CN110510526B - 一种用于交通应急保障的缆索输送机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于交通应急保障的缆索输送机，其包括辅助塔架、承载装置、牵引装置、起升装置和缆索握紧自停装置；辅助塔架安装在待抢修桥梁两侧岸边，承载装置包括承载索以及埋设在桥梁侧面山体的锚碇；承载索两端分别通过辅助塔架顶部与对应的锚碇固定连接；起升装置安装在承载装置和牵引装置上；缆索握紧自停装置设置在起升装置上；本发明可以利用载重小车发挥缆索支架的作用，相比于既有缆索起重机，本发明又省掉了分索器；缆索种类、缆索数量及分索器的减少，极大简化了缆索输送机的结构，为应急状态下的缆索输送机快速安装并快速形成应急保障能力奠定了基础。

Description

一种用于交通应急保障的缆索输送机

技术领域

本发明涉及一种用于交通应急保障的缆索输送机，属于道路应急抢修技术领域。

背景技术

桥梁作为交通运输线的咽喉，地震、洪水、泥石流以及战争状态下遭受破坏，将导致交通运输线的中断，故交通应急保障显得尤为重要。近年来，我国桥梁建设取得了迅猛发展，各种大跨度新型桥梁层出不穷，特别在山区铁路、公路上，跨越峡谷的大跨度悬索桥、斜拉桥、拱桥、刚构桥等新型特大桥不断出现；根据桥梁所处地理环境，可将其分为平原地带桥梁、深水大跨桥梁和高山峡谷地带桥梁；目前，针对平原地带桥梁的桥梁，我国储备有相应的抢修器材，形成了一定的应急保障能力，如用于公路桥梁抢修的321钢桥、ZB200钢桥、装配式公路钢桥桥墩等，用于铁路桥梁抢修的六四梁、八七梁、拆装梁、八三墩、六五墩等，但上述抢修器材仅能用于平原地带的桥梁应急保障。对于宽大江河地带，国内尚有公路舟桥、铁路浮桥等替代手段用于交通应急保障；此外，如果高山峡谷地带的桥梁遭到破坏，特别在深谷地带，谷底到谷顶线路高差可达几百米，由于山高谷深，无法修筑下河线，致使既有的开通轮渡、架设浮桥、迂回倒运等各种桥梁抢修手段均无能为力，另鉴于既有抢修桥墩的适应能力只有几十米，抢修桥墩的高度无法满足抢修需求，进行原桥抢修及在短期内修建便桥非常困难，如此一来，高山峡谷地带桥梁损毁后将面临无法进行交通运输保障的技术难题，亟需新的技术手段和器材装备来提高高山峡谷地带的交通应急保障能力，实现火车车辆、集装箱车辆、军事装备及载货火车等保障对象的紧急输送。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种当深水大跨桥梁和高山峡谷地带桥梁突遭损毁、丧失运输能力时，可跨越宽大江河或峡谷地带进行交通应急保障的缆索输送机，解决现有桥梁抢修器材跨越能力低、拼组架设场地大、地形能力适应性差的问题。

本发明采用如下技术方案：

本发明包括辅助塔架、承载装置、牵引装置、起升装置和缆索握紧自停装置；所述辅助塔架安装在待抢修桥梁两侧岸边，所述承载装置包括承载索以及埋设在桥梁侧面山体的锚碇；所述承载索两端分别通过辅助塔架顶部与对应的锚碇固定连接；所述起升装置安装在承载装置和牵引装置上； 缆索握紧自停装置设置在起升装置上。

本发明所述辅助塔架包括塔体、上滑轮组A、索鞍以及下滑轮组A；所述塔体安装在待抢修桥梁两端的岸边；所述塔体顶部从上至下依次安装上滑轮组、索鞍和下滑轮组；所述承载索的两端部分别通过对应的索鞍顶面与岸边的锚碇固定连接。

本发明所述牵引装置包括牵引索上支、牵引索下支、张紧装置和卷扬机；所述卷扬机安装在塔体底部一侧；所述张紧装置包括上滑轮组B、下滑轮组B以及安装在上滑轮组B和下滑轮组B之间的千斤绳，千斤绳另一端与卸扣固定；所述下滑轮组B与地锚之间通过钢丝绳连接；所述上滑轮组B通过钢丝绳与滑轮A连接；所述牵引索上支和牵引索下支为闭环结构；牵引索上支和牵引索下支一端缠绕在卷扬机上，另一端绕置在滑轮A上；所述牵引索上支两端分别绕过上滑轮组，牵引索下支两端分别绕过下滑轮组。

