CN108130864B - 整体装配式桥梁整跨梁运输架设装备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种整体装配式桥梁整跨梁运输架设装备，运输车单元用于将整跨梁运输至架桥装备的位置；架桥装备可被驱动的行走，包括龙门架结构和纵梁，相关的龙门架结构可沿纵梁移动；纵梁可沿纵向被驱动的移动；纵梁上的吊车可被驱动的沿纵梁移动；本发明针对宽度较大的公路及城市道路桥梁的整跨预制梁，以最大限度减少桥梁建造的高空作业时间，确保桥梁结构的整体性，显著减少桥梁结构后期使用的安全隐患；运梁和架桥可同时进行，显著缩短桥梁建造的施工工期；为一个区域或一条道路只需要一个桥梁结构预制厂提供了装备条件，使其能够实现高度集约式、整体化、装配式并高质量、高效率、高环保地完成桥梁建造。

Description

整体装配式桥梁整跨梁运输架设装备

技术领域

本发明属于建筑结构和桥梁工程领域，特别涉及一种整体装配式桥梁整跨梁运输架设装备。

背景技术

预制装配式施工是桥梁发展的趋势，多孔20-60米跨径公路及城市道路桥梁由于一跨桥梁的长度和宽度尺寸较大，质量较重，现有预制装配式桥梁施工通常采用对一跨桥梁结构沿纵横向划分为多个单元进行预制，以便于运输和吊装至桥位现场，并通过架桥机在墩台的桥跨位置按设计要求将分块预制结构单元安装就位，然后现场浇筑相邻预制结构单元间的接缝混凝土(湿接缝拼装)或通过张拉预应力钢筋(干接缝拼装)或施焊联结(钢结构拼装)联结为整跨的桥梁结构；该施工方法对运输和吊装条件要求较低，却使得桥梁建造的高空作业时间明显增长，工作效率降低，在此条件下通过人工完成的相邻预制结构单元间的接缝联结质量存在诸多不确定性因素，致使桥梁的整体性难以得到足够的保证，对桥梁结构后期使用留下安全隐患。

铁路桥梁已成功研制出整跨梁运输安装一体化的运梁架桥机，避免了对一跨桥梁结构沿纵横向划分为多个单元进行预制-运输-安装-接整带来的高空作业时间长，操作人员安全风险高，结构整体质量存在不确定性问题；但相对于公路及城市道路桥梁存在两方面问题，一是运梁和架桥不能同时进行，致使该装备的使用效率不高，无谓增长了施工工期；二是运梁架桥机的结构体系及架设运输机制不能适应宽度很大的公路及城市道路桥梁整跨梁在已建成道路、隧道及桥梁上运输，和在前方待架设桥梁的墩台桥跨上安装就位。

因此，需要一种针对宽度较大的公路及城市道路桥梁的整跨预制梁，能够在已建成道路、隧道及桥梁上运输的装备，和在前方待架设桥梁的墩台桥跨上将整跨预制梁安装就位的装备及架设运输方法，以便提高工作效率，确保桥梁结构的整体性，显著减少桥梁结构后期使用的安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种整体装配式桥梁整跨梁运输架设装备，针对宽度较大的公路及城市道路桥梁的整跨预制梁，能够在已建成道路、隧道及桥梁上运输的装备，和在前方待架设桥梁的墩台桥跨上将整跨预制梁安装就位的装备及架设运输方法，以便提高工作效率，确保桥梁结构的整体性，显著减少桥梁结构后期使用的安全隐患。

本发明的整体装配式桥梁整跨梁运输架设装备，包括运输车单元和架桥装备；

所述运输车单元用于将整跨梁运输至待架设桥跨的架桥装备的位置；

所述架桥装备可被驱动的行走，包括龙门架结构和纵梁，所述龙门架结构沿纵向并列布置至少三个，所述纵梁穿过所有龙门架且设置于龙门架结构的横梁；至少位于前后两端的龙门架结构可沿纵梁移动；所述运输车单元可将整跨梁运输至龙门架结构下方；

