为运梁车驮运架桥机时使用的所述驮运支架上端用螺栓连接与主梁底部，下端支撑在运梁车轨道上，下端用挡块限制其水平位移。

本发明中所述主梁和联系梁均为箱型矩形结构，主框架横向为对称结构，用于天车走行的轨道设置在主梁上盖板上，沿主梁下部长度方向分别设置四处1号支腿用于安装位置，以满足架设40m、32m、24m、20m施工的需求。

本发明中所述1号支腿上部通过连接板铰与主梁铰接，连接板铰上部利用螺栓固定在主梁下盖板上，下部利用螺栓固定在1号支腿的固定框架上；连接板铰上部两侧设置有吊挂机构；所述主梁下盖板的外伸段作为轨道吊挂1号支腿纵向走行完成施工不同梁跨时1号支腿的变跨作业；（具体说解除板铰上部和主梁下盖板的联接螺栓后，可利用主梁下盖板外伸段作为轨道吊挂1号支腿纵向走行完成施工不同梁跨时1号支腿的变跨作业）；1号支腿的左右立柱支撑在下横梁之上，左右立柱调整节为通过销轴相结合的伸缩套柱结构，位于中部横梁的上方，在固定框架与中部横梁之间安装有用于改变支腿高度的顶升油缸；所述下横梁分为上下两层，在上下层横梁之间设置有用于驱动上、下层横梁之间相对横向运动以及小角度转动的横移油缸，从而实现架桥机的曲线施工；下层横梁底部采用球铰支撑在墩顶垫石之上，球铰设有手动螺纹微调机构（用于补充调整节高度调整的跳跃，使1号支腿的高度可以实现无极调整；整个支腿构成二力杆件）。

本发明中所述位于主梁中部的2号支腿为固定支腿， 2号支腿采用箱形断面的U型腿结构， U型腿由曲臂和下横梁组成， U型腿与中部的马鞍形结构件组成整体封闭支腿；支腿下横梁下部分别设置有两个架梁工况支撑油缸和两组走行机构，每组走行机构包括两个轮箱，每个轮箱设置两个车轮，两个轮箱之间通过平衡梁相连，平衡梁采用板铰方式与下横梁连接，板铰与下横梁设置竖轴，（架梁工况支撑油缸及走行轮均脱空时，竖向荷载通过轮箱及垫块传递）。

本发明中所述马鞍形结构件是由通过螺栓连接方式相结合的横梁和位于横梁两端的立柱共三节组成；所述马鞍形结构件与U型腿由曲臂之间的连接为螺栓连接；马鞍形结构件的横梁上设置两个用于架桥机通过隧道时拆装马鞍形结构件的吊耳，两节立柱外侧分别设有用于立柱节的翻转的转动油缸。

本发明中所述 3号支腿是由位于两条主梁外侧的左右立柱构成，两立柱上部分别通过向内弯折的连接支撑件（牛腿）与相应侧的主梁通过法兰连接，下部通过走行轮箱坐放在在梁面之上；所述两立柱均为内外套结构，在内外套结合位置两侧设置有调节油缸；立柱的外套管的顶部通过销轴与向内弯折的连接支撑件（牛腿）连接，内套管通过销轴与外套连接，下部和铰座连接，铰座和走行轮箱之间设置竖轴，可实现微量平转，以满足曲线施工需求；3号支腿只有在架桥机走行过孔时受力，喂、架梁过程中3号支腿顺主梁（9）长度方向摆放在主梁两侧。

本发明中所述4号支腿的左右支腿立柱为通过销轴相结合的内外套结构，下端通过固定节与底部横梁相结合，在底部横梁与顶部横梁之间设置有用于实现内外套的调节以及固定节的安装和拆卸支撑油缸，从而改变支腿高度。

