CN108755452B - 一种高稳定性缆索式桥梁检修装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高稳定性缆索式桥梁检修装置，主要包括缆索机构、行走机构和桁架平台三个部分，通过缆索机构吊起桁架平台，再由行走机构控制桁架平台的移动，完成桥底的检修工作。本发明实现桥梁检修工程全程在桥底进行的方式，无需占用桥面上行车道，解决了传统桥梁检修工程妨碍交通的问题。同时，本发明应用了液压系统，除了能对桥梁主体四周检修外，还能对桥墩等底部支撑结构检修，安全可靠。

Description

一种高稳定性缆索式桥梁检修装置

技术领域

涉及桥梁维护工程领域，特别涉及一种桥梁检修所用的设备。

技术背景

随着经济迅速发展，我国已然成为世界上桥梁总量第一的桥梁大国，桥梁的质量及施工技术已达到世界领先水平。虽然如此，但桥梁后期检修保养的工作一直以来都远落后于英、美、日等发达国家，近年来我国开始逐渐重视桥梁检修工作，以港珠澳大桥为例，桥梁检修车共有28台梁外检查车和34台梁内检查车，可见我国桥梁工程领域上的重大进步，也隐意出桥梁检修行业前景广泛。

在形式多样的桥梁检修设备中，主要分为专用桥梁检修设备和通用桥梁检修车。专用桥梁检修设备主要是为大中型桥梁定制，如武汉长江大桥、港珠澳大桥等，桥的规模便决定了其检修工程量较大，一般不适用于普通中小型桥梁，而通用桥梁检修车相对来说比较常见，其灵活多用性决定了能广泛适用于中小型桥梁的检修。美中不足的是，通用桥梁检修车工作时须在桥面占用行车道，才能保证其设备的安全，若在车流量高峰期，桥梁检修工作就必定会影响交通堵塞，造成不良影响。现桥梁检修工作都会避开车流量高峰期，此解决方法并不是长久之计，因此我国需要攻克现阶段技术难题，在桥梁检修领域有所创新。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高稳定性缆索式桥梁检修装置，主要包括缆索机构、行走机构和桁架平台三个部分。所述缆索机构主要由缆索、地锚和固定鞍组成；所述缆索有两条，材料为高强度平行钢绞线，设置在桥底下平行穿过两桥墩之间，缆索的两端分别连接地锚；所述地锚固定在需检修桥梁的桥头和桥尾的地下；所述固定鞍设置在所述地锚处前端的地上，所述缆索两端分别经过所述固定鞍导向后连接地锚。所述行走机构主要由调控装置、卷扬机和牵引索组成，所述调控装置为矩形盒状，外部材质为高强度金属合金，在其内部中央设置有一伸缩式液压杠，特别的是，所述伸缩式液压缸的缸筒扁圆柱体，缸筒的底部设有三个多级活塞杆，三个多级活塞杆在缸筒底部呈等距环形阵列分布；在所述伸缩式液压缸顶部设置有一个伺服电机，所述伺服电机的转轴与所述伸缩式液压缸顶部固定连接；所述调控装置内部还设有电源、控制器和红外接收器相互电性连接；所述调控装置的外部左右侧面分别设有两个固定板，固定板上连接有高强度的纤维钢索，纤维钢索另一端设有扣环，分别滑动连接在所述缆索上，在固定板下方还分别设有一个自动回收轮，自动回收轮通过其转轴上的电机控制；所述调控装置的外部顶面设有牵引环固定。所述卷扬机在桥头和桥尾分别设置一台，共两台。所述牵引索连接固定且穿过所述调控装置外部顶面的牵引环，牵引索的两端分别平行延伸至所述卷扬机处连接固定。所述桁架平台由万能杆件经过焊接、插销或螺栓连接而成，桁架平台主要分为站台和扶梯；所述站台顶端中点处与所述伸缩式液压缸的三个活塞杆连接固定，站台的前后端两侧护栏设计为延伸出一定长度，且端部设有连接钢板Ⅰ向下延伸约5～10cm，连接钢板Ⅰ上侧设有螺栓孔，下侧延伸凸出部分设有铰链与扶梯连接固定，站台的前后端两侧护栏上分别设有一对上回收滑车组，上回收滑车组后侧分别还设有一组固定环，固定环上板系有平衡索，平衡索的另一端直接连接固定所述自动回收轮，与上回收滑车组距离一个扶梯长度的护栏下侧设有一对下回收滑车组；所述扶梯水平安置在所述站台的底部，扶梯一端也设置有与所述连接钢板Ⅰ相同的连接钢板Ⅱ，连接钢板Ⅱ镶嵌固定在扶梯底部，连接钢板Ⅱ的一侧与连接钢板Ⅰ的下侧铰链连接，连接钢板Ⅱ以铰链连接处为中心的顺时针旋转可重合连接钢板Ⅰ，且同侧扶梯下方还设有回收索固定，并连接上回收滑车组，在扶梯的另一端也固定有回收索，连接下回收滑车组，使扶梯可吊装在站台底部。

