CN108677742B - 全预制桥墩、承台及梁体装配化施工的移动悬臂式架桥机 - Google Patents

Abstract

一种全预制桥墩、承台及梁体装配化施工的移动悬臂式架桥机，包括主梁、前支腿、拉杆系统、中支腿、前起重小车、后起重小车、后支腿和动力系统，所述主梁的前端通过前支腿进行支撑、后端通过后支腿进行支撑、中部通过中支腿进行支撑，所述主梁为箱型双主梁结构，其包含位于两侧且相互对称的梁体；由此，本发明针对现有桥梁施工预制化装配技术的不足进行解决，不仅可以实现常规操作中桥梁梁体的架设，同时还能实现预制化桥墩及承台的安装，极大地提高桥梁的施工质量，缩短工程施工周期。

Description

全预制桥墩、承台及梁体装配化施工的移动悬臂式架桥机

技术领域

本发明涉及架桥机的技术领域，尤其涉及一种全预制桥墩、承台及梁体装配化施工的移动悬臂式架桥机。

背景技术

桥梁施工工程主要分为下部工程和上部工程，下部工程主要包括：桥墩、承台和地下基础(打桩)三部分组成；上部工程主要为跨越障碍的主要承重结构，即桥梁梁体。目前桥梁施工时，上部结构和下部结构分开施工，通常将下部结构完成后，再进行上部结构的施工。

国内对桥梁的上部结构进行预制及装配化施工的研究与应用已经十分成熟。各种类型和跨度的梁体、T梁和架桥机在公铁路的桥梁建设中广泛运用，梁体已经完全实现了工业化生产和机械化装配。

近年来桥梁施工中，桥梁上部结构施工逐渐采用运梁车和架桥机等施工设备架设预制梁的方式实现了装配化施工，但桥梁下部结构仍主要采用现浇方式施工。现浇方式施工周期长，难以控制施工的质量，而且施工周期也很容易受到外界诸多因素的影响。

对于桥梁下部结构(主要是承台和桥墩)的装配化施工研究，我国起步较晚，研究及应用较少，也没有对应的专业施工设备。极少量实现了桥梁下部结构预制及装配化的案例，也是在平原地区，桥墩高度较低的前提下，依赖汽车吊吊装，实现的下部结构装配化施工。如果周围施工环境不满足较大构件的运输，或者不满足汽车吊的站位需求(比如山区桥梁的施工环境)，则无法实现下部结构的预制化及装配化施工，不具备推广意义。

因此，有必要以桥梁上部及下部结构构件完全预制化生产、装配式施工为目标，研制设计一套新型施工设备，来同时实现桥梁上部结构和下部结构的施工工艺，且不受地形影响。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种全预制桥墩、承台及梁体装配化施工的移动悬臂式架桥机，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全预制桥墩、承台及梁体装配化施工的移动悬臂式架桥机，针对现有桥梁施工预制化装配技术的不足进行解决，不仅可以实现常规操作中桥梁梁体的架设，同时还能实现预制化桥墩及承台的安装，极大地提高桥梁的施工质量，缩短工程施工周期。

为解决上述问题，本发明公开了一种全预制桥墩、承台及梁体装配化施工的移动悬臂式架桥机，包括主梁、前支腿、拉杆系统、中支腿、前起重小车、后起重小车、后支腿和动力系统，其特征在于：

所述主梁的前端通过前支腿进行支撑、后端通过后支腿进行支撑、中部通过中支腿进行支撑，所述主梁为箱型双主梁结构，其包含位于两侧且相互对称的梁体，各所述梁体的上部内侧形成一梯形台阶，所述梯形台阶上设有上部轨道，各所述梁体的下表面两侧设有下部轨道，且各梁体的腹板两侧设有耳梁，所述前起重小车和后起重小车在各梁体上部的上部轨道上进行移动。

其中：所述前支腿包含前梁，所述前梁的上部两侧分别对应主梁的梁体设有前托挂轮机构，所述前托挂轮机构包含位于梁体的两下部轨道上的前托轮以及位于梁体两侧耳梁上的前挂轮，且同侧的前托轮和前挂轮通过连接板进行连接。