本发明所述起升装置数量为10-12个，沿承载索顺桥向布置，其具体数量也可根据应急保障需求进行调整；所述起升装置包括载重小车、安装在载重小车底部的吊具以及安装在吊具底部的吊索；所述载重小车顶部安装若干个走行轮，所述走行轮支承于承载索上，在载重小车上部安装承载索握索器，在载重小车下部安装牵引索握索器；通过承载索握索器和牵引索握索器的闭合和打开动作实现载重小车的运行和驻车状态。

本发明所述载重小车包括下均衡梁、铰接于下均衡梁底部的扁担梁、铰接于下均衡梁两端顶面的上均衡梁、铰接于上均衡梁顶面的车架以及安装在车架上的所述走行轮，承载索握索器通过横梁安装于走行轮的侧面车架上，承载索从承载索握索器内部穿过；牵引索握索器固定于下均衡梁上顶面，牵引索下支从牵引索握索器内部穿过；当卷扬机转动时，牵引索上支和牵引索下支分别对应绕桥梁两岸辅助塔架上方的上滑轮组A和下滑轮组A进行运动，当牵引索握索器握紧牵引索下支且承载索握索器松开承载索时，在卷扬机作用下可将载重小车根据需要在两岸间进行输送，牵引索上支仅作为循环转动；所述卷扬机、承载索握索器和牵引索握索器由缆索握紧自停装置控制。

本发明缆索握紧自停装置由卷扬电机M0、承载索握紧器电机M1、牵引索握紧器电机M2以及承载索控制支路和牵引索控制支路组成；所述卷扬机电机M0的接线柱U1、V1和W1通过变频器BPQ和低压断路器QF1接交流电源的L1相、L2相和L3相；卷扬机电机M0的传动轴与卷扬机204连接，所述卷扬机电机M0由变频器BPQ带动，当分别操作变频器BPQ的微动开关K1、K2、K4和 K5时，卷扬机204可以实现正转、反转以及低-中-高速的运行；所述承载索握紧电动机M1的接线柱U2、V2和W2通过交流接触器的常开触点KM1-3和低压断路器QF2接至交流电源的L1相、L2相和L3相；所述牵引索握紧电动机M2的接线柱U3、V3和W3通过交流接触器的常开触点KM2-3和低压断路器QF3接至交流电源的L1相、L2相和L3相；承载索控制支路包括停止按钮S10、按钮开关S11、交流接触器线圈KM1和交流接触器KM2的常闭辅助触点KM2-2；停止按钮S10依次与按钮开关S11、常闭辅助触点KM2-2和交流接触器KM1串联后接在交流电源L1相和L2相之间; 交流接触器线圈KM1的常开辅助触点KM1-1与按钮开关S11并联；牵引索控制支路包括停止按钮S10、按钮开关S12、交流接触器线圈KM2和交流接触器KM1的常闭辅助触点KM1-2；停止按钮S10依次与按钮开关S12、常闭辅助触点KM1-2和交流接触器线圈KM2串联后接在交流电源L1相和L2相之间; 交流接触器线圈KM2的常开辅助触点KM2-1与按钮开关S12并联。

