CN110714412A - 一种适用于现浇梁支架的自走行预压装置及其预压方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于现浇梁支架的自走行预压装置及其预压方法，自走行预压装置包括有长方体框架结构的反力梁支架、固定连接于反力梁支架底端的走行系统和压力系统、连接于压力系统上的荷载分配系统、用于反力梁支架定位的锁止系统、以及控制系统，控制系统既用于控制走行系统走行，又用于控制压力系统驱动荷载分配系统进行不同荷载等级的预压。本发明公开的一种现浇梁支架预压装置可以自动走行、自动分级加载预压现浇梁支架，且无需使用预压块或水袋预压，可大量节省人力物力，提高施工效率。

Description

一种适用于现浇梁支架的自走行预压装置及其预压方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工领域，具体是一种适用于现浇梁支架的自走行预压装置及其预压方法。

背景技术

随着桥梁施工技术的不断更新，现浇梁的施工工艺也在不断的发生变化，而现浇梁通常需要在两个桥墩之间搭设现浇支架。为了确保现浇支架符合施工要求，需要对现浇支架进行预压，来检测支架的稳定性，同时消除支架的非弹性变形。通过预压取得需要调整的参数，确保支架在混凝土浇筑中的变形始终保持在容许范围内。

目前传统的支架预压方法为堆载预压及水袋预压两种方式。

堆载预压是通过在模板上堆放预压块（或沙袋）对支架进行预压，这样虽然达到了支架预压的效果，但存在以下问题：（1）、预压前后吊装预压块（或沙袋）施工周期长：因预压块（或沙袋）数量大，要分很多次吊装，吊装时间久，延长了施工周期。（2）、转运不便，劳动成本大：在浇筑下一梁段时，要将已预压完成梁段上的预压块转运至下一梁段，预压块（或沙袋）转运非常不便，增加工期和劳动成本。（3）、载荷分级不可控：支架需要分级预压，按照整体载荷的60%、80%、100%进行预压，预压块（或沙袋）因施工条件限制，会有分级不准或不能分级预压的情况。（4）、调节不方便：预压块（或沙袋）堆载时要先将现浇梁的底模、侧模安装完毕后进行堆载，如果预压过程中要对支架加强或者调整，则会影响模板的平整度甚至需要重新安装模板。（5）、材料浪费严重：传统技术中预压块（或沙袋）大都不能转运至下一施工现场，造成大量的材料浪费。

水袋预压是通过在模板上放置水袋，并对水袋充水以模拟施工荷载进行预压。水袋预压同样存在以下问题：（1）、水袋预压受施工现场供水条件影响大，如水源较远时难以采用此方式预压。（2）、因水与钢筋混凝土比重相差大，难以准确按实际施工荷载的分布情况进行荷载模拟。（3）、水资源严重浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种适用于现浇梁支架的自走行预压装置及其预压方法，无需使用预压块或水袋预压，且自走形预压装置可以自动走行、自动分级加载预压现浇梁支架，可大量节省人力物力，提高施工效率。

本发明的技术方案为：

一种适用于现浇梁支架的自走行预压装置，包括有长方体框架结构的反力梁支架、固定连接于反力梁支架底端的走行系统和压力系统、连接于压力系统上的荷载分配系统、用于反力梁支架定位的锁止系统、以及控制系统；

所述的走行系统包括有驱动电机、固定于反力梁支架底端两侧且由驱动电机驱动的若干走行轮组，若干走行轮组沿反力梁支架的中轴线对称设置；

所述的压力系统包括有多个固定于反力梁支架底端的液压油缸，多个液压油缸分为两排，两排液压油缸沿反力梁支架的中轴线对称，且每排液压油缸沿反力梁支架的走行方向均匀分布；