其中：两前托轮和前梁之间设有支撑台和横移油缸，所述支撑台提供前梁对主梁的支撑，而连接于支撑台的横移油缸用来调整主梁角度以实现曲线梁架设。

其中：所述前梁设有两伸缩柱，两伸缩柱设有多个定位销孔，以通过定位销和前梁上的销孔实现伸缩柱伸缩后的定位。

其中：所述中支腿包中梁，所述中梁的两侧分别对应主梁的梁体设有中托挂轮机构，所述中托挂轮机构包含位于梁体的两下部轨道上的中托轮以及位于梁体两侧耳梁上的中挂轮，且同侧的中托轮和中挂轮通过连接板进行连接。

其中：所述中梁上间隔设有多个液压支撑机构以调整整机支撑高度来适应架设坡度。

其中：所述后支腿包含后梁，所述后梁的上表面通过伸缩支撑座对主梁进行支撑，所述后梁的下表面设有多个走行轮组以驱动整机走行过孔，且所述后梁设有锚固装置以处于悬臂状态时将后支腿锚固在梁体上来保证整机的纵向稳定性。

其中：所述拉杆系统包括立柱、多根前拉杆和多根后拉杆，所述立柱设于主梁的中部，所述各前拉杆的一端连接于立柱的上端，另一端则间隔连接至主梁的前部，所述各后拉杆的一端连接于立柱的上端，另一端则间隔连接至主梁的后部。

