CN110863419B - 下穿隧道移动栈桥及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种下穿隧道移动栈桥及其施工方法。下穿隧道移动栈桥包括前引桥、后引桥和多组栈桥单元，栈桥单元包括主桥、主桥行走机构和主桥顶升机构，多组栈桥单元串联连接，相邻两栈桥单元的主桥通过长度面铰接，前引桥连接在首端栈桥单元主桥的长度面处，后引桥设置在末端栈桥单元主桥的长度面处；主桥行走机构和主桥顶升机构设置在主桥的宽度面上。本发明能保证正常道路通行的情况下修建下穿隧道。

Description

下穿隧道移动栈桥及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种用于下穿隧道的施工装置，尤其涉及一种下穿隧道移动栈桥及其施工方法。

背景技术

随着经济发展，社会车辆的保有量越来越多，城市交通拥堵成为我国的普遍现象，现有道路已不能满足人们工作生活交通出行的需求，为解决这个难题，在现有道路的下方修建下穿隧道成为一个有效的解决方案。

修建下穿隧道时需要在现有道路下开挖基坑进行隧道衬砌等施工作业，在隧道修建期会在施工区域两侧隔离出很窄的临时交通通道，对该路段的交通通行造成严重影响，施工单位的施工工期短，施工压力大，不利于质量控制。

有的交通拥堵路段需要修建下穿隧道，因道路较窄无法隔离出临时通行车道，目前尚没有可行的施工方案而无法修建。

现有技术中，隧道移动栈桥结构有很多，一般包括前引桥、主桥、后引桥、行走机构和顶升机构；例如，中国专利公开号108343446A公开的一种隧道深埋水沟施工用自行式升降组合栈桥，公开日2018-07-31；再如中国专利公开号 107905804A公开的一种轮胎自行式多功能隧道施工栈桥，公开日为2018-04-13；但现有隧道移动栈桥均是用于铁路隧道施工用，由于铁路隧道和道路下穿隧道施工方式完全不同，因此现有隧道移动栈桥并不适用于道路下穿隧道施工。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种下穿隧道移动栈桥及其施工方法。本发明能保证正常道路通行的情况下修建下穿隧道。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种下穿隧道移动栈桥，其特征在于：包括前引桥、后引桥和多组栈桥单元，栈桥单元包括主桥、主桥行走机构和主桥顶升机构，多组栈桥单元串联连接，相邻两栈桥单元的主桥通过长度面铰接，前引桥连接在首端栈桥单元主桥的长度面处，后引桥设置在末端栈桥单元主桥的长度面处；主桥行走机构和主桥顶升机构设置在主桥的宽度面上。

所述相邻两主桥的连接处表面上铺设有滑移钢板，多组栈桥单元连接后，前引桥、多个串联的主桥、滑移钢板和后引桥组合形成的顶面形成通过面，主桥下方形成施工区域。

本发明还包括侧向引桥，侧向引桥设置在通过面的长度边一侧或两侧，设置在一侧时，形成左转通过面或右转通过面，设置在两侧时，形成左转通过面和右转通过面。

所述滑移钢板一端固定在一栈桥单元的主桥上，另一端搭接于下一个栈桥单元的主桥上。

所述前引桥为4组，与首端栈桥单元主桥的长度面铰接，前引桥的4根前引桥顶升油缸，每根两端分别铰接在前引桥和首端栈桥单元主桥上。

所述后引桥为2组，与末端栈桥单元主桥的长度面铰接，后引桥上设置有后引桥滑套，后引桥滑套内设置有4组后引桥行走机构。

所述侧向引桥为2组或4组，为2组时形成左转通过面或右转通过面，为4组时，形成左转通过面和右转通过面，每组与任一栈桥单元主桥的宽度面两端铰接。

所述后引桥的4根后引桥顶升油缸，每根两端分别铰接在后引桥滑套和后引桥行走机构上。

所述相邻两栈桥单元的主桥通过长度面铰接后通过插销固定。

所述栈桥单元主桥的宽度面两侧对侧设置有4个主桥滑套，4台主桥行走机构分别滑动连接在主桥滑套内。

所述主桥顶升机构为多组，每组包括4根主桥顶升油缸，每根主桥顶升油缸两端分别铰接主桥滑套和主桥行走机构。

所述主桥行走机构行走时，主桥行走机构支撑在轨道上，轨道架设于下穿隧道两侧桩基施工后浇筑的冠梁上。

一种下穿隧道移动栈桥的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、在冠梁顶面预先铺设轨道用于栈桥行走及过车支撑；

