CN111501545A - 一种用于大跨度钢桁架拱桥拱上的检修桁车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于大跨度钢桁架拱桥拱上的检修桁车，包括桁架系统、吊篮系统、轨道系统和驱动系统，桁架系统包括桁架，桁架上设有人行通道，吊篮系统包括拱间吊篮和外侧吊篮，外侧吊篮连接在桁架的两端，拱间吊篮滑动连接在桁架上，且拱间吊篮位于两端的外侧吊篮之间，拱间吊篮和外侧吊篮均能上下运动；轨道系统包括轨道，轨道连接在两侧的桥拱上；驱动系统连接在桁架的两端，驱动系统工作带动桁架沿轨道运动。本发明的检修桁车，驱动系统带动桁架沿轨道运动，即沿桥拱运动，实现对桥梁的检修，桁架上的外侧吊篮和拱间吊篮可上下运动，且拱间吊篮可沿桁架移动，实现了对桥梁的全方位检修。

Description

一种用于大跨度钢桁架拱桥拱上的检修桁车

技术领域

本发明涉及桥梁维护技术领域，具体涉及一种用于大跨度钢桁架拱桥拱上的检修桁车。

背景技术

随着管养理念的不断完善，桥梁日常养护显得越来越重要，目前大部分已经建成的大跨度钢桁架拱桥没有设置检修桁车或者检修桁车难以满足日常检修养护的需要。

发明人研究发现目前大跨度钢桁架拱桥设置的拱上检修桁车主要存在以下缺点：(1)爬拱能力较弱也不安全，不能满足日常检修需要，大部分拱小车爬行机构采用液压油缸配合插销机构实现行走功能。如图1所示，整车在走行由两组分别安装有两套插销机构的爬行机构完成。开始爬行时，插销机构二中的销轴插入轴孔中使整机固定在轨道上，支腿上的插销机构一处于松开状态，由油缸推动整个检查车进行前进，然后进行交替锁定松开持续进行走行。油缸采用有线操作方式控制伸缩，由站在发电机安装平台上的操作人员操纵放置在平台上的总控柜，控制油缸工作。

在操作检查车时，一位工作人员在控制台操作，一位工作人员在主梁上观察。检查车在轨道上依靠爬行机构进行行驶，两个爬行机构油缸上的插销装置的工作及不工作状态如图2所示，插销装置不工作时，检查车爬行机构未锁死，插销装置工作时，检查车爬行机构锁死。在拔插销时，必须保证爬行机构中有一个销轴处于工作状态，不能同时拔出两个销轴。拱上检修桁车爬坡中采用的人工插销固定模式费时费力已经不能满足高效率的作业需求。

(2)桁架结构不能够随着坡度的变化自动进行水平调整，导致管养人员在小车上进行检修时是垂直于拱的，这在检修过程中会给管养人员带来一定的心理压力，也不便于进行检修。(3)小车行走过程中会由于轨道弯曲变形等情况出现卡轨情况，会导致小车卡在检修过程中；(4)行走过程中两侧驱动机构行走速度不一致导致两侧行走存在距离偏差；(5)小车采用钢结构焊接制作而成，小车重量将近30多吨。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于大跨度钢桁架拱桥拱上的检修桁车，以解决上述多项问题或多项问题之一。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

一种用于大跨度钢桁架拱桥拱上的检修桁车，包括桁架系统、吊篮系统、轨道系统和驱动系统，所述桁架系统包括桁架，所述桁架上设有人行通道，所述吊篮系统包括拱间吊篮和外侧吊篮，所述外侧吊篮连接在所述桁架的两端，所述拱间吊篮滑动连接在所述桁架上，且所述拱间吊篮位于两端的所述外侧吊篮之间，所述拱间吊篮和所述外侧吊篮均能上下运动；

所述轨道系统包括轨道，所述轨道连接在两侧的桥拱上；所述驱动系统连接在所述桁架的两端，所述驱动系统工作带动所述桁架沿所述轨道运动。

进一步的，所述驱动系统包括支架、齿轮箱和驱动轮，所述支架和所述桁架相连接，所述齿轮箱安装在所述支架上，所述驱动轮连接在所述齿轮箱的输出端。

进一步的，所述轨道上连接有沿轨道方向的第一齿条，所述驱动轮为第一齿轮，所述第一齿轮和所述第一齿条相啮合。

进一步的，所述驱动系统还包括总线控制器，所述总线控制器控制两端驱动系统中的齿轮箱运动。本发明通过总线控制器控制两端的齿轮箱工作，齿轮箱带动桁架运动，能够保证桁架的两端同时运动，保证了两端驱动系统行走速度一致，保证了两侧的行走距离不会有偏差。