荷载分配系统包括有两排载荷分配梁、多个连接于两排载荷分配梁之间的底板压梁、以及连接于每个载荷分配梁外端上的腹板压梁，两排载荷分配梁、多个底板压梁和多个腹板压梁均水平设置，两排载荷分配梁沿反力梁支架的走行方向对称，每排载荷分配梁中的多个载荷分配梁相互平行，两排液压油缸位于对应两排载荷分配梁的正上方，每个液压油缸竖直朝下的活塞杆与对应的一个载荷分配梁互相铰接，两排载荷分配梁中，其中一排载荷分配梁的内端与另一排载荷分配梁的内端一一相对设置，两个内端相对的载荷分配梁的内端部分别支撑于对应底板压梁的两端部上，且底板压梁的两端部与对应两个载荷分配梁的内端部相互铰接，每个腹板压梁的顶端与对应的一个载荷分配梁的外端部相互铰接；

所述的锁止系统包括有固定于反力梁支架顶端的扁担梁和顶端固定于扁担梁上的锚杆，所述的锚杆的底端部预埋于桥墩中；

所述的控制系统包括有固定于走行轮组上的速度传感器，走行控制模块，固定于液压油缸上的压力传感器，预压控制模块，以及主控模块；所述的走行控制模块、预压控制模块均与主控模块连接，所述的速度传感器、走行系统的驱动电机均与走行控制模块连接，所述的压力传感器、压力系统的液压油缸均与预压控制模块连接，所述的走行控制模块通过速度传感器采集走行速度，并通过控制走行系统的驱动电机从而控制整个自走行预压装置的行走速度，所述的预压控制模块通过压力传感器采集液压油缸的压力信号，并通过控制液压油缸的压力达到预压载荷分级控制的目的，所述的主控模块集中发送控制命令给走行控制模块与预压控制模块，使得整个自走行预压装置在行走的时候液压油缸不能工作，在液压油缸预压的时候走行系统的驱动电机不能工作。

所述的反力梁支架沿其中轴线对称的两侧面上均固定有沿反力梁支架走行方向延伸的导轨，每个导轨上均滑动连接有反滚轮，每个反滚轮上均固定有用于走行轨道悬挂固定的挂钩，所述的走行轨道支撑定位于现浇梁支架上方的模板上，走行轨道的长度大于自走行预压装置的长度，自走行预压装置的走行轮组沿走行轨道行走转移。

所述的液压油缸与载荷分配梁的铰接点距离载荷分配梁与腹板压梁铰接点之间的长度为L1，液压油缸与载荷分配梁的铰接点距离载荷分配梁与底板压梁铰接点之间的长度为L2，所述的L1与L2的比值等于现浇梁1/2底板与腹板的重量之比。