本发明的工作原理及使用方法如下：

桥梁检修工程开始时，先安装缆索机构，将两条缆索沿桥梁底部平行拉伸拉紧，固定好桥头和桥尾两端地锚，然后从桥头或桥尾任意一端安装行走机构，将调控装置两侧的四个扣环扣在所述缆索上，同时固定好牵引索与调控装置、卷扬机之间的连接，检验各部分安全受力情况即可开始进行桥梁检修。在桥梁检修过程中，桥头和桥尾两端工作人员通过牵引索控制调控装置和桁架平台的进退，桁架平台上的工作人员可通过遥控设备控制调控装置内伺服电机的转动及伸缩式液压缸活塞杆的伸缩，伺服电机的转动带动整个桁架平台水平转动，可使桁架平台灵活避开的桥墩及其他障碍物，活塞杆的伸缩控制桁架平台升降，可检测除了桥梁主体外桥墩等其他底座结构。在需要检修桥梁两侧面时，通过松开桁架平台的下回收滑车组中回收绳，缓慢放下扶梯的一端，同时收紧上回收滑车组中回收绳，使扶梯以连接钢板Ⅱ的铰链处为圆心支点转动上升至桁架平台上方，并与桁架平台垂直，此时扶梯的连接钢板Ⅱ与桁架平台的连接钢板Ⅰ重合，加螺栓在其螺栓孔上固定好，收紧上回收滑车组的回收绳，即可将扶梯架起对桥梁两侧进行检测。由于缆索结构的特性，在施工过程中桁架平台上人员和设备分布不均经常会导致桁架平台不平稳，作为优选，在所述调整装置上设置的自动回收轮，通过平衡索牵引固定桁架平台的两端，当桁架平台有倾覆危险时，所述调整装置内的平衡感应器会感应出哪边受力不均匀，随后控制器将控制自动回收轮回收或释放平衡索来调整桁架平台，大大提高设备施工时的稳定性和安全性。

本发明的有益效果：本发明采用缆索机构，将所有桥梁检修设备吊装在桥梁底，通过特殊的行走机构控制检修桁架平台，实现桥梁检修工程全程在桥底进行的方式，无需占用桥面上行车道，解决了传统桥梁检修工程妨碍交通的问题。同时，本发明应用了液压系统，使本发明除了能对桥梁主体四周检修外，还能对桥墩等底部支撑结构检修，大大提高了桥梁检修设备的功能性，特殊的平衡索机构也大大地增强本发明的稳定性和安全性。

附图说明

图1是所述一种高稳定性缆索式桥梁检修装置的正面图。

图2是所述一种高稳定性缆索式桥梁检修装置的侧面图。

图3是所述一种高稳定性缆索式桥梁检修装置中缆索机构和行走机构在桥梁头尾两端固定图。

图4是所述一种高稳定性缆索式桥梁检修装置中调控装置部件详图。

图5是所述一种高稳定性缆索式桥梁检修装置中调控装置底面图。

图6是所述一种高稳定性缆索式桥梁检修装置中桁架平台结构大样图。

图7是所述一种高稳定性缆索式桥梁检修装置工作时绕开桥墩障碍物方法步骤图。

附图中标记如下：1.桥梁主体；2.桁架平台；3.调控装置；4.缆索；5.桥墩；6.牵引索；7.地锚；8.固定鞍；9.卷扬机；10.伸缩式液压缸；11.伺服电机；12.电源；13.控制器；14.红外接收器；15.牵引环；16.固定板；17.纤维钢索；18.扣环；19.上回收滑车组；20.下回收滑车组；21.连接钢板Ⅰ；22.螺栓孔；23.铰链；24.连接钢板Ⅱ；25.扶梯；26.回收索；27.固定环；28.平衡索；29.自动回收轮；30.平衡传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施进一步说明。