所述纵梁上设有用于起吊整跨梁的吊车组，所述吊车组可被驱动的沿纵梁移动。

进一步，所述运输车单元为多个沿整跨梁长度方向分点承载整跨梁，包括运输车单元底盘和承载部，所述承载部通过球形副放置于运输车单元底盘。

进一步，所述运输车单元底盘包括驱动轮组件和带有球形凹陷的托盘，所述承载部下表面为可与托盘的球形凹陷配合形成球形副的球形凸面。

进一步，所述纵梁为至少两个沿横向并列设置且以可沿竖直轴线转动以及可被驱动的沿纵向移动的方式的设置于各龙门架结构的横梁。

进一步，所述横梁上位于龙门架结构的支撑立柱内侧与两个支撑立柱相邻分别设置一个行走立柱，所述行走立柱下端设置架桥装备驱动轮组件；所述支撑立柱和行走立柱均为可伸缩结构。

进一步，所述吊车组由多个沿纵向并列布置于纵梁的吊车构成，相邻吊车之间相互可驱动的连接，所述纵梁两端设有用于通过拉索驱动吊车沿纵向往复移动的驱动设备；所述纵梁设有沿纵向的吊车轨道槽，所述吊车设有用于与吊车轨道槽配合的吊车滚轮。

进一步，所述纵梁可沿纵向被驱动的相对于龙门架横梁移动，通过多自由度组件设置于横梁，所述多自由度组件包括横移小车和纵梁驱动设备，所述横移小车通过横移驱动轮以可被驱动的沿横梁移动的方式悬挂于横梁，所述纵梁驱动设备包括纵梁悬架和纵梁驱动轮，所述纵梁悬架设有用于通过纵梁的纵梁轨道槽，所述纵梁驱动轮设置于纵梁轨道槽且所述纵梁以可被摩擦驱动的方式支撑于所述纵梁驱动轮；所述纵梁悬架以可沿竖直轴线转动的方式悬挂于横移小车；且所述纵梁还设有向下延伸的用于安装吊车的部位。

进一步，两个行走立柱之间的距离小于整跨梁的宽度；所述吊车组的吊车之间在起吊整跨梁时智能联动使各吊缆处于均匀受力状态；所述纵梁可沿纵向被驱动的相对于龙门架横梁移动。

本发明还公开了一种整跨梁的安装施工方法，包括下列步骤：

A.驱动架桥装备到达待建桥梁的桥头，使靠后的至少两个龙门架形成对架桥装备的支撑且支撑在地面；

B.前移纵梁使前端达到待架设桥跨的桥墩上方，驱动运输车单元将待架设整跨梁运至纵梁下并对应于架桥装备的靠后的两个龙门架，将吊车组的吊索以待起吊的方式连接待架设的整跨梁；

C.前移前端的龙门架使该龙门架支撑在待架设桥跨的前方桥墩上，通过吊车组起吊整跨预制梁，驱动吊车组前移将整跨梁向前移至待架设桥跨位置并就位于待架设桥跨的前方桥墩的墩台上，将吊车组与就位的整跨梁分离；同时运输车单元离开并继续运输下一整跨梁；

D.后移前端的龙门架，驱动架桥装备沿步骤C中就位的整跨梁行走至该整垮梁的前端，并使纵梁前端到达后一待架设桥跨的前方桥墩上方；驱动运输车单元将后一待架设整跨梁运至纵梁下并对应于架桥装备的靠后的两个龙门架，将吊车组的吊索以待起吊的方式连接于该后一待架设的该整跨梁；重复步骤C；