其中：所述前拉杆和后拉杆位于立柱两侧布置以保证主梁的结构要求。

其中：所述移动悬臂式架桥机的具体操作步骤如下：

步骤一，初始状态整机处于准备过孔状态；

步骤二，前支腿和中支腿支撑可靠，解除后支腿上的锚固，后支腿驱动整机向前走行；

步骤三，收起中支腿，中支腿沿主梁向前移动，放下中支腿；

步骤四，后支腿驱动整机向前走行10米，前运梁车和后运梁车同步将梁下结构运至尾部；

步骤五，将后支腿锚固，前运梁车和后运梁车同步将梁下结构运至预定位置；

步骤六，后起重小车后退至梁下结构尾部起吊位置，前起重小车和后起重小车同步将梁下结构起吊至高位；

步骤七，前起重小车和后起重小车同步走行到位；

步骤八，后起重小车起升钢丝绳慢慢下降；

步骤九，当梁下结构处于垂直状态时解除梁下结构上后起重小车起升钢丝绳，然后收起起升钢丝绳，后退至主梁尾部；

步骤十，前起重小车起吊梁下结构走行至待安装位置；

步骤十一，前起重小车对位安装梁下结构，安装完后前起重小车后退至主梁尾部；

步骤十二，解开前支腿支撑，驱动前支腿沿主梁移动，前运梁车和后运梁车同步将梁体运至尾部；

步骤十三，支撑前支腿，前运梁车和后运梁车同步将梁体运送到位；

步骤十四，前起重小车移动到梁体前端起吊位置，将梁体前端吊起，前起重小车和后运梁车同步走行，后起重小车移动到梁体尾部起吊位置；

步骤十五，后起重小车吊起梁体尾部，前起重小车和后起重小车同步吊梁至待架位置；

步骤十六，前起重小车和后起重小车同步对位落梁。

通过上述结构可知，本发明的全预制桥墩、承台及梁体装配化施工的移动悬臂式架桥机具有如下效果：

1、可以实现梁体的架设，同时还能实现预制化桥墩的安装，提高了施工效率，降低了人工劳动强度。

2、集桥墩安装、梁体架设等功能为一体，提高桥梁的工业化建造技术。

本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。

附图说明

图1显示了本发明的全预制桥墩、承台及梁体装配化施工的移动悬臂式架桥机的结构示意图。

图1-1为图1中A-A向的剖视图。

图1-2为图1中B-B向的剖视图。

图1-3为图1中C-C向的剖视图。

图2显示了本发明中主梁的结构示意图。

图3显示了本发明中前支腿的结构示意图。

图3-1显示了图3中的放大示意图。

图4显示了本发明中中支腿的结构示意图。

图4-1显示了图4中的放大示意图。

图5显示了本发明中后支腿的结构示意图。

图6显示了本发明中栏杆系统的结构示意图。

图7-1至图7-16显示了本发明中施工工法的示意图。

具体实施方式

参见图1至图6，显示了本发明的全预制桥墩、承台及梁体装配化施工的移动悬臂式架桥机。

所述全预制桥墩、承台及梁体装配化施工的移动悬臂式架桥机可包括主梁1、前支腿2、拉杆系统3、中支腿4、前起重小车5、后起重小车6、后支腿7、动力系统8，还可设有作为架桥机的配套运输设备的前运梁车9和后运梁车10。

参见图1所示，所述主梁1的前端通过前支腿2进行支撑、后端通过后支腿7进行支撑、中部通过中支腿4进行支撑，所述拉杆系统3、前起重小车5、后起重小车6和动力系统8设置于主梁1上，所述前运梁车9和后运梁车10设置于主梁1的下方。

如图2所示，所述主梁1为箱型双主梁结构，其包含位于两侧且相互对称的梁体，各所述梁体的上部内侧形成一梯形台阶，所述梯形台阶上设有上部轨道11，各所述梁体的下表面两侧设有下部轨道13，且各梁体的腹板两侧设有耳梁12。所述前起重小车5和后起重小车6可在各梁体上部的上部轨道上进行移动。

如图3和图3-1所示，所述前支腿2包含前梁，所述前梁的上部两侧分别对应主梁的梁体设有前托挂轮机构，所述前托挂轮机构包含位于梁体的两下部轨道13上的前托轮23以及位于梁体两侧耳梁12上的前挂轮22，且同侧的前托轮23和前挂轮22通过连接板进行连接，位于梁体外侧的前挂轮22上设有驱动机构，以保证前支腿2可以在主梁1的耳梁上移动。两前托轮23和前梁之间设有支撑台和横移油缸，所述支撑台提供前梁对主梁的支撑，而连接于支撑台横移油缸作用是调整主梁角度，实现曲线梁架设，且所述前梁设有两伸缩柱21，两伸缩柱21的下端铰接有支撑部，两伸缩柱21上可设有多个定位销孔，以通过定位销和前梁上的销孔实现伸缩柱21伸缩后的定位，从而保证整机在架设末孔梁时，实现大收缩，可以使前支腿2直接踩在末孔梁上支撑整机。

如图4和图4-1所示，所述中支腿42包中梁，所述中梁的两侧分别对应主梁的梁体设有中托挂轮机构，所述中托挂轮机构包含位于梁体的两下部轨道13上的中托轮43以及位于梁体两侧耳梁12上的中挂轮42，且同侧的中托轮43和中挂轮42通过连接板进行连接，位于梁体外侧的中挂轮42上设有驱动机构，以保中支腿4可以在主梁1的耳梁上移动。所述中梁上间隔设有多个液压支撑机构41，可以调整整机支撑高度，适应架设坡度。

如图5所示，所述后支腿7包含后梁，所述后梁的上表面通过伸缩支撑座对主梁进行支撑，所述后梁的下表面设有多个走行轮组，可以驱动整机走行过孔，且所述后梁设有锚固装置，当整机处于悬臂状态时，将后支腿7锚固在梁体上，保证整机的纵向稳定性。

如图6所示，所述拉杆系统3包括立柱31、多根前拉杆32和多根后拉杆33，所述立柱31设于主梁1的中部，所述各前拉杆32的一端连接于立柱31的上端，另一端则间隔连接至主梁1的前部，所述各后拉杆33的一端连接于立柱31的上端，另一端则间隔连接至主梁1的后部，且优选的是，所述前拉杆和后拉杆位于立柱两侧布置，从而在安装桥墩工况时，整机处于悬臂状态，主梁1前悬臂弯矩过大，下挠厉害，主梁1结构无法满足架设要求。前拉杆可以将主梁1前端受到的力传递给立柱，再传递给后拉杆，继而传递到主梁1后端，保证了主梁1结构能够适应此工况架设要求。