本发明还包括装卸载辅助装置，装卸载辅助装置为对称设置的一组以上的千斤顶，所述千斤顶通过油路与泵站连接，各千斤顶之间同步起升或下降。

本发明积极效果如下：

本发明视需在待抢修桥梁两侧岸边的拼组辅助塔架，其上安装的上滑轮组和下滑轮组分别用于支承牵引索上支和牵引索下支，索鞍用于支承承载索，张紧装置的长度可调节，用于给牵引索上支和牵引索下支施加预紧力，索鞍顶面为弧形承受竖向荷载，用于支承承载索，山体两侧的锚碇用于固定承载索，使载重小车在承载索上运行，通过承载索握索器和牵引索握索器的闭合和打开动作实现载重小车的运行和驻车状态。卸载辅助装置的四个40T千斤顶同步将输送应急物资的火车单个车厢顶起，载重小车的吊索将将顶起的单个车厢逐节连续输送到对岸，达到应急保障的作用，省时省力。本发明所用辅助塔架采用既有桥梁抢修制式器材进行拼组，无需另外加工储备，拼组塔架所需制式器材杆件外形尺寸小、散件重量轻，便于紧急运送，现场拼组架设时所需场地少，适应地形能力强，提高了应急保障能力。本发明所用载重小车，扁担梁、下均衡梁、上均衡梁和车架之间均为铰接，实现了扁担梁所起吊荷载至走行轮荷载分配的四级均衡模式，将所应急输送的车辆荷载均匀分散至各个走行轮，此外，四级均衡的设计，实现了各走行轮组随承载索线型的适时转动，可确保各走行轮与承载索的相互作用力大小一致。本发明利用装卸载辅助装置实现了待运输车辆的装卸载，从而去掉了载重小车上的起升系统，与既有缆索起重机相比，去掉载重小车的起升系统，可减少缆索系统中的缆索种类和缆索数量，简化缆索构造，另外，由于缆索种类的减少，本发明可以利用载重小车发挥缆索支架的作用，相比于既有缆索起重机，本发明又省掉了分索器。缆索种类、缆索数量及分索器的减少，极大简化了缆索输送机的结构，为应急状态下的缆索输送机快速安装并快速形成应急保障能力奠定了基础。

附图说明

附图1为本发明结构示意图；

附图2为附图1的A部放大结构示意图；

附图3为本发明辅助塔架结构示意图；

附图4为本发明辅助塔架侧视结构示意图；

附图5为附图1的B部放大结构示意图；；

附图6为本发明载重小车结构示意图；

附图7为本发明载重小车侧视结构示意图；

附图8为本发明缆索握紧自停装置电气原理结构示意图；

附图9为本发明装卸载辅助装置作业原理图；

附图10为本发明张紧装置结构示意图。

具体实施方式

如附图1-10所示，本发明包括辅助塔架4、承载装置、牵引装置、起升装置3和缆索握紧自停装置；所述辅助塔架4安装在待抢修桥梁两侧岸边，所述承载装置包括承载索101以及埋设在桥梁侧面山体的锚碇102；所述承载索101两端分别通过辅助塔架4顶部与对应的锚碇102固定连接；所述起升装置3安装在承载装置和牵引装置上；缆索握紧自停装置设置在起升装置3上；还包括装卸载辅助装置5，卸载辅助装置5为对称设置的一组以上的千斤顶51，所述千斤顶51通过油路52与泵站53连接。本实施例千斤顶51为两组，每个千斤顶51顶升力为40T，各千斤顶51通过油路52和泵站53供油，同步起升或下降。

本发明所述辅助塔架4包括塔体401、上滑轮组A403、索鞍402以及下滑轮组A404；所述塔体401安装在待抢修桥梁两端的岸边；所述塔体401顶部从上至下依次安装上滑轮组A403、索鞍402和下滑轮组A404；所述承载索101的两端部分别通过对应的索鞍402顶面与岸边的锚碇102固定连接。索鞍402用于支承承载索101，使承载索101处于拉伸工作状态。

本发明所述牵引装置包括牵引索上支201、牵引索下支202、张紧装置203和卷扬机204；所述卷扬机204安装在塔体401底部一侧，卷扬机204具体型号根据现场工况确定；所述张紧装置203包括上滑轮组B205、下滑轮组B206以及安装在上滑轮组B205和下滑轮组B206之间的千斤绳207，千斤绳207另一端与卸扣208固定；所述下滑轮组B206与地锚7之间通过钢丝绳连接；所述上滑轮组B205通过钢丝绳与滑轮A209连接；所述牵引索上支201和牵引索下支202为闭环结构；牵引索上支201和牵引索下支202一端缠绕在卷扬机204上，另一端绕置在滑轮A209上；所述牵引索上支201两端分别绕过上滑轮组A403，牵引索下支202两端分别绕过下滑轮组A404。利用外力拉动千斤绳207来调整上滑轮组B205和下滑轮组B206之间的间距，使牵引索上支201和牵引索下支202张紧与放松；上滑轮组B205和下滑轮组B206间距合适后，通过卸扣208将千斤绳207固定，上滑轮组B205、下滑轮组B206和卸扣208的数量根据实际工况进行确定，在此不进行赘述。