本发明中所述天车A、B均设置有两台卷扬机，且两台卷扬机共用一根钢丝绳，钢丝绳两端绳头固定在卷扬机卷筒上；天车A、B的车架均包括两个端梁、两个横梁，在每个端梁两端各连接1个走行台车横梁，每个走行台车横梁连接两个轮箱，端梁和走行轮箱横梁之间设置有使轮箱受力明确的十字轴机构；每个横梁通过4个销轴和两端的端梁连接，横梁上平面又作为卷扬机平台及定滑轮系统的横向滑移轨道；两台天车A、B中的每台天车均有一侧端梁上设有两个用于卷扬机平台及定滑轮系统相对于车架横移之用的横移油缸座。

本发明中所述驮运支架的上横梁上设置有纵移油缸和顶升油缸，纵移油缸通过主梁下盖板上沿长度方向设置的若干个孔洞以递推方式使整机相对驮运支架前进或者后退，通过顶升油缸可实现整机在驮运状态下高度的改变；支撑在运梁车轨道上的驮运支架下端用挡块限制其水平位移。

本发明的有益效果如下：

1）、采用箱形2跨长主梁和4条支腿体系；整机结构简单，操作方便；

2）、走行机构、起升机构均采用变频技术，启动、制动平稳；整机采用PLC程序控制技术，安全可靠；

3）、液压系统采用独立单元设计，使系统简化和模块化，减少沿程损失和功率损耗，方便维修和搬运。

4）、架桥机可实现隧道出口架梁，解决了以往隧道口大吨位架梁的难题。

附图说明

图1所示为本发明的整体结构主视图架梁状态。

图2所示为本发明的整体机构主视图驮运状态。

图1、2中序号：1为主框架，2为1号支腿，3为2号支腿，4为3号支腿，5为4号支腿，6为天车A、B，7为运梁车，8为驮运支架。

图3所示为本发明的主框架结构示意图。

图4是图3的俯视图。

图4中序号：9为主梁，10为联系梁。

图5所示为本发明的1号支腿结构示意图。

图5中序号：11为板铰，12为固定框架，13为立柱，14为下横梁，15为球铰，16为吊挂机构，17为顶升油缸，18为横移油缸。

图6所示为本发明的2号支腿结构示意图（架梁状态）。

图7所示为本发明的2号支腿通过隧道状态图。

图8是图6的A—A剖视图。

图6、7、8中序号：19为曲臂，20为下横梁，21为马鞍形结构件，22为支撑油缸，23为走行机构，24为轮箱，25为平衡梁。

图9所示为本发明的3号支腿结构示意图。

图10是图9的侧视图。

图9、10中序号：26为牛腿（内弯折的连接支撑件），27为外套管，28为内套管，29为走行轮箱。

图11所示为本发明的4号支腿结构示意图。

图11中序号：30为固定框架，31为立柱，32为固定节，33为精轧螺纹钢筋，34为支撑油缸。

图12所示为本发明的天车结构示意图。

图13是图12的侧视图。

图14是图12的俯视图。

图12、13、14中序号：35为走行机构，36为车架，37为卷扬机平台及定滑轮系统，38为吊具组件，39为动滑轮系统，40为卷扬机，41为横移装置，42为钢丝绳。

图15所示为本发明的驮运支架结构示意图。

图15中序号：43为上横梁，44为纵移油缸。

具体实施方式

本发明以下将结合实施例（附图）作进一步描述：

如图1、图2所示，本发明用于高速铁路隧道口架梁的大吨位架桥机包括主框架1，作为架桥机架梁时的重载支撑腿的1号支腿、2号支腿以及4号支腿2、3、5，作为架桥机过孔时走行支腿的3号支腿4，天车A、B6，驮运支架8；所述的主框架1是由两条主梁9以及前、后端的联系梁10构成的整体结构；所述1号支腿2位于主框架前端，上部与主梁9铰接，下部采用球铰15支撑在墩顶垫石之上，构成二力杆件；所述2号支腿3位于主梁中部，支腿与主梁采用法兰高强度螺栓栓接，下方通过轮箱支撑在梁面之上；所述3号支腿4位于主梁后跨跨中位置，上部与主梁通过法兰连接；下部通过轮箱作用在梁面之上；4号支腿5在架梁时位于主梁尾部，上部与主梁通过螺纹钢筋29连接，下端通过螺栓连接在运梁车7上；所述天车A、B6通过轮箱支撑在沿主梁纵向设置的轨道上，其中天车A为单点起升，天车B为双点起升，A、B天车共同组成4点起升3点平衡机构（确保各吊具38受力均衡，同时避免了混凝土箱梁在起吊过程中受扭）；作为运梁车7驮运架桥机时使用的所述驮运支架8上端用螺栓连接与主梁底部，下端支撑在运梁车轨道上，下端用挡块限制其水平位移。