进一步的，所述驱动系统内设有制动系统，所述制动系统用于对所述驱动系统制动。制动系统采用自动制动或手动制动，制动系统的设置防止了桁架发生滑动的情况，保证了桁架在停车时的稳定。

进一步地，所述桁架包括上弦杆、下弦杆、腹杆和底板，所述腹杆连接在两侧的上弦杆和下弦杆之间，所述底板连接在两侧的下弦杆之间。

进一步地，所述上弦杆、下弦杆、腹杆和底板均为铝合金材质。铝合金材质的桁架，使桁架整体的重量大大降低，整体重量大致为4.9T，减轻了桁架的重量。

进一步地，还包括固定龙门架，所述固定龙门架内设有滑移装置。

进一步地，还包括调平机构，所述调平机构包括桁车支腿门架，所述桁车支腿门架为框架状，所述桁架的两端伸入至两端的所述桁车支腿门架内，且所述桁架的顶面和所述桁车支腿门架铰接连接；

所述驱动系统连接在所述桁车支腿门架的底面。

根据上述技术方案，本发明的实施例至少具有以下效果：

1、本发明的检修桁车，通过在桥拱上安装轨道系统，驱动系统和轨道系统相配合，且驱动系统带动桁架沿轨道运动，即沿桥拱运动，实现对桥梁的检修，桁架上的外侧吊篮和拱间吊篮可上下运动，且拱间吊篮可沿桁架移动，实现了对桥梁的全方位检修；

2、本发明中采用驱动轮采用第一齿轮，第一齿轮和轨道上的第一齿条相啮合，能够满足驱动系统在拱桥拱上的爬坡能力，保证了桁架的爬坡能力；

3、桁架的顶面和支腿门架铰接连接，当两端的驱动系统高度不同，两端的桁车支腿门架发生倾斜时，能够保证与桁车支腿门架连接的桁架始终处于水平状态，保证了处于桁架上的工作人员的安全。

附图说明

图1为背景技术中的示意图；

图2为背景技术中插销工作不同状态的示意图；

图3为本发明具体实施方式的整体结构示意图；

图4为本发明具体实施方式检修桁车在桥拱上工作的示意图；

图5为本发明具体实施方式中桁架的主视图和俯视图；

图6为本发明具体实施方式中桁架的左视图；

图7为本发明具体实施方式中轨道系统主视图和俯视图；

图8为本发明具体实施方式中外侧吊篮的示意图；

图9为本发明具体实施方式中拱间吊篮的连接示意图；

图10为本发明具体实施方式中调平机构和固定龙门架连接的左视图；

图11为本发明具体实施方式调平机构和固定龙门架连接的主视图；

图12为本发明具体实施方式中调平机构的主视图；

图13为本发明具体实施方式中固定龙门架的主视图；

图14为图13的剖视图；

图15为桁车支腿门架与调平机构及驱动系统的连接示意图；

图16为图15的部分结构不同状态的示意图；

图17为驱动结构的示意图；

图18为图17不同视角的结构示意图。

其中，1、插销装置一；2、爬行油缸；3、插销装置二；4、桁架；7、驱动系统；8、调平机构；9、固定龙门架；41、上弦杆；42、下弦杆；43、腹杆；44、底板；51、拱间吊篮；52、外侧吊篮；61、轨道；62、齿条；71、支架；72、齿轮箱；73、第一齿轮；81、桁车支腿门架；82、齿轮齿条机构；821、第二齿轮； 822、第二齿条；823、驱动电机；91、滑移装置。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明描述中使用的术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”指的是附图中的方向，术语“内”、“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图3至图18所示，本发明提供了一种用于大跨度钢桁架拱桥拱上的检修桁车，包括桁架系统、吊篮系统、轨道系统6和驱动系统7，桁架系统包括桁架 4，桁架4上设有人行通道，吊篮系统包括拱间吊篮51和外侧吊篮52，外侧吊篮 52连接在桁架4的两端，拱间吊篮51滑动连接在桁架4上，且拱间吊篮51位于两端的外侧吊篮52之间，拱间吊篮51和外侧吊篮52均能上下运动；轨道系统6 包括轨道61，轨道61连接在两侧的桥拱上；驱动系统7连接在桁架4的两端，驱动系统7工作带动桁架4沿轨道61运动。本发明的检修桁车，通过在桥拱上安装轨道系统6，驱动系统7和轨道系统6相配合，驱动系统7带动桁架4沿轨道61运动，即沿桥拱运动，实现对桥梁的检修，桁架4上的外侧吊篮52和拱间吊篮51可上下运动，且拱间吊篮可沿桁架4移动，实现了对桥梁的全方位检修。