本发明所述起升装置3包括载重小车301、安装在载重小车301底部的吊具302以及安装在吊具302底部的吊索303；所述载重小车301顶部安装若干个走行轮304，所述走行轮301支承于承载索101上，在载重小车301上部安装承载索握索器305，在载重小车301下部安装牵引索握索器306；承载索握索器305和牵引索握索器306具体型号据需确定；所述起升装置3数量为10-12个，沿承载索101顺桥向布置，其具体数量也可根据应急保障需求进行调整。

本发明所述载重小车301包括下均衡梁307、铰接于下均衡梁307底部的扁担梁308、铰接于下均衡梁307两端顶面的上均衡梁309、铰接于上均衡梁309顶面的车架310以及安装在车架310上的所述走行轮311，扁担梁308、下均衡梁307、上均衡梁309和车架310之间均为铰接，实现了扁担梁308所起吊荷载至走行轮304荷载分配的四级均衡模式，达到了荷载均匀分配的目的；承载索握索器305通过横梁安装于走行轮301的侧面车架上，承载索101从承载索握索器305内部穿过；牵引索握索器306固定于下均衡梁307上顶面，牵引索下支202从牵引索握索器306内部穿过。

本发明所述卷扬机204、承载索握索器305和牵引索握索器306由缆索握紧自停装置控制。缆索握紧自停装置由卷扬电机M0、承载索握紧器电机M1、牵引索握紧器电机M2以及承载索控制支路和牵引索控制支路组成；所述卷扬机电机M0的接线柱U1、V1和W1通过变频器BPQ和低压断路器QF1接交流电源的L1相、L2相和L3相；卷扬机电机M0的传动轴与卷扬机204连接，所述卷扬机电机M0由变频器BPQ带动，当分别操作变频器BPQ的微动开关K1、K2、K4和 K5时，卷扬机204可以实现正转、反转以及低-中-高速的运行；所述承载索握紧电动机M1的接线柱U2、V2和W2通过交流接触器的常开触点KM1-3和低压断路器QF2接至交流电源的L1相、L2相和L3相；所述牵引索握紧电动机M2的接线柱U3、V3和W3通过交流接触器的常开触点KM2-3和低压断路器QF3接至交流电源的L1相、L2相和L3相；承载索控制支路包括停止按钮S10、按钮开关S11、交流接触器线圈KM1和交流接触器KM2的常闭辅助触点KM2-2；停止按钮S10依次与按钮开关S11、常闭辅助触点KM2-2和交流接触器KM1串联后接在交流电源L1相和L2相之间; 交流接触器线圈KM1的常开辅助触点KM1-1与按钮开关S11并联；牵引索控制支路包括停止按钮S10、按钮开关S12、交流接触器线圈KM2和交流接触器KM1的常闭辅助触点KM1-2；停止按钮S10依次与按钮开关S12、常闭辅助触点KM1-2和交流接触器线圈KM2串联后接在交流电源L1相和L2相之间; 交流接触器线圈KM2的常开辅助触点KM2-1与按钮开关S12并联。

当欲使载重小车301沿着承载索101运行时，按动启动按钮开关S11，交流接触器线圈KM1得电，交流接触器线圈KM1的主触头KM1-3闭合，承载索握紧器电动机M1得电运行，承载索握紧器305松开；同时交流接触器线圈KM1的常闭辅助触点KM1-2断开，与牵引索控制支路实现互锁；牵引索握紧电动机M2处于断电状态，牵引索握紧器306处于握紧状态，载重小车301在牵引索的拖动工况下，沿着承载索顺桥向运行。

当载重小车301运行到位时，按动停止按钮S10，交流接触器线圈KM1断电释放，承载索握紧电动机M1失电停转，承载索握紧器305握紧承载索；此时，按动启动按钮S12，交流接触器线圈KM2得电，交流接触器KM2的主触头KM2-3闭合，牵引索握紧器电机M2得电运行，牵引索握紧器306松开；同时交流接触器KM2的常闭辅助触点KM2-2断开，与承载索控制支路实现互锁；承载索握紧电动机M1处于断电状态，承载索握紧器305处于握紧状态，此时载重小车停止运行，牵引索与载重小车脱离牵引关系。