如图3、4所示，本发明的所述的主框架1是由两条主梁9以及前、后端的联系梁10行成整体，主梁9和联系梁10均为箱型矩形结构；主框架1横向为对称结构，主梁上盖板上部通长设置轨道用于天车走行，主梁下部分别设置4处1号支腿2安装位满足架设40m、32m、24m、20m施工的需求。

如图5所示，本发明中所述1号支腿2上部通过连接板铰11与主梁铰接，连接板铰11上部利用螺栓固定在主梁9下盖板上，下部利用螺栓固定在1号支腿的固定框架12上；连接板铰11上部两侧设置有吊挂机构16；所述主梁9下盖板的外伸段作为轨道吊挂1号支腿2纵向走行完成施工不同梁跨时1号支腿2的变跨作业；（具体说解除板铰11上部和主梁9下盖板的联接螺栓后，可利用主梁9下盖板外伸段作为轨道吊挂1号支腿2纵向走行完成施工不同梁跨时1号支腿2的变跨作业）；1号支腿2的左右立柱13支撑在下横梁14之上，左右立柱13调整节为通过销轴相结合的伸缩套柱结构，位于中部横梁的上方，在固定框架12与中部横梁之间安装有用于改变支腿高度的顶升油缸17；所述下横梁14分为上下两层，在上下层横梁之间设置有用于驱动上、下层横梁之间相对横向运动以及小角度转动的横移油缸18，从而实现架桥机的曲线施工；下层横梁底部采用球铰15支撑在墩顶垫石之上，球铰15设有手动螺纹微调机构，用于补充调整节高度调整的跳跃，使1号支腿2的高度可以实现无极调整；整个支腿构成二力杆件。

如图6、7、8所示，本发明中所述位于主梁9中部的2号支腿3为固定支腿， 2号支腿3采用箱形断面的U型腿结构， U型腿由曲臂19和下横梁20组成， U型腿与中部的马鞍形结构件21组成整体封闭支腿；支腿下横梁20下部分别设置有两个架梁工况支撑油缸22和两组走行机构23，每组走行机构23包括两个轮箱24，每个轮箱24设置两个车轮，两个轮箱之间通过平衡梁25相连，平衡梁25采用板铰方式与下横梁20连接，板铰与下横梁20设置竖轴，架梁工况支撑油缸22及走行轮均脱空时，竖向荷载通过轮箱24及垫块传递；所述马鞍形结构件21是由通过螺栓连接方式相结合的横梁和位于横梁两端的立柱共三节组成；所述马鞍形结构件21与U型腿由曲臂19之间的连接为螺栓连接；马鞍形结构件21的横梁上设置两个用于架桥机通过隧道时拆装马鞍形结构件21的吊耳，两节立柱外侧分别设有用于立柱节的翻转的转动油缸。

如图9、10所示，本发明中所述 3号支腿4是由位于两条主梁9外侧的左右立柱构成，两立柱上部分别通过向内弯折的连接支撑件（牛腿）26与相应侧的主梁通过法兰连接，下部通过走行轮箱29坐放在在梁面之上；所述两立柱均为内外套结构，在内外套结合位置两侧设置有调节油缸；立柱的外套管27的顶部通过销轴与向内弯折的连接支撑件（牛腿）连接，内套管28通过销轴与外套连接，下部和铰座连接，铰座和走行轮箱29之间设置竖轴，可实现微量平转，以满足曲线施工需求；3号支腿4只有在架桥机走行过孔时受力，喂、架梁过程中3号支腿4顺主梁9长度方向摆放在主梁9两侧。