所述的每个腹板压梁的顶端铰接于对应的载荷分配梁上，连接于两排载荷分配梁外端上的两排腹板压梁相互平行，且每排腹板压梁中多个腹板压梁的端头顺次对接。

所述的底板压梁为水平设置的矩形框架结构，底板压梁相对平行的两边部分别与对应的两个载荷分配梁相互铰接。

所述的锁止系统包括有多根竖直设置的锚杆，多根锚杆的顶端固定于扁担梁上，多根锚杆的底端部预埋于桥墩中。

所述的腹板压梁的底端高度与底板压梁的底端高度之差等于现浇梁支架上方的模板厚度。

所述的主控模块包括有单片机，分别与单片机连接的液压泵站开关、走行起停按钮和显示屏。

一种适用于现浇梁支架的自走行预压装置的预压方法，具体包括有以下步骤：

（1）、首先搭设现浇梁支架并安装现浇梁模板的底模，铺设走行轨道；

（2）、将荷载分配系统的组件吊装至底模上，按照图纸中尺寸将载荷分配梁摆放在底板压梁和腹板压梁上，并将三者进行对应铰接；

（3）、在地面上将走行系统安装在反力梁支架上；

（4）、吊装反力梁支架至模板的底模上，使走行系统的走行轮组支撑于走行轨道的上表面；

（5）、安装反力梁支架的连接销轴，使多节反力梁支架连接为整体；

（6）、安装控制系统，并接通电源，使反力梁支架可沿走行轨道运动；

（7）、微调反力梁支架的位置，使反力梁支架底端上的压力系统与载荷分配梁连接位置对齐，安装压力系统的液压油缸，直至所有液压油缸安装完毕；

（8）、安装反力梁支架上的导轨与带有挂钩的反滚轮；

（9）、安装液压管路和其余的控制部分，启动液压控制，使液压油缸收缩；

（10）、启动走行控制，使预压装置走行至预压的位置；

（11）、用锁止系统的锚杆对预压装置进行锚固；

（12）、启动控制系统进行预压，可由工人按照标准设定预压载荷的比例直至最大预压载荷，到预压时间后卸载；

（13）、预压完毕后，拆除锁止系统的锚杆，启动走行系统，使预压装置沿走行轨道走行至第二节段现浇梁支架的预压位置；

（14）、拆除上一节段模板上的走行轨道，通过导轨转运至第三节段并铺设；

（15）、重复步骤10至步骤15，直至所有现浇梁支架预压完成。

在执行所述的步骤1至步骤12的同时搭设第二节段和第三节段的现浇梁支架。

本发明的优点：

（1）、可减短施工周期，自走行预压装置只需拼装一次，中间不占用吊装设备，也不用分很多次吊运预压块或水袋，可减短施工周期。

（2）、本发明转运方便，可在走行轨道上自走行，不用花费大量的人力和物力转运预压块或水袋。

（3）、本发明通过压力系统驱动荷载分配系统进行预压，可通过调节压力的方式控制载荷的分级，实现分级预压。

（4）、本发明可准确模拟实际工况下的荷载分布，本发明可通过调节分配体系的力矩关系、液压系统压力的大小实现不同荷载分布的准确模拟。

（5）、本发明预压后调整现浇梁支架与模板方便，模板平整度好，本发明施工时只安装模板的底模，在预压完成后调节现浇梁支架时没有其他模板的干扰，调节完成后再安装其他模板，可确保模板平整度。

（6）、本发明为钢结构件，在一阶段完成后可周转至其他项目施工中使用，节约成本。

（7）、本发明可实现不同跨度的现浇梁支架共用，通用性好。

（8）、本发明安全性高，使用时只吊运拼装一次，降低了吊装风险，且本发明在走行轨道上进行行走转移，不会造成对现浇梁支架旁其他设备和线路的影响，减少了操作人员数量，降低了施工中的风险，安全性比传统技术更高。

（9）、本发明操作方便，控制系统只需单人操作主控模块上的液压泵站开关或走行起停按钮，即使误操作也有专门的安全控制，对工人水平要求低，操作便捷。

附图说明

图1是本发明自走行预压装置架设于现浇梁支架上的主视图。

图2是图1的A部放大图。

图3是本发明自走行预压装置架设于现浇梁支架上的侧视图。

图4是图3中的B部放大图。

图5是本发明荷载分配系统的俯视图。

图6是本发明荷载分配系统的侧视图。

图7是本发明控制系统的原理框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

见图1-图4，一种适用于现浇梁支架的自走行预压装置，包括有长方体框架结构的反力梁支架1、固定连接于反力梁支架底端的走行系统2和压力系统3、连接于压力系统3上的荷载分配系统4、用于反力梁支架1定位的锁止系统5、以及控制系统6；

走行系统2包括有驱动电机21、固定于反力梁支架1底端两侧且由驱动电机21驱动的若干走行轮组22，若干走行轮组22沿反力梁支架1的中轴线对称设置；

压力系统3包括有多个固定于反力梁支架1底端的液压油缸，多个液压油缸分为两排，两排液压油缸沿反力梁支架1的中轴线对称，且每排液压油缸沿反力梁支架1的走行方向均匀分布；