对于所需重点保障的深水大跨桥梁和高山峡谷地带桥梁，在桥梁施工时可预先埋设锚碇102和地锚7，当深水大跨桥梁和高山峡谷地带桥梁突遭损毁、丧失运输能力时，在待抢修桥梁两侧岸边的拼组辅助塔架，通过辅助塔架顶部的索鞍402将承载索101两端固在锚碇102上，张紧装置一端与地锚7连接，牵引索上支201两端分别绕过上滑轮组A403，牵引索下支202两端分别绕过下滑轮组A404，牵引索上支201和牵引索下支202一端缠绕在卷扬机204上，另一端绕置在滑轮A209上；利用外力拉动千斤绳207来调整上滑轮组B205和下滑轮组B206之间的间距，使牵引索上支201和牵引索下支202张紧与放松，达到作业要求；上滑轮组B205和下滑轮组B206间距合适后，通过卸扣208将千斤绳207固定，在牵引索下支202和承载索101上对应安装载重小车、牵引索握索器306和承载索握索器305，将岸边输送应急物资的火车车厢脱节为逐节单个车厢，通过载重小车的吊索303将单个车厢起吊，卸载辅助装置的四个40T千斤顶51同步将输送应急物资的火车单个车厢顶起，载重小车的吊索将顶起的单个车厢逐节连续输送到对岸，起到应急保障的作用。

另外，高山峡谷地带桥梁修建初期，多采用缆索吊进行桥梁节段吊装或混凝土浇筑，此类桥梁突遭损毁、丧失运输能力时，可在原有施工缆索吊的基础上进行改造，形成缆索输送机进行应急保障。

本发明所用辅助塔架采用既有桥梁抢修制式器材进行拼组，无需另外加工储备，拼组塔架所需制式器材杆件外形尺寸小、散件重量轻，便于紧急运送，现场拼组架设时所需场地少，适应地形能力强，提高了应急保障能力。本发明所用载重小车采用四级均衡设计，将所应急输送的车辆荷载均匀分散至各个走行轮，此外，四级均衡的设计，实现了各走行轮组随承载索线型的适时转动，可确保各走行轮与承载索的相互作用力大小一致。本发明利用装卸载辅助装置实现了待运输车辆的装卸载，从而去掉了载重小车上的起升系统，与既有缆索起重机相比，去掉载重小车的起升系统，可减少缆索系统中的缆索种类和缆索数量，简化缆索构造，另外，由于缆索种类的减少，本发明可以利用载重小车发挥缆索支架的作用，相比于既有缆索起重机，本发明又省掉了分索器。缆索种类、缆索数量及分索器的减少，极大简化了缆索输送机的结构，为应急状态下的缆索输送机快速安装并快速形成应急保障能力奠定了基础。

Claims (1)

1.一种用于交通应急保障的缆索输送机，其特征在于其包括辅助塔架（4）、承载装置、牵引装置、起升装置（3）和缆索握紧自停装置；

所述辅助塔架（4）安装在待抢修桥梁两侧岸边；

所述承载装置包括承载索（101）以及埋设在桥梁侧面山体的锚碇（102）；

所述承载索（101）两端分别通过辅助塔架（4）顶部与对应的锚碇（102）固定连接；

所述起升装置（3）安装在承载装置和牵引装置上；

缆索握紧自停装置设置在起升装置（3）上；

所述辅助塔架（4）包括塔体（401）、上滑轮组A（403）、索鞍（402）以及下滑轮组A（404）；所述塔体（401）安装在待抢修桥梁两端的岸边；

所述塔体（401）顶部从上至下依次安装上滑轮组A（403）、索鞍（402）和下滑轮组A（404）；

所述承载索（101）的两端部分别通过对应的索鞍（402）顶面与岸边的锚碇（102）固定连接；

所述牵引装置包括牵引索上支（201）、牵引索下支（202）、张紧装置（203）和卷扬机（204）；所述卷扬机（204）安装在塔体（401）底部一侧；

所述张紧装置（203）包括上滑轮组B（205）、下滑轮组B（206）以及安装在上滑轮组B（205）和下滑轮组B（206）之间的千斤绳（207），千斤绳（207）另一端与卸扣（208）固定；所述下滑轮组B（206）与地锚（7）之间通过钢丝绳连接；所述上滑轮组B（205）通过钢丝绳与滑轮A（209）连接；