如图11所示，本发明中所述4号支腿5的左右支腿立柱31为通过销轴相结合的内外套结构，下端通过固定节32与底部横梁相结合，在底部横梁与顶部横梁之间设置有用于实现内外套的调节以及固定节32的安装和拆卸支撑油缸34，从而改变支腿高度。

如图12、13、14所示，本发明中所述天车A、B6均设置有两台卷扬机40，且两台卷扬机共用一根钢丝绳42，钢丝绳42两端绳头固定在卷扬机40卷筒上；天车A、B的车架36均包括两个端梁、两个横梁，在每个端梁两端各连接1个走行台车横梁，每个走行台车横梁连接两个轮箱，端梁和走行轮箱横梁之间设置有使轮箱受力明确的十字轴机构；每个横梁通过4个销轴和两端的端梁连接，横梁上平面又作为卷扬机平台及定滑轮系统40的横向滑移轨道；两台天车A、B中的每台天车均有一侧端梁上设有两个用于卷扬机平台及定滑轮系统40相对于车架横移之用的横移油缸座。

如图15所示，本发明中所述驮运支架8的上横梁43上设置有纵移油缸44和顶升油缸45，纵移油缸44通过主梁9下盖板上沿长度方向设置的若干个孔洞以递推方式使整机相对驮运支架8前进或者后退，通过顶升油缸45可实现整机在驮运状态下高度的改变；支撑在运梁车轨道上的驮运支架下端用挡块限制其水平位移。

Claims (9)

1.一种用于高速铁路隧道口架梁的大吨位架桥机，其特征在于：它包括主框架（1），作为架桥机架梁时的重载支撑腿的1号支腿、2号支腿以及4号支腿（2、3、5），作为架桥机过孔时走行支腿的3号支腿（4），天车A、B（6），驮运支架（8）；所述的主框架（1）是由两条主梁（9）以及前、后端的联系梁（10）构成的整体结构；所述1号支腿（2）位于主框架前端，上部与主梁（9）铰接，下部采用球铰（15）支撑在墩顶垫石之上，构成二力杆件；所述2号支腿（3）位于主梁中部，支腿与主梁采用法兰高强度螺栓栓接，下方通过轮箱支撑在梁面之上；所述3号支腿（4）位于主梁后跨跨中位置，上部与主梁通过法兰连接；下部通过轮箱作用在梁面之上；4号支腿（5）在架梁时位于主梁尾部，上部与主梁通过螺纹钢筋（29）连接，下端通过螺栓连接在运梁车（7）上；所述天车A、B（6）通过轮箱支撑在沿主梁纵向设置的轨道上，其中天车A为单点起升，天车B为双点起升，A、B天车共同组成4点起升3点平衡机构；作为运梁车（7）驮运架桥机时使用的所述驮运支架（8）上端用螺栓连接与主梁底部，下端支撑在运梁车轨道上。

2.根据权利要求书1所述的用于高速铁路隧道口架梁的大吨位架桥机，其特征在于：所述主梁（9）和联系梁（10）均为箱型矩形结构，主框架（1）横向为对称结构，用于天车走行的轨道设置在主梁上盖板上，沿主梁下部长度方向分别设置四处1号支腿（2）用于安装位置，以满足架设40m、32m、24m、20m施工的需求。

3.根据权利要求书1所述的用于高速铁路隧道口架梁的大吨位架桥机，其特征在于：所述1号支腿（2）上部通过连接板铰（11）与主梁铰接，连接板铰（11）上部利用螺栓固定在主梁（9）下盖板上，下部利用螺栓固定在1号支腿的固定框架（12）上；连接板铰（11）上部两侧设置有吊挂机构（16）；所述主梁（9）下盖板的外伸段作为轨道吊挂1号支腿（2）纵向走行完成施工不同梁跨时1号支腿（2）的变跨作业；1号支腿（2）的左右立柱（13）支撑在下横梁（14）之上，左右立柱（13）调整节为通过销轴相结合的伸缩套柱结构，位于中部横梁的上方，在固定框架（12）与中部横梁之间安装有用于改变支腿高度的顶升油缸（17）；所述下横梁（14）分为上下两层，在上下层横梁之间设置有用于驱动上、下层横梁之间相对横向运动以及小角度转动的横移油缸（18），从而实现架桥机的曲线施工；下层横梁底部采用球铰（15）支撑在墩顶垫石之上，球铰（15）设有手动螺纹微调机构。