见图5和图6，荷载分配系统4包括有两排载荷分配梁41、多个连接于两排载荷分配梁41之间的底板压梁42、以及连接于每个载荷分配梁41外端上的腹板压梁43，两排载荷分配梁41、多个底板压梁42和多个腹板压梁43均水平设置，两排载荷分配梁41沿反力梁支架1的走行方向对称，每排载荷分配梁41中的多个载荷分配梁41相互平行，两排液压油缸位于对应两排载荷分配梁41的正上方，每个液压油缸竖直朝下的活塞杆与对应的一个载荷分配梁41互相铰接，两排载荷分配梁41中，其中一排载荷分配梁41的内端与另一排载荷分配梁41的内端一一相对设置，底板压梁42为水平设置的矩形框架结构，两个内端相对的载荷分配梁41的内端部分别支撑于对应底板压梁42相对平行的两边部上，且底板压梁42相对平行的两边部分别与对应两个载荷分配梁41的内端部相互铰接，每个腹板压梁43的顶端与对应的一个载荷分配梁41的外端部相互铰接，连接于两排载荷分配梁41外端上的两排腹板压梁43相互平行，且每排腹板压梁43中多个腹板压梁43的端头顺次对接；其中，腹板压梁43的底端高度与底板压梁42的底端高度之差等于现浇梁支架7上方的模板8厚度，液压油缸与载荷分配梁41的铰接点距离载荷分配梁41与腹板压梁43铰接点之间的长度为L1，液压油缸与载荷分配梁41的铰接点距离载荷分配梁41与底板压梁42铰接点之间的长度为L2，L1与L2的比值等于现浇梁1/2底板与腹板的重量之比；

锁止系统5包括有固定于反力梁支架1顶端的扁担梁51和四根竖直设置的锚杆52，四根锚杆52的顶端均固定于扁担梁51上，四根锚杆52的底端部预埋于桥墩10中；

见图7，控制系统6包括有固定于走行轮组上的速度传感器61，走行控制模块62，固定于液压油缸上的压力传感器63，预压控制模块64，以及主控模块65；主控模块65包括有单片机651，分别与单片机651连接的液压泵站开关652、走行起停按钮653和显示屏654；走行控制模块62、预压控制模块64均与主控模块的单片机651连接，速度传感器61、走行系统的驱动电机21均与走行控制模块62连接，压力传感器63、压力系统3的液压油缸均与预压控制模块64连接，走行控制模块62通过速度传感器61采集走行速度，并通过控制走行系统的驱动电机21从而控制整个自走行预压装置的行走速度，预压控制模块64通过压力传感器63采集液压油缸的压力信号，并通过控制液压油缸的压力达到预压载荷分级控制的目的，主控模块的液压泵站开关652、走行起停按钮653为控制输入，主控模块的单片机651集中发送控制命令给走行控制模块62与预压控制模块64，显示屏654实时显示走行系统2的走行速度和压力系统3驱动荷载分配系统4的荷载等级，且整个自走行预压装置在行走的时候液压油缸不能工作，在液压油缸预压的时候走行系统的驱动电机21不能工作。

其中，反力梁支架1沿其中轴线对称的两侧面上均固定有沿反力梁支架1走行方向延伸的导轨11（见图4），每个导轨11上均滑动连接有反滚轮12，每个反滚轮12上均固定有用于走行轨道7悬挂固定的挂钩13，走行轨道7支撑定位于现浇梁支架8上方的模板9上，走行轨道7的长度大于自走行预压装置的长度，自走行预压装置的走行轮组沿走行轨道7行走转移，当自走行预压装置从走行轨道7的首端移动至末端时，将行走轨道首部未支撑自走行预压装置的部分从模板9上拆除并固定于挂钩13上沿导轨11转运至模板9上的下一段行走区间并进行铺设，实现走行轨道7的快速转运。