b、安装栈桥；

c、栈桥安装完成后，在栈桥下方进行施工作业；

d、当一个施工段的隧道混凝土衬砌强度达到车辆通行要求后：

d1、拆除侧向引桥；

d2、前引桥顶升油缸顶升将前引桥抬离已有路面；

d3、后引桥顶升油缸顶升将后引桥升起使后引桥行走机构支撑于已浇隧道顶面；

d4、主桥顶升油缸顶升将所有栈桥单元升起使主桥行走机构支撑于轨道上；

d5、启动主桥行走机构，行走栈桥到下一循环施工位；

d6、收缩前引桥顶升油缸将前引桥前端支撑于已有路面上；

d7、收缩后引桥顶升油缸将后引桥行走机构提离底面，使后引桥前端支撑于已浇隧道顶面；

d8、收缩主桥顶升油缸将所有栈桥单元的主桥行走机构提离轨道，使每个栈桥单元支座支撑于轨道上；

d9、在需要左右通行的栈桥单元宽度面两端安装侧向引桥；

e、栈桥架设完毕，恢复道路通行并在栈桥下方进行下一循环隧道施工，如此反复直至隧道施工完成。

采用本发明的优点在于：

1、本发明结构上将现有铁路隧道用栈桥的纵向主桥设置为横向主桥，并将多个主桥串联连接，并通过改变前后引桥连接位置及增加侧向引桥将前后通行改为前后及左右通行，以及行走机构的位置，此结构能保证正常道路通行的情况下修建下穿隧道，让以前修建方式导致的交通压力得到缓解，施工单位由于工期短导致的质量缺陷得到根除，尤其那些因场地限制的路段需要修下穿隧道而不能修的矛盾得到解决。

2、由于部分下穿隧道有弯道，本发明通过铰接串联的栈桥在栈桥单元之间采用滑移式钢板搭接以满足栈桥过弯及通行。

3、由于部分下穿隧道有斜坡，本发明每个栈桥单元均设有独立的行走机构，该设计可满足栈桥移动需要的牵引力。

4、采用模块化设计，安装快捷，对交通的影响降到最低。

附图说明

图1为本发明施工布局示意图；

图2为本发明直线段栈桥俯视图；

图3为本发明最小曲线段栈桥俯视图；

图4为本发明正视图；

图5为本发明侧视图。

图中标记为：1、前引桥，2、后引桥，3、主桥，4、主桥行走机构，5、主桥顶升机构，6、滑移钢板，7、前引桥顶升油缸，8、后引桥行走机构，9、后引桥顶升油缸，10、插销，11、轨道，12、冠梁，13、侧向引桥，14、栈桥单元。

具体实施方式

实施例1

一种下穿隧道移动栈桥，包括前引桥1、后引桥2、和多组栈桥单元14，栈桥单元14包括主桥3、主桥行走机构4和主桥顶升机构5，多组栈桥单元14串联连接，相邻两栈桥单元14的主桥3通过长度面铰接，前引桥1连接在首端栈桥单元14的主桥3的长度面处，后引桥2设置在末端栈桥单元14的主桥3的长度面处；主桥行走机构4和主桥顶升机构5设置在主桥的宽度面上。

所述相邻两主桥的连接处表面上铺设有滑移钢板6，多组栈桥单元14连接后，前引桥1、多个串联的主桥3、滑移钢板6和后引桥2组合形成的顶面形成通过面，例如行车和行人通道，多个串联的主桥3下方形成施工区域。