4.根据权利要求书1所述的用于高速铁路隧道口架梁的大吨位架桥机，其特征在于：所述位于主梁（9）中部的2号支腿（3）为固定支腿， 2号支腿（3）采用箱形断面的U型腿结构， U型腿由曲臂（19）和下横梁（20）组成， U型腿与中部的马鞍形结构件（21）组成整体封闭支腿；支腿下横梁（20）下部分别设置有两个架梁工况支撑油缸（22）和两组走行机构（23），每组走行机构（23）包括两个轮箱（24），每个轮箱（24）设置两个车轮，两个轮箱之间通过平衡梁（25）相连，平衡梁（25）采用板铰方式与下横梁（20）连接，板铰与下横梁（20）设置竖轴。

5.根据权利要求书4所述的用于高速铁路隧道口架梁的大吨位架桥机，其特征在于：所述马鞍形结构件（21）是由通过螺栓连接方式相结合的横梁和位于横梁两端的立柱共三节组成；所述马鞍形结构件（21）与U型腿由曲臂（19）之间的连接为螺栓连接；马鞍形结构件（21）的横梁上设置两个用于架桥机通过隧道时拆装马鞍形结构件（21）的吊耳，两节立柱外侧分别设有用于立柱节的翻转的转动油缸。

6.根据权利要求书1所述的用于高速铁路隧道口架梁的大吨位架桥机，其特征在于：所述 3号支腿（4）是由位于两条主梁（9）外侧的左右立柱构成，两立柱上部分别通过向内弯折的连接支撑件（26）与相应侧的主梁通过法兰连接，下部通过走行轮箱（29）坐放在在梁面之上；所述两立柱均为内外套结构，在内外套结合位置两侧设置有调节油缸；立柱的外套管（27）的顶部通过销轴与向内弯折的连接支撑件（26）连接，内套管（28）通过销轴与外套连接，下部和铰座连接，铰座和走行轮箱（29）之间设置竖轴。

7.根据权利要求书1所述的用于高速铁路隧道口架梁的大吨位架桥机，其特征在于：所述4号支腿（5）的左右支腿立柱（31）为通过销轴相结合的内外套结构，下端通过固定节（32）与底部横梁相结合，在底部横梁与顶部横梁之间设置有用于实现内外套的调节以及固定节（32）的安装和拆卸支撑油缸（34），从而改变支腿高度。

8.根据权利要求书1所述的用于高速铁路隧道口架梁的大吨位架桥机，其特征在于：所述天车A、B（6）均设置有两台卷扬机（40），且两台卷扬机共用一根钢丝绳（42），钢丝绳（42）两端绳头固定在卷扬机（40）卷筒上；；天车A、B的车架（36）均包括两个端梁、两个横梁，在每个端梁两端各连接1个走行台车横梁，每个走行台车横梁连接两个轮箱，端梁和走行轮箱横梁之间设置有使轮箱受力明确的十字轴机构；每个横梁通过4个销轴和两端的端梁连接，横梁上平面又作为卷扬机平台及定滑轮系统（40）的横向滑移轨道；两台天车A、B中的每台天车均有一侧端梁上设有两个用于卷扬机平台及定滑轮系统（40）相对于车架横移之用的横移油缸座。

9.根据权利要求书1所述的用于高速铁路隧道口架梁的大吨位架桥机，其特征在于：所述驮运支架（8）的上横梁（43）上设置有纵移油缸（44）和顶升油缸（45），纵移油缸（44）通过主梁（9）下盖板上沿长度方向设置的若干个孔洞以递推方式使整机相对驮运支架（8）前进或者后退，通过顶升油缸（45）可实现整机在驮运状态下高度的改变。