所述牵引索上支（201）和牵引索下支（202）为闭环结构；牵引索上支（201）和牵引索下支（202）一端缠绕在卷扬机（204）上，另一端绕置在滑轮A（209）上；

所述牵引索上支（201）两端分别绕过上滑轮组（403），牵引索下支（202）两端分别绕过下滑轮组（404）；

所述起升装置（3）数量为10-12个，沿承载索（101）顺桥向布置，其具体数量根据应急保障需求进行调整；

所述起升装置（3）包括载重小车（301）、安装在载重小车（301）底部的吊具（302）以及安装在吊具（302）底部的吊索（303）；所述载重小车（301）顶部安装若干个走行轮（304），所述走行轮（304）支承于承载索（101）上，在载重小车（301）上部安装承载索握索器（305），在载重小车（301）下部安装牵引索握索器（306）；

通过承载索握索器（305）和牵引索握索器（306）的闭合和打开动作实现载重小车（301）的运行和驻车状态；

所述载重小车（301）包括下均衡梁（307）、铰接于下均衡梁（307）底部的扁担梁（308）、铰接于下均衡梁（307）两端顶面的上均衡梁（309）、铰接于上均衡梁（309）顶面的车架（310）以及安装在车架（310）上的所述走行轮（304），承载索握索器（305）通过横梁安装于走行轮（304）的侧面车架上，承载索（101）从承载索握索器（305）内部穿过；牵引索握索器（306）固定于下均衡梁（307）上顶面，牵引索下支（202）从牵引索握索器（306）内部穿过；

当卷扬机（204）转动时，牵引索上支（201）和牵引索下支（202）分别对应绕桥梁两岸辅助塔架（4）上方的上滑轮组A（403）和下滑轮组A（404）进行运动，当牵引索握索器（306）握紧牵引索下支（202）且承载索握索器（305）松开承载索（101）时，在卷扬机（204）作用下可将载重小车（301）根据需要在两岸间进行输送，牵引索上支（201）仅作为循环转动；

所述卷扬机（204）、承载索握索器（305）和牵引索握索器（306）由缆索握紧自停装置控制；

缆索握紧自停装置由卷扬电机M0、承载索握紧器电机M1、牵引索握紧器电机M2以及承载索控制支路和牵引索控制支路组成；

所述卷扬机电机M0的接线柱U1、V1和W1通过变频器BPQ和低压断路器QF1接交流电源的L1相、L2相和L3相；

卷扬机电机M0的传动轴与卷扬机204连接，所述卷扬机电机M0由变频器BPQ带动，当分别操作变频器BPQ的微动开关K1、微动开关K2、微动开关K4和微动开关K5时，卷扬机（204）可以实现正转、反转以及低-中-高速的运行；

所述承载索握紧电动机M1的接线柱U2、接线柱V2和接线柱W2通过交流接触器的常开触点KM1-3和低压断路器QF2接至交流电源的L1相、L2相和L3相；

所述牵引索握紧电机M2的接线柱U3、接线柱V3和接线柱W3通过交流接触器的常开触点KM2-3和低压断路器QF3接至交流电源的L1相、L2相和L3相；

承载索控制支路包括停止按钮S10、按钮开关S11、交流接触器线圈KM1和交流接触器KM2的常闭辅助触点KM2-2；停止按钮S10依次与按钮开关S11、常闭辅助触点KM2-2和交流接触器KM1串联后接在交流电源L1相和L2相之间；交流接触器线圈KM1的常开辅助触点KM1-1与按钮开关S11并联；

牵引索控制支路包括停止按钮S10、按钮开关S12、交流接触器线圈KM2和交流接触器KM1的常闭辅助触点KM1-2；

停止按钮S10依次与按钮开关S12、常闭辅助触点KM1-2和交流接触器线圈KM2串联后接在交流电源L1相和L2相之间；交流接触器线圈KM2的常开辅助触点KM2-1与按钮开关S12并联；

还包括装卸载辅助装置（5），装卸载辅助装置（5）为对称设置的一组以上的千斤顶（51），所述千斤顶（51）通过油路（52）与泵站（53）连接，各千斤顶（51）之间同步起升或下降。