本发明还包括侧向引桥13，侧向引桥13设置在通过面的长度边一侧或两侧，设置在一侧时，形成左转通过面或右转通过面，设置在两侧时，形成左转通过面和右转通过面。

所述滑移钢板6一端固定在一栈桥单元14的主桥3上，另一端搭接于下一个栈桥单元14的主桥3上。

所述前引桥1为4组，与首端栈桥单元主桥3的长度面铰接，前引桥1的4根前引桥顶升油缸7，每根两端分别铰接在前引桥1和首端栈桥单元主桥3上。

所述后引桥2为2组，与末端栈桥单元主桥3的长度面铰接，后引桥2上设置有后引桥滑套，后引桥滑套内设置有4组后引桥行走机构8。

所述后引桥的4根后引桥顶升油缸9，每根两端分别铰接在后引桥滑套和后引桥行走机构8上。

所述侧向引桥13为2组或4组，为2组时形成左转通过面或右转通过面，为4组时，形成左转通过面和右转通过面，每组与任一栈桥单元14的主桥3的宽度面两端铰接。

所述相邻两栈桥单元的主桥3通过长度面铰接后通过插销10固定。

所述栈桥单元14的主桥3的宽度面两侧对侧设置有4个主桥滑套，4台主桥行走机构4分别滑动连接在主桥滑套内。

所述主桥顶升机构5为多组，每组包括4根主桥顶升油缸，每根主桥顶升油缸两端分别铰接主桥滑套和主桥行走机构8。

所述主桥行走机构8行走时，主桥行走机构支撑在轨道11上，轨道11架设于下穿隧道两侧桩基施工后浇筑的冠梁12上。

一种下穿隧道移动栈桥的施工方法，包括如下步骤：

a、在冠梁顶面预先铺设轨道用于栈桥行走及过车支撑；

b、安装栈桥；

c、栈桥安装完成后，在栈桥下方进行施工作业；

d、当一个施工段的隧道混凝土衬砌强度达到车辆通行要求后：

d1、拆除侧向引桥；

d2、前引桥顶升油缸顶升将前引桥抬离已有路面；

d3、后引桥顶升油缸顶升将后引桥升起使后引桥行走机构支撑于已浇隧道顶面；

d4、主桥顶升油缸顶升将所有栈桥单元升起使主桥行走机构支撑于轨道上；

d5、启动主桥行走机构，行走栈桥到下一循环施工位；

d6、收缩前引桥顶升油缸将前引桥前端支撑于已有路面上；

d7、收缩后引桥顶升油缸将后引桥行走机构提离底面，使后引桥前端支撑于已浇隧道顶面；

d8、收缩主桥顶升油缸将所有栈桥单元的主桥行走机构提离轨道，使每个栈桥单元支座支撑于轨道上；

d9、在需要左右通行的栈桥单元宽度面两端安装侧向引桥；

e、栈桥架设完毕，恢复道路通行并在栈桥下方进行下一循环隧道施工，如此反复直至隧道施工完成。

实施例2

本实施例结合附图，对本发明的结构和方法做进一步说明。

本发明通过一种多组栈桥单元14串联式移动栈桥，该栈桥架设于现有路面上，在栈桥上方通行车辆，栈桥下方进行隧道施工。

该栈桥由：铰接于首端主桥前方的4组前引桥1；两端分别铰接在前引桥1和主桥3上的4根前引桥顶升油缸7；铰接于尾端主桥后方的2组后引桥2；可铰接在任一栈桥单元宽度面两端的侧向引桥13；滑动连接在后引桥滑套内的4组后引桥行走机构8；4根每根两端分别铰接后引桥滑套和后引桥行走机构8的后引桥顶升油缸9；多组栈桥单元14；多个铰接栈桥单元14的插销10；多组一端固定在栈桥单元14另一端搭接于下一个栈桥单元14的滑移钢板6；多组每组4台滑动连接于栈桥单元14两侧滑套内的主桥行走机构4；多组每组4根，每根两端分别铰接主桥滑套和主桥行走机构4的主桥顶升油缸；架设于下穿隧道两侧桩基施工后浇筑的冠梁12上的轨道11；一套栈桥液压及电气控制系统组成。

本实施例以采用20组栈桥单元14通过插销串联成的栈桥组施工为例进行说明。

一种下穿隧道移动栈桥的施工方法，包括如下步骤：

1，在冠梁顶面预先铺设轨道用于栈桥行走及过车支撑；

2，栈桥安装前需提前将引桥搭接处降坡至下穿隧道上顶面混凝土高程（见图示），还需预先降低主桥安装范围的（长60米）已有路面至冠梁顶面下30cm处（安装以后不需再提前降低已有路面）；