一种适用于现浇梁支架的自走行预压装置的预压方法，具体包括有以下步骤：

（1）、首先搭设现浇梁支架8并安装现浇梁模板9的底模，铺设走行轨道7；

（2）、将荷载分配系统4的组件吊装至底模上，按照图纸中尺寸将载荷分配梁41摆放在底板压梁42和腹板压梁43上，并将三者进行对应铰接；

（3）、在地面上将走行系统2安装在反力梁支架1上；

（4）、吊装反力梁支架1至模板9的底模上，使走行系统2的走行轮组22支撑于走行轨道7的上表面；

（5）、安装反力梁支架1的连接销轴，使多节反力梁支架1连接为整体；

（6）、安装控制系统6，并接通电源，使反力梁支架可沿走行轨道7运动；

（7）、微调反力梁支架1的位置，使反力梁支架1底端上的压力系统3与载荷分配梁41连接位置对齐，安装压力系统3的液压油缸，直至所有液压油缸安装完毕；

（8）、安装反力梁支架1上的导轨11与带有挂钩13的反滚轮12；

（9）、安装液压管路和其余的控制部分，启动液压控制，使液压油缸收缩；

（10）、启动走行控制，使预压装置走行至预压的位置；

（11）、用锁止系统5的锚杆对预压装置进行锚固；

（12）、启动控制系统进行预压，可由工人按照标准设定预压载荷的比例直至最大预压载荷，到预压时间后卸载；（在执行步骤1至步骤12的同时可搭设第二、第三节段现浇梁支架8）

（13）、预压完毕后，拆除锁止系统5的锚杆，启动走行系统2，使预压装置沿走行轨道7走行至第二节段现浇梁支架8的预压位置；

（14）、拆除上一节段模板上的走行轨道7，通过导轨11转运至第三节段并铺设；

（15）、重复步骤10至步骤15，直至所有现浇梁支架8预压完成。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种适用于现浇梁支架的自走行预压装置，其特征在于：包括有长方体框架结构的反力梁支架、固定连接于反力梁支架底端的走行系统和压力系统、连接于压力系统上的荷载分配系统、用于反力梁支架定位的锁止系统、以及控制系统；

所述的走行系统包括有驱动电机、固定于反力梁支架底端两侧且由驱动电机驱动的若干走行轮组，若干走行轮组沿反力梁支架的中轴线对称设置；

所述的压力系统包括有多个固定于反力梁支架底端的液压油缸，多个液压油缸分为两排，两排液压油缸沿反力梁支架的中轴线对称，且每排液压油缸沿反力梁支架的走行方向均匀分布；

荷载分配系统包括有两排载荷分配梁、多个连接于两排载荷分配梁之间的底板压梁、以及连接于每个载荷分配梁外端上的腹板压梁，两排载荷分配梁、多个底板压梁和多个腹板压梁均水平设置，两排载荷分配梁沿反力梁支架的走行方向对称，每排载荷分配梁中的多个载荷分配梁相互平行，两排液压油缸位于对应两排载荷分配梁的正上方，每个液压油缸竖直朝下的活塞杆与对应的一个载荷分配梁互相铰接，两排载荷分配梁中，其中一排载荷分配梁的内端与另一排载荷分配梁的内端一一相对设置，两个内端相对的载荷分配梁的内端部分别支撑于对应底板压梁的两端部上，且底板压梁的两端部与对应两个载荷分配梁的内端部相互铰接，每个腹板压梁的顶端与对应的一个载荷分配梁的外端部相互铰接；

所述的锁止系统包括有固定于反力梁支架顶端的扁担梁和顶端固定于扁担梁上的锚杆，所述的锚杆的底端部预埋于桥墩中；

所述的控制系统包括有固定于走行轮组上的速度传感器，走行控制模块，固定于液压油缸上的压力传感器，预压控制模块，以及主控模块；所述的走行控制模块、预压控制模块均与主控模块连接，所述的速度传感器、走行系统的驱动电机均与走行控制模块连接，所述的压力传感器、压力系统的液压油缸均与预压控制模块连接，所述的走行控制模块通过速度传感器采集走行速度，并通过控制走行系统的驱动电机从而控制整个自走行预压装置的行走速度，所述的预压控制模块通过压力传感器采集液压油缸的压力信号，并通过控制液压油缸的压力达到预压载荷分级控制的目的，所述的主控模块集中发送控制命令给走行控制模块与预压控制模块，使得整个自走行预压装置在行走的时候液压油缸不能工作，在液压油缸预压的时候走行系统的驱动电机不能工作。