其中，所述前起重小车5和后起重小车6上设有起升系统，可以实现桥墩、承台及梁体的起吊作业。

其中，所述动力系统8设置于主梁后端，以为整机提供动力，保证装备的正常运行。

其中，所述前运梁车9和后运梁车10可以实现桥墩、梁体的运输作业以及整机的驮运作业。

本发明的作业流程包括梁体的架设、预制化桥墩和承台的安装和整机过孔。该作业流程具体步骤如下：(由于桥梁下部结构设计各式各样，步骤里面的梁下结构统指桥墩、盖梁及承台等桥梁的下部结构)

步骤一，如图7-1所示，为上述移动悬臂式架桥机的初始状态，整机处于准备过孔状态；

步骤二，如图7-2所示，前支腿2和中支腿4支撑可靠，解除后支腿7上的锚固，后支腿7驱动整机向前走行40米；

步骤三，如图7-3所示，收起中支腿4液压支撑，中支腿4沿主梁1向前移动50米，放下中支腿4液压支撑；

步骤四，如图7-4所示，后支腿7驱动整机向前走行10米，前运梁车9和后运梁车10同步将梁下结构11运至尾部；

步骤五，如图7-5所示，将后支腿7锚固，前运梁车9和后运梁车10同步将梁下结构11运至如图7-5所示位置；

步骤六，如图7-6所示，后起重小车6后退至梁下结构11尾部起吊位置，前起重小车5和后起重小车6同步将梁下结构11起吊至高位，同时，前运梁车9和后运梁车10后退返回梁场，准备取梁；

步骤七，如图7-7所示，前起重小车5和后起重小车6同步走行28米到如图7-7所示位置；

步骤八，如图7-8所示，后起重小车6起升钢丝绳慢慢下降；

步骤九，如图7-9所示，当梁下结构11处于垂直状态时解除梁下结构11上后起重小车6起升钢丝绳，然后收起起升钢丝绳，后退至主梁1尾部；

步骤十，如图7-10所示，前起重小车5起吊梁下结构11走行至如图7-10所示待安装位置；

步骤十一，如图7-11所示，前起重小车对位安装梁下结构11，安装完后前起重小车5后退至主梁1尾部；

步骤十二，如图7-12所示，解开前支腿2支撑，驱动前支腿2沿主梁1移动50米，前运梁车9和后运梁车10同步将梁体12运至尾部；

步骤十三，如图7-13所示，支撑前支腿2，前运梁车9和后运梁车10同步将梁体12运至如图7-13所示位置；

步骤十四，如图7-14所示，前起重小车5移动到梁体12前端起吊位置，将梁体12前端吊起，前起重小车5和后运梁车10同步走行到如图7-14所示位置，后起重小车6移动到梁体12尾部起吊位置；

步骤十五，如图7-15所示，后起重小车6吊起梁体12尾部，前起重小车5和后起重小车6同步吊梁至待架位置，前运梁车9和后运梁车10后退返回梁场准备取梁下结构；

步骤十六，如图7-16所示，前起重小车5和后起重小车6同步对位落梁。至此，整机过孔、桥墩安装、梁体架设一个工作循环完成；

由此，本发明的优点在于：

1、可以实现梁体的架设，同时还能实现预制化桥墩的安装，提高了施工效率，降低了人工劳动强度。

2、集桥墩安装、梁体架设等功能为一体，提高桥梁的工业化建造技术。

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。

Claims (6)

1.一种全预制桥墩、承台及梁体装配化施工的移动悬臂式架桥机，包括主梁、前支腿、拉杆系统、中支腿、前起重小车、后起重小车、后支腿和动力系统，其特征在于：

所述主梁的前端通过前支腿进行支撑、后端通过后支腿进行支撑、中部通过中支腿进行支撑，所述主梁为箱型双主梁结构，其包含位于两侧且相互对称的梁体，各所述梁体的上部内侧形成一梯形台阶，所述梯形台阶上设有上部轨道，各所述梁体的下表面两侧设有下部轨道，且各梁体的腹板两侧设有耳梁，所述前起重小车和后起重小车在各梁体上部的上部轨道上进行移动；