本发明依托某长江大桥拱顶增设检修桁车项目，小车具体参数如下表1：

表1齿轮齿条自重平衡检修桁车技术参数

在本实施例中，如图5和图6所示，桁架系统包括桁架4。桁架4分为四段在工厂制造，运输至现场后拼装。分段制作，方便且便于运输。桁架4的包括上弦杆41、下弦杆42和连接在上弦杆及下弦杆42之间的腹杆43。两侧的下弦杆 42之间连接底板44，底板44位花纹铝板。花纹铝板质量轻且花纹能够防滑。底板44和两侧的腹杆43之间形成人行通道，供检修人员行走。腹杆两侧设置有防护护栏，进一步保证检修人员的安全。

桁架4主要承受自重、操作人员和维护检查器具物品等荷载。桁架4高 1400mm，采用6061-T6铝合金材质，100×100×5mm规格的方管作为上下弦杆、 50×50×5mm规格的方管作为腹杆焊接而成，重约4.9t。在桁架底部铺设花纹铝合金板，便于人员通行、检查和维护，具备优良的防滑性能，同时提高了车架整体稳定性。

如图8和图9所示，吊篮系统包括电动小车、从动小车和小车轨道，小车轨道通过螺栓固定在桁架上，电动小车带动从动小车在小车轨道内移动。电动小车和从动小车通过线缆和电气控制箱电性连接，电气控制箱控制电动小车运动，电动小车带动从动小车运动。拱间吊篮51的左右两侧连接臂分别和电动小车和从动小车相连接。电动小车和从动小车在小车轨道内移动即带动拱间吊篮51沿桁架方向运动。

拱间吊篮51和外侧吊篮52均可通过手动方式上下移动。具体可通过连接电动葫芦或滑轮组件，通过控制器控制驱动电机即可实现。外侧吊篮52安装在桁架4的两端处。拱间吊篮51通过防倾覆卡钩和电动小车、从动小车相连接，外侧吊篮52通过防倾覆卡钩和桁架4相连接。防倾覆卡钩为防止吊篮倾翻。

如图7所示，轨道系统6包括轨道61、第一齿条62和连接座。轨道采用H 型钢，栓接在连接座通过抱箍固定在桁架4上，第一齿条62安装在H型钢翼缘板下侧。

驱动系统7主要由驱动轮、齿轮箱72、电机、支架71和回转机构所组成。驱动系统7分左右驱动机构，单边驱动机构可单独控制并驱动，也可同时控制。通过工业总线控制器、PLC控制左右行走同步。行走时由电机驱动齿轮箱72工作，通过齿轮传动，带动驱动轮同时驱动，从而实现行桁架4的前进及后退。驱动轮为第一齿轮73，可满足桁架4的爬坡能力。安装传动齿轮的齿轮箱72采用低合金高强度钢板焊接成整体结构，保证检修桁车整体的刚度及安全性。

检修桁车制动采用常闭式和手动操作的制动器进行制动。当检修桁车需要制动时，首先可通过电机自锁装置实现行走制动，与之同时也可使用手动制动系统进行制动加强。

电机制动原理：驱动行走的电机自带制动装置，电机断电后实现自动制动。

手动制动原理：转动手轮，通过丝杠顶推摩擦盘，使摩擦盘压紧轨道底面，通过摩擦盘的制动片与轨道底面形成摩擦制动。当检修桁车停止时，应使用手制动系统固定检修桁车；当检修桁车准备行走时，应先检查手制动系统，使其与轨道脱开。

防坠安全制动器，当电机制动失灵，检修桁车快速下滑，当下滑速度达到额定的速度的1.4倍，防坠安全制动器自动锁死行走轴达到制动效果；大大的提高安全性，并可缓慢的下放至停靠位置检修。

检修桁车停靠泊车时，除上述3种制动措施全部处于制动状态外，再使用起重链条将检修桁车固定在停靠位置钢桁杆件上，并将链条张紧，以防长期停车无维护时的意外滑车。

如图8至14所示，本实施例中还包括调平机构8，调平机构8用于对桁架4 调平。驱动系统7在桥拱上爬坡或下坡时，由于坡度的原因，导致前后两个驱动系统7的高度不同。所以桁架4会常规状态下的桁架4会发生倾斜，调平机构8 的设置则是防止桁架4倾斜。调平机构8包括桁车支腿门架81和齿轮齿条机构 82。