E.重复步骤D直至桥梁全部整跨梁就位完成。

进一步，所述龙门架共三个沿纵向并列设置，步骤A中，通过各个龙门架上设置的行走立柱驱动使架桥装备到达待建桥梁的桥头，向下伸出靠后的两个龙门架的支撑立柱并通过该支撑立柱对架桥装备的支撑且支撑在地面，向上收起所有行走立柱；

步骤C中，前移前端的龙门架至前方桥墩上，向下伸出前端的龙门架的支撑立柱支撑在待架设桥跨的前方桥墩的墩台上；

步骤D中，向上收起前端的龙门架的支撑立柱，并后移前端的龙门架至中间的龙门架旁；

步骤A和D中，驱动架桥装备行走时，可以调整各个龙门架的横梁与纵梁之间的相交角度来适应限宽道路、隧道和满足平曲线桥梁的架设需要。

本发明的有益效果是：本发明的整体装配式桥梁整跨梁运输架设装备，针对宽度较大的公路及城市道路桥梁的整跨预制梁，能够在已建成道路、隧道及桥梁上运输的装备，和在前方待架设桥梁的墩台桥跨上将整跨预制梁安装就位的装备及架设运输方法；以最大限度减少桥梁建造的高空作业时间，提高工作效率，确保桥梁结构的整体性，显著减少桥梁结构后期使用的安全隐患；运梁和架桥可同时进行，显著缩短桥梁建造的施工工期；为一个区域或一条道路只需要一个桥梁结构预制厂提供了装备条件，使其能够实现高度集约式、整体化、装配式并高质量、高效率、高环保地完成整个区域或整条道路的桥梁建造。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为运输车单元结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为架桥装备结构示意图；

图4为图3侧视图；

图5为图3A处放大图；

图6为图4B处放大图；

图7为架桥机通过弯路示意图；

图8为架桥机通过狭窄或者限宽道路示意图。

图9a、9b、9c为本发明的方法流程示意图。

具体实施方式

如图1至图8所示：本发明公开了一种本发明的整体装配式桥梁整跨梁运输架设装备，包括运输车单元和架桥装备；

所述运输车单元用于将整跨梁1运输至待架设桥跨的架桥装备的位置；

所述架桥装备可被驱动的行走，可以是自带驱动轮驱动，如图所示，本实施例即是自带驱动轮驱动行走；架桥装备包括龙门架结构和纵梁10，所述龙门架结构沿纵向并列布置至少三个，本实施例为三个，纵向指的是桥梁的长度方向，与龙门架的宽度方向相对应；所述纵梁10穿过所有龙门架且设置于龙门架结构的横梁9；至少位于前后两端的龙门架结构可沿纵梁10移动，前端指的是向着桥梁的方向，也就是架桥过程中梁体逐渐就位的方向，当然，也可以是全部的的龙门架可移动，利于调整起吊过程中的受力状态；所述纵梁10可沿纵向被驱动的移动，可以是自带驱动轮驱动行走，也可以是由横梁9上设置驱动轮驱动其行走，在此不再赘述；所述运输车单元可将整跨梁运输至龙门架结构下方，要求运输车单元的宽度方向尺寸小于龙门架的内侧宽度(两个支撑立柱11之间的距离)；

所述纵梁10上设有用于起吊整跨梁的吊车组14，所述吊车组14可被驱动的沿纵梁10移动；设置方式可采用现有的任何机械驱动方式，且须在向下能够承载。

本实施例中，所述运输车单元为多个沿整跨梁1长度方向分点承载整跨梁1，即多个运输车单元共同支撑并运输整跨梁1，多个运输车单元之间可具有连接，利于空车驱动；包括运输车单元底盘和承载部2，所述承载部2通过球形副4放置于运输车单元底盘3，球形副具有较好的对中特点，使得多个运输车单元均匀承载，同时，可适应于弯道运行，避免运输中整跨梁受力不均匀，保证影响其后期使用。