所述前支腿包含前梁，所述前梁的上部两侧分别对应主梁的梁体设有前托挂轮机构，所述前托挂轮机构包含位于梁体的两下部轨道上的前托轮以及位于梁体两侧耳梁上的前挂轮，且同侧的前托轮和前挂轮通过连接板进行连接；

所述中支腿包中梁，所述中梁的两侧分别对应主梁的梁体设有中托挂轮机构，所述中托挂轮机构包含位于梁体的两下部轨道上的中托轮以及位于梁体两侧耳梁上的中挂轮，且同侧的中托轮和中挂轮通过连接板进行连接；

所述后支腿包含后梁，所述后梁的上表面通过伸缩支撑座对主梁进行支撑，所述后梁的下表面设有多个走行轮组以驱动整机走行过孔，且所述后梁设有锚固装置以处于悬臂状态时将后支腿锚固在梁体上来保证整机的纵向稳定性，所述拉杆系统包括立柱、多根前拉杆和多根后拉杆，所述立柱设于主梁的中部，所述各前拉杆的一端连接于立柱的上端，另一端则间隔连接至主梁的前部，所述各后拉杆的一端连接于立柱的上端，另一端则间隔连接至主梁的后部。

2.如权利要求1所述的移动悬臂式架桥机，其特征在于：两前托轮和前梁之间设有支撑台和横移油缸，所述支撑台提供前梁对主梁的支撑，而连接于支撑台的横移油缸用来调整主梁角度以实现曲线梁架设。

3.如权利要求1所述的移动悬臂式架桥机，其特征在于：所述前梁设有两伸缩柱，两伸缩柱设有多个定位销孔，以通过定位销和前梁上的销孔实现伸缩柱伸缩后的定位。

4.如权利要求1所述的移动悬臂式架桥机，其特征在于：所述中梁上间隔设有多个液压支撑机构以调整整机支撑高度来适应架设坡度。

5.如权利要求1所述的移动悬臂式架桥机，其特征在于：所述前拉杆和后拉杆位于立柱两侧布置以保证主梁的结构要求。

6.如权利要求1所述的移动悬臂式架桥机，其特征在于：所述移动悬臂式架桥机的具体操作步骤如下：

步骤一，初始状态整机处于准备过孔状态；

步骤二，前支腿和中支腿支撑可靠，解除后支腿上的锚固，后支腿驱动整机向前走行；

步骤三，收起中支腿，中支腿沿主梁向前移动，放下中支腿；

步骤四，后支腿驱动整机向前走行10米，前运梁车和后运梁车同步将梁下结构运至尾部；

步骤五，将后支腿锚固，前运梁车和后运梁车同步将梁下结构运至预定位置；

步骤六，后起重小车后退至梁下结构尾部起吊位置，前起重小车和后起重小车同步将梁下结构起吊至高位；

步骤七，前起重小车和后起重小车同步走行到位；

步骤八，后起重小车起升钢丝绳慢慢下降；

步骤九，当梁下结构处于垂直状态时解除梁下结构上后起重小车起升钢丝绳，然后收起起升钢丝绳，后退至主梁尾部；

步骤十，前起重小车起吊梁下结构走行至待安装位置；

步骤十一，前起重小车对位安装梁下结构，安装完后前起重小车后退至主梁尾部；

步骤十二，解开前支腿支撑，驱动前支腿沿主梁移动，前运梁车和后运梁车同步将梁体运至尾部；

步骤十三，支撑前支腿，前运梁车和后运梁车同步将梁体运送到位；

步骤十四，前起重小车移动到梁体前端起吊位置，将梁体前端吊起，前起重小车和后运梁车同步走行，后起重小车移动到梁体尾部起吊位置；

步骤十五，后起重小车吊起梁体尾部，前起重小车和后起重小车同步吊梁至待架位置；

步骤十六，前起重小车和后起重小车同步对位落梁。