3，安装栈桥，由于栈桥采用模块化设计，可以在12个小时内完成主体结构安装并恢复通车，安装过程中如遇紧急情况还可采取搭引桥等措施恢复道路通行；

4，栈桥安装完成后即可在栈桥下方进行坑道开挖及混凝土衬砌等隧道施工作业；

5，当一个施工段的隧道混凝土衬砌强度达到车辆通行要求后：

A、通过装载机拆除侧向引桥；

B、通过控制系统操作前引桥顶升油缸顶升将前引桥抬离已有路面；

C、通过控制系统操作后引桥顶升油缸顶升将后引桥升起使后引桥行走机构支撑于已浇隧道顶面；

D、通过控制系统操作主桥顶升油缸顶升将所有栈桥单元升起使主桥行走机构支撑于轨道上；

E、通过控制系统启动主桥行走机构，行走栈桥到下一循环施工位；

F、通过控制系统操作前引桥顶升油缸收缩将前引桥前端支撑于已有路面上；

G、通过控制系统操作后引桥顶升油缸收缩将后引桥行走机构提离底面，使后引桥前端支撑于已浇隧道顶面；

H、通过控制系统操作主桥顶升油缸收缩将所有栈桥单元的主桥行走机构提离轨道，使每个栈桥单元支座支撑于轨道上；

I、通过装载机在需要左右通行的栈桥单元宽度面两端安装侧向引桥；

J，栈桥架设完毕，恢复道路通行（该过程可控制在1小时内）并在栈桥下方依次进行下一循环的隧道待开挖岩体的铣挖，出渣，底板钢筋网，底板砼浇筑，边墙及顶部钢筋网，边墙及顶部砼衬砌，砼养护等施工，如此反复直至隧道施工完成。

本发明中涉及的栈桥液压及电气控制系统、行走机构等，可以采用现有铁路隧道用栈桥的栈桥液压及电气控制系统、行走机构。

Claims (2)

1.一种下穿隧道移动栈桥，其特征在于：包括前引桥（1）、后引桥（2）和多组栈桥单元（14），栈桥单元（14）包括主桥（3）、主桥行走机构（4）和主桥顶升机构（5），多组栈桥单元（14）串联连接，相邻两栈桥单元（14）的主桥通过长度面铰接，前引桥（1）连接在首端栈桥单元主桥（3）的长度面处，后引桥（2）设置在末端栈桥单元主桥（3）的长度面处；主桥行走机构（4）和主桥顶升机构（5）设置在主桥（3）的宽度面上；所述相邻两主桥（3）的连接处表面上铺设有滑移钢板（6），多组栈桥单元（14）连接后，前引桥（1）、多个串联的主桥（3）、滑移钢板（6）和后引桥（2）组合形成的顶面形成通过面，主桥（3）下方形成施工区域；栈桥还包括侧向引桥（13），侧向引桥（13）设置在通过面的长度边一侧或两侧，设置在一侧时，形成左转通过面或右转通过面，设置在两侧时，形成左转通过面和右转通过面；所述滑移钢板（6）一端固定在一栈桥单元（14）的主桥（3）上，另一端搭接于下一个栈桥单元（14）的主桥（3）上；所述前引桥（1）为4组，与首端栈桥单元主桥（3）的长度面铰接，前引桥（1）的4根前引桥顶升油缸（7），每根两端分别铰接在前引桥（1）和首端栈桥单元主桥（3）上；所述后引桥（2）为2组，与末端栈桥单元主桥（3）的长度面铰接，后引桥（2）上设置有后引桥滑套，后引桥滑套内设置有4组后引桥行走机构（8）；所述栈桥单元（14）的主桥（3）的宽度面两侧对侧设置有4个主桥滑套，4台主桥行走机构（4）分别滑动连接在主桥滑套内；所述主桥顶升机构（5）为多组，每组包括4根主桥顶升油缸，每根主桥顶升油缸两端分别铰接主桥滑套和主桥行走机构（4）；所述主桥行走机构（4）行走时，主桥行走机构（4）支撑在轨道（11）上，轨道（11）架设于下穿隧道两侧桩基施工后浇筑的冠梁（12）上。

2.根据权利要求1所述的下穿隧道移动栈桥的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、在冠梁顶面预先铺设轨道用于栈桥行走及过车支撑；

b、安装栈桥；

c、栈桥安装完成后，在栈桥下方进行施工作业；

d、当一个施工段的隧道混凝土衬砌强度达到车辆通行要求后：

d1、拆除侧向引桥；

d2、前引桥顶升油缸顶升将前引桥抬离已有路面；

d3、后引桥顶升油缸顶升将后引桥升起使后引桥行走机构支撑于已浇隧道顶面；

d4、主桥顶升油缸顶升将所有栈桥单元升起使主桥行走机构支撑于轨道上；

d5、启动主桥行走机构，行走栈桥到下一循环施工位；

d6、收缩前引桥顶升油缸将前引桥前端支撑于已有路面上；

d7、收缩后引桥顶升油缸将后引桥行走机构提离底面，使后引桥前端支撑于已浇隧道顶面；

d8、收缩主桥顶升油缸将所有栈桥单元的主桥行走机构提离轨道，使每个栈桥单元支座支撑于轨道上；

d9、在需要左右通行的栈桥单元宽度面两端安装侧向引桥；

e、栈桥架设完毕，恢复道路通行并在栈桥下方进行下一循环隧道施工，如此反复直至隧道施工完成。

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