实施例：

如附图所示，一种高稳定性缆索式桥梁检修装置，主要包括缆索机构、行走机构和桁架平台2三个部分。所述缆索机构主要由缆索4、地锚7和固定鞍8组成；所述缆索4有两条，材料为高强度平行钢绞线，设置在桥底下平行穿过两桥墩5之间，缆索4的两端分别连接地锚7；所述地锚7固定在需检修桥梁的桥头和桥尾的地下；所述固定鞍8设置在所述地锚7处前端的地上，所述缆索4两端分别经过所述固定鞍8导向后连接地锚7。所述行走机构主要由调控装置3、卷扬机9和牵引索6组成，所述调控装置3为矩形盒状，外部材质为高强度金属合金，在其内部中央设置有一伸缩式液压杠，特别的是，所述伸缩式液压缸10的缸筒扁圆柱体，缸筒的底部设有三个多级活塞杆，三个多级活塞杆在缸筒底部呈等距环形阵列分布；在所述伸缩式液压缸10顶部设置有一个伺服电机11，所述伺服电机11的转轴与所述伸缩式液压缸10顶部固定连接；所述调控装置3内部还设有电源12、控制器13和红外接收器14相互电性连接；所述调控装置3的外部左右侧面分别设有两个固定板16，固定板16上连接有高强度的纤维钢索17，纤维钢索17另一端设有扣环18，分别滑动连接在所述缆索4上，在固定板16下方还分别设有一个自动回收轮29，自动回收轮29通过其转轴上的电机控制；所述调控装置3的外部顶面设有牵引环15固定。所述卷扬机9在桥头和桥尾分别设置一台，共两台。所述牵引索6连接固定且穿过所述调控装置3外部顶面的牵引环15，牵引索6的两端分别平行延伸至所述卷扬机9处连接固定。所述桁架平台2由万能杆件经过焊接、插销或螺栓连接而成，桁架平台2主要分为站台和扶梯25；所述站台顶端中点处与所述伸缩式液压缸10的三个活塞杆连接固定，站台的前后端两侧护栏设计为延伸出一定长度，且端部设有连接钢板Ⅰ21向下延伸约5～10cm，连接钢板Ⅰ21上侧设有螺栓孔22，下侧延伸凸出部分设有铰链23与扶梯25连接固定，站台的前后端两侧护栏上分别设有一对上回收滑车组，上回收滑车组19后侧分别还设有一组固定环27，固定环27上板系有平衡索28，平衡索28的另一端直接连接固定所述自动回收轮29，与上回收滑车组距离一个扶梯25长度的护栏下侧设有一对下回收滑车组；所述扶梯25水平安置在所述站台的底部，扶梯25一端也设置有与所述连接钢板Ⅰ21相同的连接钢板Ⅱ22，连接钢板Ⅱ22镶嵌固定在扶梯25底部，连接钢板Ⅱ22的一侧与连接钢板Ⅰ21的下侧铰链23连接，连接钢板Ⅱ22以铰链23连接处为中心的顺时针旋转可重合连接钢板Ⅰ21，且同侧扶梯25下方还设有回收索26固定，并连接上回收滑车组19，在扶梯25的另一端也固定有回收索26，连接下回收滑车组20，使扶梯25可吊装在站台底部。

本实施例的工作原理及使用方法如下：

桥梁检修工程开始时，先安装缆索机构，将两条缆索4沿桥梁底部平行拉伸拉紧，固定好桥头和桥尾两端地锚7，然后从桥头或桥尾任意一端安装行走机构，将调控装置3两侧的四个扣环18扣在所述缆索4上，同时固定好牵引索6与调控装置3、卷扬机9之间的连接，检验各部分安全受力情况即可开始进行桥梁检修。在桥梁检修过程中，桥头和桥尾两端工作人员通过牵引索6控制调控装置3和桁架平台2的进退，桁架平台2上的工作人员可通过遥控设备控制调控装置3内伺服电机11的转动及伸缩式液压缸10活塞杆的伸缩，伺服电机11的转动带动整个桁架平台2水平转动，可使桁架平台2灵活避开的桥墩5及其他障碍物，活塞杆的伸缩控制桁架平台2升降，可检测除了桥梁主体1外桥墩5等其他底座结构。在需要检修桥梁两侧面时，通过松开桁架平台2的下回收滑车组20中回收绳，缓慢放下扶梯25的一端，同时收紧上回收滑车组19中回收绳，使扶梯25以连接钢板21Ⅱ的铰链23处为圆心支点转动上升至桁架平台2上方，并与桁架平台2垂直，此时扶梯25的连接钢板21Ⅱ与桁架平台2的连接钢板21Ⅰ重合，加螺栓在其螺栓孔22上固定好，收紧上回收滑车组19的回收绳，即可将扶梯25架起对桥梁两侧进行检测。