2.根据权利要求1所述的一种适用于现浇梁支架的自走行预压装置，其特征在于：所述的反力梁支架沿其中轴线对称的两侧面上均固定有沿反力梁支架走行方向延伸的导轨，每个导轨上均滑动连接有反滚轮，每个反滚轮上均固定有用于走行轨道悬挂固定的挂钩，所述的走行轨道支撑定位于现浇梁支架上方的模板上，走行轨道的长度大于自走行预压装置的长度，自走行预压装置的走行轮组沿走行轨道行走转移。

3.根据权利要求1所述的一种适用于现浇梁支架的自走行预压装置，其特征在于：所述的液压油缸与载荷分配梁的铰接点距离载荷分配梁与腹板压梁铰接点之间的长度为L1，液压油缸与载荷分配梁的铰接点距离载荷分配梁与底板压梁铰接点之间的长度为L2，所述的L1与L2的比值等于现浇梁1/2底板与腹板的重量之比。

4.根据权利要求1所述的一种适用于现浇梁支架的自走行预压装置，其特征在于：所述的每个腹板压梁的顶端铰接于对应的载荷分配梁上，连接于两排载荷分配梁外端上的两排腹板压梁相互平行，且每排腹板压梁中多个腹板压梁的端头顺次对接。

5.根据权利要求1所述的一种适用于现浇梁支架的自走行预压装置，其特征在于：所述的底板压梁为水平设置的矩形框架结构，底板压梁相对平行的两边部分别与对应的两个载荷分配梁相互铰接。

6.根据权利要求1所述的一种适用于现浇梁支架的自走行预压装置，其特征在于：所述的锁止系统包括有多根竖直设置的锚杆，多根锚杆的顶端固定于扁担梁上，多根锚杆的底端部预埋于桥墩中。

7.根据权利要求1所述的一种适用于现浇梁支架的自走行预压装置，其特征在于：所述的腹板压梁的底端高度与底板压梁的底端高度之差等于现浇梁支架上方的模板厚度。

8.根据权利要求1所述的一种适用于现浇梁支架的自走行预压装置，其特征在于：所述的主控模块包括有单片机，分别与单片机连接的液压泵站开关、走行起停按钮和显示屏。

9.根据权利要求1所述的一种适用于现浇梁支架的自走行预压装置的预压方法，其特征在于：具体包括有以下步骤：

（1）、首先搭设现浇梁支架并安装现浇梁模板的底模，铺设走行轨道；

（2）、将荷载分配系统的组件吊装至底模上，按照图纸中尺寸将载荷分配梁摆放在底板压梁和腹板压梁上，并将三者进行对应铰接；

（3）、在地面上将走行系统安装在反力梁支架上；

（4）、吊装反力梁支架至模板的底模上，使走行系统的走行轮组支撑于走行轨道的上表面；

（5）、安装反力梁支架的连接销轴，使多节反力梁支架连接为整体；

（6）、安装控制系统，并接通电源，使反力梁支架可沿走行轨道运动；

（7）、微调反力梁支架的位置，使反力梁支架底端上的压力系统与载荷分配梁连接位置对齐，安装压力系统的液压油缸，直至所有液压油缸安装完毕；

（8）、安装反力梁支架上的导轨与带有挂钩的反滚轮；

（9）、安装液压管路和其余的控制部分，启动液压控制，使液压油缸收缩；

（10）、启动走行控制，使预压装置走行至预压的位置；

（11）、用锁止系统的锚杆对预压装置进行锚固；

（12）、启动控制系统进行预压，可由工人按照标准设定预压载荷的比例直至最大预压载荷，到预压时间后卸载；

（13）、预压完毕后，拆除锁止系统的锚杆，启动走行系统，使预压装置沿走行轨道走行至第二节段现浇梁支架的预压位置；

（14）、拆除上一节段模板上的走行轨道，通过导轨转运至第三节段并铺设；

（15）、重复步骤10至步骤15，直至所有现浇梁支架预压完成。

10.根据权利要求9所述的一种适用于现浇梁支架的自走行预压装置的预压方法，其特征在于：在执行所述的步骤1至步骤12的同时搭设第二节段和第三节段的现浇梁支架。

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