本实施例中，所述运输车单元底盘3包括驱动轮组件和带有球形凹陷的托盘3，如图所示，驱动轮组件一般包括运输车单元驱动轮6、支撑于两个驱动轮之间的驱动轮轴7，托盘设置于驱动轮轴，设置方式属于一般的承载车辆，在此不再赘述，当然，还需要设置驱动动力，可以是发动机、电动等等，还需要有刹车装置、载重传感设备、液压设备等等行走控制设备8，属于现有技术，在此不再赘述；所述承载部2下表面为可与托盘3的球形凹陷配合形成球形副的球形凸面，如图所示，承载部2为一个下表面为球形面的承载板，可直接置放于托盘上，球形副需要具有一定的润滑，在此不再赘述。

本实施例中，所述纵梁10为至少两个沿横向并列设置且以可沿竖直轴线转动以及可被驱动的沿纵向移动的方式的设置于各龙门架结构的横梁9，本实施例纵梁10为两个，使得纵梁10与横梁9之间具有一定角度的转动，从而改变两个纵梁之间的距离，并使得龙门架可在纵向方向上倾斜，即本实施例架桥装备可以调整龙门架横梁9与纵梁10之间的相交角度来减小装备的全宽，以适应在限宽道路及隧道中行走的需要；还可以调整各龙门架横梁与纵梁之间的不同相交角度来满足平曲线桥梁的架设需要，提高适应能力。

本实施例中，所述横梁9上位于龙门架结构的支撑立柱11内侧与两个支撑立柱11相邻分别设置一个行走立柱12，所述行走立柱12下端设置架桥装备驱动轮组件；所述行走立柱12下端设置架桥装备驱动轮组件，架桥装备驱动轮组件包括行走驱动轮13以及轮轴，驱动方式可以是电动，或者发动机，以结构紧凑和简单为目的，可设置为轮内电机等等；所述支撑立柱11和行走立柱12均为可伸缩结构，伸缩结构可采用液压驱动、螺旋驱动等等，在此不再赘述。

本实施例中，所述吊车组14由多个沿纵向并列布置于纵梁的吊车构成，形成对整跨梁1的多点吊装，保证均匀受力；相邻吊车之间相互可驱动的连接，如图所示，相邻吊车之间通过拉索20连接；所述纵梁10两端设有用于通过拉索驱动吊车沿纵向往复移动的驱动设备21；如图所示，纵梁10可设置为局部中空的型材结构，中控部位安装驱动设备(卷扬机)，利用滑轮的转向达到最终驱动目的，在此不再赘述；所述纵梁10设有沿纵向的吊车轨道槽，所述吊车设有用于与吊车轨道槽配合的吊车滚轮19；如图所示，纵梁10下端面形成向下的开口槽，所述吊车轨道槽位于所述开口槽的两侧壁，两个吊车滚轮19对应位于两侧壁的吊车轨道槽内(两个为一对，一个吊车可以设置多对吊车滚轮沿纵向并列，增加承载能力，在此不再赘述)，两个吊车滚轮19之间通过吊车滚轮轴配合，吊车的吊装装备设置于吊装滚轮轴上，且沿吊车滚轮轴上并列设置两个，利于均匀吊装整跨梁。