桁架4伸入至桁车支腿门架81内，桁车支腿门架81为框架状。桁架4的顶面和桁车支腿门架81采用铰接形式连接，铰接连接可以通过自重平衡方式进行调平。同时配备齿轮齿条传动机构82。具体的，齿轮齿条传动机构82包括第二齿轮821、第二齿条822以及驱动电机823，驱动电机823连接在桁车支腿门架 81上，第二齿轮821安装在驱动电机823的输出端，第二齿条822连接在与桁架4相连接的固定龙门架9上，第二齿轮821和第二齿条822相啮合。齿轮齿条机构的设置，能够控制桁架4始终处于水平，当装置中的铰接点生锈或发生故障时，通过齿轮齿条的运动，能够控制桁架4始终处于水平。

检修桁车设置固定龙门架9，轨距变化时可通过固定龙门架9内的滑移装置 91自动调整。滑移装置为滚轴，当轨道存在弯曲或横向间距变大时可沿横向进行滑移。

本发明的实施例具有以下效果：

1.采用6061-T6铝合金焊接制作，强度高、自重轻；

2.设置吊篮系统可横向以及上下移动能够满足桥梁中横联、竖杆、斜腹杆、吊杆等日常维修养护；

3.设置驱动系统7，通过齿轮传动，带动驱动轮同时驱动，从而实现行检修桁车的前进及后退。驱动轮为第一齿轮，可满足检修桁车的爬坡能力；

4.设置调平机构8，桁架4与桁车支腿门架81采用铰接形式连接，可以通过自重平衡方式或齿轮机构进行调平；

5.设置轨道轨距偏差适应机构，轨距变化时可通过滑移龙门架设置的滚轴自动调整。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (9)

1.一种用于大跨度钢桁架拱桥拱上的检修桁车，其特征在于，包括桁架系统、吊篮系统、轨道系统和驱动系统，所述桁架系统包括桁架，所述桁架上设有人行通道，所述吊篮系统包括拱间吊篮和外侧吊篮，所述外侧吊篮连接在所述桁架的两端，所述拱间吊篮滑动连接在所述桁架上，且所述拱间吊篮位于两端的所述外侧吊篮之间，所述拱间吊篮和所述外侧吊篮均能上下运动；

所述轨道系统包括轨道，所述轨道连接在两侧的桥拱上；所述驱动系统连接在所述桁架的两端，所述驱动系统工作带动所述桁架沿所述轨道运动。

2.根据权利要求1所述的用于大跨度钢桁架拱桥拱上的检修桁车，其特征在于，所述驱动系统包括支架、齿轮箱和驱动轮，所述支架和所述桁架相连接，所述齿轮箱安装在所述支架上，所述驱动轮连接在所述齿轮箱的输出端。

3.根据权利要求2所述的用于大跨度钢桁架拱桥拱上的检修桁车，其特征在于，所述轨道上连接有沿轨道方向的第一齿条，所述驱动轮为第一齿轮，所述第一齿轮和所述第一齿条相啮合。

4.根据权利要求2所述的用于大跨度钢桁架拱桥拱上的检修桁车，其特征在于，所述驱动系统还包括总线控制器，所述总线控制器控制两端驱动系统中的齿轮箱运动。

5.根据权利要求2所述的用于大跨度钢桁架拱桥拱上的检修桁车，其特征在于，所述驱动系统内设有制动系统，所述制动系统用于对所述驱动系统制动。

6.根据权利要求1所述的用于大跨度钢桁架拱桥拱上的检修桁车，其特征在于，所述桁架包括上弦杆、下弦杆、腹杆和底板，所述腹杆连接在两侧的上弦杆和下弦杆之间，所述底板连接在两侧的下弦杆之间。

7.根据权利要求6所述的用于大跨度钢桁架拱桥拱上的检修桁车，其特征在于，所述上弦杆、下弦杆、腹杆和底板均为铝合金材质。

8.根据权利要求1所述的用于大跨度钢桁架拱桥拱上的检修桁车，其特征在于，还包括固定龙门架，所述固定龙门架内设有滑移装置。

9.根据权利要求1所述的用于大跨度钢桁架拱桥拱上的检修桁车，其特征在于，还包括调平机构，所述调平机构包括桁车支腿门架，所述桁车支腿门架为框架状，所述桁架的两端伸入至两端的所述桁车支腿门架内，且所述桁架的顶面和所述桁车支腿门架铰接连接；

所述驱动系统连接在所述桁车支腿门架的底面。

Images