上述的具体实施描述只是对本发明进一步的详细说明，不作为本发明的限定范围，在不离开本发明核心思想的前提下所做的显而易见的改变，均在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种高稳定性缆索式桥梁检修装置，其特征在于：包括缆索机构、行走机构和桁架平台（2）三个部分；所述缆索机构主要由缆索（4）、地锚（7）和固定鞍（8）组成；所述缆索（4）有两条，材料为高强度平行钢绞线，设置在桥底下平行穿过两桥墩（5）之间，缆索（4）的两端分别连接地锚（7）；所述地锚（7）固定在需检修桥梁的桥头和桥尾的地下；所述固定鞍（8）设置在所述地锚（7）处前端的地上，所述缆索（4）两端分别经过所述固定鞍（8）导向后连接地锚（7）；所述行走机构主要由调控装置（3）、卷扬机（9）和牵引索（6）组成，所述调控装置（3）为矩形盒状，外部材质为高强度金属合金，在其内部中央设置有一伸缩式液压杠，伸缩式液压缸（10）的缸筒呈扁圆柱体，缸筒的底部设有三个多级活塞杆，三个多级活塞杆在缸筒底部呈等距环形阵列分布；调控装置（3）的外部左右侧面分别设有两个固定板（16），固定板（16）上连接有高强度的纤维钢索（17），纤维钢索（17）另一端设有扣环（18），所述扣环（18）滑动连接在所述缆索（4）上，在固定板（16）下方还分别设有一个自动回收轮（29），自动回收轮（29）通过其转轴上的电机控制，调控装置（3）的外部顶面固定设有牵引环（15）；所述卷扬机（9）在桥头和桥尾分别设置一台，共两台；所述牵引索（6）连接固定且穿过所述调控装置（3）外部顶面的牵引环（15），牵引索（6）的两端分别平行延伸至所述卷扬机（9）处连接固定；所述桁架平台（2）由万能杆件经过焊接、插销或螺栓连接而成，桁架平台（2）主要分为站台和扶梯（25）；所述站台顶端中点处与所述伸缩式液压缸（10）的三个活塞杆连接固定，站台的前后端两侧护栏设计为延伸出一定长度，且端部设有连接钢板Ⅰ（21）向下延伸约5～10cm，连接钢板Ⅰ（21）上侧设有螺栓孔（22），下侧延伸凸出部分设有铰链（23）与扶梯（25）连接固定，站台的前后端两侧护栏上分别设有一对上回收滑车组（19），上回收滑车组（19）后侧分别还设有一组固定环（27），固定环（27）上板系有平衡索（28），平衡索（28）的另一端直接连接固定所述自动回收轮（29），与上回收滑车组（19）距离一个扶梯（25）长度的护栏下侧设有一对下回收滑车组（20）；所述扶梯（25）水平安置在所述站台的底部，扶梯（25）一端也设置有与所述连接钢板Ⅰ（21）相同的连接钢板Ⅱ（24），连接钢板Ⅱ（24）镶嵌固定在扶梯（25）底部，连接钢板Ⅱ（24）的一侧与连接钢板Ⅰ（21）的下侧铰链（23）连接，连接钢板Ⅱ（24）以铰链（23）连接处为中心顺时针旋转可重合连接钢板Ⅰ（21），且同侧扶梯（25）下方还设有回收索（26）固定，并连接上回收滑车组（19），在扶梯（25）的另一端也固定有回收索（26），连接下回收滑车组（20）。

2.根据权利要求1所述的高稳定性缆索式桥梁检修装置，其特征在于：在所述伸缩式液压缸（10）顶部设置有一个伺服电机（11），所述伺服电机（11）的转轴与所述伸缩式液压缸（10）顶部固定连接。

3.根据权利要求1所述的高稳定性缆索式桥梁检修装置，其特征在于：所述调控装置（3）内部还设有电源（12）、控制器（13）、平衡传感器（30）和红外接收器（14），它们相互电性连接。

Images