本实施例中，所述纵梁10可沿纵向被驱动的相对于龙门架横梁9移动，纵梁10的纵向也就是龙门架的并列布置方向，纵梁10可相对于龙门架移动，及所有的龙门架都可相对纵梁移动；所述纵梁10通过多自由度组件设置于横梁9，所述多自由度组件包括横移小车16和纵梁驱动设备，所述横移小车16通过横移驱动轮11以可被驱动的沿横梁9移动的方式悬挂于横梁9，如图所示，横梁9上设置用于支撑横移小车的横移驱动轮的轨道，采用一般的机械结构即可，驱动方式可采用现有的动力，比如电机等，在此不再赘述；横移的结构可调整所述纵梁10的横向位置，以适应于整跨梁的吊装；所述纵梁驱动设备包括纵梁悬架15和纵梁驱动轮18，所述纵梁悬架15设有用于通过纵梁10的纵梁轨道槽，所述纵梁驱动轮18设置于纵梁轨道槽且所述纵梁10以可被摩擦驱动的方式支撑于所述纵梁驱动轮18；摩擦驱动指的是由于纵梁10位于纵梁驱动轮上，纵梁驱动轮转动时靠纵梁驱动轮外圆与纵梁之间的摩擦驱动纵梁移动；所述纵梁悬架15以可沿竖直轴线转动的方式悬挂于横移小车，如图所示，纵梁悬架15上部通过转动铰接副22(纵向截面为T形配合结构形成悬挂，可设置必要的减摩结构，比如轴承或者耐磨衬层等)悬挂于横移小车，下端形成开口槽，两个纵梁驱动轮18分别设置于(两个为一对，同样可以设置多对沿纵向布置)开口槽两侧壁，纵梁上部形成分别担在两个驱动轮18上的翼板，从而形成将纵梁悬挂于纵梁悬架上的结构，同时，在所述开口槽的槽底还有用于抵住纵梁10上表面并用于驱动的第二纵梁驱动轮17，增加纵梁的受力均匀性以及行进的稳定性，驱动动力可采用现有技术的结构，在此不再赘述；且所述纵梁还设有向下延伸的用于安装吊车的部位，即前述的吊车轨道槽。

本实施例中，同一龙门架的两个行走立柱12之间的距离小于整跨梁的宽度；便于在就位后的整跨梁1上行走；所述吊车组14的吊车之间在起吊整跨梁时智能联动使各吊缆处于均匀受力状态，即可通过电子传感设备获取各点的起吊力和起吊高度，控制各个吊车的受力，从而保证整跨梁在起吊过程中均匀受力且起吊高度协调一致；通过传感设备获取起吊力以及起吊高度，将获取的信号发送至吊车控制中心用于控制各个吊车的起吊高度和起吊力，达到智能联动的效果。

本发明还公开了一种整跨梁的安装施工方法，如图9a、9b、9c所示，包括下列步骤：

A.驱动架桥装备到达待建桥梁的桥头，使靠后的至少两个龙门架b、c形成对架桥装备的支撑且支撑在地面；一般支撑在桥头的道路上和桥头的桥台上；

B.前移纵梁使前端达到待架设桥跨的桥墩上方，驱动运输车单元d将待架设整跨梁运至纵梁下并对应于架桥装备的靠后的两个龙门架，将吊车组的吊索以待起吊的方式连接待架设的整跨梁；

C.前移前端的龙门架a使该龙门架支撑在待架设桥跨的前方桥墩上，通过吊车组起吊整跨预制梁，驱动吊车组前移将整跨梁向前移至待架设桥跨位置并就位于待架设桥跨的前方桥墩的墩台上，将吊车组与就位的整跨梁分离；同时运输车单元离开并继续运输下一整跨梁；

D.后移前端的龙门架a，驱动架桥装备沿步骤C中就位的整跨梁行走至该整垮梁的前端，并使纵梁前端到达后一待架设桥跨的前方桥墩上方，纵梁可以在架设完前述的整体梁后向后移动以便于运输，也可以是不移动而直接驱动架桥装备(平衡性能够保证的前提下)；驱动运输车单元将后一待架设整跨梁运至纵梁下并对应于架桥装备的靠后的两个龙门架b、c，将吊车组的吊索以待起吊的方式连接于该后一待架设的该整跨梁；重复步骤C；

E.重复步骤D直至桥梁全部整跨梁就位完成。

本实施例中，所述龙门架共三个沿纵向并列设置，步骤A中，通过各个龙门架上设置的行走立柱驱动使架桥装备到达待建桥梁的桥头，向下伸出靠后的两个龙门架的支撑立柱并通过该支撑立柱对架桥装备的支撑且支撑在地面，向上收起所有行走立柱；

步骤C中，前移前端的龙门架a至前方桥墩上，向下伸出前端的龙门架的支撑立柱支撑在待架设桥跨的前方桥墩的墩台上；

步骤D中，向上收起前端的龙门架a的支撑立柱，并后移前端的龙门架a至中间的龙门架b旁(或者靠近)；

步骤A和D中，驱动架桥装备行走时，可以调整各个龙门架的横梁与纵梁之间的相交角度来适应限宽道路、隧道和满足平曲线桥梁的架设需要。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳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，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种整体装配式桥梁整跨梁运输架设装备，其特征在于：包括运输车单元和架桥装备；

所述运输车单元用于将整跨梁运输至待架设桥跨的架桥装备的位置；

所述架桥装备可被驱动的行走，包括龙门架结构和纵梁，所述龙门架结构沿纵向并列布置至少三个，所述纵梁穿过所有龙门架且设置于龙门架结构的横梁；至少位于前后两端的龙门架结构可沿纵梁移动；所述运输车单元可将整跨梁运输至龙门架结构下方；

所述纵梁上设有用于起吊整跨梁的吊车组，所述吊车组可被驱动的沿纵梁移动；

所述纵梁可沿纵向被驱动的相对于龙门架横梁移动，通过多自由度组件设置于横梁，所述多自由度组件包括横移小车和纵梁驱动设备，所述横移小车通过横移驱动轮以可被驱动的沿横梁移动的方式悬挂于横梁，所述纵梁驱动设备包括纵梁悬架和纵梁驱动轮，所述纵梁悬架设有用于通过纵梁的纵梁轨道槽，所述纵梁驱动轮设置于纵梁轨道槽且所述纵梁以可被摩擦驱动的方式支撑于所述纵梁驱动轮；所述纵梁悬架以可沿竖直轴线转动的方式悬挂于横移小车；且所述纵梁还设有向下延伸的用于安装吊车的部位。

2.根据权利要求1所述的整体装配式桥梁整跨梁运输架设装备，其特征在于：所述运输车单元为多个沿整跨梁长度方向分点承载整跨梁，包括运输车单元底盘和承载部，所述承载部通过球形副放置于运输车单元底盘。

3.根据权利要求2所述的整体装配式桥梁整跨梁运输架设装备，其特征在于：所述运输车单元底盘包括驱动轮组件和带有球形凹陷的托盘，所述承载部下表面为可与托盘的球形凹陷配合形成球形副的球形凸面。

4.根据权利要求1所述的整体装配式桥梁整跨梁运输架设装备，其特征在于：所述纵梁为至少两个沿横向并列设置且以可沿竖直轴线转动以及可被驱动的沿纵向移动的方式的设置于各龙门架结构的横梁。

5.根据权利要求4所述的整体装配式桥梁整跨梁运输架设装备，其特征在于：所述横梁上位于龙门架结构的支撑立柱内侧与两个支撑立柱相邻分别设置一个行走立柱，所述行走立柱下端设置架桥装备驱动轮组件；所述支撑立柱和行走立柱均为可伸缩结构。

6.根据权利要求4所述的整体装配式桥梁整跨梁运输架设装备，其特征在于：所述吊车组由多个沿纵向并列布置于纵梁的吊车构成，相邻吊车之间相互可驱动的连接，所述纵梁两端设有用于通过拉索驱动吊车沿纵向往复移动的驱动设备；所述纵梁设有沿纵向的吊车轨道槽，所述吊车设有用于与吊车轨道槽配合的吊车滚轮。

7.根据权利要求5所述的整体装配式桥梁整跨梁运输架设装备，其特征在于：两个行走立柱之间的距离小于整跨梁的宽度；所述吊车组的吊车之间在起吊整跨梁时智能联动使各吊缆处于均匀受力状态；所述纵梁可沿纵向被驱动的相对于龙门架横梁移动。

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